一种双层钝化保护结构二极管的制备方法与流程

本发明涉及半导体器件，具体涉及一种双层钝化保护结构二极管的制备方法。

背景技术：

1、传统二极管的主体为n+层、n层和p+层结构，各类二极管的区别在于沟槽结构不同和钝化保护层不同。其中，沟槽结构通常分为单沟槽、双沟槽和分压环结构，钝化保护层通常分为单层结构和三层结构，单层结构通常采用玻璃、聚酰亚胺、硅橡胶等作为保护层，三层结构通常采用sipos、ni3n4、sio2、玻璃等作为保护层。

2、现阶段，二极管采用三层钝化结构是非常成熟的技术，如公开号为cn219553639u的专利文献就公开了一种稳定型瞬态抑制二极管，其包括从下而上依次连接的n+层、n层、p+层；其中，p+层上设有向下蚀刻至n层的椭圆结构的蚀刻槽；蚀刻槽上设有从下而上依次连接的sipos膜、si3n4膜和sio2膜，sipos膜、si3n4膜和sio2膜端部分别延伸至p+层的顶面，并与器件的边缘设有间距。该技术通过将sipos膜钝化与si3n4及sio2膜钝化方式结合，在sipos膜沉积后，利用lpcvd在其表面继续生长一层si3n4及致密的sio2膜，具有结构简单、制造方便的显著特点。但在实际应用中，其采用三层钝化结构仍然存在着工序较多及生产成本较高的缺点，而随着市场竞争越来越激烈，如何进一步简化工序并降低成本成为当前急需解决问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述技术问题，提供了一种双层钝化保护结构二极管的制备方法，该方法可制备出满足标准参数的双层钝化保护结构的二极管，相对于三层钝化保护结构的二极管来说，既简化了制备工序，又降低了生产成本，因而解决了现有二极管制备工序较为复杂及成本较高的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种双层钝化保护结构二极管的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤1：扩散

5、在n型硅片表面分别扩散一层磷和一层硼，形成p+-n-n+结构；

6、步骤2：沟槽腐蚀

7、先在p+层的上表面和n+层的下表面涂敷光阻胶，并利用显影工艺在p+层的上表面两侧预留待腐蚀区；再通过化学腐蚀对待腐蚀区进行蚀刻，形成自p+层向n层延伸的椭圆形沟槽，然后去除光阻胶；

8、步骤3：第一钝化保护结构成膜

9、分别在n+层的下表面和椭圆形沟槽内设置第一钝化保护膜，并使椭圆形沟槽内第一钝化保护膜的上端水平延伸至完全覆盖p+层的上表面；

10、步骤4：第二钝化保护结构成膜

11、分别在n+层的下表面和椭圆形沟槽内设置第二钝化保护膜，并使第二钝化保护膜完全覆盖第一钝化保护膜；

12、步骤5：电极区去膜

13、先在椭圆形沟槽内及第二钝化保护膜的上表面涂敷光阻胶，并利用显影工艺在第二钝化保护膜的中部预留待腐蚀区；

14、再通过湿法腐蚀法或干法刻蚀法去除裸漏的第一钝化保护膜和第二钝化保护膜；

15、步骤6：电极区金属化

16、在p+层的上表面中部镀一层金属形成上电极金属层，在n+层的下表面镀一层金属形成下电极金属层，最后去除光阻胶即得到双层钝化保护结构的二极管。

17、所述第一钝化保护膜为sipos膜、sio2膜或si3n4膜，所述第二钝化保护膜为sio2膜或si3n4膜，且第一钝化保护膜与第二钝化保护膜为不同的膜。

18、所述sipos膜的形成方法为：由n2o和sih4采用低压化学气相沉积法在600±70℃、0.25-0.28×133．3pa的条件下经热分解反应后淀积而成。

19、所述sio2膜的形成方法为：由sih4与o2按0.8-0.95的流量比，采用lpcvd工艺在温度为850±50℃、时间为90±20min的条件下形成。

20、所述第一钝化保护膜的厚度为1000-10000埃。

21、所述第二钝化保护膜的厚度为1000-10000埃。

22、所述上电极金属层的上表面高于第二钝化保护膜的上表面。

23、采用本发明的优点在于：

24、1、本发明所述的制备方法能够制备出满足标准参数的双层钝化保护结构的二极管，相对于三层钝化保护结构的现有二极管来说，既简化了制备工序，又降低了生产成本，因而不仅有效地解决了现有二极管制备工序较为复杂及成本较高的技术问题，还提高了产品竞争力。另外，由第一钝化保护膜的上端和第二钝化保护膜的上端均完全覆盖p+层的上表面，这相当于通过水平延展覆盖增强了产品的横向绝缘强度，并增大了产品的横向电压安全距离，因而还有利于降低击穿风险。

25、2、本发明在制备过程中同时在n+的下表面设置了第一钝化保护膜和第二钝化保护膜，其有利于防止n+层的下表面在制备过程中出现损伤。

26、3、本发明对第一钝化保护膜和第二钝化保护膜的材质及厚度等进行了限定，其通过第一钝化保护膜可在底层形成一层致密的钝化保护膜，使产品形成良好的耐压能力、高温稳定性，通过第二钝化保护膜可进一步增强产品耐压能力，同时隔离外部污染，增强产品后期的稳定性和可靠性。同时，采用内部椭圆形凹槽的结构，还增加了产品的抗应力能力，对与其焊接的材料要求大幅度降低。

27、4、本发明将上电极金属层的上表面设置为高于第二钝化保护膜的上表面，其便于金属层与外部焊接形成电极，同时避免在组装焊接过程中损伤绝缘层。

技术特征：

1.一种双层钝化保护结构二极管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种双层钝化保护结构二极管的制备方法，其特征在于：所述第一钝化保护膜为sipos膜、sio2膜或si3n4膜，所述第二钝化保护膜为sio2膜或si3n4膜，且第一钝化保护膜与第二钝化保护膜为不同的膜。

3.根据权利要求2所述的一种双层钝化保护结构二极管的制备方法，其特征在于：所述sipos膜的形成方法为：由n2o和sih4采用低压化学气相沉积法在600±70℃、0.25-0.28×133．3pa的条件下经热分解反应后淀积而成。

4.根据权利要求2所述的一种双层钝化保护结构二极管的制备方法，其特征在于：所述sio2膜的形成方法为：由sih4与o2按0.8-0.95的流量比，采用lpcvd工艺在温度为850±50℃、时间为90±20min的条件下形成。

5.根据权利要求1或2所述的一种双层钝化保护结构二极管的制备方法，其特征在于：所述第一钝化保护膜的厚度为1000-10000埃。

6.根据权利要求1或2所述的一种双层钝化保护结构二极管的制备方法，其特征在于：所述第二钝化保护膜的厚度为1000-10000埃。

7.根据权利要求1所述的一种双层钝化保护结构二极管的制备方法，其特征在于：所述上电极金属层的上表面高于第二钝化保护膜的上表面。

技术总结
本发明公开了一种双层钝化保护结构二极管的制备方法，包括以下步骤：步骤1：扩散；步骤2：沟槽腐蚀；步骤3：第一钝化保护结构成膜；步骤4：第二钝化保护结构成膜；步骤5：电极区去膜；步骤6：电极区金属化；该方法可制备出满足标准参数的双层钝化保护结构的二极管，相对于三层钝化保护结构的二极管来说，既简化了制备工序，又降低了生产成本，因而解决了现有二极管制备工序较为复杂及成本较高的技术问题。

技术研发人员：邓华鲜
受保护的技术使用者：乐山希尔电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4