低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管芯片及生產(chǎn)方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及晶體二極管芯片生產(chǎn)技術，具體地，涉及一種低漏電高可靠性的低壓 瞬態(tài)抑制二極管芯片及生產(chǎn)方法。
【背景技術】
[0002] 目前半導體行業(yè)內生產(chǎn)低電壓瞬態(tài)抑制二極管（TVS)芯片通常采用紙源兩次擴 散單個結的生產(chǎn)工藝?，F(xiàn)有技術存在問題：生產(chǎn)瞬態(tài)抑制二極管芯片使用單個擴散結時， 反向擊穿時，臺面的表面擊穿電壓低于體內擊穿電壓，造成表面擊穿先于體內擊穿，擊穿電 流集中分布在臺面附近，臺面由硅與玻璃層組成，之間應力較大，造成反向擊穿漏電較大， 所以行業(yè)內低壓瞬態(tài)抑制二極管反向擊穿電壓小于10V的產(chǎn)品有反向漏電較大，一般為 500~1000μΑ，以及因為漏電變大造成結溫升高，產(chǎn)品可靠性變差等問題。同時采用紙源 擴散的結深不平坦，導致?lián)舸╇妷翰粔蚍€(wěn)定，抗浪涌能力差。

【發(fā)明內容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑 制二極管芯片及生產(chǎn)工藝。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明第一個方面提供的單向低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管芯片 生產(chǎn)方法，包括如下步驟：
[0005] 步驟1 :第一次氧化，具體為，將第一次清洗后的硅片氧化出第一氧化層，得到第 一次氧化后的硅片；
[0006] 步驟2 :第一次光刻，具體為，將第一次氧化后的硅片的正面依次進行涂膠、曝光、 顯影、去第一氧化層，在硅片正面刻出擴散圖形，并去除光刻膠；
[0007] 步驟3 :第一次擴散，具體為，把去除光刻膠后的硅片的正面進行擴散依次形成Ρ+ 擴散結、第一Ν+擴散結；
[0008] 步驟4:第一次擴散后處理，具體為，去除因一次擴散工藝生成的第二氧化層；
[0009] 步驟5:去除硅片反面的磷源；
[0010] 步驟6 :第二次擴散，具體為，在硅片的反面進行擴散依次形成第二Ν+擴散結和Ρ++ 擴散結；
[0011] 步驟7 :第二次擴散后處理，具體為，去除因第二次擴散工藝生成的第三氧化層；
[0012] 步驟8:第二次氧化，具體為，把去除因第二次擴散工藝生成的第三氧化層的硅片 經(jīng)過第二次清洗后氧化出第四氧化層；
[0013] 步驟9 :第二次光刻，具體為，把第二次氧化后的硅片依次進行涂膠、曝光、顯影、 去氧化層工序，刻出臺面腐蝕圖形；
[0014] 步驟10 :臺面腐蝕，具體為，用混酸在所述臺面腐蝕圖形中刻蝕臺面溝槽并去除 光刻膠；
[0015] 步驟11:電泳，具體為，通過電泳在所述臺面溝槽中沉積玻璃；
[0016] 步驟12 :燒結，具體為，把電泳后的硅片進行燒結，并去除因燒結在硅片表面形成 的第五氧化層；
[0017] 步驟13 :鍍電極及切割，具體為，將去除第五氧化層后的硅片進行鍍電極后，沿臺 面溝槽處切割成單個芯片。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明第二個方面提供的雙向低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管芯片 生產(chǎn)方法，包括如下步驟：
[0019] 步驟1:第一次氧化，具體為，將第一次清洗后的硅片氧化出第一氧化層，得到第 一次氧化后的硅片；
[0020] 步驟2 :第一次光刻，具體為，將第一次氧化后的硅片的正面依次進行涂膠、曝光、 顯影、去氧化層，在硅片正面刻出擴散圖形，并去除光刻膠；
[0021] 步驟3 :第一次擴散，具體為，把去除光刻膠后的硅片的雙面進行擴散依次形成P+ 擴散結和第一N+擴散結；
[0022] 步驟4 :第一次擴散后處理，具體為，去除因第一次擴散工藝生成的第二氧化層；
[0023] 步驟5 :第二次擴散，具體為，在硅片的雙面進行擴散形成第二N+擴散結；
[0024] 步驟6 :第二次擴散后處理，具體為，去除因二次擴散工藝生成的第三氧化層；
[0025] 步驟7:第二次氧化，具體為，把去除因二次擴散工藝生成的第三氧化層的硅片， 經(jīng)過第二次清洗進行氧化生成第四氧化層；
[0026] 步驟8 :第二次光刻，具體為，把第二次氧化后的硅片依次進行涂膠、曝光、顯影、 去氧化層工序，刻出雙面臺面腐蝕圖形；
[0027] 步驟9:臺面腐蝕，具體為，用混酸在所述雙面臺面腐蝕圖形中刻蝕臺面溝槽并去 除光刻膠；
[0028] 步驟10 :電泳，具體為，通過電泳在所述臺面溝槽中沉積玻璃；
[0029] 步驟11 :燒結，具體為，把電泳后的硅片進行燒結，并去除因燒結在硅片表面形成 的第五氧化層；
[0030] 步驟12 :鍍電極及切割，具體為，將去除第五氧化層后的硅片進行鍍電極后，沿臺 面溝槽處切割成單個芯片。
[0031] 優(yōu)選地，所述第一氧化層為在1100~1200 °C的氧化爐內形成的厚度為 7000~10Q00A的氧化層；
[0032] 所述第四氧化層為在1100~1200°C的氧化爐內形成的厚度為4000~7000A的氧 化層。
[0033] 優(yōu)選地，所述第一次清洗為通過酸、堿、去離子水超聲清洗對硅片表面進行化學處 理進行清洗；
[0034] 所述第二次清洗為通過電子清洗劑對硅片表面進行清洗。
[0035] 優(yōu)選地，在臺面腐蝕時，所述混酸為硝酸、氫氟酸和冰乙酸的混合物，其中，硝酸： 氫氟酸：冰乙酸=8:3:3 ;
[0036]所述混酸溫度控制在8~12°C，腐蝕深度為40-50um。
[0037] 優(yōu)選地，所述燒結，具體為，在800~820 °C的燒結爐中進行燒結。
[0038] 優(yōu)選地，其特征在于，
[0039] 所述P+擴散結深5~10um ;
[0040] 所述第一N+擴散結深5~lOum;
[0041] 所述第二N+擴散結深20~30um;
[0042] 所述P++擴散結深20~30um。
[0043] 優(yōu)選地，其特征在于，
[0044] 所述P+擴散結深5~10um;
[0045] 所述第一N+擴散結深5~10um;
[0046] 所述第二N+擴散結深20~30um。
[0047] 根據(jù)本發(fā)明第三個方面提供的單向低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管芯片， 采用所述的單向低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管芯片生產(chǎn)方法制成。
[0048] 根據(jù)本發(fā)明第四個方面提供的雙向低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管芯片， 采用所述的單向低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管芯片生產(chǎn)方法制成。
[0049] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0050] 1、本發(fā)明采用氣態(tài)源擴散工藝，低溫溝槽腐蝕，玻璃粉雙面一次電泳等工藝，設計 新的瞬態(tài)抑制二極管芯片的結構及生產(chǎn)工藝，從而使芯片擊穿時，首先在芯片體中擊穿，避 免臺面擊穿，同時可以使電壓均一致性較好；
[0051] 2、本發(fā)明制成的二極管芯片反向電流分布均勻，避免因局部電流過大，造成局部 過熱而失效，提高可靠性，在降低反向漏電流的同時，保證了二極管的反向浪涌能力穩(wěn)定性 及可靠性，延長了二極管的壽命。
【附圖說明】
[0052] 通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
[0053] 圖1為本發(fā)明中單向/雙向低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管芯片正面結 構；
[0054] 圖中：1-芯片；2-腐蝕臺面；3-玻璃沿；4_P+擴散結；5-金屬層；
[0055] 圖2為本發(fā)明中單向低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管芯片工藝流程圖；
[0056] 圖3為本發(fā)明中雙向低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管芯片工藝流程圖；
[0057] 圖4為本發(fā)明中單向低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管（TVS)芯片剖面結 構；
[0058] 圖中：1_芯片；3-玻璃沿；4_P+擴散結；5-金屬層；6_N+擴散結；7-背面P++擴散 結。
[0059] 圖5為本發(fā)明中雙向低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管（TVS)芯片剖面結 構；
[0060] 圖中：1-芯片；3-玻璃沿；4_P+擴散結；5-金屬層；6-N+擴散結。
【具體實施方式】
[0061] 下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術 人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術 人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明 的保護范圍。
[0062] 實施例1
[0063] 在本實施例中，本發(fā)明提供的單向低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管芯片生 產(chǎn)方法，如圖1所示，單向/雙向低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管芯片的正面結構依 次為，芯片1;腐蝕臺面2;玻璃沿3 ;P+擴散結4;金屬層5。
[0064] 如圖4所示，單向低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管芯片剖面結構依次為， 芯片1 ;玻璃沿2 ;P+擴散結4 ;金屬層5 ;N+擴散結6 ;P++擴散結7。
[0065] 如圖2所示，本發(fā)明提供的單向低漏電高可靠性的低壓瞬態(tài)抑制二極管芯片生產(chǎn) 方法，流程如下：
[0066] 步驟1 :擴散前處理：通過酸、堿、去離子水超聲清洗等工序，對硅片表面進行化學 處理，使硅片表面無玷污；
[0067] 步驟2 :第一次氧化，把經(jīng)過擴散前處理的硅片在1100~1200°C的氧化爐中長一 層第一氧化層；氧化層厚度7000~10000A;
[0068] 步驟3:第一次光刻，把氧化后的硅片進行涂膠、曝光、顯影、去第一氧化層等工 序，在正面刻出硼源擴散圖形，并去光刻膠；
[0069] 步驟4:第一次擴散中的硼源擴散，把去膠后的硅片清洗干凈，采用氣態(tài)硼源（三 溴化硼）擴散，放入1150~1250°C的擴散爐中進行擴散形成P+，P+結深5~10um
[0070] 步驟5 :硼源擴散后處理：用氫氟酸浸泡、去離子水超聲清洗，使去除表面在擴散 爐中的第二氧化層；
[0071] 步驟6 :第一次擴散中的磷源一次擴散，把擴散后處理的硅片清洗干凈，采用氣態(tài) 磷源（三氯氧磷）擴散，放入1200~1250°C的擴散爐中進行擴散形成N+，N+結深5~10um;
[0072] 步驟7 :第一次擴散后處理：用氫氟酸浸泡、去離子水超聲清洗，使去除表面第三 氧化層；
[0073] 步驟8 :打砂，在反面打砂，去除反面的磷源，打砂去除量15~20um ;
[0074] 步驟9 :磷源/硼源的第二次擴散，把打砂后硅片清洗干凈，在反面涂液態(tài)硼源 (B153)，放入1200~1250°C的擴散爐中進行擴散形成N+及背面P++，N+結深20~30um，P++ 結深20~30um;
[0075] 步驟10:第二次擴散后處理：用氫氟酸浸泡、去離子水超聲清洗，使去除表面第三 氧化層；
[0076] 步驟11:第二次氧化：把經(jīng)過擴散后處理的硅片經(jīng)過電子清洗劑（SC2)處理的硅 片在1100~1200°C的氧化爐中長一層第四氧化層，第四氧化層厚度4000~7000A;
[0077] 步驟12 :第二次光刻：把氧化后的硅片進行涂膠、曝光、顯影、去氧化層等工序，刻 出臺面腐蝕圖形；
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