TVS芯片及其生产方法技术

本发明专利技术提供一种TVS芯片及其生产方法，涉及半导体领域。本发明专利技术通过硅衬底清洗后进行氧化，形成氧化膜；氧化膜表面涂覆光刻胶，采用光刻的方式将需要扩散的区域氧化膜去除，形成开沟区；将开沟后的硅衬底放入腐蚀液，形成浅沟；去光刻胶，对硅衬底进行清洗；硅衬底表面附扩散源，浅沟内被扩散，形成外层深结层；去除氧化膜，并清洗硅衬底；硅衬底表面区域附上扩散源，所有区域被扩散，形成内层浅结层。本发明专利技术因为两次扩散形成了两个PN结层，外层的深结可以保护内层的浅结，从而有效加强PN结保护和降低晶格缺陷污染的能力，降低漏电流。同时，通过浅沟对扩散源进行定位，能方便后续操作，方便生产。方便生产。方便生产。

【技术实现步骤摘要】
TVS芯片及其生产方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种TVS芯片及其生产方法。

技术介绍

[0002]瞬态电压抑制二极管(Transient Voltage Suppressor)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。
[0003]TVS的电性能是通过PN的电子和空穴的移动来实现的，在衬底浓度不变的情况下，PN结深度和击穿电压的高低有直接的关联，即PN结越浅，击穿电压越低。反过来说，击穿电压如果要做的很低，就必须将PN结做的很浅。以台面型的TVS为例，台面型TVS芯片一般采用扩散工艺，硅片在衬底掺杂后磨片，以及扩散后，表面会形成一定的晶格缺陷，而且离硅片表面越近，这种缺陷就会越多。击穿电压10V以下的产品，由于本身低压低，所以要求在工艺设计的时候，必须要将PN结深度降低，这样，距离硅片表面就很近，所以在芯片通电时，PN结延展区有晶格缺陷存在，从而使漏电流过大。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种TVS芯片及其生产方法，解决了现有的10V以下的台面型TVS芯片漏电流较大的技术问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种TVS芯片，所示芯片包括硅衬底，内层浅结层和外层深结层；
[0009]其中，所述硅衬底为凸台衬底，包括顶层、中层和底层，其中，中层处于凸台衬底的拐角处；
[0010]所述内层浅结层位于硅衬底顶层，由扩散源扩散至硅衬底形成；
[0011]所述外层深结层位于内层浅结层的两侧，处于硅衬底的中层，由扩散源扩散至硅衬底形成。
[0012]优选的，所述芯片还包括：氧化层，钝化玻璃层和金属面；
[0013]所述氧化层附着在外层深结层表面、以及内层浅结层和外层深结层的衔接处表面。
[0014]所述钝化玻璃层附着在氧化层表面；
[0015]所述金属面附着在内层浅结层未被钝化玻璃层覆盖的表面。
[0016]优选的，所述硅衬底包括掺硼硅或磷硅，其电阻率小于0.01Ω
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m。
[0017]第二方面，本专利技术提供一种TVS芯片生产方法，所述方法包括：
[0018]S1、硅衬底清洗后进行氧化，形成氧化膜；
[0019]S2、氧化膜表面涂覆光刻胶，采用光刻的方式将需要扩散的区域氧化膜去除，形成开沟区；
[0020]S3、将开沟后的硅衬底放入腐蚀液，形成浅沟；
[0021]S4、去光刻胶，对硅衬底进行清洗；
[0022]S5、硅衬底表面附扩散源，浅沟内被扩散，形成外层深结层；
[0023]S6、去除氧化膜，并清洗硅衬底；
[0024]S7、硅衬底表面区域附上扩散源，所有区域被扩散，形成内层浅结层。
[0025]优选的，所述方法还包括：
[0026]S8、去除扩散形成的氧化层，再进行第二次光刻，在浅沟区域中心形成蚀刻区域，对蚀刻区域进行腐蚀，形成深开沟；
[0027]S9、钝化、表面金属化、切割，形成TVS芯片。
[0028]优选的，所述硅衬底包括掺硼硅或磷硅，其电阻率小于0.01Ω
·
m。
[0029]优选的，所述S3包括：
[0030]在温度条件为
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10℃～0℃的条件下通过腐蚀液对开沟区化学腐蚀1～5min，形成深度为10～20um的浅沟。
[0031]优选的，所述S5包括：
[0032]在硅衬底表面附硼或者磷液态源，在温度为1200℃～1300℃条件下扩散5～30h，形成深度在30～50um的外层深结层。
[0033]优选的，所述S7包括：
[0034]在硅衬底表面附硼或者磷液态源，在温度为1100℃～1300℃条件下扩散2～5h，形成深度为10～20um内层浅结层。
[0035]优选的，所述S8包括：
[0036]通过腐蚀液去除表面氧化层，并进行清洗，甩干；进行第二次光刻，在浅沟区域中心内留下蚀刻区域，所述蚀刻区域面积S和浅沟区域上表面面积M的关系为在蚀刻区域滴上腐蚀液，腐蚀10～30min，形成腐蚀深度50um～150um的深开沟，并清洗甩干。
[0037](三)有益效果
[0038]本专利技术提供了一种TVS芯片及其生产方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：
[0039]本专利技术的TVS芯片及其生产方法，因为两次扩散形成了两个PN结层，外层的深结可以保护内层的浅结，从而有效加强PN结保护和降低晶格缺陷污染的能力，降低漏电流。同时，通过浅沟对扩散源进行定位，能方便后续操作，方便生产。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]图1为本专利技术实施例一种TVS芯片的结构示意图；
[0042]图2为本专利技术实施例一种TVS芯片生产方法的流程图；
[0043]图3为本专利技术实施例中一种TVS芯片生产方法的切割钱的芯片示意图。
具体实施方式
[0044]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作出创造性劳动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。
[0045]本申请实施例通过提供一种TVS芯片及其生产方法，解决了现有的击穿电压小于10V的台面型TVS芯片漏电流过大的技术问题，实现外层的深结可以保护内层的浅结，降低漏电流。
[0046]本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
[0047]对于电子产品而言，保护电路是为了防止电路中的关键敏感型器件受到过流、过压、过热等冲击的损害。保护电路的优劣对电子产品的质量和寿命至关重要。TVS是目前国际上普遍使用的一种高效能电路保护器件，其电路符号和普通稳压二极管相同，外形也与普通二极管无异。它的主要特点是在反向应用条件下，当承受一个高能量的大脉冲时，其工作阻抗立即降至极低的导通值，从而允许大电流通过，同时把电压钳制在预定水平，其响应时间仅为10
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12
秒级，因此可有效地保护电子线路中的精密元器件。然而，使用传统的磷硼扩散工艺备制TVS芯片，磷硼扩散本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TVS芯片，其特征在于，所示芯片包括硅衬底(1)，内层浅结层(2)和外层深结层(3)；其中，所述硅衬底(1)为凸台衬底，包括顶层、中层和底层，其中，中层处于凸台衬底的拐角处；所述内层浅结层(2)位于硅衬底(1)顶层，由扩散源扩散至硅衬底(1)形成；所述外层深结层(3)位于内层浅结层(2)的两侧，处于硅衬底(1)的中层，由扩散源扩散至硅衬底(1)形成。2.如权利要求1所述TVS芯片，其特征在于，所述芯片还包括：氧化层(4)，钝化玻璃层(5)和金属面(6)；所述氧化层(4)附着在外层深结层(3)表面、以及内层浅结层(2)和外层深结层(3)的衔接处表面；所述钝化玻璃层(5)附着在氧化层(4)表面；所述金属面(6)附着在内层浅结层(2)未被钝化玻璃层(5)覆盖的表面。3.如权利要求1所述的TVS芯片，其特征在于，所述硅衬底(3)包括掺硼硅或磷硅，其电阻率小于0.01Ω
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m。4.一种TVS芯片生产方法，其特征在于，所述方法包括：S1、硅衬底清洗后进行氧化，形成氧化膜；S2、氧化膜表面涂覆光刻胶，采用光刻的方式将需要扩散的区域氧化膜去除，形成开沟区；S3、将开沟后的硅衬底放入腐蚀液，形成浅沟；S4、去光刻胶，对硅衬底进行清洗；S5、硅衬底表面附扩散源，浅沟内被扩散，形成外层深结层；S6、去除氧化膜，并清洗硅衬底；S7、硅衬底表面区域附上扩散源，所有区域被扩散，形成内层浅结层。5.如权利要求4所述的TVS...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪良恩，李建利，汪曦凌，
申请(专利权)人：安徽芯旭半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：