一種玻璃鈍化高壓雙向觸發二極管制造技術

本實用新型專利技術提供了一種玻璃鈍化高壓雙向觸發二極管，其制備工藝如下：步驟1，采用p型硅片進行化學拋光；步驟2，雙面涂磷進行磷擴散；步驟3，制作氧化層；步驟4，制作短路電極層的硼擴散窗，硼擴散得到短路控制電極，形成雙面PNPNP結構；步驟5，制作氧化層；步驟6，制作硼表面接觸擴散窗，硼擴散得到表面接觸電極層，得到雙面P+PNPNPP+結構；步驟7，制作氧化層；步驟8，雙面涂膠；第三次雙面對準光刻形成深溝槽腐蝕區域，電泳涂布玻璃，燒成微晶玻璃鈍化層；步驟9，制作歐姆短路控制電極層；步驟10，劃片切分；步驟11，封裝。本實用新型專利技術所述的二極管通過上述工藝提高了器件的常溫及高溫性能，提高了器件的穩定性，應用廣泛。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于二極管制造
，尤其是涉及一種玻璃鈍化高壓雙向觸發二極管及制備工藝。
技術介紹
高壓雙向觸發二極管(SIDAC)是一種二端半導體器件，其內部結構與雙向晶閘管十分相似，區別在于沒有觸發門極，是電壓自觸發器件。SIDAC的工作狀態如同一個開關，當電壓低于斷態峰值電壓VDRM時，其漏電流IDRM極小(小于微安量級)，為斷開狀態；當電壓超過其擊穿電壓UBO時，產生瞬間雪崩效應，該雪崩電流一旦超過開關電流IS，即進入雪崩倍增，在雪崩倍增下器件的阻抗驟然減小，電壓降為導通電壓(V<1.5V)，此時，SIDAC進入導通狀態，允許通過大的通態電流(0.7-2A，RMS值)，當電流降到最小維持電流IH值之下時，SIDAC恢復到斷開狀態。目前，高壓雙向觸發二極管的制作流程為：化學機械拋光，硼擴散，氧化，一次光刻，磷擴散，二次光刻，一次玻璃燒涂，二次玻璃燒涂，三次玻璃燒涂，三次光刻、鍍鎳金，劃片，酸洗及封裝，其存在如下缺陷：1，多次玻璃燒涂才能得到抗擊穿的微晶玻璃，制作工序復雜繁多，生產效率差，成本高；2，斷態重復峰值電流較大；3，可靠性差，耐電流能力差。
技術實現思路
有鑒于此，本技術旨在提出一種玻璃鈍化高壓雙向觸發二極管及制備工藝，以解決目前高壓雙向觸發二極管制作過程中的存在的限制條件。為達到上述目的，本技術的技術方案是這樣實現的：一種玻璃鈍化高壓雙向觸發二極管，包括NPN三層結構的硅片，所述硅片的雙面對稱光刻腐蝕有硼擴散窗，在該硼擴散窗內有短路電極層，該短路電極層上部還光刻有硼擴散窗，該硼擴散窗內有表面接觸電極層，形成雙面P+PNPNPP+結構，該雙面P+PNPNPP+結構上還光刻腐蝕有電泳鈍化溝槽，在該電泳鈍化溝槽內有微晶玻璃鈍化層，該雙面P+PNPNPP+結構雙面對稱設置有歐姆短路控制電極層。進一步的，所述歐姆短路控制電極層為鎳層和金層。進一步的，還包括有焊片以及與焊片連接的引線框架，所述器件封裝在環氧樹脂內。一種玻璃鈍化高壓雙向觸發二極管的制備工藝，包括如下制備方法：步驟1，使用厚度為215-225微米的p型硅片通過混酸1號腐蝕液進行化學拋光，拋光后的硅片厚度為195-205微米；步驟2，將上述片材做雙面旋涂刷磷源，然后推入擴散爐進行磷預烘和擴散，形成NPN三層結構的硅片，其中，旋涂刷轉速為600轉/分鐘，推入擴散爐前爐溫度為300°，使用氮氣保護，進行磷源預烘，主擴散溫度為1200-1250°，主擴散時間為3-5小時，磷擴散層的厚度為38-40微米；步驟3，將上述片材的雙面做第一次氧化處理，得到的氧化層厚度為1.6-1.9微米；步驟4，將上述片材做雙面涂膠，第一次雙面對準光刻，形成淺開槽圖形，即短路電極層的硼擴散窗，通過混酸2號腐蝕液腐蝕后得到淺槽，淺槽的深度為3-5微米，將上述片材做雙面涂一次硼源，旋涂刷工藝的轉速為600轉/分鐘，將上述片材的雙面做一次硼擴散，其中，推入前爐溫度為300°進行預烘，使用氮氣保護，主擴散溫度為1220-1250°，主擴散時間為4-6小時，得到的短路電極層厚度為15-35微米，得到雙面PNPNP結構；步驟5，將上述片材的雙面做第二次氧化處理，得到的氧化層厚度為1.6-1.9微米；步驟6，將上述片材雙面涂膠，第二次雙面對準光刻，形成硼表面接觸擴散窗；將上述片材雙面涂二次硼源，涂刷工藝的轉速為600轉/分鐘；硼擴散的溫度為1100-1150°，擴散時間為4-6小時，得到的表面接觸電極層的厚度為5-7微米，得到雙面P+PNPNPP+結構；步驟7，將上述片材的雙面做第三次氧化處理，得到的氧化層厚度為1.2-1.6微米；步驟8，將上述片材的雙面涂膠，第三次雙面對準光刻，形成深溝槽腐蝕區域，通過混酸3號腐蝕液腐蝕后形成電泳鈍化溝槽，電泳鈍化溝槽的深度為50-60微米；通過電泳涂布玻璃，燒成處理形成微晶玻璃鈍化層；步驟9，將上述片材的雙面化學鍍鎳、雙面化學鍍金，形成歐姆短路控制電極層；步驟10，將上述片材劃片切分，形成單個芯片；步驟11，將上述芯片封裝，形成成品二極管。進一步的，所述步驟1中的混酸1號腐蝕液配方為：硝酸12份，氫氟酸(49％)2-4份，冰乙酸4份，水1份，所述混酸1號腐蝕液配比后攪拌30分鐘，所述混酸1號腐蝕液的腐蝕時間為常溫10-13分鐘。進一步的，所述步驟4中的混酸2號腐蝕液配方為：硝酸12份，氫氟酸(49％)1-2份，冰乙酸4份，水1份，所述混酸2號腐蝕液配比后攪拌30分鐘，所述混酸1號腐蝕液的腐蝕時間為常溫5-8分鐘。進一步的，所述步驟8中的混酸3號腐蝕液配方為：硝酸12份，氫氟酸(49％)5-8份，冰乙酸4份，水1份，所述混酸1號腐蝕液的腐蝕時間為常溫10-13分鐘，腐蝕溫度為-6—-9°。進一步的，所述步驟3、步驟5、步驟7中的氧化處理步驟包括干氧氧化、濕氧氧化、干氧氧化，時間分別為30分鐘、60分鐘、30分鐘。進一步的，所述步驟8中玻璃燒成溫度為820°，燒成時間為30分鐘。進一步的，所述步驟9中化學鍍鎳的厚度為4-6微米，化學鍍金的厚度為0.5-1.0微米。相對于現有技術，本技術所述的玻璃鈍化高壓雙向觸發二極管及制備工藝具有以下優勢：(1)本專利技術所述制備工藝提高了器件的常溫及高溫性能，提高了器件的穩定性，應用廣泛；(2)本專利技術所述的制備工藝通過電泳法制備微晶玻璃鈍化層，工藝先進，生產成本低，可靠性高，電參數性能大大改善。附圖說明構成本技術的一部分的附圖用來提供對本技術的進一步理解，本技術的示意性實施例及其說明用于解釋本技術，并不構成對本技術的不當限定。在附圖中：圖1為本技術實施例所述的二極管管芯的結構示意圖；圖2為本技術實施例所述的SMA封裝二極管成品的側視內部結構示意圖；圖3為本技術實施例所述的軸向封裝成品二極管的內部結構示意圖。附圖標記說明：1-芯片；2-焊片；3-環氧樹脂；4-引線框架；11-硅片；21-磷擴散層；；31-短路電極層；41-表面接觸電極層；51-歐姆短路控制電極層；61-微晶玻璃鈍化層。具體實施方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖1-3并結合實施例來詳細說明本技術。一種玻璃鈍化高壓雙向觸發二極管，包括NPN三層結構的硅片11，所述硅片11的雙面對稱光刻腐蝕有硼擴散窗，在該硼擴散窗內有短路電極層31，該短路電極層31上部還光刻有硼擴散窗，該硼擴散窗內有表面接觸電極層41，形成雙面P+PNPNPP+結構，該雙面P+PNPNPP+結構上還光刻腐蝕有電泳鈍化溝槽，在該電泳鈍化溝槽內有微晶玻璃鈍化層61，該雙面P+PNPNPP+結構雙面對稱設置有歐姆短路控制電極層51。所述歐姆短路控制電極層51為鎳層和金層。還包括有焊片2以及與焊片2連接的引線框架4，所述器件封裝在環氧樹脂3內，所述引線框架4為銅引線。一種玻璃鈍化高壓雙向觸發二極管的制備工藝，包括如下制備方法：步驟1，使用厚度為215-225微米的p型硅片11，所述硅片11的電阻率為p型2-40歐姆/厘米，晶向<100>，通過混酸1號腐蝕液進行化學拋光，拋光后的硅片11厚度為195-205微米；所述步驟1中的混酸1號腐蝕液配方為：硝本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種玻璃鈍化高壓雙向觸發二極管，包括NPN三層結構的硅片，其特征在于：所述硅片(11)的雙面對稱光刻腐蝕有硼擴散窗，在該硼擴散窗內有短路電極層(31)，該短路電極層(31)上部還光刻有硼擴散窗，該硼擴散窗內有表面接觸電極層(41)，形成雙面P+PNPNPP+結構，該雙面P+PNPNPP+結構上還光刻腐蝕有電泳鈍化溝槽，在該電泳鈍化溝槽內有微晶玻璃鈍化層(61)，該雙面P+PNPNPP+結構雙面對稱設置有歐姆短路控制電極層(51)。

【技術特征摘要】
1.一種玻璃鈍化高壓雙向觸發二極管，包括NPN三層結構的硅片，其特征在于：所述硅片(11)的雙面對稱光刻腐蝕有硼擴散窗，在該硼擴散窗內有短路電極層(31)，該短路電極層(31)上部還光刻有硼擴散窗，該硼擴散窗內有表面接觸電極層(41)，形成雙面P+PNPNPP+結構，該雙面P+PNPNPP+結構上還光刻腐蝕有電泳鈍化溝槽，在該電泳鈍化溝槽內有微晶玻璃鈍化層(61)，該雙面P+PNP...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張淑云，
申請(專利權)人：天津天物金佰微電子有限公司，
類型：新型
國別省市：天津;12