单向tvs器件结构及其制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及集成电路制造技术领域，特别设及一种单向TVS器件结构及其制作方 法。
【背景技术】
[0002] 目前单向TVS(TransientVoltageSuppressor,瞬态抑制二极管）器件结构在形 成凹槽时，通常采用光刻胶作为湿法腐蚀娃的掩蔽层，但由于单向TVS器件结构的槽深较 深（一般在40-60ym)，该样娃腐蚀时间较长，在腐蚀过程中产生的热量容易造成光刻胶脱 落，导致光刻胶失去了保护作用，难W形成理想的凹槽形貌；另外在腐蚀娃衬底正面的娃的 同时，也会腐蚀娃衬底背面的娃，该样容易导致娃片整体变形，不利于后续光刻层次的精确 对准。
[0003] 此外，传统的单向TVS器件结构中，凹槽内一般是填充磯娃玻璃作为保护介质层， 但是该种结构受工艺的局限性，经常存在磯娃玻璃厚度不均匀、空洞、易脱落等问题，可靠 性较差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决现有的单向TVS器件结构凹槽形貌不佳，娃衬底易变形的 问题。
[0005] 本发明的另一目的在于，解决磯娃玻璃作为保护介质层存在磯娃玻璃厚度不均 匀、空洞、易脱落，导致器件可靠性较差的问题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种单向TVS器件结构，包括：
[0007] 娃衬底；
[0008] 形成于所述娃衬底正面的渗杂区，所述渗杂区与所述娃衬底的渗杂类型相反；
[0009] 刻蚀所述娃衬底正面形成的凹槽；
[0010] 依次淀积于所述娃衬底正面上的第一氧化娃层、氮氧化娃层W及第二氧化娃层， 所述第一氧化娃层、氮氧化娃层W及第二氧化娃层覆盖所述凹槽的表面；
[0011] 暴露所述娃衬底正面的接触孔；
[0012] 形成于所述接触孔中的正面金属层；W及
[0013] 形成于所述娃衬底背面的背面金属层。
[0014] 可选的，在所述的单向TVS器件结构中，还包括：
[0015] 形成于所述娃衬底正面的正面氧化娃层；W及
[0016] 形成于所述娃衬底背面的背面氧化娃层。
[0017] 可选的，在所述的单向TVS器件结构中，所述正面氧化娃层和背面氧化娃层的厚 度均在1500--2500A之间。所述第一氧化娃层和第二氧化娃层的厚度均在4000~6000A 之间，所述氮氧化娃层的厚度在1000~3000A之间。所述凹槽的槽深在40~60ym之间。
[0018] 本发明还提供一种单向TVS器件结构的制作方法，包括：
[0019] 提供一娃衬底，并对所述娃衬底的正面进行渗杂形成PN结；
[0020] 刻蚀所述娃衬底的正面形成预定深度的凹槽；
[0021] 依次淀积第一氧化娃层、氮氧化娃层W及第二氧化娃层W覆盖所述娃衬底的正面 W及所述凹槽的表面；
[0022] 依次刻蚀所述第一氧化娃层、氮氧化娃层W及第二氧化娃层形成暴露所述娃衬底 正面的接触孔；W及
[0023] 在所述接触孔中形成正面金属层，在所述娃衬底的背面形成背面金属层。
[0024] 可选的，在所述的单向TVS器件结构的制作方法中，对所述娃衬底的正面进行渗 杂的过程包括预扩阶段W及再扩阶段，所述预扩阶段通入渗杂源，所述再扩阶段通入氧源 W在所述娃衬底的正面形成正面氧化娃层，并在所述娃衬底的背面形成背面氧化娃层。
[00巧]可选的，在所述的单向TVS器件结构的制作方法中，刻蚀所述娃衬底的正面形成 预定深度的凹槽之前，还包括：
[0026] 在所述正面氧化娃层上形成正面氮化娃层，并在所述背面氧化娃层上形成背面氮 化娃层；W及
[0027] 对所述正面氮化娃层进行选择性光刻和刻蚀工艺，再对所述正面氧化娃层进行选 择性刻蚀工艺，W形成暴露所述娃衬底正面的窗口。
[0028] 可选的，在所述的单向TVS器件结构的制作方法中，刻蚀所述娃衬底的正面形成 预定深度的凹槽之后，湿法去除所述正面氮化娃层和背面氮化娃层。
[0029] 可选的，在所述的单向TVS器件结构的制作方法中，所述正面氧化娃层和背面氧 化娃层的厚度均在1500~2500A之间。所述正面氮化娃层和背面氮化娃层的厚度均在 500~1500A之间。所述第一氧化娃层和第二氧化娃层的厚度均在4000~6000A之间，所 述氮氧化娃层的厚度在1000~3000A之间。所述凹槽的槽深在40~60ym之间。
[0030] 与现有技术相比，本发明具有W下优点：
[0031] 1、本发明在凹槽内淀积第一氧化娃层、氮氧化娃层W及第二氧化娃层=层复合结 构进行填充保护，避免传统的磯娃玻璃作填充时产生的厚度不均匀、空洞、易脱落等问题， 其中第一氧化娃层和第二氧化娃层与其他膜层具有良好的粘附性，而氮氧化娃层不易吸 潮，有利于提高单向TVS器件的可靠性，并且采用淀积工艺形成的S层复合结构厚度较为 致密均匀，本发明制成的单向TVS器件结构，工艺可控性强，产品可靠性高；
[0032] 2、本发明在娃衬底正面和背面淀积氮化娃层作为掩蔽层，该样在刻蚀娃衬底形成 凹槽时，由于腐蚀娃的腐蚀液基本不腐蚀氮化娃，即可避免娃衬底正面采用常规光刻胶做 掩蔽时所产生的脱胶问题，同时娃衬底背面的氮化娃层也可W保护娃衬底背面不被腐蚀， 从而保证娃衬底整体无变形。
【附图说明】
[0033] 图1~12是本发明一实施例的单向TVS器件结构制作过程中的器件剖面示意图；
[0034] 图13是本发明一实施例的单向TVS器件结构制作过程的流程示意图。
【具体实施方式】
[0035] W下结合附图和具体实施例对本发明提出的单向TVS器件结构作进一步详细说 明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用 非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用W方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目 的。
[003引如图12所示，本发明提供一种单向TVS器件结构，包括：
[0037]娃衬底 100;
[003引形成于所述娃衬底100正面的渗杂区110,所述渗杂区110与所述娃衬底100的渗 杂类型相反；
[0039] 刻蚀所述娃衬底100的正面形成的凹槽100'；
[0040] 依次淀积的第一氧化娃层141、氮氧化娃层142W及第二氧化娃层143,所述第一 氧化娃层141、氮氧化娃层142W及第二氧化娃层143覆盖所述娃衬底100的正面W及所述 凹槽100'的表面；
[0041] 暴露所述娃衬底100正面的接触孔140'；
[0042] 形成于所述接触孔140'中的正面金属层150a;W及
[0043] 形成于所述娃衬底100背面的背面金属层15化。
[0044] 本发明在凹槽100'内淀积第一氧化娃层141、氮氧化娃层142W及第二氧化娃 层143(Si02+Si0N+Si02 =层复合结构）进行填充保护，可W避免传统的磯娃玻璃作填充 时产生的厚度不均匀、空洞、易脱落等问题，其中第一氧化娃层141和第二氧化娃层143与 其他膜层具有良好的粘附性，而氮氧化娃层142不易吸潮，有利于提高单向TVS器件的可 靠性，并且采用淀积工艺形成的=层复合结构厚度较为致密均匀。发明人实验发现，本发 明制成的单向TVS器件结构，随娃衬底电阻率和结深的拉偏，该结构的电压范围可W做到 6. 0V-60V，工艺可控性强，产品可靠性高。
[0045] 进一步的，本发明在形成凹槽100'前，先在娃衬底100正面和背面同时淀积氮化 娃（Si3M)层作为掩蔽层，该样在刻蚀娃衬底100时，由于腐蚀娃的腐蚀液基本不腐蚀氮化 娃，一方面可W避免娃衬底正面采用常规光刻胶做掩蔽时所产生的脱胶问题，另一方面娃 衬底100背面的氮化娃层也可W保护娃衬底100背面不被腐蚀，从而保证娃衬底100整体 无变形。
[0046] 在形成所述氮化娃层之前，在所述娃衬底100的正面形成正面氧化娃层120a，在 所述娃衬底100的背面形成背面氧化娃层12化，所述正面氧化娃层120a和背面氧化娃层 120用于改善后续形成的氮化娃层与娃衬底100之间的粘附性。
[0047] 如图13所示，本发明的单向TVS器件结构的制作方法包括如下步骤；
[0048]S1;提供一娃衬底，并对所述娃衬底的正面进行渗杂形成渗杂区，所述渗杂区与所 述娃衬底的渗杂类型相反；
[0049]S2;刻蚀所述娃衬底的正面形成预定深度的凹槽；
[0050]S3;依次淀积第一氧化娃层、氮氧化娃层W及第二氧化娃层W覆盖所述娃衬底的 正面W及所述凹槽的表面；
[0051]S4;依次刻蚀所述第一氧化娃层、氮氧化娃层W及第二氧化娃层形成暴露所述娃 衬底正面的接触孔；
[0052]S5;在所述接触孔中形成正面金属层，并在所述娃衬底的背面形成背面金属层。
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