一種平、臺結合雙向二極體晶片及製作工藝的製作方法

2023-05-01 11:22:36

專利名稱：一種平、臺結合雙向二極體晶片及製作工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種雙向二極體晶片及製作工藝，尤其涉及一種平、臺結合雙向二極體晶片及製作工藝，屬於二極體晶片的加工領域。
背景技術：
目前雙向二極體晶片(DB3-DB6)的製作工藝有酸洗工藝和GPP玻璃鈍化工藝，酸洗工藝主要的問題是用酸量不可控制，用量大，對環境損害比較大。而GPP工藝成本高，腐蝕深度60微米(um)左右，碎片率比較高，整個工藝的可控制性比較差；用上述工藝製作的晶片性能很難達到理想效果，而且抗損力較弱。

發明內容
本發明的目的就在於為了解決上述問題而提供一種平、臺結合雙向二極體晶片及製作工藝。為了達到上述目的，本發明採用了以下技術方案
本發明的平、臺結合雙向二極體晶片，由P型原始矽片加工而成，晶片的兩面靠近兩端處均設置有一次氧化層(二氧化矽，化學式Si02)，晶片的兩面還設置有磷擴散層，所述一次氧化層和所述磷擴散層上還設置有二次氧化層，二次氧化層與一次氧化層重疊區域的兩端開有臺面槽，臺面槽上設有氮化矽鈍化層(化學式=Si3N4),晶片兩面的表層還設置有鎳層 (化學符號Ni)。具體地，所述一次氧化層的厚度為1微米(符號um);所述臺面槽的深度為5微米； 所述氮三矽鈍化層的厚度為1000埃-2000埃(長度單位，符號A)；所述鎳層的厚度為2微米。所述P型原始矽片的電阻率為0. 1-0. 5歐姆.釐米(符號Ω . cm)。本發明的平、臺結合雙向二極體晶片的製作工藝，包括以下步驟
(1)提供一P型原始線切割矽片；
(2)對所述矽片的兩面同時進行第一次氧化，分別形成一次氧化層；
(3)對所述矽片兩面的一次氧化層同時進行光刻，除去部分一次氧化層，使同一面的一次氧化層呈均勻的不連續分布；
(4)將步驟(3)得到的矽片進行磷擴散，形成磷擴散層；
(5)將步驟(4)得到的矽片進行第二次氧化，在所述矽片的兩面分別形成二次氧化層；
(6)在所述一次氧化層和所述二次氧化層的重疊區域光刻臺面槽；
(7)在所述臺面槽上生長氮化矽鈍化層；
(8)在所述矽片的中部光刻引線孔；
(9)通過化學鍍的方式，在步驟(8)得到的矽片的兩面同時鍍鎳；
(10)沿著步驟(8)所述引線孔切割得到獨立的晶片。具體地，所述步驟(2)中一次氧化層的厚度為1微米。
所述步驟(6)中臺面槽的深度為5微米。所述步驟(7)中四氮化三矽鈍化層的厚度為1000埃-2000埃。所述步驟(9 )中鎳層的厚度為2微米。所述步驟(4)中磷擴散的環境溫度為1200°C，擴散時間為20小時。所述步驟(5)中氧化的環境溫度為1100°C，氧化時間為2小時。本發明的有益效果在於
本發明的晶片製作工藝採用先光刻再磷擴散，腐蝕深度只有5um左右，矽片機械強度高，不易碎片，而且製作30-200V的產品其電壓一致性可控制士5%內，由於腐蝕深度只有 5微米，所以製作過程的碎片率低，劃片(或者稱為切割)的效率大大提高，比GPP工藝提高 40%以上，生產過程碎片率下降70%，能夠節約整個圖形的面積約20% ；鈍化採用了二氧化硫氧化層(SiO2) +氮化矽(Si3N4)結合的方式，整個工藝的適應性廣泛，本工藝對原始矽片表面要求比較低，可使用原始線切割工藝矽片製作，比拋光片成本節約15% ；用本發明工藝製作的本發明晶片不僅性能優良，而且抗損力強，不易損壞。


圖1是本發明雙向二極體晶片解除封裝時的結構示意圖； 圖2是本發明晶片製作工藝步驟中晶片的結構變化示意圖。其中，1-矽片，2- —次氧化層，3-磷擴散層，5-臺面槽，6-氮化矽鈍化層，7_重疊氧化層，8-引線孔，9-鎳層。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步具體描述
如圖1所示，本發明的平、臺結合雙向二極體晶片，由P型原始矽片1加工而成，晶片的兩面靠近兩端處均設置有一次氧化層(，圖1中不可視，見圖2中一次氧化層2)，晶片的兩面還設置有磷擴散層3，一次氧化層和磷擴散層3上還設置有二次氧化層，二次氧化層與一次氧化層形成重疊氧化層7，在重疊氧化層7的區域內開有臺面槽5，臺面槽5上設有氮化矽鈍化層6，晶片兩面的表層還設置有鎳層9。如圖2所示，一次氧化層2的厚度為1微米；如圖1所示，臺面槽5的深度為5微米；氮化矽鈍化層6的厚度為1000埃-2000埃；鎳層9的厚度為2微米；P型原始矽片1的電阻率為0. 1-0. 5歐姆.釐米。以一片矽片加工為兩片晶片為例，如圖2所示，本發明的平、臺結合雙向二極體晶片的製作過程如下(圖2中共10幅圖，分別用箭頭隔開，每一幅圖分別對應以下每一個步驟，如第一幅圖為步驟(1)的矽片1，最後一幅圖為步驟(10)的兩片獨立晶片)
(1)提供一P型原始線切割矽片1 ；
(2)對矽片1的兩面同時進行第一次氧化，分別形成一次氧化層2，一次氧化層2的厚度為1微米；
(3)對矽片1兩面的一次氧化層2同時進行光刻，除去部分一次氧化層2，使同一面的一次氧化層2呈均勻的不連續分布；
(4)將步驟(3)得到的矽片1進行磷擴散，磷擴散的環境溫度為1200°C，擴散時間為20小時，形成磷擴散層3;
(5)將步驟(4)得到的矽片1進行第二次氧化，氧化的環境溫度為1100°C，氧化時間為 2小時，在矽片1的兩面分別形成重疊氧化層7 ；
(6)在重疊氧化層7內光刻臺面槽5，臺面槽5分別位於矽片1的中部和兩端，臺面槽 5的兩端均保留有重疊氧化層7，臺面槽5的深度為5微米；
(7)在臺面槽5上生長厚度為1000埃-2000埃的氮化矽鈍化層6；
(8)在矽片1的中部光刻引線孔8；
(9)通過化學鍍的方式，在步驟(8)得到的矽片1的兩面同時鍍鎳，得到厚度為2微米的鎳層9 ；
(10)沿著步驟(8)所述的引線孔8切割得到獨立的晶片，然後經過封裝即得晶片成品。
由於臺面槽5的深度只有5微米，所以製作過程的碎片率低，劃片的效率大大提
尚ο
權利要求
1.一種平、臺結合雙向二極體晶片，由P型原始矽片加工而成，其特徵在於晶片的兩面靠近兩端處均設置有一次氧化層，晶片的兩面還設置有磷擴散層，所述一次氧化層和所述磷擴散層上還設置有二次氧化層，二次氧化層與一次氧化層重疊區域的兩端開有臺面槽，臺面槽上設有氮化矽鈍化層，晶片兩面的表層還設置有鎳層。
2.根據權利要求1所述的平、臺結合雙向二極體晶片，其特徵在於所述一次氧化層的厚度為1微米；所述臺面槽的深度為5微米；所述氮化矽鈍化層的厚度為1000埃-2000埃； 所述鎳層的厚度為2微米。
3.根據權利要求1所述的平、臺結合雙向二極體晶片，其特徵在於所述P型原始矽片的電阻率為0. 1-0. 5歐姆.釐米。
4.一種如權利要求1所述的平、臺結合雙向二極體晶片的製作工藝，其特徵在於包括以下步驟(1)提供一P型原始線切割矽片；(2)對所述矽片的兩面同時進行第一次氧化，分別形成一次氧化層；(3)對所述矽片兩面的一次氧化層同時進行光刻，除去部分一次氧化層，使同一面的一次氧化層呈均勻的不連續分布；(4)將步驟(3)得到的矽片進行磷擴散，形成磷擴散層；(5)將步驟(4)得到的矽片進行第二次氧化，在所述矽片的兩面分別形成二次氧化層；(6)在所述一次氧化層和所述二次氧化層的重疊區域光刻臺面槽；(7)在所述臺面槽上生長氮化矽鈍化層；(8)在所述臺面槽上光刻引線孔；(9)通過化學鍍的方式，在步驟(8)得到的矽片的兩面同時鍍鎳；(10)沿著步驟(8)所述引線孔切割得到獨立的晶片。
5.根據權利要求4所述的平、臺結合雙向二極體晶片的製作工藝，其特徵在於所述步驟(2)中一次氧化層的厚度為1微米。
6.根據權利要求4所述的平、臺結合雙向二極體晶片的製作工藝，其特徵在於所述步驟(6)中臺面槽的深度為5微米。
7.根據權利要求4所述的平、臺結合雙向二極體晶片的製作工藝，其特徵在於所述步驟(7)中四氮化三矽鈍化層的厚度為1000埃-2000埃。
8.根據權利要求4所述的平、臺結合雙向二極體晶片的製作工藝，其特徵在於所述步驟(9)中鎳層的厚度為2微米。
9.根據權利要求4所述的平、臺結合雙向二極體晶片的製作工藝，其特徵在於所述步驟(4)中磷擴散的環境溫度為1200°C，擴散時間為20小時。
10.根據權利要求4所述的平、臺結合雙向二極體晶片的製作工藝，其特徵在於所述步驟(5)中氧化的環境溫度為1100°c，氧化時間為2小時。
全文摘要
本發明公開了一種平、臺結合雙向二極體晶片，由P型原始矽片加工而成，晶片的兩面靠近兩端處均設置有一次氧化層，晶片的兩面還設置有磷擴散層，所述一次氧化層和所述磷擴散層上還設置有二次氧化層，二次氧化層與一次氧化層的重疊區域內開有臺面槽，臺面槽上設有氮化矽鈍化層，晶片兩面的表層還設置有鎳層。本發明還公開了一種平、臺結合雙向二極體晶片的製作工藝，包括以下步驟一次氧化、光刻、磷擴散、二次氧化、光刻臺面槽、鈍化、光刻引線孔、渡鎳、切割得到獨立晶片。本發明的優點在於由於矽片機械強度高，不易碎片，所以劃片(或稱為切割)的效率大大提高，比GPP工藝提高40%以上，能夠節約整個圖形的面積約20%。
文檔編號H01L29/861GK102244104SQ20111018964
公開日2011年11月16日 申請日期2011年7月7日 優先權日2011年7月7日
發明者王興龍, 鄒紅兵 申請人:重慶平偉實業股份有限公司