[发明专利]单向放电管的制作方法

说明书

本发明公开了一种单向放电管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：一次氧化；一次光刻：在SiO2钝化层上刻掉一部分用于局部掺杂的掺杂区；一次磷掺杂：在上述掺杂区进行淡磷掺杂，形成第三区域；一次硼掺杂：在对上述掺杂区进行淡磷掺杂后，再次对上述掺杂区进行浓硼掺杂，形成第四区域；二次磷掺杂：对硅器件的背面进行大面积浓磷掺杂，形成第一区域，第一区域与第三区域之间的无掺杂的本征硅器件构成第二区域；表面钝化：对硅器件的上表面进行钝化。本发明的方法工序简单，无需进行双面光刻，全程只需要3次光刻就能形成所需要的产品结构，使用该方法制备的单向放电管具有过压保护功能。

技术领域

本发明涉及一种单向放电管的制作方法，属于放电管技术领域。

背景技术

目前，普通的放电管如图1所示，结构极其复杂，为了完成如图1所示结构的放电管，产品制作工艺复杂，而且需要用到双面光刻机，正背面金属蒸发台等设备作业。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种单向放电管的制作方法，该方法工序简单，无需进行双面光刻，全程只需要3次光刻就能形成所需要的产品结构，使用该方法制备的单向放电管具有过压保护功能。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种单向放电管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，一次氧化：在P型硅器件的上表面形成一层SiO2钝化层，该钝化层为后续进行局部掺杂提供掩蔽作用，该一次氧化的氧化温度900-1150℃，氧化层厚度为0.5-2.5μm；

步骤S2，一次光刻：在SiO2钝化层上刻掉一部分用于局部掺杂的掺杂区；

步骤S3，一次磷掺杂：在上述掺杂区进行淡磷掺杂，掺杂的方块电阻20-100Ω/m2，结深10-40μm，形成第三区域；

步骤S4，一次硼掺杂：在对上述掺杂区进行淡磷掺杂后，再次对上述掺杂区进行浓硼掺杂，掺杂的方块电阻0.2-20Ω/m2，结深1-15μm，形成第四区域；

步骤S5，二次磷掺杂：对硅器件的背面进行大面积浓磷掺杂，掺杂的方块电阻0.2-20Ω/m2，结深3-20μm，形成第一区域，第一区域与第三区域之间的无掺杂的本征硅器件构成第二区域；

步骤S6，表面钝化：对硅器件的上表面进行钝化，形成表面钝化层，表面钝化包括氧化层钝化和SIPOS钝化两种方法，氧化层钝化的厚度为1-4μm，SIPOS钝化的厚度1-4μm。

进一步，在步骤S4与S5之间，还包括二次光刻的步骤，在硅器件的上表面第三区域外周的SiO2钝化层上进行光刻，以刻掉一部分用于局部掺杂的掺杂区，所述步骤S5中还包括对上述掺杂区进行浓磷掺杂的步骤，形成第五区域，第五区域的宽度一般10-80μm。

进一步，所述步骤S5中，对上述掺杂区进行浓磷掺杂与对硅器件的背面进行浓磷掺杂同时进行。

进一步，所述一次磷掺杂和二次磷掺杂采用乳胶源、POCL3掺杂源、注入工艺进行掺杂；所述一次硼掺杂采用乳胶源、注入工艺进行掺杂。

进一步为了便于后续的金属连接，所述步骤S6还包括步骤S7，对第四区域处的表面钝化层进行孔光刻，并在该孔光刻处以及硅器件背面进行金属蒸发工序，在表面制作一层金属层，该金属层采用TiNiAg三层结构。

采用了上述技术方案后，本发明无需进行双面光刻，工艺相对简单，使用本方法制作的单向放电管从下至上具有NPNP型四层结构，包括三个PN结，分别为J1、J2、J3，当第四区域施加正向电压，此时J1，J3正向导通，J2呈反向阻断状态，在施加电压未达到J2击穿时，只有很小的漏电产生，此时器件表现为阻断状态，当第一区域与第四区域之间的正向电压使第二区域与第三区域之间的PN结J2击穿时，此四层结构呈导通状态，以对并联在本单向放电管两端的器件进行过压保护。