[发明专利]一种高可靠合金型玻璃钝化二极管及其制作工艺

说明书

本发明提供的一种高可靠合金型玻璃钝化二极管及其制作工艺，包括管芯，管芯的两面均通过蒸铝层和钼电极与铜引线连接，所述管芯、蒸铝层、钼电极、保护环封装在玻璃外壳内，所述管芯的边缘制作有保护环。本发明在管芯边缘形成高压扩散PN结环内部嵌套低压合金结的结构，使得产品加上反偏电压时，首先在中间合金PN结处发生击穿，这样的结构可以避免合金PN结边缘的电场集中，降低了边缘电场强度，可以有效降低产品在常温及高温时的反向漏电流，提升产品的合格率及可靠性。

技术领域

本发明涉及一种高可靠合金型玻璃钝化二极管及其制作工艺。

背景技术

电子元器件通常会工作在恶劣的工作环境中，如用在航空或航天飞行器的电子产品，工作的环境温差很大，在这样高的环境下工作，对电子元器件的工作可靠性要求极高。

现有合金型玻璃钝化二极管均采用在N型硅片上双面蒸铝，然后通过将温度升至600℃以上，让硅与铝形成硅-铝合金，然后降至室温的制作工艺。降温过程中，硅-铝合金层与硅界面处的铝杂质发生再分布，在界面一侧的硅中形成掺有高浓度铝原子的薄层，从而与N型的衬底之间形成突变型的合金PN结；

由于形成的管芯合金结边缘的表面实际上是晶格排列到终止的边缘，在这终止的边缘上存在着不饱和键，易引起芯片表面能带弯曲，导致边缘电场强度升高，从而引起产品常温及高温时的反向漏电流大，产品的合格率及可靠性低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高可靠合金型玻璃钝化二极管及其制作工艺。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的1、一种高可靠合金型玻璃钝化二极管；包括管芯，管芯的两面均通过蒸铝层和钼电极与铜引线连接，所述管芯、蒸铝层、钼电极、保护环封装在玻璃外壳内，所述管芯的边缘制作有保护环。

所述管芯为N型衬底。

所述保护环制作在管芯上有合金结的一面。

所述保护环为在N型衬底上环形硼扩散形成的环形PN结。

一种高可靠合金型玻璃钝化二极管的制作工艺，选用N型-单晶硅片，清洗后进行以下工艺：

a、蒸铝，将硅片置于蒸发室内，在硅片两面蒸铝形成蒸铝层；

b、切割，将硅片切割为单管芯；

c、点腐蚀：采用CH3COOH、HF及HNO3配置的腐蚀液A，室温下腐蚀3～10min；

d、装模、合金烧结：采用真空烧结，真空炉炉温：660～750℃，烧结时间15～60min；

e、腐蚀成型：采用CH3COOH、HF及HNO3配置的腐蚀液B，室温下腐蚀2～6min，然后采用大量纯水进行清洗，再采用1％～10％的KOH溶液进行碱腐蚀，腐蚀完成后采用大量纯水进行清洗，清洗干净后进行脱水烘干；

f、成型工艺：在烘干的产品侧面涂覆一层特定形状及厚度的钝化玻璃粉，然后在保护气氛下送入成型炉，进行钝化玻璃粉成型，炉温：610～660℃，时间：30min～180min，此过程中钝化玻璃粉熔凝成微晶玻璃体，起到玻璃钝化兼实体封装的目的；

其特征在于：在蒸铝前还在衬底上形成环形PN结。

所述PN结形成工艺为：

①氧化，氧化工艺采用热氧化方法在N型硅衬底上生长氧化硅层；

②刻蚀，利用光刻方法在氧化硅层上刻蚀若干均匀的环形槽，环形槽内露出N型硅衬底；

③硼扩散，在刻蚀处的环形槽内进行硼扩散，使环形槽内的N型硅衬底形成环形的PN结；