[发明专利]一种平面型双向触发二极管芯片制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体分立器件的制造技术领域，特别是平面型双向触发二极管的制造方法。

背景技术

目前双向触发二极管生产技术包括两种：一种为OJ（Open Juction开放结）型，优点是工艺简单，成本低，但同时存在高温特性不好，回弹电压易衰降的问题，品质始终存在问题，市场份额越来越小；一种为平面型，目前工艺过程复杂，碎片率高，成本较高。因为要达到器件高回弹电压要求，必须要保证薄的基区，同时要求有较高的发射区与基区掺杂浓度差，现行的工艺在薄的硅原片上进行超过三次光刻的复杂加工，造成了碎片问题，产品良率无法保证。

国家知识产权局2010.2.17.公开的“公开号CN101651102A”，公开一种双向触发二极管芯片的制备方法，其声称的发明目的为“双向击穿电压值可调、封装形式多样、漏电流小、质量稳定可靠，结构新颖。”其技术方案包括“四次光刻、两次扩散和一次玻璃钝化工序”。工序特别复杂，成本极高，市场无法接受。

国家知识产权局2011.06.01.公开的“公告号：CN102082093A”，公开了一种双向稳压二极管DB3芯片及其生产工艺，其声称的发明目的为“提高击穿电压的稳定性，增强了二极管的触发能力，减小了高温耗电，延长了二极管的寿命的同时，提高了合格率。”其技术方案包括“三次光刻、两次扩散，一次电泳，一次烧结”。相对于前一对比文件，工序有所减少，合格率能够得到提高。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种确保漏电小、回弹电压高、高温特性好、品质稳定的同时，进一步减少工艺步骤，进而提高合格率的平面型双向触发二极管芯片制造方法。

本发明的技术方案是：以厚度100-300μm的P型晶片为原料，在晶片表面生长氧化层、光刻扩散窗口和将晶片切割为芯片的工序，在所述光刻扩散窗口和将晶片切割为芯片的工序之间包括如下工序：

1）扩散窗口下沉；在扩散窗口中注入混酸，对扩散窗口中的晶片表面进行腐蚀，腐蚀深度以所述晶片表面为基准面，下沉5~40μm；

2）磷扩散；将上步骤制得的晶片清洗，再放入扩散炉中进行磷扩散；在晶片本体纵截面上形成N+、P、N+区域，同时在所述晶片本体氧化层表面下形成反型层；

3）去除表面反型层；第一、去除上步骤制得晶片表面的氧化层；第二、去除所述晶片本体氧化层表面下形成反型层；由于步骤1）扩散窗口下沉，在前述第二步去除反型层时，所述下沉的扩散窗口会进一步下沉，形成下沉窗口；

4）高温驱进杂质并生长二氧化硅钝化膜层；在1000-1270℃环境下生长一层二氧化硅钝化膜层以保护PN+结；在此温度下，同时驱进磷杂质，推PN+结深至40-80μm；由于均匀生长二氧化硅钝化膜层，在所述生长有二氧化硅钝化膜层的本体表面仍显现下沉窗口轮廓；

5）光刻金属电极窗口；沿所述下沉窗口轮廓，进行金属电极窗口光刻；在晶片表面形成金属电极窗口；

6）镀镍金；在金属电极窗口底面镀上镍金层，作为金属电极。

还包括在所述金属电极上设置凸点的工序，所述设置凸点的工序为：在所述金属电极表面增设凸出于晶片表面的由焊锡凝固形成的凸点。

还包括在所述金属电极上设置凸点的工序，所述设置凸点的工序为：在所述金属电极表面增设凸出于晶片表面的由电镀银形成的凸点。

本发明采用两次扩散，两次光刻工艺，提供了目前生产平面型双向触发二极管的最简单工艺。步骤1）的下沉，使得即便采用较厚的硅片，也能得到较薄的P型基区；结合步骤4）将高温驱进磷杂质和设置钝化层工序合二为一，设置钝化层的同时，能使结深推深，结深推深以后，会使得P型基区更薄。最终使得芯片的雪崩放大系数变大，保证双向触发二极管的高回弹电压。此外，本发明的工艺由于可以采用较厚的硅片，进而可以减少碎片率，同时平面钝化结构保证了切割在划片道内，对钝化层无破坏，保证了电压的稳定及优良的高温特性。                   

附图说明

图1是本发明所制得芯片的结构示意图，

图2是本发明生长氧化层工序示意图，

图3是本发明光刻扩散窗口工序示意图，

图4是本发明扩散窗口下沉工序示意图，

图5是本发明扩散工序示意图，

图6是本发明去除表面反型层工序中一次去除氧化层工序的示意图，

图7是本发明去除表面反型层工序中二次去除反型层工序的示意图，

图8是本发明生成钝化层工序示意图，

图9是本发明光刻电极窗口工序示意图，