一种中高压肖特基二极管芯片结构及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种中高压肖特基二极管芯片结构及其制备方法。在中高压肖特基二极管芯片结构中，P型扩散区宽度为25~40um；金属场版的宽度为25~35um；外延厚度为16~30um；电阻率为2~5ohm.cm。本发明专利技术同时采取对关键工艺进行调整，以达到提高封装后器件性能的目的。方法是：1、通过湿法氧化，在P型区注入前形成厚度为650埃的牺牲氧化硅。2、在P型区域注入杂质数量1X1014。3、通过湿法氧化、推进形成P型区深度为8um。4、在势垒金属蒸发前，采用双氧水对硅片表面颗粒杂质进行清洗。本发明专利技术在不提高生产成本的情况下，使芯片的封装良率以及可靠性性能得到明显提高，从而增强了产品的市场竞争力。

【技术实现步骤摘要】

[0001 ] 本专利技术涉及肖特基二极管芯片，具体涉及。
技术介绍
外延材料规格是肖特基二极管器件的电性参数、可靠性性能的重要影响因素。一般低压肖特基二极管器件采用外延厚度较薄、电阻率较低；中高压肖特基二极管器件采用外延厚度较厚、电阻率较高。如果单纯提高外延电阻率，会导致肖特基二极管器件可靠性性能下降，如静电防护能力、反向浪涌能力等。目前随着肖特基二极管器件市场与应用的发展，对肖特基二极管的可靠性要求越来越高。与低压肖特基二极管芯片不同，中高压肖特基二极管对划片后芯片的完整程度要求更高，芯片边缘的轻微破损或崩边都有可能产生芯片封装后的失效问题。
技术实现思路
为了提闻封装后中闻压肖特基二极管芯片的良率，降低划片对芯片的影响，提闻封装后芯片的可靠性性能，本专利技术提供。本专利技术采取对芯片结构的金属场版进行加宽技术方案，以减弱划片崩边等芯片损失对电性能带来的劣化影响；通过增加P型区域的宽度以及杂质数量，以提高中高压肖特基二极管芯片的可靠性性能(静电防护能力、反向浪涌能力等)。在研发过程中，增加金属场版宽度与增加P型区域宽度曾遇到以下问题: 1、增加芯片尺寸，导致芯片出芯数降低，造成价格劣势； 2、若保证芯片尺寸不变，会使芯片的有源区面积变小，导致正向压降升高，功耗升高，降低器件竞争力。经过综合分析，本专利技术采取在确保芯片尺寸不变的前提下，通过调整外延参数以抵消有源区变小带来的电性参数的升高，同时有利于提高静电防护能力和反向浪涌能力。本专利技术采取的技术方案是:一种中高压肖特基二极管芯片结构，其特征在于:在所述的中高压肖特基二极管芯片结构中，P型扩散区宽度为25~40um ;金属场版的宽度为25~35um ;硅衬底上表面具有的外延厚度为16~30um ;电阻率为2~5ohm.cm。本专利技术针对中高压肖特基二极管芯片结构的优化，同时采取对关键工艺进行调整，以达到提高封装后器件性能的目的。本专利技术所述的制备方法是:1、通过湿法氧化，在P型区注入前形成厚度为650埃的牺牲氧化硅。2、在P型区域，注入杂质数量1X1014。3、通过湿法氧化、推进形成P型区深度为 8um。4、在势垒金属蒸发前，采用双氧水对硅片表面颗粒杂质进行清洗。除此之外，本方法还通过版图修改，取消掩蔽层上多余的注入区，避免此注入区表面电场过大，而在反向高压时容易提前击穿，同时取消掩蔽层上多余的注入区，也有利于增强芯片的划片波动的承受能力。本专利技术所产生的有益效果是:在不提高生产成本的情况下，使芯片的封装良率以及可靠性性能得到明显提高，从而增强了产品的市场竞争力。【附图说明】图1是中高压肖特基二极管芯片结构平面图； 图2是中高压肖特基二极管芯片结构剖面图； 图3是中高压肖特基二极管芯片工艺流程图。【具体实施方式】 以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明:本专利技术将 图1和图2利用失真比例，以突出本专利技术的关键特征。参照图1和图2, —种中闻压肖特基二极管芯片结构包括娃衬底101上表面具有的外延102、在外延的掩蔽层103、外延102中的P型扩散区104、在外延中的硅化物层105、正面电极106、背面电极107、金属场版108及有源区109。在中高压肖特基二极管芯片结构中，本专利技术将P型扩散区104宽度增加至25~40um范围内(增加了 20%~80%);将金属场版108的宽度增加至25~35um范围内(增加了 10~40%)。对硅衬底101 (晶向〈100〉或〈111>)上表面具有的外延102进行电阻率与厚度的调整，调整硅衬底101 (晶向〈100〉或〈111>)上表面具有的外延厚度在16~30um范围内；电阻率在2~5ohm.cm范围内。本专利技术对于150V肖特基二极管，硅衬底101上表面具有的外延102厚度调整为16~20um ;电阻率调整为2~3ohm.cm。本专利技术对于200V肖特基二极管，硅衬底101上表面具有的外延102厚度调整为23~30um ;电阻率调整为3~5ohm.cm。实施例1:以150V肖特基二极管为例，将P型扩散区104宽度增至38um ;将金属场版108的宽度增至32um ;将外延厚度调至18um ;将电阻率调至2.3ohm.cm。实施例2:以200V肖特基二极管为例，将P型扩散区104宽度增至38um ;将金属场版108的宽度增至32um ;将外延厚度调至28um ;将电阻率调至4ohm.cm。以上实施例的制备方法如下: 1、通过湿法氧化，在P型区注入前形成厚度为650埃的牺牲氧化硅；以尽量减轻注入区域离子沾污以及注入激光对外延表面的损伤。2、在P型区域，注入杂质数量IXlO14 ；以增强芯片的静电防护能力。3、通过湿法氧化、推进形成P型区深度为8um ;以增强芯片的静电防护能力。4、在势垒金属蒸发前，采用双氧水对硅片表面颗粒杂质进行清洗(双氧水浓度为39%，H2O和水的体积比例=1:1);其作用是有效清除硅表面的颗粒杂质、轻微有机残留以及聚合物。参照图3，除上述涉及的制备方法之外，均按照图3给出的工艺流程完成中高压肖特基二极管芯片的制备。在此不再赘述。经过以上实施例制备出的5安培中高压肖特基二极管芯片经检测的性能指标:抗静电能力可达到4KV (IEC模式)，反向浪涌可以达到在5安培电流下2/200US，10个脉冲的能力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中高压肖特基二极管芯片结构，其特征在于：在所述的中高压肖特基二极管芯片结构中，P型扩散区（104）宽度为25~40um；金属场版（108）的宽度为25~35um；硅衬底（101）上表面具有的外延（102）厚度为16~30um；电阻率为2~5ohm.cm。

【技术特征摘要】
1.一种中高压肖特基二极管芯片结构，其特征在于:在所述的中高压肖特基二极管芯片结构中，P型扩散区(104)宽度为25?40um;金属场版(108)的宽度为25?35um ;硅衬底(101)上表面具有的外延(102)厚度为16?30um ;电阻率为2?5ohm.cm。2.根据权利要求1所述的中高压肖特基二极管芯片结构，其特征在于:对于150V的肖特基二极管，硅衬底(101)上表面具有的外延(102)厚度为16?20um;电阻率为2?3ohm.cm。3.根据权利要求1所述的中高压肖特基二极管芯片结构，其特征在于:对于200V的肖特基二极管，硅衬底(101)上表面具有的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海洋，王云峰，董彬，石会平，
申请(专利权)人：天津中环半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：