一種中低壓臺面二極管芯片的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種二極管芯片，尤其涉及一種中低壓臺面二極管芯片。
【背景技術】
[0002]半導體二極管主要是依靠PN結而工作的，與PN結不可分割的點接觸型和肖特基型，也被列入一般的二極管的范圍內。包括這兩種型號在內，根據PN結構造面的特點，把晶體二極管分類如下:點接觸型二極管、鍵型二極管、合金型二極管、擴散型二極管、臺面型二極管、平面型二極管、合金擴散型二極管、外延型二極管、肖特基二極管，其中臺面型二極管的PN結的制作方法雖然與擴散型相同，但是，只保留PN結及其必要的部分，把不必要的部分用藥品腐蝕掉，而其剩余的部分便呈現出臺面形，因而得名。
[0003]芯片表面的鈍化層可以避免芯片與外界直接接觸和避免雜質原子對芯片的吸附，有利于緩解外部應力對芯片的損傷，從而減少側壁表面漏電流，有效提高芯片的可靠性。
[0004]現有的中低壓GPP二極管和高耐壓GPP 二極管一樣均采用玻璃鈍化，即用玻璃粉高溫燒結形成玻璃保護PN結的技術。玻璃鈍化工藝生產出的產品容易存在各種電性問題，如漏電流偏高，擊穿電壓偏低等;硅片整體變形嚴重，導致破碎率高；國產玻璃粉質量尚未完全過關，進口玻璃粉價格高，供應也不穩定。玻璃鈍化工藝玻璃粉的燒結必須在有氣體(N2和O2)保護的狀態下進行，所以在玻璃粉燒結成玻璃的時候容易在玻璃中形成氣泡;玻璃與硅接觸不好，也會存在PN結覆蓋不完全，這些均會導致擊穿電壓降低，漏電流超標等問題。玻璃的熱膨脹系數與硅相差較大，因此很容易造成硅片整體翹曲，破片率高，因此只適宜生產小尺寸的硅片，生產成本很難降低。
[0005]現有技術中，如公開號為CN203386762U，名稱為“臺面型玻璃鈍化二極管芯片”的實用新型專利，該專利公開的芯片，包括一塊半導體基片上的PN結、臺面側壁包覆在PN結外部的鈍化玻璃層和低溫氧化隔層，其特征在于:所述玻璃鈍化層分兩層，其中一層與二層之間增加低溫氧化隔層;低溫氧化隔層厚度為1±0.5μπι，ΡΝ結周圍玻璃鈍化層及低溫氧化隔層，能有效提高芯片的高溫可靠性能。該專利使用的低溫氧化隔層是LPCVD工藝生長的低溫氧化硅LTO膜，其沉積速率低，生產效率低下，不能完全滿足大規模生產的要求。
[0006]又如公開號為CN202384330U，名稱為“多層保護的玻璃鈍化芯片”的實用新型專利，該專利公開的芯片，包括半導體基片、半導體基片上的P+層、N+層和玻璃鈍化層，所述半導體基片的腐蝕溝槽內設置有含氧多晶硅保護層和氮化硅保護層，所述含氧多晶硅保護層位于腐蝕溝槽表面上，氮化硅保護層位于含氧多晶硅保護層與玻璃鈍化層之間。
[0007]半導體生產用氮化硅主要通過CVD工藝獲得。無論是LPCVD還是APCVD(常壓CVD)制備氮化硅都需要750°C以上的高溫。等離子增強CVD(PECVD)氮化硅雖然淀積溫度較低，3001以上即可，但存在等離子表面損傷的問題，淺結器件就不能用，即使退火也難恢復，現是在裸露的PN結上做鈍化，穩定性是潛在的問題。同時氮化硅界面態密度高、應力系數大，膜厚受到限制；另外氮化硅腐蝕特性與氧化硅、摻氧多晶硅和玻璃都不同，工藝難以兼容，通常氮化硅需要化學干法腐蝕(CDE)，這也會給生產帶來麻煩。試驗表明，與玻璃組成復合鈍化結構的CVD膜必須有一定的厚度，而在適用范圍內膜厚些更佳。LPCVD淀積速率慢，不僅制約生產效率，對于一些市場急需產品，問題會更加突出。SIPOS比LTO淀積速率更慢，基本上是1:2，在鈍化膜膜厚配比上LTO更厚些，因此氧化硅的生長速率就顯得至關重要。
[0008]中低壓臺面二極管主要應用于工作電壓要求不很高的電子部件中，其應用范圍遍及各個領域。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型旨在提供一種中低壓臺面二極管芯片，通過采用摻氧半絕緣多晶硅(SIPOS)與常壓CVD生長的氧化硅(UDO)進行配合，使得本實用新型的芯片表面平整性好，生產效率高，次品率低，具有成本低，經濟效益好的優點。
[0010]為了實現上述發明目的本實用新型的技術方案如下:
[0011 ] 一種中低壓臺面二極管芯片，包括PN結和鈍化膜層，其特征在于:所述鈍化膜層包覆在PN結外部的臺面側壁，所述鈍化膜層包括摻氧半絕緣多晶硅層和不摻雜氧化硅層，所述摻氧半絕緣多晶硅層與所述臺面側壁直接接觸。
[0012]所述PN結的N區外側設有N+層，如反向擊穿電壓較低，襯底材料電阻率不太高，則N+層可不要。
[0013]需要說明的是，不摻雜氧化硅層采用常壓化學汽相淀積得到，英文縮寫為UD0。一般摻雜是指摻磷，本實用新型的不摻雜是指不摻磷;N區的一端與P區連接，另一端即為N區外側。
[0014]所述摻氧半絕緣多晶硅層的厚度為0.3?0.5μπι。
[0015]所述不摻雜氧化硅層的厚度為0.6?1.Ομπι。
[0016]所述PN結的P區厚度為80?90μπι，Ν區厚度為120?140μπι。
[0017]所述N+層的厚度為50?60μπι。
[0018]所述摻氧半絕緣多晶硅層的氧原子占15?30%。
[0019]所述PN結的P區外側、N+層外側還有鍍鎳層。
[0020]所述鍍鎳層的厚度為0.9?1.Ιμπι。
[0021]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0022](I)本實用新型通過優化鈍化膜層組成，其中摻氧半絕緣多晶硅(SIPOS)具有較高的抗反向擊穿電壓的能力，且與襯底接觸良好，覆蓋后表面完整性好，而氧化硅(UDO)具有較高的沉積速率，兩者相互配合，既能滿足較好的抗反向擊穿電壓的能力，有效提高產品的使用的穩定性、延長使用壽命，又具有良好的鈍化效果。
[0023]本實用新型與【背景技術】中公開號為CN203386762U的專利文獻中的鈍化層為玻璃層+氧化隔層相比，具有鈍化效果穩定，生產效率高的優點，其省去了玻璃層，避免了玻璃鈍化容易存在各種電性問題，如漏電流偏高，擊穿電壓偏低的缺點；與【背景技術】中公開號為CN202384330U的專利文獻中鈍化膜結構為氮化硅+氧化硅+玻璃