一种优化芯片与封装制程匹配的肖特基二极管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及到一种将肖特基势垒芯片、切割、封装制程匹配优化的肖特基二极管及其生产制造的制做流程。
【背景技术】
[0002]肖特基二极管应用广泛，肖特基二极管制造过程按生产前后顺序分为，前道-肖特基芯片圆片制造，中道-肖特基芯片圆片切割划片成芯粒，后道-芯粒再经过焊接塑封形成肖特基二极管；三道分别对应肖特基芯片圆片加工厂、切割划片加工厂、封装厂，一般这三道都是分开的，即使是同一公司具有从前到后道的所有加工，也分成不同的车间场地，独立加工生产，原因在于每道对加工环境净化要求不同，前道要求高，净化级别一般在百级或部分区域千级、中道一般为千级或万级、后道一般万级或更低要求级别，不同计划等级要求，对应的净化厂房投入成本不同，前道要求高、后道要求低。因此一般肖特基二极管由相对独立的各道的分别完成各部分，而又共同加工完成肖特基二极管，正是这样的分工，导致各道对各自的一段加工进行优化，例如:前道关注在相同参数情况下，降低尺寸以获得更多的管芯；中道关注保证切割崩边情况下，提升切割速度以获得更高的产能；后道关注模具的单模数量以获得更高的产能，彼此之间的整合优化相对少些。但目前肖特基二极管的各道加工技术基本成熟，在各道中分别降低成本，很难有大的降幅，因此现在只有通过整合资源以期降低成本。传统的肖特基二极管使用的肖特基芯片的制程通常为三次光刻的肖特基芯片制造工艺，划片一般采用磨轮式切割，封装采用无酸洗的干封装工艺；而目前由于中、后道技术发展及工艺控制能力均有大幅度的提升，如激光切割、酸洗工艺封装工艺控制能力的提升，使制造过程有了更多的可选性，进而可以实现一些突破。将现有前、后道成熟的技术进行整合，可以制造出一种优化芯片与封装制程匹配的肖特基二极管，可大幅度的降低肖特基二极管的制造成本。
【发明内容】
[0003]本发明的肖特基二极管，采用无P+环保护的肖特基势垒芯片，根据目标尺寸直接切割成芯粒，焊接引线后，经过酸洗、涂硅胶、固化后再进行塑封，形成肖特基二极管，较传统的肖特基二极管的整体制造成本大幅降低。
[0004]本发明提供一种肖特基二极管及其制造方法。
[0005]1、一种肖特基二极管，其结构:以重掺杂的N型硅半导体为基片(N+)，表面通过外延方式形成一层低掺杂的外延层(N-)，在外延层上形成肖特基势垒层，势垒层上蒸镀金属形成阳极(top metal),基片(N+)减薄后蒸镀金属形成阴极(back metal),阳极、阴极分别焊接外引线，侧壁环涂硅胶保护，整体采用塑封料封装。
[0006]2、如I所述的肖特基二极管，其特征在于:侧壁采用硅胶作为终端保护，较传统的肖特基二极管，无PN结保护环。
[0007]3、如I所述的一种优化芯片与封装制程匹配的肖特基二极管的制作方法，包括如下步骤:
A、在重掺杂的硅片(N+)上生长一层外延层(N-)，在N-外延层上淀积薄层势垒金属，采用450-5001:的队合金，N-表层与势垒金属层形成一层金属硅化物的肖特基势垒层，在势垒层上蒸镀金属层top metal作为阳极金属层，利用减薄设备将衬底层N+底部减薄，再进行背面金属层back metal蒸镀，形成阴极金属层，至此前道肖特基芯片圆片完成，此过程较传统的肖特基芯片圆片制造过程，没有使用光刻、腐蚀工步，大幅降低加工成本；
B、使用切割机划片，将肖特基芯片圆片划开，形成独立的芯片，由于此时肖特基芯片侧壁存在损失层，且无P+保护环，击穿电压有衰退现象，需要通过后道封装中增加相应的处理；
C、肖特基芯片封装过程，使用真空筛盘，将肖特基芯片和上、下外引线装填到石墨舟内，经过烧结焊接后，肖特基芯片正、背面金属与外引线焊接上；将焊接后的肖特基芯片，导入到酸洗盘中，进行酸洗，注意控制腐蚀时间，必须将肖特基芯片侧壁损伤层完全去除，一般侧壁腐蚀量在25um以上；经过清洗、烘干后，将焊接后的经过酸洗的肖特基芯片的侧壁环涂硅胶，使用热烘箱将硅胶固化，固化后的硅胶厚度控制在30um以上；在经过注塑封装、整形外引线、外引线电镀，此封装过程较传统的肖特基二极管的封装过程，采用了封装中的酸洗、涂硅胶工步，封装成本会略上升，但此成本远比前道芯片加工的光刻及相应的腐蚀成本低。
[0008]本发明的肖特基二极管采用硅胶保护侧壁，与传统采用芯片P+环保护肖特基二极管比较，封装增加酸洗、涂硅胶工步，但本发明肖特基二极管的肖特基芯片圆片制造流程较传统的肖特基芯片减少3次光刻及对应的腐蚀过程，使本发明的肖特基二极管的整体制造过程简化；整合优化了肖特基二极管的芯片与封装制程匹配，可以大幅降低制造成本。提升本发明的肖特基二极管的竞争优势。
【附图说明】
[0009]图1为本发明一种优化芯片与封装制程匹配的肖特基二极管结构图。
[0010]图2采用本发明的肖特基二极管正向1-V曲线与传统肖特基器件比较图。
[0011]图3为采用本发明的肖特基二极管反向V-1曲线与传统肖特基器件比较图。
【具体实施方式】
[0012]图1示出了本发明一种肖特基二极管结构示意图，下面结合图1说明一种实现本发明的肖特基二极管制造流程，加工制程如下:
A、在重掺杂的硅片(N+)上生长一层外延层(N-)，在N-外延层上淀积薄层势垒金属，采用450-5001:的队合金，N-表层与势垒金属层形成一层金属硅化物的肖特基势垒层，在势垒层上蒸镀金属层top metal作为阳极金属层，利用减薄设备将衬底层N+底部减薄，再进行背面金属层back metal蒸镀，形成阴极金属层，至此前道加工完成肖特基芯片圆片；
B、使用切割机划片，将肖特基芯片圆片划开，形成独立的芯片；
C、肖特基芯片封装过程，使用真空筛盘，将肖特基芯片和上、下外引线装填到石墨舟内，经过烧结焊接后，肖特基芯片正、背面金属与外引线焊接上；将焊接后的肖特基芯片，导入到酸洗盘中，进行酸洗，注意控制腐蚀时间，必须将肖特基芯片侧壁损伤层完全去除，一般侧壁腐蚀量在25um以上；经过清洗、烘干后，将焊接后的经过酸洗的肖特基芯片的侧壁环涂硅胶，使用热烘箱将硅胶固化，固化后的硅胶厚度控制在30um以上；在经过注塑封装