双胞封装肖特基二极管芯片的双芯隔离结构及制造方法技术

本发明专利技术还提供一种双胞封装肖特基二极管芯片的双芯隔离结构及制造方法，包括重掺杂衬底上设有第一导电类型的轻掺杂硅外延层，在外延层的顶部设有两个具有间距的第一导电类型的重掺杂区、且设有二氧化硅层，两个重掺杂区的部分区域及之间区域的正上方的连续二氧化硅层被去除，形成肖特基整流接触窗口，在肖特基整流接触窗口上设有肖特基势垒金属层，肖特基势垒金属层与两个重掺杂区形成肖特基欧姆接触，以构成截止等位环结构，肖特基势垒金属层与外延层形成肖特基整流接触，在肖特基势垒金属层上设置有电极金属层，两重掺杂区之间的轻掺杂硅外延层与肖特基势垒金属层形成了肖特基结，在轻掺杂硅外延层内形成了肖特基的空间电荷区。

【技术实现步骤摘要】
双胞封装肖特基二极管芯片的双芯隔离结构及制造方法
本专利技术属于集成电路或分立器件制造
，特别是涉及一种双胞封装肖特基二极管芯片的双芯隔离结构及制造方法。
技术介绍
肖特基二极管是利用金属与半导体接触形成具有整流特性的金属-半导体分立器件。在现有的应用中，通常采用双芯片的封装工艺，便于双芯并联增大功率的使用，或者双芯实现应用在半桥拓扑结构电路中。双芯封装工艺，通常通过两种方式实现；一种是物理上两颗芯片划片为单颗独立芯片，通过两次封装装片工艺，封装在一个封装体基岛上，此种方式效率较低；而另一种方式是通过双胞划片工艺，两颗芯片划片为一体，这样就只需要一次封装装片工艺就能把芯片封装到封装体基岛上，提升了封装效率。典型的肖特基二极管结构，为了提高击穿电压，需要在肖特基势垒边界设计PN结作为电场延展的保护环，该PN结与肖特基势垒结为并联结构，而通常肖特基二极管的击穿电压在100V以上时，典型的正向应用电流下，肖特基的正向压降已经足以使得作为保护环的PN结正向导通；这样在半桥、正激、推挽等拓扑结构电路中，双芯划片封装的两颗芯片间即会出现一颗芯片正向导通，而另一个芯片反向截止的工作状态，双芯划片的两颗芯片间出现了寄生双极结型三极管的效应，双芯寄生双极结型三极管的HFE越大，正向导通的PN结电流越大，寄生效应的功耗也就越大。而经测试，双芯之间如没有设计隔离结构，这个寄生效应产生的功耗可以比两颗芯片独立封装工艺，功耗明显增大，某些肖特基二极管及应用，这个功耗能够增加到20％以上；而往往我们现有的一些技术人员还未意识到或者明白这个双胞划片封装会产生的负面影响，双胞划片封装没有采用隔离技术的话，只能通过采用两颗独立芯片封装工艺来规避此影响，这必然会带来不必要的芯片面积增加，增加了生产成本和能耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双芯封装肖特基二极管芯片的双芯隔离结构设计及其制造方法，解决双芯划片封装肖特基器件应用在半桥、推挽、正激等拓扑结构电路中，因寄生双极结型三极管效应而导致的功耗增加、产品失效问题，提高产品可靠性。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：本专利技术提供一种双胞封装肖特基二极管芯片的双芯隔离结构，其特点在于，其包括作为基片的第一导电类型的重掺杂衬底，在重掺杂衬底之上设置有相同掺杂类型的第一导电类型的轻掺杂硅外延层，在轻掺杂硅外延层的顶部设置有两个间隔一定距离的第一导电类型重掺杂区，在轻掺杂硅外延层的顶部设置有一定厚度的二氧化硅层，二氧化硅层置于两个第一导电类型重掺杂区上方，两个第一导电类型重掺杂区的部分区域及两个第一导电类型重掺杂区之间区域的正上方的连续二氧化硅层被去除，去除连续二氧化硅层后的区域形成肖特基整流接触窗口，在肖特基整流接触窗口上设置有肖特基势垒金属层，肖特基势垒金属层与两个第一导电类型重掺杂区形成肖特基欧姆接触，以构成截止等位环结构，肖特基势垒金属层与轻掺杂硅外延层形成肖特基整流接触，在肖特基势垒金属层上设置有电极金属层，两个第一导电类型重掺杂区之间的轻掺杂硅外延层与肖特基势垒金属层形成了肖特基结，在轻掺杂硅外延层内形成了肖特基的空间电荷区。较佳地，第一导电类型重掺杂区为N+型重掺杂区。本专利技术还提供一种双胞封装肖特基二极管芯片的双芯隔离结构的制造方法，其特点在于，其包括以下步骤：步骤一、在第一导电类型的重掺杂衬底上生长一层相同掺杂类型的第一导电类型的轻掺杂硅外延层，在轻掺杂硅外延层的顶部采用热氧化方式生长一层一定厚度的二氧化硅层；步骤二、采用光刻工艺，匀胶形成需要的光刻胶膜，利用光刻胶膜掩蔽，采用带胶注入工艺，注入磷杂质在轻掺杂硅外延层的顶部形成两个间隔一定距离的具有一定深度的第一导电类型重掺杂区，完成后去除光刻胶膜，二氧化硅层置于两个第一导电类型重掺杂区上方；步骤三、利用二氧化硅层形成的屏蔽层，采用光刻工艺开出有源区P+窗口，采用硼注入工艺，形成P型掺杂区，通过高温炉管扩散的方法形成有源区PN结结构；步骤四、采用光刻胶掩蔽工艺，在两个第一导电类型重掺杂区的部分区域及两个第一导电类型重掺杂区之间区域的正上方的连续二氧化硅层被去除，去除连续二氧化硅层后的区域形成肖特基整流接触窗口，同时开出了肖特基二极管有源区内的肖特基整流接触窗口；步骤五、采用溅射工艺先在肖特基整流接触窗口表面淀积一层一定厚度的肖特基势垒金属层，再在肖特基势垒金属层上淀积一层一定厚度的电极金属层；步骤六、采用光刻胶掩蔽工艺，刻蚀电极金属层及肖特基势垒金属层，形成作为器件成品引线的键合金属层；步骤七、采用炉管低温合金工艺，使得肖特基势垒金属层与轻掺杂硅外延层形成肖特基整流接触，肖特基势垒金属层与两个第一导电类型重掺杂区形成肖特基欧姆接触，以构成截止等位环结构，两个第一导电类型重掺杂区之间的轻掺杂硅外延层与肖特基势垒金属层形成了肖特基结，在轻掺杂硅外延层内形成了肖特基的空间电荷区。较佳地，第一导电类型重掺杂区为N+型重掺杂区。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术通过在双芯之间设计的隔离结构，有效的避免了双芯划片封装的肖特基二极管，在半桥、推挽、正激等拓扑结构电路中产生的寄生双极结型三极管效应导致的功耗增加问题。本专利技术在双胞划片的两芯片相连区域，设计了一种既能够避免双芯寄生双极结型三极管效应，又能实现表面沟道截止的截止等位环的隔离结构。此隔离结构兼容用现有的肖特基二极管制造技术，不增加芯片面积，不增加生产成本，结构简单的同时又能有效的解决双胞划片封装肖特基二极管在电路应用中遇到的问题。附图说明图1为本专利技术较佳实施例的双胞封装肖特基二极管芯片的双芯隔离结构的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本实施例提供一种双胞封装肖特基二极管芯片的双芯隔离结构，其包括作为基片的第一导电类型的重掺杂衬底1，在重掺杂衬底1之上设置有相同掺杂类型的第一导电类型的轻掺杂硅外延层2，在轻掺杂硅外延层2的顶部设置有两个间隔一定距离的第一导电类(N+)型重掺杂区3，在轻掺杂硅外延层2的顶部设置有一定厚度的二氧化硅层4，二氧化硅层4置于两个第一导电类型重掺杂区3上方，两个第一导电类型重掺杂区3的部分区域及两个第一导电类型重掺杂区3之间区域的正上方的连续二氧化硅层4被去除，去除连续二氧化硅层4后的区域形成肖特基整流接触窗口6，在肖特基整流接触窗口6上设置有肖特基势垒金属层7，肖特基势垒金属层7与两个第一导电类型重掺杂区3形成肖特基欧姆接触，以构成截止等位环结构，肖特基势垒金属层7与轻掺杂硅外延层2形成肖特基整流接触，在肖特基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双胞封装肖特基二极管芯片的双芯隔离结构，其特征在于，其包括作为基片的第一导电类型的重掺杂衬底，在重掺杂衬底之上设置有相同掺杂类型的第一导电类型的轻掺杂硅外延层，在轻掺杂硅外延层的顶部设置有两个间隔一定距离的第一导电类型重掺杂区，在轻掺杂硅外延层的顶部设置有一定厚度的二氧化硅层，二氧化硅层置于两个第一导电类型重掺杂区上方，两个第一导电类型重掺杂区的部分区域及两个第一导电类型重掺杂区之间区域的正上方的连续二氧化硅层被去除，去除连续二氧化硅层后的区域形成肖特基整流接触窗口，在肖特基整流接触窗口上设置有肖特基势垒金属层，肖特基势垒金属层与两个第一导电类型重掺杂区形成肖特基欧姆接触，以构成截止等位环结构，肖特基势垒金属层与轻掺杂硅外延层形成肖特基整流接触，在肖特基势垒金属层上设置有电极金属层，两个第一导电类型重掺杂区之间的轻掺杂硅外延层与肖特基势垒金属层形成了肖特基结，在轻掺杂硅外延层内形成了肖特基的空间电荷区。/n

【技术特征摘要】
1.一种双胞封装肖特基二极管芯片的双芯隔离结构，其特征在于，其包括作为基片的第一导电类型的重掺杂衬底，在重掺杂衬底之上设置有相同掺杂类型的第一导电类型的轻掺杂硅外延层，在轻掺杂硅外延层的顶部设置有两个间隔一定距离的第一导电类型重掺杂区，在轻掺杂硅外延层的顶部设置有一定厚度的二氧化硅层，二氧化硅层置于两个第一导电类型重掺杂区上方，两个第一导电类型重掺杂区的部分区域及两个第一导电类型重掺杂区之间区域的正上方的连续二氧化硅层被去除，去除连续二氧化硅层后的区域形成肖特基整流接触窗口，在肖特基整流接触窗口上设置有肖特基势垒金属层，肖特基势垒金属层与两个第一导电类型重掺杂区形成肖特基欧姆接触，以构成截止等位环结构，肖特基势垒金属层与轻掺杂硅外延层形成肖特基整流接触，在肖特基势垒金属层上设置有电极金属层，两个第一导电类型重掺杂区之间的轻掺杂硅外延层与肖特基势垒金属层形成了肖特基结，在轻掺杂硅外延层内形成了肖特基的空间电荷区。


2.如权利要求1所述的双胞封装肖特基二极管芯片的双芯隔离结构，其特征在于，第一导电类型重掺杂区为N+型重掺杂区。


3.一种双胞封装肖特基二极管芯片的双芯隔离结构的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤一、在第一导电类型的重掺杂衬底上生长一层相同掺杂类型的第一导电类型的轻掺杂硅外延层，在轻掺杂硅外延层的顶部采用热氧化方式生长一层一定厚度的二氧化硅层；
步骤二、采用光刻工艺，匀胶形成需要的光刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈烨，陈晓伦，徐永斌，叶新民，朱瑞，曹益，
申请(专利权)人：江阴新顺微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32