一種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片，屬于電子器件制造領域。一種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片，包括芯片、正面金屬層和背面金屬層，芯片包括襯底層、外延層、深層摻雜擴散區(qū)、表面摻雜擴散區(qū)和鈍化層，所述的芯片為穩(wěn)壓二極管芯片；芯片截層從下向上依次為襯底層、外延層、深層摻雜擴散區(qū)、表面摻雜擴散區(qū)和鈍化層。芯片生產工藝采用兩次離子注入及熱擴散過程，可以有效地提高器件的擊穿電壓精度，降低因襯底及外延材料性能差異所引起的器件性能差異；通過調整兩次注入劑量或擴散條件可以直接調制器件擊穿電壓，從而在利用單一外延材料的情況下，可實現多電壓等級穩(wěn)壓器件的制作并提高生產效率，降低生產成本，有穩(wěn)定的動態(tài)電阻性能。
【專利說明】一種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電子器件制造領域，更具體地說，涉及一種平面雙結型穩(wěn)壓二極 管芯片。

【背景技術】
[0002] 真空管的替代產品，穩(wěn)壓（齊納）二極管自50年代起作為電壓參考點被廣泛地應 用在各類電壓調制線路中，器件的擊穿電壓級別應需要從幾伏到上百伏。齊納二級管的重 要特性是在反向電壓下可以阻斷電流，直到反向施壓達到器件的閥值或擊穿電壓，當把齊 納二極管并聯(lián)于負載的時候，反向偏壓的齊納二級管會鉗制負載兩端的的電壓為本管的擊 穿電壓。齊納二級管通常被用作電壓參考點或者瞬間電壓抑制器。但被用作電壓參考點時， 高精度的擊穿電壓對于某些電路設計是非常重要的參數要求。通常，齊納二極管產品都會 指定擊穿電壓誤差的正負百分比，高精度的產品會設定擊穿電壓誤差為小于±1%、±2% 或 ±5%。
[0003] 現有公開專利：穩(wěn)壓二極管，發(fā)明申請公布號：CN85101319,發(fā)明申請公布日： 1987年01月10日公開了目前通用的穩(wěn)壓齊納二極管是使用各類電阻率的襯底硅晶圓， 或者是生長于高摻雜襯底上的外延晶圓，并通過單次摻雜（固/氣態(tài)源，紙源，及離子注入 等方式）及擴散過程來制備，但由于材料制作方法的內在原因，通常的襯底晶圓或者外延 晶圓，批次和批次之間，同批次不同晶圓之間，甚至同一晶圓不同區(qū)域都存在摻雜或電阻率 的差異。這個差異的幅度依不同的材料制備方法會在一定范圍內變化，甚至達到較高的水 平。通過單次摻雜及擴散方法所制備的穩(wěn)壓齊納二極管的擊穿電壓很大程度上依賴于基底 材料的電阻率并且器件制備過程本身也會帶來擊穿電壓的誤差。材料電阻率誤差和器件 制備所引入的誤差疊加會導致制成后的器件具有較大的電壓離散性（大于±5%甚至大于 ± 10% )，影響到器件的電壓精度及降低成品率。另外，使用單次摻雜及擴散工藝的穩(wěn)壓齊 納二極管，針對不同的電壓等級，需要使用不同電阻率的晶圓。對于包含一定電壓范圍系列 產品，需要采購多個電阻率類別的晶圓，相應地提高了生產成本。
[0004] 針對平面穩(wěn)壓齊納二級管，另一個傳統(tǒng)單次摻雜及擴散工藝所帶來的問題是，P/N 結的物理邊緣的擊穿差異會影響到器件的擊穿行為。P/N結的雪崩擊穿和結邊緣的電場分 布有著緊密聯(lián)系，結邊緣附近的電場分布差異會在很大程度上影響器件的預擊穿及較小電 流下的擊穿行為，所以，把P/N結的主結擊穿和邊緣擊穿分開或隔離能夠使器件本身具有 穩(wěn)定和統(tǒng)一的擊穿行為。


【發(fā)明內容】

[0005] 1.要解決的技術問題
[0006] 針對現有技術中存在的因外延材料差異所引起的較高器件擊穿電壓誤差，結邊緣 電場的預擊穿所引起的動態(tài)電阻不穩(wěn)定性的問題，本發(fā)明提供了一種平面雙結型穩(wěn)壓二極 管芯片。它具有穩(wěn)壓精度高、漏電低、結構緊湊、有良好的老化穩(wěn)定性能的優(yōu)點，可以實現多 電壓等級穩(wěn)壓器件的制作，生產效率高、成本低。
[0007] 2.技術方案
[0008] 本實用新型的目的通過以下技術方案實現。
[0009] -種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片，包括芯片、正面金屬層和背面金屬層，所述的芯 片包括襯底層、外延層、深層摻雜擴散區(qū)、表面摻雜擴散區(qū)和鈍化層，所述的芯片為穩(wěn)壓二 極管芯片；芯片截層從下向上依次為襯底層、外延層、深層摻雜擴散區(qū)、表面摻雜擴散區(qū)和 鈍化層。
[0010] 更進一步的，所述的襯底層為N+型襯底層，所述的外延層為N-型外延層，對應的 深層摻雜擴散區(qū)和表面摻雜擴散區(qū)分別為N+型深層摻雜擴散區(qū)、P+型表面摻雜擴散區(qū)。
[0011] 更進一步的，所述的襯底層為P+型襯底層，所述的外延層為P-型外延層，對應的 深層摻雜擴散區(qū)和表面摻雜擴散區(qū)分別為P+深層摻雜擴散區(qū)、N+型表面摻雜擴散區(qū)。
[0012] 更進一步的，所述的外延層厚度為5ym-30ym，外延電阻率在0. 50ohm.cm至 10.Oohm.cm〇
[0013] 更進一步的，所述的鈍化層為二氧化硅鈍化層。
[0014] 一種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片生產工藝，其步驟如下：
[0015] 1)清洗：對硅片進行批號編制，打標號，后用去離子水沖洗硅片表面或者用機器 在硅片表面刷水，去除打標號時在硅片表面落下的灰塵，然后將硅片放入烘箱中烘干；
[0016] 2)初始場氧化：將烘干后的硅片送入900?1100°C的氧化爐中，生長一層氧化 層；
[0017] 3)第一次光刻：將步驟2氧化后的硅片經過涂膠、曝光、顯影、刻蝕工序，留下光刻 圖形，并將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去除；
[0018] 4)深層摻雜：用磷或硼離子注入到硅片表面，進行摻雜；
[0019] 5)深層擴散：將摻雜后的硅片放到擴散爐中進行磷或硼擴散推進，磷或硼選擇與 步驟4中離子相同，形成深層摻雜擴散區(qū)，使用磷離子進行深層摻雜和擴散形成N+型深層 摻雜擴散區(qū)，使用硼離子進行深層摻雜和擴散形成P+型深層摻雜擴散區(qū)；
[0020] 6)第二次光刻：將步驟5中獲得的硅片經過涂膠、曝光、顯影、去氧化等工序，留下 光刻圖形，并將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去除；
[0021] 7)表面摻雜：用硼或磷離子注入到硅片表面，進行摻雜，磷或硼選擇與步驟4中離 子不同，步驟4中使用磷離子注入，則此步驟選用硼離子注入，步驟4中使用硼離子注入，則 此步驟選用磷離子注入；
[0022] 8)表面擴散：將步驟7摻雜后的硅片放到擴散爐中進行硼或磷擴散推進，磷或硼 選擇與步驟7中離子相同，使用硼離子進行表面摻雜和擴散形成P+型表面摻雜擴散區(qū)，磷 離子進行深層摻雜和擴散形成N+型深層摻雜擴散區(qū)；
[0023] 9)第二次場氧化：將步驟8獲得的硅片送入900?1100°C的氧化爐，生長一層氧 化層；
[0024] 10)第三次光刻：接觸孔光刻，將步驟9氧化后的硅片經過涂膠、曝光、顯影、刻蝕 工序，留下光刻圖形，圖形為鈍化層形狀，后將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去 除；
[0025] 11)清洗：用機器將硅片浸入B-clean溶液中，所述B-clean溶液依次包含SPM溶 液、DHF溶液、SCI溶液、SC2溶液，上述經過每一步溶液后都用去離子水沖洗硅片上的殘留 液，進行下一種溶液，最后將硅片放入烘箱烘干；
[0026] 12)正面金屬化：將步驟11獲得的硅片進行表面蒸發(fā)，表面蒸發(fā)一層鈦金屬300A ，然后蒸發(fā)一層鋁金屬50kA，形成正面金屬層；
[0027] 13)第四次光刻：金屬光刻，將金屬化后的硅片經過涂膠、曝光、顯影、刻蝕工序， 留下光刻圖形，圖形為正面金屬層形狀，將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去除；
[0028] 14)背面減?。簩⒉襟E13獲得的硅片進行背部打磨掉，片厚保留在200?230um;
[0029] 15)清洗：將步驟14獲得的硅片浸入酒精與氟化氫的混合溶液中，然后對硅片進 行二次蒸餾水清洗，使用晶片甩干機將硅片甩干；
[0030] 16)背面金屬化：將步驟15獲得的硅片進行背面蒸發(fā)，背面蒸發(fā)一層鈦金屬 1200A，然后蒸發(fā)一層鎳金屬1800A，最后蒸發(fā)一層銀金屬10kA;形成背面金屬層；
[0031] 17)芯片切割：用劃片機將步驟16獲得的硅片劃成單個芯片。
[0032] 更進一步的，步驟4和7中，離子注入能量為40KeV?80KeV。
[0033] 更進一步的，步驟4和7中，離子注入劑量為1. 0E12cnT2?2. 2E16cnT2,步驟7的 注入劑量大于或等于步驟4的注入劑量。
[0034] 更進一步的，步驟5和8中，磷和硼擴散時的擴散爐溫度為1100?1250°C。
[0035] 3.有益效果
[0036] 相比于現有技術，本實用新型的優(yōu)點在于：
[0037] (1)本發(fā)明利用二次注入及擴散工藝，使得器件的擊穿電壓由兩次注入及擴散所 形成的P/N結決定，且與外延材料的性能無直接關聯(lián)，可以有效地提高器件的擊穿電壓精 度，降低因襯底及外延材料性能差異所引起的器件性能差異；
[0038] (2)因本發(fā)明所制備器件的擊穿電壓由兩次注入的劑量及擴散條件決定，在不改 變外延特性的情況下，可以通過調整兩次注入劑量或擴散條件以達到調制擊穿電壓的目 的，從而使本發(fā)明可以在利用單一外延材料的情況下，實現多電壓等級穩(wěn)壓器件的制作，提 高了生產效率，例如對于6. 2V至40V器件可以使用同一電阻率的外延晶圓，且降低了成 本；
[0039] (3)本發(fā)明所制備器件中存在兩個P/N結區(qū)域：1)在中間區(qū)域及材料內部，由兩次 注入及擴散所形成的深層P/N結；2)在外圍區(qū)域及材料表面，由第二次注入及擴散與外延 材料形成的P/N結。中間區(qū)域及材料內部區(qū)域的深層P/N結本征擊穿電壓遠小于外圍區(qū)域 的本征結擊穿電壓，器件工作時，在較小電壓下，中間區(qū)域P/N結雪崩擊穿，同時外圍區(qū)域 P/N結處于遠小于其擊穿電壓的反向偏壓區(qū)，只提供極小的反向漏電，器件的擊穿電壓由中 間區(qū)域均勻的電場分布決定，避免了單結器件結邊緣電場的預擊穿現象，從而為器件提供 了穩(wěn)定的動態(tài)電阻性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040] 圖1為本實用新型的芯片的截面不意圖；
[0041] 圖2為傳統(tǒng)單結型穩(wěn)壓齊納二極管的截面示意圖。
[0042] 圖中標號說明：
[0043] 1、襯底層；2、外延層；3、深層摻雜擴散區(qū)；4、表面摻雜擴散區(qū)；5、鈍化層；6、正面 金屬層；7、背面金屬層。

【具體實施方式】
[0044] 下面結合說明書附圖和具體的實施例，對本實用新型作詳細描述。
[0045] 實施例1
[0046] 如圖1所示，一種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片，包括芯片、正面金屬層6和背面金 屬層7,芯片包括襯底層1、外延層2、深層摻雜擴散區(qū)3、表面摻雜擴散區(qū)4和鈍化層5,芯片 為穩(wěn)壓二極管芯片；芯片截層從下向上依次為襯底層1、外延層2、深層摻雜擴散區(qū)3、表面 摻雜擴散區(qū)4和鈍化層5,鈍化層5為二氧化硅鈍化層。
[0047] 襯底層1為N+型襯底層，外延層2為N-型外延層，外延層2厚度為30ym，對應的 深層摻雜擴散區(qū)3和表面摻雜擴散區(qū)4分別為N+型深層摻雜擴散區(qū)3、P+型表面摻雜擴散 區(qū)4。
[0048] 在此時，由于各個層之間的PN結關系，芯片為頂部作為陽極的芯片。
[0049] 如圖2所示，圖中為傳統(tǒng)的穩(wěn)壓二極管芯片的截面圖，芯片中只包含了一個P+型 摻雜區(qū)，為單結結構。對比于傳統(tǒng)結構，本發(fā)明，中間區(qū)域及材料內部區(qū)域的深層P/N結，即 深層摻雜擴散區(qū)3的本征擊穿電壓遠小于外圍區(qū)域的本征結擊穿電壓，器件工作時，在較 小電壓下，中間區(qū)域P/N結雪崩擊穿，同時外圍區(qū)域P/N結即表面摻雜擴散區(qū)4處于遠小于 其擊穿電壓的反向偏壓區(qū)，只提供極小的反向漏電，器件的擊穿電壓由中間區(qū)域均勻的電 場分布決定，避免了單結器件結邊緣電場的預擊穿現象，從而為器件提供了穩(wěn)定的動態(tài)電 阻性能。
[0050] 根據上述一種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片的生產工藝，其步驟如下：
[0051] 1)清洗：對硅片進行批號編制，打標號，后用去離子水沖洗硅片表面，去除打標號 時在硅片表面落下的灰塵，然后將硅片放入烘箱中烘干；
[0052] 2)初始場氧化：將烘干后的硅片送入900?1100°C的氧化爐中，生長一層氧化 層；
[0053] 3)第一次光刻：將步驟2氧化后的硅片經過涂膠、曝光、顯影、刻蝕工序，留下光刻 圖形，區(qū)域為深層摻雜擴散區(qū)3,并將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去除；SPM溶液 為硫酸雙氧水混合液，為標準配置的清洗溶液；
[0054] 4)深層摻雜：用磷離子注入到硅片表面，進行摻雜，磷離子注入能量為50KeV，離 子注入劑量為1. 〇E15cnT2;
[0055] 5)深層擴散：將摻雜后的硅片放到擴散爐中進行磷擴散推進，擴散爐溫度為 1100?1250°C，形成N+型深層摻雜擴散區(qū)3 ;
[0056] 6)第二次光刻：將步驟5中獲得的硅片經過涂膠、曝光、顯影、去氧化等工序，留下 光刻圖形，區(qū)域為表面摻雜擴散區(qū)，并將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去除；
[0057] 7)表面摻雜：用硼離子注入到硅片表面，進行摻雜；
[0058] 8)表面擴散：將步驟7摻雜后的硅片放到擴散爐中進行硼擴散推進，擴散爐溫度 為1100?1250°C，使用硼離子進行表面摻雜和擴散形成P+型表面摻雜擴散區(qū)，離子注入能 量為40KeV，離子注入劑量為1. 2E16cnT2;
[0059] 9)第二次場氧化：將步驟8獲得的硅片送入900?1100°C的氧化爐，生長一層氧 化層；
[0060] 10)第三次光刻：接觸孔光刻，將步驟9氧化后的硅片經過涂膠、曝光、顯影、刻蝕 工序，留下光刻圖形，圖形為鈍化層5形狀，后將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去 除；
[0061] 11)清洗：將步驟10獲得的硅片浸入B-clean溶液中，所述B-clean溶液依次包 含SPM溶液，即硫酸雙氧水混合液，用于清洗硅片表面的光阻、有機物；包含DHF溶液，為氫 氟酸和雙氧水混合溶液，為標準溶液，用于清洗硅片表面的自然氧化層；包含SCI溶液，由 體積比為氨水：過氧化氫溶液：水=1 :1 :5-1 :2 :7混合得到，所述的氨水濃度質量濃度為 27%，用于清洗硅片表面的顆粒雜質；包含SC2溶液，由體積比氯化氫：過氧化氫溶液：水= 1 :1 :6-1 :2 :8混合得到，所述的氯化氫質量濃度為37%、過氧化氫溶液質量濃度為30% ; 用于清洗硅片表面的金屬離子，上述經過每一步溶液后都需用去離子水沖洗硅片上的殘留 液，最后將硅片放入烘箱烘干；
[0062] 12)正面金屬化：將步驟11獲得的硅片進行表面蒸發(fā)，表面蒸發(fā)一層鈦金屬300A ，然后蒸發(fā)一層錯金屬50kA，形成正面金屬層6 ;
[0063] 13)第四次光刻：金屬光刻，將金屬化后的硅片經過涂膠、曝光、顯影、刻蝕工序， 留下光刻圖形，圖形為正面金屬層6形狀，將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去除；
[0064] 14)背面減薄：將步驟13獲得的硅片進行背部打磨掉，片厚保留在210um;
[0065] 15)清洗：將步驟14獲得的硅片浸入酒精與氟化氫的混合溶液中，酒精濃度為 99. 7%，氟化氫溶液質量濃度為40%，比例為體積比酒精：氟化氫=1:2。然后對娃片進行 二次蒸餾水清洗，使用晶片甩干機將硅片甩干；
[0066] 16)背面金屬化：將步驟15獲得的硅片進行背面蒸發(fā)，背面蒸發(fā)一層鈦金屬 1200人，然后蒸發(fā)一層鎳金屬]80()A，最后蒸發(fā)一層銀金屬10kA;形成背面金屬層7 ;
[0067] 17)芯片切割：用劃片機將步驟16獲得的硅片劃成單個芯片。
[0068] 而后可以對芯片進行測試；也可以不進行劃片，直接對整片進行測試。
[0069] 芯片參數如下：
[0070] 擊穿電壓=16V+/-5%
[0071] 正向電壓（IF= 200mA)〈l. 0V
[0072] 反向漏電流IR@12V〈50nA
[0073] 動態(tài)電阻ZZT@250yA〈100ohms。
[0074] 芯片具有擊穿電壓和正向電壓差距大，，反向漏電流小，避免了單結器件結邊緣電 場的預擊穿現象，具有穩(wěn)定的動態(tài)電阻。
[0075] 實施例2
[0076] -種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片，包括芯片、正面金屬層6和背面金屬層7、襯底 層1、外延層2、深層摻雜擴散區(qū)3、表面摻雜擴散區(qū)4和鈍化層5,所述的芯片為穩(wěn)壓二極管 芯片；芯片截層從下向上依次為襯底層1、外延層2、深層摻雜擴散區(qū)3、表面摻雜擴散區(qū)4 和鈍化層5,鈍化層5為二氧化硅鈍化層。
[0077] 襯底層1為P+型襯底層，外延層2為P-型外延層，外延層2厚度為5ym，對應的 深層摻雜擴散區(qū)3和表面摻雜擴散區(qū)4分別為P+型深層摻雜擴散區(qū)3、N+型表面摻雜擴散 區(qū)4。
[0078] 在此時，由于各個層之間的PN結關系，芯片為頂部陰極的芯片。
[0079] 根據上述一種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片的生產工藝，其步驟如下：
[0080] 1)清洗：對硅片進行批號編制，打標號，后用去離子水沖洗硅片表面，去除打標號 時在硅片表面落下的灰塵，然后將硅片放入烘箱中烘干；
[0081] 2)初始場氧化：將烘干后的硅片送入900?1100°C的氧化爐中，生長一層氧化 層；
[0082] 3)第一次光刻：將步驟2氧化后的硅片經過涂膠、曝光、顯影、刻蝕工序，留下光刻 圖形，區(qū)域為深層摻雜擴散區(qū)3,并將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去除；SPM溶液 為硫酸雙氧水混合液，為標準配置的清洗溶液；
[0083] 4)深層摻雜：用硼離子注入到硅片表面，進行摻雜，硼離子注入能量為80KeV，離 子注入劑量為4. 0E15cnT2;
[0084] 5)深層擴散：將摻雜后的硅片放到擴散爐中進行硼擴散推進，擴散爐溫度為 1100?1250°C，形成P+型深層摻雜擴散區(qū)3;
[0085] 6)第二次光刻：將步驟5中獲得的硅片經過涂膠、曝光、顯影、去氧化等工序，留下 光刻圖形，區(qū)域為表面摻雜擴散區(qū)4,并將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去除；
[0086] 7)表面摻雜：用磷離子注入到硅片表面，進行摻雜；
[0087] 8)表面擴散：將步驟7摻雜后的硅片放到擴散爐中進行磷擴散推進，擴散爐溫度 為1100?1250°C，使用磷離子進行表面摻雜和擴散形成N+型表面摻雜擴散區(qū)4,離子注入 能量為SOKeV，離子注入劑量為1. 2E16cnT2;
[0088] 9)第二次場氧化：將步驟8獲得的硅片送入900?1100°C的氧化爐，生長一層氧 化層；
[0089] 10)第三次光刻：接觸孔光刻，將步驟9氧化后的硅片經過涂膠、曝光、顯影、刻蝕 工序，留下光刻圖形，圖形為鈍化層5形狀，后將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去 除；
[0090] 11)清洗：將步驟10獲得的硅片浸入B-clean溶液中，所述B-clean溶液依次包 含SPM溶液、DHF溶液、SCI溶液、SC2溶液，上述經過每一步溶液后都需用去離子水沖洗硅 片上的殘留液，最后將硅片放入烘箱烘干；
[0091] 12)正面金屬化：將步驟11獲得的硅片進行表面蒸發(fā)，表面蒸發(fā)一層鈦金屬300A ，然后蒸發(fā)一層錯金屬50k_A，形成正面金屬層6;
[0092] 13)第四次光刻：金屬光刻，將金屬化后的硅片經過涂膠、曝光、顯影、刻蝕工序， 留下光刻圖形，圖形為正面金屬層6形狀，將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去除；
[0093]14)背面減?。簩⒉襟E13獲得的硅片進行背部打磨掉，片厚保留在200um;
[0094] 15)清洗：將步驟14獲得的硅片浸入酒精與氟化氫的混合溶液中，然后對硅片進 行二次蒸餾水清洗，使用晶片甩干機將硅片甩干；
[0095] 16)背面金屬化：將步驟15獲得的硅片進行背面蒸發(fā)，背面蒸發(fā)一層鈦金屬 1200A，然后蒸發(fā)一層鎳金屬1800A，最后蒸發(fā)一層銀金屬l〇kA;形成背面金屬層7 ;
[0096] 17)芯片切割：用劃片機將步驟16獲得的硅片劃成單個芯片。
[0097] 而后可以對芯片進行測試；也可以不進行劃片，直接對整片進行測試。
[0098]芯片參數：
[0099] 擊穿電壓=9. 1V+/-5%
[0100] 正向電壓（IF= 200mA)〈l. 0V
[0101] 反向漏電流IR@7. 0V〈1.0yA
[0102] 動態(tài)電阻ZZT@250yA〈500ohms。
[0103] 實施例3
[0104] 一種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片，包括芯片、正面金屬層6和背面金屬層7、襯底 層1、外延層2、深層摻雜擴散區(qū)3、表面摻雜擴散區(qū)4和鈍化層5,所述的芯片為穩(wěn)壓二極管 芯片；芯片截層從下向上依次為襯底層1、外延層2、深層摻雜擴散區(qū)3、表面摻雜擴散區(qū)4 和鈍化層5,鈍化層5為二氧化硅鈍化層。
[0105] 襯底層1為P+型襯底層，外延層2為P-型外延層，外延層2厚度為10ym，對應的 深層摻雜擴散區(qū)3和表面摻雜擴散區(qū)4分別為P+型深層摻雜擴散區(qū)3、N+型表面摻雜擴散 區(qū)4。
[0106] 在此時，由于各個層之間的PN結關系，芯片為頂部陰極的芯片。
[0107] 根據上述一種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片的生產工藝，其步驟如下：
[0108] 1)清洗：對硅片進行批號編制，打標號，后用去離子水沖洗硅片表面，去除打標號 時在硅片表面落下的灰塵，然后將硅片放入烘箱中烘干；
[0109] 2)初始場氧化：將烘干后的硅片送入900?1100°C的氧化爐中，生長一層氧化 層；
[0110] 3)第一次光刻：將步驟2氧化后的硅片經過涂膠、曝光、顯影、刻蝕工序，留下光刻 圖形，區(qū)域為深層摻雜擴散區(qū)3,并將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去除；SPM溶液 為硫酸雙氧水混合液，為標準配置的清洗溶液；
[0111] 4)深層摻雜：用硼離子注入到硅片表面，進行摻雜，硼離子注入能量為40KeV，離 子注入劑量為1. 〇E12cnT2;
[0112] 5)深層擴散：將摻雜后的硅片放到擴散爐中進行硼擴散推進，擴散爐溫度為 1100?1250°C，形成P+型深層摻雜擴散區(qū)；
[0113] 6)第二次光刻：將步驟5中獲得的硅片經過涂膠、曝光、顯影、去氧化等工序，留下 光刻圖形，區(qū)域為表面摻雜擴散區(qū)4,并將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去除；
[0114] 7)表面摻雜：用磷離子注入到硅片表面，進行摻雜；
[0115] 8)表面擴散：將步驟7摻雜后的硅片放到擴散爐中進行磷擴散推進，擴散爐溫度 為1100?1250°C，使用磷離子進行表面摻雜和擴散形成N+型表面摻雜擴散區(qū)4,離子注入 能量為SOKeV，離子注入劑量為2. 2E16cnT2;
[0116] 9)第二次場氧化：將步驟8獲得的硅片送入900?1KKTC的氧化爐，生長一層氧 化層；
[0117] 10)第三次光刻：接觸孔光刻，將步驟9氧化后的硅片經過涂膠、曝光、顯影、刻蝕 工序，留下光刻圖形，圖形為鈍化層5形狀，后將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去 除；
[0118] 11)清洗：將步驟10獲得的硅片浸入B-clean溶液中，所述B-clean溶液依次包 含SPM溶液、DHF溶液、SCI溶液、SC2溶液，上述經過每一步溶液后都需用去離子水沖洗硅 片上的殘留液，最后將硅片放入烘箱烘干；
[0119] 12)正面金屬化：將步驟11獲得的硅片進行表面蒸發(fā)，表面蒸發(fā)一層鈦金屬300A ，然后蒸發(fā)一層錯金屬50kA，形成正面金屬層6 ;
[0120] 13)第四次光刻：金屬光刻，將金屬化后的硅片經過涂膠、曝光、顯影、刻蝕工序， 留下光刻圖形，圖形為正面金屬層6形狀，將硅片浸入到SPM溶液中10分鐘，光刻膠去除；
[0121] 14)背面減薄：將步驟13獲得的硅片進行背部打磨掉，片厚保留在230um;
[0122] 15)清洗：將步驟14獲得的硅片浸入酒精與氟化氫的混合溶液中，然后對硅片進 行二次蒸餾水清洗，使用晶片甩干機將硅片甩干；
[0123] 16)背面金屬化：將步驟15獲得的硅片進行背面蒸發(fā)，背面蒸發(fā)一層鈦金屬 1200A，然后蒸發(fā)一層鎳金屬1800A，最后蒸發(fā)一層銀金屬10kA;形成背面金屬層7 ;
[0124] 17)芯片切割：用劃片機將步驟16獲得的硅片劃成單個芯片。
[0125] 而后可以對芯片進行測試；也可以不進行劃片，直接對整片進行測試。
[0126] 芯片參數：
[0127] 擊穿電壓=12V+/-5%
[0128] 正向電壓（IF= 200mA)〈l. 0V
[0129] 反向漏電流IR@9. 0V〈1.0yA
[0130] 動態(tài)電阻ZZT0250yA〈550ohms。
[0131] 以上示意性地對本發(fā)明創(chuàng)造及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖 中所示的也只是本發(fā)明創(chuàng)造的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域 的普通技術人員受其啟示，在不脫離本創(chuàng)造宗旨的情況下，不經創(chuàng)造性的設計出與該技術 方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本專利的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片，包括芯片、正面金屬層（6)和背面金屬層（7)，其 特征在于：所述的芯片包括襯底層（1)、外延層（2)、深層摻雜擴散區(qū)（3)、表面摻雜擴散區(qū) (4)和鈍化層（5)，所述的芯片為穩(wěn)壓二極管芯片；芯片截層從下向上依次為襯底層（1)、外 延層（2)、深層摻雜擴散區(qū)（3)、表面摻雜擴散區(qū)（4)和鈍化層（5)。
2. 根據權利要求1所述的一種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片，其特征在于：所述的襯底 層（1)為N+型襯底層，所述的外延層（2)為N-型外延層，對應的深層摻雜擴散區(qū)（3)和表 面摻雜擴散區(qū)（4)分別為N+型深層摻雜擴散區(qū)（3)、P+型表面摻雜擴散區(qū)（4)。
3. 根據權利要求1所述的一種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片，其特征在于：所述的襯底 層（1)為P+型襯底層，所述的外延層（2)為P-型外延層，對應的深層摻雜擴散區(qū)（3)和表 面摻雜擴散區(qū)（4)分別為P+深層摻雜擴散區(qū)（3)、N+型表面摻雜擴散區(qū)（4)。
4. 根據權利要求1或2或3所述的一種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片，其特征在于：所 述的外延層（2)厚度為5ym-30iim。
5. 根據權利要求2或3所述的一種平面雙結型穩(wěn)壓二極管芯片，其特征在于：所述的 鈍化層（5)為二氧化硅鈍化層。
【文檔編號】H01L21/329GK204155940SQ201420698660
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權日:2014年11月19日
【發(fā)明者】朱軍, 單慧, 劉韻吉, 楊敏紅, 劉誠 申請人:桑德斯微電子器件（南京）有限公司