[发明专利]平面型单向触发二极管芯片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，特别是一种平面型单向触发二极管芯片及其制造方法。

背景技术

双向触发二极管是一种双向器件，在Ⅰ、Ⅲ象限具有对称的负阻特性，广泛应用于节能灯的半桥振荡器中。传统的双向触发二极管芯片是由杂质对硅片的双向扩散形成两个异型串联的且对称的PN结所构成，经双面腐蚀形成台面。这种工艺对硅片的厚度要求严格，其厚度必须小于150μm，因特性需要，两PN结间距很窄（约40μm），在双台面蚀刻过程中制程损耗较高，给生产带来极大的困难。

实际上在节能灯启动电路中只用到单结触发特性。而对另一方向只需有一击穿电压低得多的反向阻断特性即可。这一应用条件提醒我们完成同样的触发功能未必需要Ⅰ、Ⅲ象限的对称电特性。因此，本发明公开了一种平面型单向触发二极管芯片及其制造方法。不同于双向触发二极管芯片，平面型单向触发二极管是由两个不对称的PN结组成，其在第Ⅰ象限中的电特性与双向触发二极管完全相同，而在第Ⅲ象限则为三极管的发射结特性。

发明内容

本发明的目的是提供一种制程工艺简单、可靠性高、可替换应用于节能灯半桥逆变器启动电路中双向触发二极管的平面型单向触发二极管芯片及其制造方法。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：平面型单向触发二极管芯片，包括硅基片，在硅基片的抛光面上设有第一PN结以及第一扩散层，在第一扩散层上设有第二PN结以及第二扩散层，且第一PN结以及第二PN结均为曲面结，该芯片在厚度方向形成了浓度渐变的三层结构，分别为浓度最低的硅基片，其浓度C1为9.5E15～5E16，浓度高于硅基片的第一扩散层，其最高浓度C2为1.5E17～8E17，浓度高于第一扩散层的第二扩散层，其最高浓度C3为1E20～2E21，第一PN结与第二PN结之间的距离为0.5～10微米，在第一PN结和第二PN结暴露于硅基片的抛光表面上覆盖有钝化层，在第二扩散层的上表面以及硅基片背面沉积金属导电层。

所述的平面型单向触发二极管芯片，其钝化层可以是热生长氧化硅、用LPCVD方法沉积的氧化硅、热生长氧化硅与用LPCVD方法沉积的氮化硅的复合钝化层、用LPCVD方法沉积的氧化硅和氮化硅的复合钝化层。

一种制造平面型单向触发二极管芯片的方法为： a.在硅基片抛光面上经1050～1200℃下湿氧氧化0.5～2小时生长作为掩蔽层的氧化硅膜，光刻形成一次扩散窗口，b.将一次光刻好的硅基片置于800～1050℃下预沉积30～200分钟，使其表面沉积浓度高于硅基片的浓度C1且导电类型与之相反的杂质，形成第一PN结以及第一扩散层，c.将已形成第一PN结以及第一扩散层的硅基片置于1100～1200℃的有氧环境下再分布扩散2～5小时，使第一扩散层的最高浓度C2达1.5E17～8E17，与此同时沉积作为二次扩散的掩蔽层，并进行二次光刻形成二次扩散窗口，d.将二次光刻好的硅基片置于800～1100℃下预沉积20～80分钟，使其表面沉积浓度高于第一扩散层的最高浓度C2且与之导电类型相反的杂质，形成第二PN结以及第二扩散层，e.将已形成第二PN结以及第二扩散层的硅基片置于800～1000℃的有氧环境下再分布扩散30～90分钟，使第一PN结与第二PN结之间的距离为0.5～10微米，第二扩散层的最高浓度C3达1E20～2E21。f.在两个PN结暴露于硅基片的抛光表面上沉积钝化层,对暴露于硅基片表面的第一PN结和第二PN结实施覆盖，g.在第二扩散层的上表面以及硅基片背面沉积金属导电层，完成金属化。 

所述的制造平面型单向触发二极管芯片的方法，其硅基片为化学抛光片或机械抛光片。

所述的制造平面型单向触发二极管芯片的方法，其扩散方式为掩蔽扩散。