[实用新型]一种高耐压台面二极管芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种二极管芯片，尤其涉及一种高耐压台面二极管芯片。

背景技术

半导体二极管主要是依靠PN结而工作的。与PN结不可分割的点接触型和肖特基 型，也被列入一般的二极管的范围内。包括这两种型号在内，根据PN结构造面的特点，把晶 体二极管分类如下：点接触型二极管、键型二极管、合金型二极管、扩散型二极管、台面型二 极管、平面型二极管、合金扩散型二极管、外延型二极管、肖特基二极管，其中台面型二极管 的PN结的制作方法虽然与扩散型相同，但是，只保留PN结及其必要的部分，把不必要的部分 用药品腐蚀掉，而其剩余的部分便呈现出台面形，因而得名。

芯片表面的钝化层可以避免芯片与外界直接接触和避免杂质原子对芯片的吸附， 有利于缓解外部应力对芯片的损伤，从而减少侧壁表面漏电流，有效提高芯片的可靠性。

高耐压台面二极管主要用于电子部件工作电压较高的场合，目前高耐压二极管多 采用玻璃钝化工艺（GlassPassivationProcess缩写GPP），比较前沿的工艺是由低压化学 气相沉积掺氧多晶硅（LPCVDSIPOS）、低温氧化硅（LTO）、氮化硅，分别与玻璃组成复合钝化 结构。

玻璃钝化工艺，钝化效果不理想，因此一般需要做两次甚至三次玻璃钝化，造成生 产效率低，成本高。采用上述的CVD复合钝化结构，也存在使用局限性，以及效率不高等问 题。

如公开号为CN203386762U，名称为“台面型玻璃钝化二极管芯片”的实用新型专 利，该专利公开的芯片，包括一块半导体基片上的PN结、台面侧壁包覆在PN结外部的钝化玻 璃层和低温氧化隔层，其特征在于：所述玻璃钝化层分两层，其中一层与二层之间增加低温 氧化隔层；低温氧化隔层厚度为1±0.5μm，PN结周围玻璃钝化层及低温氧化隔层，能有效提 高芯片的高温可靠性能。该专利使用的低温氧化隔层是LPCVD工艺生长的低温氧化硅LTO 膜，其沉积速率低，生产效率低下，不能完全满足大规模生产的要求。

又如公开号为CN202384330U，名称为“多层保护的玻璃钝化芯片”的实用新型专 利，该专利公开的芯片，包括半导体基片、半导体基片上的P+层、N+层和玻璃钝化层，所述半 导体基片的腐蚀沟槽内设置有含氧多晶硅保护层和氮化硅保护层，所述含氧多晶硅保护层 位于腐蚀沟槽表面上，氮化硅保护层位于含氧多晶硅保护层与玻璃钝化层之间。

半导体生产用氮化硅主要通过CVD工艺获得。无论是LPCVD还是APCVD(常压CVD)制 备氮化硅都需要750℃以上的高温。等离子增强CVD（PECVD）氮化硅虽然淀积温度较低，300 ℃以上即可，但存在等离子表面损伤的问题，浅结器件就不能用，即使退火也难恢复，现是 在裸露的PN结上做钝化，稳定性是潜在的问题。同时氮化硅界面态密度高、应力系数大，膜 厚受到限制；另外氮化硅腐蚀特性与氧化硅、掺氧多晶硅和玻璃都不同，工艺难以兼容，通 常氮化硅需要化学干法腐蚀(CDE)，这也会给生产带来麻烦。试验表明，与玻璃组成复合钝 化结构的CVD膜必须有一定的厚度，而在适用范围内膜厚些更佳。LPCVD淀积速率慢，不仅制 约生产效率，对于一些市场急需产品，问题会更加突出。SIPOS比LTO淀积速率更慢，基本上 是1:2，在钝化膜膜厚配比上LTO更厚些，因此氧化硅的生长速率就显得至关重要。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种高耐压的台面二极管芯片，通过优化钝化膜结构，主要 是用不掺杂氧化硅代替现有技术中的低压化学汽相淀积低温氧化硅（LTO）和氮化硅，并采 用不掺杂氧化硅与玻璃、掺氧半绝缘多晶硅组成的复合钝化结构为钝化层，保证钝化效果 的同时，提高钝化膜的生长速率，从而大大缩短生产周期，提高生产效率，使本实用新型的 芯片更适合大规模生产，确保芯片行业得以可持续发展。

为了实现上述发明目的，本实用新型的技术方案如下：

一种高耐压台面二极管芯片，包括PN结和钝化膜层，其特征在于：所述PN结的N区 外侧设有N⁺层；所述钝化膜层包覆在PN结外部的台面侧壁，钝化膜层包括从下到上依次设 置的掺氧半绝缘多晶硅层、玻璃层和不掺杂氧化硅层。

需要说明的是，不掺杂氧化硅层采用常压化学汽相淀积得到的，英文缩写为UDO， 一般掺杂是指掺磷，本实用新型的不掺杂是指不掺磷；N区的一端与P区连接，另一端即为N 区外侧，钝化膜的下层是指与台面侧壁直接接触的那层钝化膜。