一种超低漏电流超高浪涌能力的平面型稳压管芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超低漏电流超高浪涌能力的平面型稳压管芯片，它属于稳压管技术领域，包括薄片状的芯片本体，所述芯片本体的上表面设有主结，所述主结的上表面设有顶部电极，所述芯片本体的下表面设有衬底，所述衬底的下表面设有底部电极，环绕所述顶部电极设有腐蚀环，所述腐蚀环的深度不低于所述主结的深度，所述腐蚀环内填充有钝化保护层，环绕所述腐蚀环设有金属放电环，环绕所述金属放电环设有切割槽；本实用新型专利技术通过金属放电环，可以有效的控制表面电荷，减少了边缘电场的集中效应，在不同程度上增加了反向击穿时电场和电流的分布均匀性，从而提高了反向耐压值，降低了隧道效应，避免了反向漏电流增加。

【技术实现步骤摘要】
一种超低漏电流超高浪涌能力的平面型稳压管芯片
本技术涉及稳压管
，具体涉及一种超低漏电流超高浪涌能力的平面型稳压管芯片。
技术介绍
稳压二极管(又叫齐纳二极管)是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管，简称稳压管。稳压管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内(或者说在一定功率损耗范围内)，端电压几乎不变，表现出稳压特性，因而广泛应用于稳压电源与限幅电路之中。因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。平面型二极管是指在半导体单晶片(主要是N型硅单晶片)上，扩散P型杂质，利用硅片表面氧化膜的屏蔽作用，在N型硅单晶片上仅选择性地扩散一部分而形成PN结；与平面型二极管相对的为台面型二极管，台面型二极管在制作时只保留PN结及其必要的部分，把不必要的部分用药品腐蚀掉，其剩余的部分便呈现出台面形，因而得名。目前行业内用于稳压管二极管的结构设计，大多仍然采用传统的台面结构设计和工艺制程的芯片，在长期使用中，面临以下主要问题：一、反向电流大且上升快，极易失效，这是台面结构的固有缺点；二、批次生产之间稳定性差，漏电流不稳定，难以稳定控制；三、耐反压浪涌能力差，芯片在测试过程中，在产生较高反向击穿电压时，台面周围仍有电弧产生，发生打火现象，这是台面结构设计产生体外击穿固有的缺陷；四、工艺上，传统的台面型的扩散工艺通常采用磷硼纸源一次扩散，晶片PN结结深不均匀，表面有腐蚀坑，反型层严重，弯曲现象，应力较大，最终导致晶片电特性失效的比例较高，特别是在较大芯片面积(大于160mil)中比较突出。鉴于以上四点，台面结构的稳压管二极管的正向和反向浪涌能力(即)较差，在应用时易产生工作失效，可靠性较差。
技术实现思路
对于现有技术中所存在的问题，本技术提供的一种超低漏电流超高浪涌能力的平面型稳压管芯片，可以改善浪涌能力，提高了反向耐压值，降低了隧道效应，避免了反向漏电流增加。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种超低漏电流超高浪涌能力的平面型稳压管芯片，包括薄片状的芯片本体，所述芯片本体的上表面设有主结，所述主结的上表面设有顶部电极，所述芯片本体的下表面设有衬底，所述衬底的下表面设有底部电极，环绕所述顶部电极设有腐蚀环，所述腐蚀环的深度不低于所述主结的深度，所述腐蚀环内填充有钝化保护层，环绕所述腐蚀环设有金属放电环，环绕所述金属放电环设有切割槽。作为一种优选的技术方案，所述芯片本体设为抛光片或化腐片，所述芯片本体的厚度设为150-400um。作为一种优选的技术方案，所述主结的深度设为5-15um。作为一种优选的技术方案，所述芯片本体与所述主结的接触面形成PN结。作为一种优选的技术方案，所述钝化保护层设为复合多层结构或者单层结构。作为一种优选的技术方案，当所述钝化保护层为复合多层结构时，所述钝化保护层由内及表依次包括多晶硅、二氧化硅膜层和聚酰亚胺薄膜层；当所述钝化保护层为单层结构时，所述钝化保护层设为掺氯二氧化硅薄膜或聚酰亚胺薄膜。作为一种优选的技术方案，所述金属放电环与所述顶部电极的材质一致；所述金属放电环的高度与所述主结的高度一致。作为一种优选的技术方案，所述腐蚀环的深度为所述主结的深度的1.5-2倍。作为一种优选的技术方案，所述顶部电极与所述底部电极的结构设为相同或不同。作为一种优选的技术方案，所述顶部电极设为镍-镍或镍-金或钛-镍-银结构；所述底部电极设为镍-镍或镍-金或钛-镍-银或蒸铝层结构。本技术的有益效果表现在：1、本技术通过金属放电环，可以有效的控制表面电荷，减少了边缘电场的集中效应，在不同程度上增加了反向击穿时电场和电流的分布均匀性，从而提高了反向耐压值，降低了隧道效应，避免了反向漏电流增加；进一步的，通过调整改变金属环的宽度(或面积)，可以有效得改善稳压管的性能，有效改善电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)的特性曲线。2、本技术使主结超浅结扩散，极力的降低了结电压，从而降低了正向压降，有效的改善了浪涌能力。3、本技术预留了切割槽，保证了切割槽与钝化层之间的间隔，完全避免了因切割划片造成的钝化层损伤，有效避免漏电流的增加和特性的失效。附图说明图1为本技术一种超低漏电流超高浪涌能力的平面型稳压管芯片的剖视图；图2为本技术一种超低漏电流超高浪涌能力的平面型稳压管芯片的俯视图。图中：1-顶部电极、2-主结、3-钝化保护层、4-腐蚀环、5-金属放电环、6-芯片本体、7-切割槽、8-底部电极。具体实施方式为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本技术作进一步的说明。如图1和图2所示，本技术提供了一种超低漏电流超高浪涌能力的平面型稳压管芯片，包括薄片状的芯片本体6，芯片本体6的上表面设有主结2，主结2的上表面设有顶部电极1，芯片本体6的下表面设有衬底，衬底的下表面设有底部电极8，环绕顶部电极1设有腐蚀环4，腐蚀环4的深度不低于主结2的深度，腐蚀环4内填充有钝化保护层3，环绕腐蚀环4设有金属放电环5，环绕金属放电环5设有切割槽7。作为一种优选的技术方案，芯片本体6设为抛光片或化腐片，采用液态源沉积热扩散工艺进行加工；芯片本体6的厚度设为150-400um。作为一种优选的技术方案，主结2的深度设为5-15um，相较于传统的主结2深度更浅，可以有效的降低结电压。作为一种优选的技术方案，芯片本体6与主结2的接触面形成PN结，即芯片本体6的材质与主结2的材质呈对应关系，以形成具有单向导电性的PN结结构；具体的，当芯片本体6采用掺杂磷或砷的N型单晶时，主结2设为硼结，采用三溴化硼液态源热扩散形成；当芯片本体6采用掺杂硼P型杂质的P型单晶时，主结2设为磷结，采用三氯氧磷液态源热扩散形成。作为一种优选的技术方案，钝化保护层3设为复合多层结构或者单层结构；进一步的，当钝化保护层3为复合多层结构时，钝化保护层3由内及表依次包括多晶硅、二氧化硅膜层和聚酰亚胺薄膜层；当钝化保护层3为单层结构时，钝化保护层3设为掺氯二氧化硅薄膜或聚酰亚胺薄膜。作为一种优选的技术方案，金属放电环5与顶部电极1的材质一致；金属放电环5的高度与主结2的高度一致。作为一种优选的技术方案，腐蚀环4的深度为主结2的深度的1.5-2倍，可以充分去除反型层，降低漏电流。作为一种优选的技术方案，顶部电极1与底部电极8的结构设为相同或不同，进一步的，顶部电极1可以设为镍-镍或镍-金或钛-镍-银结构；底部电极8可以设为镍-镍或镍-金或钛-镍-银或蒸铝层结构。需要说明的，切割槽7的宽度应设为切割刀片的1.2-1.5倍，避免在切割过程中造成崩边，损伤或隔断金属放电环5。需要说明的，稳压管芯片的正向压降由结电压和体电压构成，通常超低压的稳压管芯片，必须优选重掺杂的单晶类型，体电压受基区宽度的影响很小，几乎可以忽略。通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超低漏电流超高浪涌能力的平面型稳压管芯片，包括薄片状的芯片本体，所述芯片本体的上表面设有主结，所述主结的上表面设有顶部电极，所述芯片本体的下表面设有衬底，所述衬底的下表面设有底部电极，其特征在于，环绕所述顶部电极设有腐蚀环，所述腐蚀环的深度不低于所述主结的深度，所述腐蚀环内填充有钝化保护层，环绕所述腐蚀环设有金属放电环，环绕所述金属放电环设有切割槽。/n

【技术特征摘要】
1.一种超低漏电流超高浪涌能力的平面型稳压管芯片，包括薄片状的芯片本体，所述芯片本体的上表面设有主结，所述主结的上表面设有顶部电极，所述芯片本体的下表面设有衬底，所述衬底的下表面设有底部电极，其特征在于，环绕所述顶部电极设有腐蚀环，所述腐蚀环的深度不低于所述主结的深度，所述腐蚀环内填充有钝化保护层，环绕所述腐蚀环设有金属放电环，环绕所述金属放电环设有切割槽。


2.根据权利要求1所述的一种超低漏电流超高浪涌能力的平面型稳压管芯片，其特征是，所述芯片本体设为抛光片或化腐片，所述芯片本体的厚度设为150-400um。


3.根据权利要求1所述的一种超低漏电流超高浪涌能力的平面型稳压管芯片，其特征是，所述主结的深度设为5-15um。


4.根据权利要求1所述的一种超低漏电流超高浪涌能力的平面型稳压管芯片，其特征是，所述芯片本体与所述主结的接触面形成PN结。


5.根据权利要求1所述的一种超低漏电流超高浪涌能力的平面型稳压管芯片，其特征是，所述钝化保护层设为复合多层结构或者单层结构。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，葛宜威，
申请(专利权)人：山东星合明辉电子有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37