[发明专利]ESD保护器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保护半导体装置等不受静电破坏的ESD保护器件及其制造方法。

背景技术

近年来，在使用民用设备时，作为输入输出接口的线缆的插拔次数趋于增加，处于易对输入输出连接器部施加静电的状况。另外，随着信号频率的高频化，设计规则的微细化导致难以完善路径，使得LSI本身对于静电变得较为脆弱。

因此，保护LSI等半导体装置不受静电放电(ESD)(Electron-Statics Discharge：静电释放)影响的ESD保护器件已被广泛使用。

作为这样的ESD保护器件，提出了具备多孔结构部的过电压保护元件，该多孔结构部连接于第一电极与第二电极之间，并通过使用包含非导体粉末(碳化硅粉末)、金属导体粉末(Cu粉末)、以及粘接剂(玻璃)在内的过电压保护元件的材料、来进行烧成处理，从而形成该多孔结构部。

然而，在采用该过电压保护元件的情况下，粘接材料(玻璃)的添加是不可缺的，因此可能会产生如下的问题。

(1)因玻璃的分散不良，使得产品特性的偏差趋于增大，从而难以提供可靠性较高的产品。

(2)因玻璃的分散不良，使得在重复施加ESD的情况下，抗短路特性趋于变差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-85284号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种具有稳定特性、即使重复施加静电、其特性也不会变差的ESD保护器件及其制造方法。

为解决问题所采用的技术方案

为解决上述问题，本发明的ESD保护器件包括：

相对电极，该相对电极包括隔开间隔、并相对地形成于陶瓷基材的表面上的一侧相对电极和另一侧相对电极；以及

放电辅助电极，该放电辅助电极以分别与构成上述相对电极的上述一侧相对电极及上述另一侧相对电极相接触、并成从上述一侧相对电极横跨到上述另一侧相对电极的方式配置，

上述放电辅助电极包含金属粒子、半导体粒子以及玻璃质，

上述金属粒子间、上述半导体粒子间、以及上述金属粒子与上述半导体粒子之间经由上述玻璃质而结合，

上述金属粒子的平均粒径X为1.0μm以上，上述放电辅助电极的厚度Y与上述金属粒子的平均粒径X的关系满足0.5≤Y/X≤3的条件。

另外，在本发明的ESD保护器件中，优选为，在使用含有玻璃成分的基材来作为上述陶瓷基材时，采用在上述放电辅助电极与上述陶瓷基材之间包括密封层的结构，该密封层用于防止玻璃成分从上述陶瓷基材侵入上述放电辅助电极。

在本发明的ESD保护器件中，优选为，包括保护层，该保护层覆盖上述放电辅助电极的露出面。

上述金属粒子优选为Cu粒子，另外，上述半导体粒子优选为碳化硅粒子。

另外，上述玻璃质优选为通过上述金属粒子与上述半导体粒子的反应而产生的反应生成物。

另外，本发明的ESD保护器件的制造方法具备如下工序：

通过在第一陶瓷生片的一个主面上印刷放电辅助电极糊料来形成未烧成的放电辅助电极的工序，该放电辅助电极糊料包含平均粒径为1.0μm以上的金属粒子、半导体粒子以及有机载体，并且，上述金属粒子与上述半导体粒子中的至少一方在其表面上具有玻璃的网状形成成分，且上述金属粒子与上述半导体粒子混合后所占的比例为7体积％～25体积％；

通过在上述第一陶瓷生片的一个主面上印刷相对电极糊料，来形成未烧成的相对电极的工序，该未烧成的相对电极包括分别覆盖上述放电辅助电极的一部分、并以相互隔开间隔的方式设置的一侧相对电极和另一侧相对电极；

在上述第一陶瓷生片的另一个主面上层叠第二陶瓷生片，来形成未烧成的层叠体的工序；以及

对上述层叠体进行烧成，使上述放电辅助电极的上述金属粒子的表面与上述半导体粒子的表面进行反应，从而生成玻璃质的工序。

另外，其特征在于，上述放电辅助电极所包含的金属粒子是氧化铝涂层的Cu粒子，上述半导体粒子是碳化硅粒子。

发明效果