[发明专利]一种穿通型中低压平面TVS芯片及其制备方法

说明书

本发明公开一种穿通型中低压平面TVS芯片，包括设置在P‑型硅片正反两面的N+扩散区和P+扩散区，P‑型硅片、N+扩散区和P+扩散区周围环绕设置N‑穿通隔离区，N‑穿通隔离区内侧和P+扩散区交接处设置二氧化硅钝化层，P+扩散区外表面设置阳极电极，N+扩散区表面设置阴极电极。制备方法，1）氧化；2）光刻穿通环；3）磷穿通扩散；4）正面刻窗口；5）硼扩散；6）去除背面氧化层；7）磷扩散；8）光刻引线；9）表面金属化；10）正面光刻反刻；11）真空合金；芯片测试；砂轮划片分离；芯片整理。利用耐压较高的穿通环保护内部耐压较低的PN结，防止焊锡膏溢至侧壁导致芯片短路、提高封装良率。

技术领域

本发明涉及一种穿通型中低压平面TVS芯片及其制备方法。

背景技术

市场需求的小型化封装中低压(≤18V)TVS产品，多采用P型衬底，平面钝化工艺：通过硼、磷液态源扩散的方式形成PN结，用二氧化硅进行钝化保护。此种工艺在进行小型化封装(如DFN2X2)时，因芯片版面较小，底板涂覆的焊锡膏很容易从芯片背面溢出至芯片边缘导致短路影响封装良率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种穿通型中低压平面TVS芯片及其制备方法。

本发明的技术方案为：一种穿通型中低压平面TVS芯片，包括设置在P-型硅片正反两面的N+扩散区和P+扩散区，P-型硅片、N+扩散区和P+扩散区周围环绕设置N-穿通隔离区，N-穿通隔离区内侧和P+扩散区交接处设置二氧化硅钝化层，P+扩散区外表面设置阳极电极，N+扩散区表面设置阴极电极。

进一步地，N-穿通隔离区宽度为160-280um。

进一步地，二氧化硅钝化层厚度在15000-30000A。

一种穿通型中低压平面TVS芯片的制备方法，包括下列步骤：

1）氧化：在P衬底材料的两面生长氧化层，氧化条件为：1100- 1180℃，氧化时间500-700min，DSIO2＝20±2KA；

2）光刻穿通环：在P衬底硅片材料两面生长的氧化层的两面刻上穿通环，采用BOE腐蚀液腐净穿通环内氧化层，暴露出硅；

3）磷穿通扩散：采用三氯氧磷作为掺杂源，在光刻穿通环后的硅层上进行两面预淀积磷，出炉后直接进行磷再扩散推结，形成N-穿通隔离区（2），预扩温度1160-1180℃，时间240-280min，Rs＝0.27-0.33Ω/□，再扩温度 1265-1275℃，时间280-320h，穿通环宽160-280um；

4）正面刻窗口：在硅片正面的氧化层上光刻窗口，用BOE腐蚀液腐净窗口内氧化层；

5）硼扩散：采用硼源扩散方法，在正面的光刻窗口内涂覆硼源，然后进行硼扩散推结形成P+扩散区，扩散温度为：1250-1270℃，时间为：50-60h，Bxj=70-90um；

6）去除背面氧化层：在衬底材料的正面涂覆光刻胶保护，然后用BOE腐蚀液腐净背面氧化层；

7）磷扩散：采用三氯氧磷作为掺杂源，先在衬底材料上预淀积磷，预淀积后泡净表面磷硅玻璃然后再进行磷再扩散推结形成N+扩散区；预扩温度860-880℃，时间30-50min，Rs＝21-23Ω/□；再扩温度 1180-1230℃，时间4-7h，Xj＝8-15μm；

8）光刻引线：采用引线版光刻引线孔，刻出需要进行金属化的部分，并将这些部分硅片表面氧化膜腐蚀掉，引出电极；

9）表面金属化：在硅片的正面蒸发铝，铝的蒸发厚度为5~7μm；在硅片的背面蒸发钛镍银，厚度分别为1.5±0.2KA/6.0±0.5KA/15±2KA；

10）正面光刻反刻：光刻出需要进行键合的部分，并将不需要键合的多余的金属膜腐蚀掉；