[实用新型]一种大电流二极管钝化台面结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体器件制造领域，具体地说涉及一种大电流二极管钝化台面结构。

背景技术

大电流快恢复二极管以其工作电流大(50A以上)、正向电压小(1.4V以下)、反向恢复时间短(100ns)的特点，被广泛应用于电子线路、电源系统等的整流作用，尤其是大功率的开关电路更是必不可少。

由于所有的电子线路、电源系统在工作时都会发热，因此电路中电子元器件的高温工作稳定性就成为考核产品质量和可靠性的重要技术指标，作为整流作用的大电流快恢复二极管的高温工作稳定性更是直接影响输出电流的稳定性，从而决定电路、电源能否正常工作。而大电流快恢复二极管的高温工作稳定性主要是由产品的PN结台面钝化工艺决定。

目前国内外普遍采用聚酰亚胺钝化PN结台面，该台面具有工艺简单、成本低、批产量大等优点，但由于聚酰亚胺是有机高分子钝化材料，温度稳定性差，采用该工艺的产品PN结一般较浅，钝化效果差，反向漏电流高温下比较大，产品耐温度冲击等环境适应性的能力较差，长期工作的稳定性也不理想。因此采用该钝化结构无法实现二极管高压大电流的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种大电流二极管钝化台面结构，其目的旨在通过改大电流二极管台面聚酰亚胺钝化为玻璃钝化，解决大管芯面积大电流二极管的高温工作稳定问题。

为了达到如上目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种大电流二极管钝化台面结构，包括N型硅材料层，所述N型硅材料层下方为高浓度N型杂质掺杂层，其上方为高浓度P型杂质掺杂层，在高浓度N型杂质掺杂层和高浓度P型杂质掺杂层的外层为多层金属化层，其中，在高浓度P型杂质掺杂层上设有延伸至N型硅材料层的玻璃钝化槽。

进一步地，所述玻璃钝化槽纵向截面为半椭圆形结构，其槽宽100-200μm，槽深40-70μm。

进一步地，所述玻璃钝化槽延伸至N型硅材料层层深10-20μm。

进一步地，所述玻璃钝化槽水平面为矩形结构，矩形边的倒角为200μm。

进一步地，所述P型杂质掺杂层的外层的多层金属化层设在玻璃钝化槽的内侧。

采用如上技术方案具有如下有益效果：

通过光刻刻蚀工艺去除管芯之间的硅材料，暴露出PN结沟槽，通过玻璃填涂钝化解决了高电压大电流产品PN结沟槽较深(40μm以上)的钝化问题，避免了聚酰亚胺钝化无法解决的钝化效果差、温度稳定性差等问题。

玻璃钝化台面结构及工艺技术替代聚酰亚胺钝化PN结台面，有效的提高了产品的高温工作稳定性，125℃高温下测试反向漏电流，比采用现有方法，聚酰亚胺钝化产品反向漏电流减小了数倍，温度循环和温度冲击等试验都达到了国军标及美军标要求，现有方法长期工作稳定性更是显著提高，抗辐照指标填补国内空白，还优于国外同类产品。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是N型杂质掺杂示意图。

图2是P型杂质掺杂示意图。

图3是玻璃钝化台面纵向解剖示意图。

图4是多层金属化层刻蚀纵向解剖示意图。

图5是平面结构示意图。

其中：11是N型硅材料层，12是高浓度N型杂质掺杂层，13是高浓度P型杂质掺杂层，14是玻璃钝化槽，15是多层金属化层。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

大电流二极管玻璃钝化台面结构分纵向结构和横向结构两个方面，对照附图4所示，该大电流二极管钝化台面结构，包括N型硅材料层11，在N型硅材料层11下方为高浓度N型杂质掺杂层12，其上方为高浓度P型杂质掺杂层13，在高浓度N型杂质掺杂层12和高浓度P型杂质掺杂层13的外层为多层金属化层15，其中，在高浓度P型杂质掺杂层13上设有一对对称分布且延伸至N型硅材料层11的玻璃钝化槽14。P型杂质掺杂层13的外层的多层金属化层15设在玻璃钝化槽14的内侧。

其中，玻璃钝化槽14纵向截面为半椭圆形结构，其槽宽100-200μm，槽深40-70μm。玻璃钝化槽14延伸至N型硅材料层11层10-20μm。