一种高频吸收二极管芯片及其生产方法技术

本发明专利技术提供一种高频吸收二极管芯片及其生产方法，该芯片包括衬底，衬底的上表面形成有外延层，外延层上设有基区窗口，基区窗口包括压点区以及位于压点区外围的分压区，外延层将压点区与分压区隔开，基区窗口上形成有第一离子扩散层，第一离子扩散层上设有发射区窗口，发射区窗口上形成有第二离子扩散层，压点区内的第一离子扩散层、第二离子扩散层的上表面设有钝化层，分压区内的第一离子扩散层上表面形成有氧化层，氧化层、钝化层均延伸至外延层的上表面。采用本发明专利技术的芯片特别适宜于RCD电路中尖峰吸收，同时，该工艺形成的芯片在125℃下的高温漏电流比传统扩散型二极管芯片小50%以上，缺陷率低，而且本工艺简单，易于实现批量化生产。

High frequency absorption diode chip and production method thereof

The present invention provides a high-frequency absorbing diode chip and its production method, the chip comprises a substrate, an epitaxial layer formed on the surface of the substrate, the base window is provided with an epitaxial layer, the base window including the pressure point and in pressure point peripheral pressure region, the epitaxial layer will pressure point and differential pressure area separated a first ion diffusion layer, forming the base window, the first ion diffusion layer is provided with a launch window, there are second ion emitter diffusion layer formed on the window, press the first ion diffusion within the area on the surface of a passivation layer second layer, ion diffusion layer, the partial pressure of the first ion diffusion layer in the region the surface oxide layer is formed on the surface of the oxide layer, and a passivation layer are extended to epitaxial layer. Using the chip of the invention is particularly suitable for the absorption peak, RCD circuit at the same time, the high temperature process of the chip formed at 125 DEG C leakage current than the traditional diffusion type diode chip 50%, low defect rate, and the process is simple, easy to realize mass production.

【技术实现步骤摘要】
一种高频吸收二极管芯片及其生产方法
本专利技术涉及硅体芯片生产
，特别是涉及一种高频吸收二极管芯片及其生产方法。
技术介绍
线路中用于回路吸收的二极管，在电源器件选择方面，一般采用普通整流二极管，其应用频率一般在50kHz以下，对于60kHz以上的应用环境，普通整流二极管很难实现完全的吸收效果，并且会伴随强烈的电磁干扰，在RCD回路中电磁干扰现象尤为明显，并且对于专门应用于高频60kHz以上的环境中的吸收二极管还没有文献报道。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种高频吸收二极管芯片及其生产方法，用于解决现有技术中二极管应用于60kHz以上的环境时很难实现完全的吸收效果、电磁干扰强烈等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术第二方面提供一种高频吸收二极管芯片，包括衬底，所述衬底的上表面形成有外延层，所述外延层上设有基区窗口，所述基区窗口包括压点区以及位于压点区外围的分压区，所述外延层将压点区与分压区隔开，所述基区窗口上形成有第一离子扩散层，所述第一离子扩散层上设有发射区窗口，所述发射区窗口上形成有第二离子扩散层，所述压点区内的第一离子扩散层、第二离子扩散层的上表面设有钝化层，分压区内的第一离子扩散层上表面形成有氧化层，氧化层、钝化层均延伸至外延层的上表面，钝化层将氧化层与压点区内的第一离子扩散层隔开。在本专利技术的一些实施例中，所述衬底为N+半导体，所述外延层为N-半导体，所述第一离子扩散层为硼离子扩散层，所述第二离子扩散层为磷离子扩散层。在本专利技术的一些实施例中，所述衬底为P+半导体，所述外延层为P-半导体，所述第一离子扩散层为磷离子扩散层，所述第二离子扩散层为硼离子扩散层。在本专利技术的一些实施例中，所述第一离子扩散层与所述第二离子扩散层的深度差为3-5μm，在本专利技术的一些实施例中，所述钝化层的上表面形成有表面金属层。在本专利技术的一些实施例中，所述衬底的下表面形成有背面金属层。在本专利技术的一些实施例中，所述衬底的厚度为215～220μm，所述外延层的厚度≥50μm，所述氧化层的厚度为所述第一离子扩散层的厚度为6～10μm，所述所述第二离子扩散层的厚度为3～5μm，所述表面金属层的厚度为3～6μm，所述背面金属层的厚度为2～4μm。在本专利技术的一些实施例中，所述外延层的厚度为50～80μm。本专利技术第二方面提供一种高频吸收二极管芯片的生产方法，至少包括如下步骤：1)衬底氧化：选取半导体衬底，在该衬底上形成外延层，再在外延层上形成氧化层；2)一次光刻：在所述氧化层上形成第一光刻胶层后，刻蚀第一光刻胶层和氧化层至外延层裸露，定义基区窗口的图形，去除光刻胶；3)一次离子注入：沿基区窗口注入离子，形成第一离子层；4)基区扩散氧化：将基区窗口内的离子扩散氧化，第一离子层的离子向下扩散，形成第一离子扩散层，第一离子层5的上表面形成第一离子氧化层；5)二次光刻：在基区窗口的氧化层上形成第二光刻胶层后，刻蚀第二光刻胶层和第一离子氧化层至露出第一离子扩散层，定义发射区窗口的图形；6)二次离子注入，沿发射区窗口注入离子，形成第二离子层；7)发射区扩散氧化：将发射区窗口内的离子扩散氧化，第二离子层的离子向下扩散，形成第二离子扩散层，第二离子层的上表面形成第二离子氧化层；8)钝化：去除第一离子氧化层、第二离子氧化层，在整个芯片的上表面形成钝化层，所述钝化层延伸至外延层的上表面，将氧化层与压点区内的第一离子扩散层隔开；9)正面金属蒸发：在所述钝化层的上表面形成表面金属层；10)三次光刻：在所述表面金属层上涂光刻胶层，刻蚀去掉压点区以外的部分金属层以及钝化层，钝化层延伸至外延层的上表面，将氧化层与压点区内的第一离子扩散层隔开，再去除光刻胶层；11)背面金属蒸发：在所述衬底的背面形成背面金属层，制得所述二极管芯片。在本专利技术的一些实施例中，步骤1)中，所述衬底为N+半导体或P+半导体。在本专利技术的一些实施例中，步骤3)和步骤6)中，注入离子前，先进行干氧氧化，再进行离子注入。在本专利技术的一些实施例中，步骤3)和步骤6)中，注入离子前，先进行干氧氧化时，氧化温度1100℃，时间60分钟，气氛：N2+O2，具体含有70体积％的氮气和30体积％的氧气。在本专利技术的一些实施例中，步骤3)和步骤6)中，注入离子前，先进行干氧氧化时，干氧氧化的厚度为在本专利技术的一些实施例中，步骤1)中，所述衬底为N+半导体时，所述外延层为N-半导体，步骤3)中的所述注入离子为硼，步骤6)中的所述注入离子为磷，注入硼离子的能量为60～400KeV，剂量为5*1012～5*1014/cm-2；注入磷离子的能量为0.5～7.5MeV，剂量为2*1012～2*1013/cm-2；或者，步骤1)中，所述衬底为P+半导体，所述外延层为P-半导体，步骤3)中的所述注入离子为磷，步骤6)中的所述注入离子为硼。本说明书中“+”表示重掺杂，“-”表示轻掺杂。在本专利技术的一些实施例中，步骤4)中，扩散氧化的温度为1100±50℃，时间120±5分钟，扩散炉保护气体中含有70体积％的氮气和30体积％的氧气。在本专利技术的一些实施例中，步骤7)中，扩散氧化的温度为950±50℃，时间120±10分钟，扩散炉保护气体中含有70体积％的氮气和30体积％的氧气。在本专利技术的一些实施例中，步骤4)形成的第一离子扩散层与步骤7)形成的第二离子扩散层的深度差为结深D，结深D的深度为3-5μm，结深D决定二极管的高频频率，其高频频率可达到300-500kHz。在本专利技术的一些实施例中，步骤8)中，形成所述钝化层的方法为化学气相沉积法，钝化层为磷硅玻璃(PSG)和/或氧化硅(SiO2)。在本专利技术的一些实施例中，步骤9)中，所述表面金属层选自铝、钛、镍、银中的一种或多种组合，形成所述表面金属层的方法为物理气相沉积法。在本专利技术的一些实施例中，步骤9)中，所述表面金属层的厚度为3～6μm。在本专利技术的一些实施例中，步骤10)中，还包括在氢气气氛中使金属与硅进行合金，以获得良好的欧姆接触。在本专利技术的一些实施例中，步骤11)中，先对所述衬底背面部分进行减薄处理，露出新鲜硅，再形成所述背面金属层。在本专利技术的一些实施例中，步骤15)中，所述背面金属层依次为钛、镍、银。本专利技术第三方面提供上述二极管芯片在RCD电路中的用途。如上所述，本专利技术的一种高频吸收二极管芯片及其生产方法，具有以下有益效果：采用本专利技术的生产工艺加工得到的高压芯片特别适宜于RCD电路中尖峰吸收，同时，该工艺形成的芯片在125℃下的高温漏电流比传统扩散型二极管芯片小50％以上,缺陷率低，而且本工艺简单，易于实现批量化生产。附图说明图1-14显示为本专利技术实施例各步骤所得到的芯片结构示意图。图15显示为本专利技术实施例2中普通整流管尖峰吸收情况图。图16显示为本专利技术实施例2中本专利技术制得的二极管芯片尖峰吸收情况图。编号说明；1—衬底2—外延层3—氧化层4a—第一光刻胶层4b—基区窗口5—第一离子层6a—第一离子扩散层6b—第一离子氧化层7a—第二光刻胶层7b—发射区窗口8—第二离子层8a—第二离子扩散层8b—第二离子氧化层9—钝化层10—表面金属层11—压点区12—分压区13—背面金属层具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频吸收二极管芯片，包括衬底(1)，其特征在于，所述衬底(1)的上表面形成有外延层(2)，所述外延层(2)上设有基区窗口(4b)，所述基区窗口(4b)包括压点区(11)以及位于压点区(11)外围的分压区(12)，所述外延层(2)将压点区(11)与分压区(12)隔开，所述基区窗口(4b)内形成有第一离子扩散层(6a)，所述第一离子扩散层(6a)上设有发射区窗口(7b)，所述发射区窗口(7b)内形成有第二离子扩散层(8a)，所述压点区(11)内的第一离子扩散层(6a)、第二离子扩散层(8a)的上表面均设有钝化层(9)，分压区(12)内的第一离子扩散层(6a)上表面形成有氧化层(3)，所述氧化层(3)、钝化层(9)均延伸至外延层(2)的上表面，钝化层(9)将氧化层(3)与压点区(11)内的第一离子扩散层(6a)隔开。

【技术特征摘要】
1.一种高频吸收二极管芯片，包括衬底(1)，其特征在于，所述衬底(1)的上表面形成有外延层(2)，所述外延层(2)上设有基区窗口(4b)，所述基区窗口(4b)包括压点区(11)以及位于压点区(11)外围的分压区(12)，所述外延层(2)将压点区(11)与分压区(12)隔开，所述基区窗口(4b)内形成有第一离子扩散层(6a)，所述第一离子扩散层(6a)上设有发射区窗口(7b)，所述发射区窗口(7b)内形成有第二离子扩散层(8a)，所述压点区(11)内的第一离子扩散层(6a)、第二离子扩散层(8a)的上表面均设有钝化层(9)，分压区(12)内的第一离子扩散层(6a)上表面形成有氧化层(3)，所述氧化层(3)、钝化层(9)均延伸至外延层(2)的上表面，钝化层(9)将氧化层(3)与压点区(11)内的第一离子扩散层(6a)隔开。2.根据权利要求1所述的二极管芯片，其特征在于，所述衬底(1)为N+半导体，所述外延层(2)为N-半导体，所述第一离子扩散层(6a)为硼离子扩散层，所述第二离子扩散层(8a)为磷离子扩散层；或者，所述衬底(1)为P+半导体，所述外延层(2)为P-半导体，所述第一离子扩散层(6a)为磷离子扩散层，所述第二离子扩散层(8a)为硼离子扩散层。3.根据权利要求1所述的二极管芯片，其特征在于，所述第一离子扩散层(6a)与所述第二离子扩散层(8a)的深度差为3-5μm。4.根据权利要求1所述的二极管芯片，其特征在于，所述钝化层(9)的上表面形成有表面金属层(10)，所述衬底(1)的下表面形成有背面金属层(13)，优选地，所述表面金属层(10)选自铝、钛、镍、银中的一种或多种组合，所述背面金属层(13)依次为钛、镍、银。5.根据权利要求1所述的二极管芯片，其特征在于，所述衬底(1)的厚度为215～220μm，所述外延层(2)的厚度≥50μm，所述氧化层(3)的厚度为所述第一离子扩散层(6a)的厚度为6～10μm，所述所述第二离子扩散层(8a)的厚度为3～5μm，所述表面金属层(10)的厚度为3-6μm，所述背面金属层(13)的厚度为2～4μm。6.一种高频吸收二极管芯片的生产方法，其特征在于，至少包括如下步骤：1)衬底氧化：选取半导体衬底(1)，在该衬底(1)上形成外延层(2)，再在外延层上形成氧化层(3)；2)一次光刻：在所述氧化层(3)上形成第一光刻胶层(4a)后，刻蚀第一光刻胶层(4a)和氧化层...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴龙，李述洲，陈亮，张力，潘宜虎，
申请(专利权)人：重庆平伟实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50