一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法，通过对衬底外延片硅片一次清洗、对衬底硅片进行初始氧化、对具有氧化层的衬底硅片进行一次光刻、光刻的衬底片进行磷予扩散，通过磷予扩散，将正负极引到芯片正面，产品厚度可以根据背面减薄厚度(150‑300)±5um范围调整，通过正面金属化，衬底硅片依次进行Ti‑W金属溅射、蒸发AL金属；通过对衬底硅片进行正面焊盘金属化学镀Ni、Au，通过化学镀Ni、Au作为焊盘金属，将晶圆划片后焊接在电路板上，该产品不需要再做封装工艺。本发明专利技术不仅有效的减小了封装体积，降低了产品厚度，硅片生产后不需要再封装的晶圆级封装瞬态电压抑制二极管。

A manufacturing method of transient voltage suppression diode in wafer level package

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法
本专利技术属于电子领域，涉及二极管，具体涉及一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法。
技术介绍
瞬态二极管(TransientVoltageSuppressor)简称TVS，是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。但是，现有的瞬态电压抑制二极管具有以下缺陷：（1）普通瞬态抑制二极管芯片生产后需要进行封装成为成品；（2）普通瞬态抑制二极管封装后体积大；（3）普通瞬态抑制二极管封装后厚度度厚。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种有效减小封装体积，降低产品厚度，硅片生产后不需要再封装的晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法，包括以下步骤：a、选用外延厚度7±0.25um，电阻率0.0015-0.0156Ω•cm的N型外延片，对衬底外延片硅片一次清洗；b、对衬底硅片进行初始氧化工艺：将硅片放入石英舟，然后进舟到石英炉管，舟速20±1cm/s，进舟结束盖好磨口，在750±3℃通入氮气，每分钟6±1升，30±1分钟，温度从750℃升至950℃，温度保持在950±3℃，停止氮气，改通氧气，氧气通入20±1分钟后，改为氧气、氢气进行氢氧合成，氢氧合成时间为240±1分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5±1升，氢气通入速度为每分钟6.5±1升，氢氧合成结束后再通入氧气20±1分钟，氧气通入速度为每分钟3.5±1升，然后通入三氯乙烷10±1分钟，三氯乙烷每分钟为80±1毫升，再通干氧120±1分钟，温度由950℃降到750℃，取下磨口，出舟，舟速20±1cm/s，在石英舟上取片；c、对完成步骤b的具有氧化层的衬底硅片进行一次光刻，其步骤为：①涂胶：光刻胶粘度为100±1SC，涂胶厚度为28500±2000Å；②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85±5℃的烘箱中烘干30±1分钟；③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22±1秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；④显影、定影：先用二甲苯显影10±1秒，然后用乙酸丁脂来定影8±1秒；⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30±1分钟；⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F为6：1的腐蚀液腐蚀10±1分钟；⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2为3：1浸泡液浸泡10±1分钟去除光刻胶；d、对完成步骤C的一次光刻的衬底片进行磷予扩散：将硅片放入石英舟，进舟到石英炉管，舟速20±1cm/s，进舟结束，盖好磨口，在750±3℃通入氮气，每分钟6±1升，30±1分钟，温度从750℃升至970℃，温度保持在970±3℃，停氮气，改通氧气，氧气通入5±1分钟后，改为氧气、磷进行磷予扩散，磷予扩散时间为30±1分钟，其中，氧气通入速度为每分钟3.5±1升，磷通入速度为每分钟6.5±1升，氢氧合成20±1分钟，氧气通入速度为每分钟3.5±1升，然后通入三氯乙烷10±1分钟，其中三氯乙烷每分钟为80±1毫升，再通氧10±1分钟，温度由970℃降到750℃，取下磨口，出舟，舟速20±1cm/s，在石英舟上取片；e、对完成步骤d的具有氧化层的衬底硅片进行二次光刻，其步骤同步骤c：f、对完成步骤e的衬底硅片依次进行有源区注入，注入剂量1.5E16,注入能量50kev；g、对完成步骤f的衬底硅片进行退火前清洗：衬底硅片采用清洗液H2SO4:H2O2:H2O=1:1:5，在135±5℃清洗10分钟，用清水冲水10±1分钟，甩干；h、对完成步骤g的衬底硅片进行退火，其步骤为：将清洗干净的衬底硅片放入石英舟，舟速20±1cm/s进舟至石英炉管内并盖好磨口，在750±3℃向石英炉管内通入氮气10±1分钟，氮气通入量6±1L/min，石英炉管温度由750℃提升至1040℃，保持1040±3℃的石英炉管温度20±1min，通干氧10分钟，将石英炉管温度降至750℃，取下磨口，舟速20±1cm/s出舟取片；i、对完成步骤h的衬底硅片进行三次光刻，其步骤同步骤c：j、对完成步骤i的衬底硅片进行正面金属化：k、对完成步骤j的衬底硅片进行四次光刻，除光刻胶粘度为150±1SC外，其余同其步骤c；m、对衬底硅片进行正面金属腐蚀、正面金属去胶和正面金属合金；n、对完成正面金属合金的衬底硅片进行电性测试、钝化、光刻、钝化腐蚀、背面减薄、背面去应力腐蚀；O、对完成背面去应力腐蚀的衬底硅片进行背面减薄厚度150-300±5um、背面去应力腐蚀；p、对衬底硅片进行背标光刻、腐蚀：衬底硅片采用HNO3：HF：CH3COOH：H2O=5：1：3：20的化学腐蚀液在12-18℃腐蚀10±1min，清洗干净，甩干；Q、对衬底硅片进行正面焊盘金属化学镀Ni、Au。本专利技术所述步骤j中正面金属化，其步骤为：衬底硅片依次进行Ti-W金属溅射、蒸发AL金属。本专利技术所述步骤Q中正面焊盘金属化学镀Ni、Au的具体步骤为：S1.一次镀镍：PH值8.5-9.0，浸入95±30℃镀镍液中，镀镍90±6秒；S2.镍烧结：575℃烧结35±1分钟，程序1.5℃/分钟降至500℃,降温时氮气流量2±0.5LPM；S3.硝酸处理:将硅片放入95±5℃，1：1硝酸中煮4±1分钟；S4.二次镀镍:浸入100±3℃镀镍液中；S5.镀金:镀金20-25秒，检查并确认镀金液温度在110±5℃。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过磷予扩散，将正负极引到芯片正面，产品厚度可以根据背面减薄厚度(150-300)±5um范围调整。通过步骤j的正面金属化，衬底硅片依次进行Ti-W金属溅射、蒸发AL金属；通过步骤Q对完成步骤P的衬底硅片进行正面焊盘金属化学镀Ni、Au，通过化学镀Ni、Au作为焊盘金属，将晶圆划片后焊接在电路板上，该产品不需要再做封装工艺。本专利技术不仅有效的减小了封装体积，降低了产品厚度，硅片生产后不需要再封装，且这类产品突出的性能特有：（1）.低电压：低电压工作的便携式设备（PAD、超薄笔记本电脑）应用方面。（2）.低电容：高速数据传送。如T1∕E1,Ethemet,USB和视频。（3）.低漏电流：对于便携式低功耗设备。附图说明图1.本专利技术TVS产品正面示意图；图2.本专利技术TVS产品流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明；实施例1一种晶圆级封装瞬态电压抑制二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：/na、选用外延厚度7±0.25um ，电阻率0.0015-0.0156Ω•cm的N型外延片，对衬底外延片硅片一次清洗；/nb、对衬底硅片进行初始氧化工艺：将硅片放入石英舟，然后进舟到石英炉管，舟速20±1cm/s，进舟结束盖好磨口，在750±3℃通入氮气，每分钟6±1升，30±1分钟，温度从750℃升至950℃，温度保持在950±3℃，停止氮气，改通氧气，氧气通入20±1分钟后，改为氧气、氢气进行氢氧合成，氢氧合成时间为240±1分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5±1升，氢气通入速度为每分钟6.5±1升，氢氧合成结束后再通入氧气20±1分钟，氧气通入速度为每分钟3.5±1升，然后通入三氯乙烷10±1分钟，三氯乙烷每分钟为80±1毫升，再通干氧120±1分钟，温度由950℃降到750℃，取下磨口，出舟，舟速20±1cm/s，在石英舟上取片；/nc、对完成步骤b的具有氧化层的衬底硅片进行一次光刻，其步骤为：/n①涂胶：光刻胶粘度为100±1SC，涂胶厚度为28500±2000Å；/n②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85±5℃的烘箱中烘干30±1分钟；/n③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22±1秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；/n④显影、定影：先用二甲苯显影10±1秒，然后用乙酸丁脂来定影8±1秒；/n⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30±1分钟；/n⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H...

【技术特征摘要】
1.一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、选用外延厚度7±0.25um，电阻率0.0015-0.0156Ω•cm的N型外延片，对衬底外延片硅片一次清洗；
b、对衬底硅片进行初始氧化工艺：将硅片放入石英舟，然后进舟到石英炉管，舟速20±1cm/s，进舟结束盖好磨口，在750±3℃通入氮气，每分钟6±1升，30±1分钟，温度从750℃升至950℃，温度保持在950±3℃，停止氮气，改通氧气，氧气通入20±1分钟后，改为氧气、氢气进行氢氧合成，氢氧合成时间为240±1分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5±1升，氢气通入速度为每分钟6.5±1升，氢氧合成结束后再通入氧气20±1分钟，氧气通入速度为每分钟3.5±1升，然后通入三氯乙烷10±1分钟，三氯乙烷每分钟为80±1毫升，再通干氧120±1分钟，温度由950℃降到750℃，取下磨口，出舟，舟速20±1cm/s，在石英舟上取片；
c、对完成步骤b的具有氧化层的衬底硅片进行一次光刻，其步骤为：
①涂胶：光刻胶粘度为100±1SC，涂胶厚度为28500±2000Å；
②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85±5℃的烘箱中烘干30±1分钟；
③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22±1秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影：先用二甲苯显影10±1秒，然后用乙酸丁脂来定影8±1秒；
⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30±1分钟；
⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F为6：1的腐蚀液腐蚀10±1分钟；
⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2为3：1浸泡液浸泡10±1分钟去除光刻胶；
d、对完成步骤C的一次光刻的衬底片进行磷予扩散：将硅片放入石英舟，进舟到石英炉管，舟速20±1cm/s，进舟结束，盖好磨口，在750±3℃通入氮气，每分钟6±1升，30±1分钟，温度从750℃升至970℃，温度保持在970±3℃，停氮气，改通氧气，氧气通入5±1分钟后，改为氧气、磷进行磷予扩散，磷予扩散时间为30±1分钟，其中，氧气通入速度为每分钟3.5±1升，磷通入速度为每分钟6.5±1升，氢氧合成20±1分钟，氧气通入速度为每分钟3.5±1升，然后通入三氯乙烷10±1分钟，其中三氯乙烷每分钟为80±1毫升，再通氧10±1分钟，温度由970℃降到750℃，取下磨口，出舟，舟速20±1cm/s，在石英舟上取片；
e、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志向，张玲玲，
申请(专利权)人：天水天光半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62