一種優化芯片與封裝制程匹配的肖特基二極管的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明主要涉及到一種將肖特基勢壘芯片、切割、封裝制程匹配優化的肖特基二極管及其生產制造的制做流程。
【背景技術】
[0002]肖特基二極管應用廣泛，肖特基二極管制造過程按生產前后順序分為，前道-肖特基芯片圓片制造，中道-肖特基芯片圓片切割劃片成芯粒，后道-芯粒再經過焊接塑封形成肖特基二極管；三道分別對應肖特基芯片圓片加工廠、切割劃片加工廠、封裝廠，一般這三道都是分開的，即使是同一公司具有從前到后道的所有加工，也分成不同的車間場地，獨立加工生產，原因在于每道對加工環境凈化要求不同，前道要求高，凈化級別一般在百級或部分區域千級、中道一般為千級或萬級、后道一般萬級或更低要求級別，不同計劃等級要求，對應的凈化廠房投入成本不同，前道要求高、后道要求低。因此一般肖特基二極管由相對獨立的各道的分別完成各部分，而又共同加工完成肖特基二極管，正是這樣的分工，導致各道對各自的一段加工進行優化，例如:前道關注在相同參數情況下，降低尺寸以獲得更多的管芯；中道關注保證切割崩邊情況下，提升切割速度以獲得更高的產能；后道關注模具的單模數量以獲得更高的產能，彼此之間的整合優化相對少些。但目前肖特基二極管的各道加工技術基本成熟，在各道中分別降低成本，很難有大的降幅，因此現在只有通過整合資源以期降低成本。傳統的肖特基二極管使用的肖特基芯片的制程通常為三次光刻的肖特基芯片制造工藝，劃片一般采用磨輪式切割，封裝采用無酸洗的干封裝工藝；而目前由于中、后道技術發展及工藝控制能力均有大幅度的提升，如激光切割、酸洗工藝封裝工藝控制能力的提升，使制造過程有了更多的可選性，進而可以實現一些突破。將現有前、后道成熟的技術進行整合，可以制造出一種優化芯片與封裝制程匹配的肖特基二極管，可大幅度的降低肖特基二極管的制造成本。
【發明內容】
[0003]本發明的肖特基二極管，采用無P+環保護的肖特基勢壘芯片，根據目標尺寸直接切割成芯粒，焊接引線后，經過酸洗、涂硅膠、固化后再進行塑封，形成肖特基二極管，較傳統的肖特基二極管的整體制造成本大幅降低。
[0004]本發明提供一種肖特基二極管及其制造方法。
[0005]1、一種肖特基二極管，其結構:以重摻雜的N型硅半導體為基片(N+)，表面通過外延方式形成一層低摻雜的外延層(N-)，在外延層上形成肖特基勢壘層，勢壘層上蒸鍍金屬形成陽極(top metal),基片(N+)減薄后蒸鍍金屬形成陰極(back metal),陽極、陰極分別焊接外引線，側壁環涂硅膠保護，整體采用塑封料封裝。
[0006]2、如I所述的肖特基二極管，其特征在于:側壁采用硅膠作為終端保護，較傳統的肖特基二極管，無PN結保護環。
[0007]3、如I所述的一種優化芯片與封裝制程匹配的肖特基二極管的制作方法，包括如下步驟:
A、在重摻雜的硅片(N+)上生長一層外延層(N-)，在N-外延層上淀積薄層勢壘金屬，采用450-5001:的隊合金，N-表層與勢壘金屬層形成一層金屬硅化物的肖特基勢壘層，在勢壘層上蒸鍍金屬層top metal作為陽極金屬層，利用減薄設備將襯底層N+底部減薄，再進行背面金屬層back metal蒸鍍，形成陰極金屬層，至此前道肖特基芯片圓片完成，此過程較傳統的肖特基芯片圓片制造過程，沒有使用光刻、腐蝕工步，大幅降低加工成本；
B、使用切割機劃片，將肖特基芯片圓片劃開，形成獨立的芯片，由于此時肖特基芯片側壁存在損失層，且無P+保護環，擊穿電壓有衰退現象，需要通過后道封裝中增加相應的處理；
C、肖特基芯片封裝過程，使用真空篩盤，將肖特基芯片和上、下外引線裝填到石墨舟內，經過燒結焊接后，肖特基芯片正、背面金屬與外引線焊接上；將焊接后的肖特基芯片，導入到酸洗盤中，進行酸洗，注意控制腐蝕時間，必須將肖特基芯片側壁損傷層完全去除，一般側壁腐蝕量在25um以上；經過清洗、烘干后，將焊接后的經過酸洗的肖特基芯片的側壁環涂硅膠，使用熱烘箱將硅膠固化，固化后的硅膠厚度控制在30um以上；在經過注塑封裝、整形外引線、外引線電鍍，此封裝過程較傳統的肖特基二極管的封裝過程，采用了封裝中的酸洗、涂硅膠工步，封裝成本會略上升，但此成本遠比前道芯片加工的光刻及相應的腐蝕成本低。
[0008]本發明的肖特基二極管采用硅膠保護側壁，與傳統采用芯片P+環保護肖特基二極管比較，封裝增加酸洗、涂硅膠工步，但本發明肖特基二極管的肖特基芯片圓片制造流程較傳統的肖特基芯片減少3次光刻及對應的腐蝕過程，使本發明的肖特基二極管的整體制造過程簡化；整合優化了肖特基二極管的芯片與封裝制程匹配，可以大幅降低制造成本。提升本發明的肖特基二極管的競爭優勢。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明一種優化芯片與封裝制程匹配的肖特基二極管結構圖。
[0010]圖2采用本發明的肖特基二極管正向1-V曲線與傳統肖特基器件比較圖。
[0011]圖3為采用本發明的肖特基二極管反向V-1曲線與傳統肖特基器件比較圖。
【具體實施方式】
[0012]圖1示出了本發明一種肖特基二極管結構示意圖，下面結合圖1說明一種實現本發明的肖特基二極管制造流程，加工制程如下:
A、在重摻雜的硅片(N+)上生長一層外延層(N-)，在N-外延層上淀積薄層勢壘金屬，采用450-5001:的隊合金，N-表層與勢壘金屬層形成一層金屬硅化物的肖特基勢壘層，在勢壘層上蒸鍍金屬層top metal作為陽極金屬層，利用減薄設備將襯底層N+底部減薄，再進行背面金屬層back metal蒸鍍，形成陰極金屬層，至此前道加工完成肖特基芯片圓片；
B、使用切割機劃片，將肖特基芯片圓片劃開，形成獨立的芯片；
C、肖特基芯片封裝過程，使用真空篩盤，將肖特基芯片和上、下外引線裝填到石墨舟內，經過燒結焊接后，肖特基芯片正、背面金屬與外引線焊接上；將焊接后的肖特基芯片，導入到酸洗盤中，進行酸洗，注意控制腐蝕時間，必須將肖特基芯片側壁損傷層完全去除，一般側壁腐蝕量在25um以上；經過清洗、烘干后，將焊接后的經過酸洗的肖特基芯片的側壁環涂硅膠，使用熱烘箱將硅膠固化，固化后的硅膠厚度控制在30um以上；在經過注塑封裝