[发明专利]瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺有效

申请号：	201310335334.X	申请日：	2013-08-05
公开（公告）号：	CN103606521A	公开（公告）日：	2014-02-26
发明（设计）人：	应燕霞;李国良;陆延年;刘海花	申请（专利权）人：	南通康比电子有限公司
主分类号：	H01L21/329	分类号：	H01L21/329
代理公司：	北京一格知识产权代理事务所(普通合伙) 11316	代理人：	滑春生
地址：	226500 江苏省南***	国省代码：	江苏;32
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摘要：
搜索关键词：	瞬态电压抑制二极管芯片制作工艺
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【说明书】：

技术领域

本发明涉及一种半导体器件的制造领域，特别涉及一种瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺。

背景技术

当今瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺，分为扩散制程及GPP制程。

扩散制程步骤为：原硅片测试 →原硅片清洗 → 附磷 → 磷扩散→磷晶分→单面吹砂→单吹清洗→涂硼→硼扩散→硼晶分→硼吹→硼吹清洗。其中，涂硼后的硅片只进行一次硼扩散，其过程为：将硅片推入500℃的扩散炉，控制扩散炉以5℃/分钟的速率升温至1262℃，1262℃恒温10H后，再以4℃/分钟的速率降温至500℃后出炉。其降温过程较快，使晶片易存在较大的缺陷，同时，只进行一次恒定表面源扩散与一次限定表面源扩散，使电压分布不集中。

GPP制程步骤为：氧化→ 一次光刻 → 沟槽蚀刻 → 烧光阻 → 沟槽清洗→ 玻璃钝化 → 二次光刻 → 表面蚀刻 → 镀镍金。其沟槽清洗完，直接进行玻璃钝化以形成钝化保护层。

如图1所示，P（硼）区33的PN结界面的第一层就是玻璃钝化层44，硅与玻璃的界面仍存在较高浓度的界面态、界面上玻璃中有微气泡，使得器件工作时反向漏电流增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少芯片缺陷、降低反向漏电流的瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺。

为了实现上述目的，本发明提供的瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺包括两个生产制程：扩散制程及GPP制程:

扩散制程的步骤依次为：原硅片测试、原硅片清洗、附磷、磷扩、磷晶分、单面吹砂、单吹清洗、涂硼、硼扩、硼晶分、硼面吹砂、硼吹清洗；其中，步骤硼扩包括两次硼扩过程，分别为一次硼扩及二次硼扩;

GPP制程的步骤依次为：氧化、一次光刻、沟槽蚀刻、烧光阻、沟槽清洗、形成SIPOS钝化膜、玻璃钝化、二次光刻、表面蚀刻、镀镍金和划片；

一次硼扩及二次硼扩的过程为：一次硼扩的过程为：扩散炉的初始温度为500℃，以5℃/分钟的速率升温至1262℃，恒温10H后，再以1℃/分钟的速率降温至1150℃，恒温1H后，以1℃/分钟的速率降温至500℃后出炉；二次硼扩的过程为：扩散炉的初始温度为500℃，以5℃/分钟的速率升温至1262℃，恒温2H后，再以1℃/分钟的速率降温至1150℃，恒温1H后，以1℃/分钟的速率降温至500℃后出炉。

在一些实施方式中，形成SIPOS钝化膜的过程为：在芯片P区PN结沟槽中做LPCVD，形成SIPOS钝化膜。

本发明的瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺，其扩散制程的硼扩过程，将降温的速率从4℃/分钟降低到1℃/分钟，以消除降温过快产生的应力与缺陷；同时，扩散过程增加了1150℃的退火过程，以消除高温过程产生的应力，减少芯片缺陷；再者，硼扩散过程包括一次恒定表面源扩散与两次限定表面源扩散，以形成更好的浓度梯度，使电压分布更集中；其GPP制程中增加LPCVD工序，形成SIPOS钝化膜，将气泡阻隔在界面之外，降低了反向漏电流。

附图说明

图1为现有技术中瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺完成后芯片的剖面图；

图2为本发明一种实施方式的瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺中扩散制程的流程图；

图3为本发明一种实施方式瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺中扩散制程完成后芯片的剖面图；

图4为本发明一种实施方式的瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺中GPP制程的流程图；

图5为本发明一种实施方式瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺中GPP制程完成后芯片的剖面图；

图6为本发明一种实施方式瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺中GPP制程关键流程状态图；

图7为本发明一种实施方式瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺中一次光刻的流程状态图；

图8为本发明一种实施方式瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺中沟槽蚀刻的流程状态图；

图9为本发明一种实施方式瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺中玻璃钝化的流程状态图；

图10为本发明一种实施方式瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺中二次光刻的流程状态图；

图11为本发明一种实施方式瞬态电压抑制二极管芯片的制作工艺中表面蚀刻的流程状态图；