專利名稱：具有垂直表面造型的平面pn結(jié)芯片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅半導(dǎo)體器件，特別涉及一種具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯 片及其制造方法。
背景技術(shù)：
很多半導(dǎo)體二極管芯片中的PN結(jié)是一平面型的，是平行于表面、暴露于側(cè)面、位 于芯片內(nèi)部的一具有要求的電學(xué)特性的一層。為了減少外部環(huán)境對PN結(jié)電特性的影響，一 般將芯片做成臺面型，并將暴露于其外的PN結(jié)表面用鈍化材料將其護封，見圖1。然而占有 芯片投影面積相當(dāng)大的比例的芯片鈍化區(qū)并不傳導(dǎo)正向電流，降低了芯片的利用率。例如 最普通的額定電流為1安培、邊長為50mil的硅玻璃鈍化芯片，其鈍化區(qū)的寬度占據(jù)了芯片 邊長的25%，實際傳導(dǎo)電流的面積僅占總面積的55% _65%，而且會隨著芯片面積的減小 而降低。其原因是臺面造型是通過濕法腐蝕的方法實現(xiàn)的，而濕法腐蝕是各向同性腐蝕， 其縱向腐蝕深度與橫向腐蝕寬度大致相等，橫向腐蝕導(dǎo)致了臺面面積變小。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯片，該芯片的鈍化區(qū) 基本上不占用其投影面積，并使芯片實際傳導(dǎo)電流的面積占標(biāo)稱總面積的比例較高，且適 用于各種尺寸的芯片。 本發(fā)明的第二個目的是一種制造具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯片的方法。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是 —種具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯片，包括PN結(jié)表面、連接設(shè)置在P型導(dǎo)電層
和N型導(dǎo)電層之間的平面PN結(jié)，以及在芯片的側(cè)面形成有鈍化層，芯片上電鍍有芯片上表
面金屬鍍層和芯片下表面金屬鍍層，其特征在于所述芯片表面與PN結(jié)平面垂直。 進一步，所述芯片可以由一個平面PN結(jié)組成或者有多個平面PN結(jié)串聯(lián)而成。 進一步，所述芯片PN結(jié)表面造型的劃切深度不少于晶圓深度的3/4。 進一步，所述芯片PN結(jié)表面造型的劃切區(qū)寬度僅為前述的臺面鈍化區(qū)寬度的
1/5-1/6。 進一步，所述鈍化層可以是一層低溫二氧化硅膜或者是玻璃鈍化膜。
為實現(xiàn)第二個發(fā)明目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是 —種制造具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯片的方法，該方法包括以下主要步驟
第一步，晶圓前處理在已形成平面PN結(jié)的晶圓的雙面鍍鎳、鎳燒結(jié)，然后將表面 的鎳及氧化層清洗干凈。 第二步，垂直表面造型在晶圓的雙面各涂一層抗蝕劑并烘干，然后在靠近PN結(jié) 的一面將晶圓劃切成符合尺寸要求的芯片。 第三步，PN結(jié)表面處理在芯片的側(cè)面用半導(dǎo)體器件工藝中常用的化學(xué)方法進行 腐蝕，腐蝕的厚度約為20-40微米；然后用DI水將劃切溝道沖洗干凈并烘干。
第四步，沉積鈍化材料采用半導(dǎo)體器件工藝中常用的LPCVD工藝在芯片的側(cè)面 形成鈍化層。 第五步，將已劃切的晶圓分裂成芯片 第六步，芯片表面清洗首先采用半導(dǎo)體器件工藝中常用的去抗蝕劑方法去除芯 片表面的抗蝕劑；再用稀氫氟酸去除芯片上下表面的自然氧化層。
第七步，表面金屬化將芯片鍍二次鎳或者在必要時鍍金屬。
本發(fā)明的優(yōu)點是芯片PN結(jié)表面造型用劃切方法實現(xiàn)，表面與PN結(jié)平面垂直，使 芯片實際傳導(dǎo)電流的面積占標(biāo)稱總面積的90%以上，且適用于各種尺寸大小的芯片。同時 隨著芯片制作的不斷小型化，可焊區(qū)面積的相對增大更利于封裝作業(yè)。
以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明
圖1是現(xiàn)在有技術(shù)傳統(tǒng)臺面造型的平面PN結(jié)芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的平面PN結(jié)芯片完成垂直表面造型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的平面PN結(jié)芯片完成PN結(jié)表面處理的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的平面PN結(jié)芯片完成鈍化的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本發(fā)明一種具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯片完成表面金屬化的結(jié)構(gòu)示 意圖。 圖中1、P型導(dǎo)電層 2、N型導(dǎo)電層 3、平面PN結(jié)4、PN結(jié)表面5、鈍化層6、 芯片上表面金屬鍍層7、芯片下表面金屬鍍層
具體實施例方式
如圖1所示，現(xiàn)在有技術(shù)的傳統(tǒng)臺面造型的平面PN結(jié)芯片結(jié)構(gòu)示意圖，具有臺面 造型的平面PN結(jié)芯片。芯片PN結(jié)表面的造型是通過濕法腐蝕的方法而形成臺面狀，其臺 面鈍化區(qū)的寬度占據(jù)了芯片邊長的25 % ，而后在其鈍化區(qū)內(nèi)鈍化低溫二氧化硅膜或者是玻 璃鈍化膜。 如圖2至圖5所示，本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，一種具有垂直表面造型的平面PN 結(jié)芯片，包括PN結(jié)表面4、連接設(shè)置在P型導(dǎo)電層1和N型導(dǎo)電層2之間的平面PN結(jié)3，以 及在芯片的側(cè)面形成有鈍化層5，芯片上電鍍有芯片上表面金屬鍍層6和芯片下表面金屬 鍍層7，芯片表面與PN結(jié)平面垂直。 其中，芯片可以由一個平面PN結(jié)3組成或者也可以有多個平面PN結(jié)3串聯(lián)而成。 芯片PN結(jié)表面造型的劃切深度不少于晶圓深度的3/4，其劃切區(qū)寬度僅為前述的臺面鈍化 區(qū)寬度的1/5-1/6。鈍化層5可以是一層低溫二氧化硅膜或者是玻璃鈍化膜或者是有機鈍 化膜。 制造上述具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯片的方法包括以下步驟 第一步，晶圓前處理在已形成平面PN結(jié)3的晶圓的雙面鍍鎳、鎳燒結(jié)，然后將表
面的鎳及氧化層清洗干凈。 第二步，垂直表面造型在晶圓的雙面各涂一層抗蝕劑并烘干，然后在靠近PN結(jié) 的一面將晶圓劃切成符合尺寸要求的芯片。此處所劃的深度不少于晶圓深度的3/4，但不劃透；所劃切區(qū)寬度僅為前述的臺面鈍化區(qū)寬度的1/5-1/6。 此時PN結(jié)已經(jīng)暴露于芯片的側(cè)面，但整個晶圓上的芯片仍連在一起。 第三步，PN結(jié)表面處理在芯片的側(cè)面用半導(dǎo)體器件工藝中常用的化學(xué)方法進行
腐蝕，腐蝕的厚度約為20-40微米；然后用DI水將劃切溝道沖洗干凈并烘干。 第四步，沉積鈍化材料采用半導(dǎo)體器件工藝中常用的LPCVD工藝在芯片的側(cè)面
沉積一層二氧化硅鈍化膜的鈍化層5，該鈍化層5也可以通過玻璃鈍化工藝形成鈍化玻璃層。 此時被抗蝕劑覆蓋并保護著的芯片的上下表面不會沉積上二氧化硅膜。
第五步，將已劃切的晶圓分裂成芯片； 第六步，芯片表面清洗首先采用半導(dǎo)體器件工藝中常用的去抗蝕劑方法去除芯 片表面的抗蝕劑；再用稀氫氟酸去除芯片上下表面的自然氧化層。在本步驟中，由于側(cè)面的 鈍化層較厚，因此不會受到很明顯的影響。
第七步，表面金屬化將芯片鍍二次鎳或者在必要時鍍金。 以上對本發(fā)明作了詳細(xì)說明，不能認(rèn)為本發(fā)明的保護范圍僅局限于上述實施方 式。如果與本發(fā)明權(quán)利要求的技術(shù)方案沒有產(chǎn)生本質(zhì)上的區(qū)別，對上述實施方式的推演或 替換仍然被視為在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯片，包括PN結(jié)表面、連接設(shè)置在P型導(dǎo)電層和N型導(dǎo)電層之間的平面PN結(jié)，在芯片的側(cè)面形成有鈍化層，芯片上鍍有上表面金屬鍍層和下表面金屬鍍層，其特征在于所述芯片表面與PN結(jié)平面垂直。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯片，其特征在于所述芯片由一 個平面PN結(jié)構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯片，其特征在于所述芯片由多 個平面PN結(jié)串聯(lián)構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯片，其特征在于所述芯片PN 結(jié)表面造型的劃切深度不少于晶圓深度的3/4。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯片，其特征在于所述芯片PN 結(jié)表面造型的劃切區(qū)寬度僅為前述的臺面鈍化區(qū)寬度的1/5-1/6。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯片，其特征在于 所述鈍化層是二氧化硅膜或者玻璃鈍化膜。
7. —種制造具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯片的方法，其特征在于包括以下主要步驟第一步，晶圓前處理在已形成平面PN結(jié)的晶圓的雙面鍍鎳、鎳燒結(jié)，然后將表面的鎳 及氧化層清洗干凈；第二步，垂直表面造型在晶圓的雙面各涂一層抗蝕劑并烘干，然后在靠近PN結(jié)的一 面將晶圓劃切成符合尺寸要求的芯片；第三步，PN結(jié)表面處理在芯片的側(cè)面用半導(dǎo)體器件工藝中常用的化學(xué)方法進行腐 蝕，腐蝕的厚度約為20-40微米；然后用DI水將劃切溝道沖洗干凈并烘干；第四步，沉積鈍化材料采用LPCVD工藝在芯片的側(cè)面形成鈍化層；第五步，將已劃切的晶圓分裂成芯片；第六步，芯片表面清洗首先采用半導(dǎo)體器件工藝中常用的去抗蝕劑方法去除芯片表 面的抗蝕劑；再用稀氫氟酸去除芯片上下表面的自然氧化層；第七步，表面金屬化將芯片鍍二次鎳或者在必要時鍍金屬。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯片及其制造方法，本方法的芯片PN結(jié)表面造型是用劃切方法實現(xiàn)，所得具有垂直表面造型的平面PN結(jié)芯片，包括PN結(jié)表面、連接設(shè)置在P型導(dǎo)電層和N型導(dǎo)電層之間的平面PN結(jié)，以及在芯片的側(cè)面形成有鈍化層，芯片上電鍍有芯片上表面金屬鍍層和芯片下表面金屬鍍層，所述芯片表面與PN結(jié)平面垂直；本發(fā)明的有益效果能夠使芯片實際傳導(dǎo)電流的面積占標(biāo)稱總面積的90％以上，且適用于各種尺寸大小的芯片。
文檔編號H01L29/02GK101719518SQ20091015302
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者保愛林, 應(yīng)燕霞 申請人:紹興旭昌科技企業(yè)有限公司