[实用新型]具有单层衬底结构的高压晶体管

说明书

本实用新型涉及高压晶体管，包括高压VDMOS晶体管，高压VVMOS晶体管，高压JFET晶体管，高压BJF晶体管，高压GAT晶体管，高压BJFET晶体管，高压晶体管在具有单一高阻薄层结构的硅单晶衬底上制作而成。

本实用新型属半导体器件技术领域。

历来的高压晶体管都是在具有双层结构的硅单晶衬底上制作而成的。上层是高阻层，起支撑电压的作用；下层是低阻层，起减少导通电阻的作用。管芯在高阻层上制作。双层结构通常采用N^－／N^＋形式，也可采用P^－／P^＋形式。这样的双层结构可以通过两种方法形成：一种是外延法，另一种是衬底扩散法。为形成N^－／N^＋双层结构，外延法是在低阻N^＋硅单晶片上生长一层高阻N^－外延层硅，衬底扩散法是对高阻N^－硅单晶片进行衬底扩散，然后进行研磨抛光。用这两种方法形成双层衬底结构，不仅难度大，而且成本高。

本实用新型的目的在于直接在高阻N^－硅单晶衬底上用常规工艺制作高压晶体管，然后通过晶片减薄工艺和薄片加工工艺降低高压晶体管的导通电阻。这种晶体管具有单一的高阻硅单晶薄层衬底结构。

本实用新型所用的晶片减薄工艺与薄片加工工艺与已有技术不同。已有技术是把带有管芯的硅片正面用白蜡粘在贴片盘上进行单面研磨减薄，然后对已减薄的硅片进行直接加工。因此，硅片不易减得很薄否则容易破碎，一般在200－300μ。欧洲专利EP－127－089报导，硅片减薄到180μ。本实用新型所用的晶片减薄和薄片加工工艺的特征是：不是对被减薄的带有管芯的硅片直接进行加工，而是把薄硅片同底托片粘接在一起形成复合片，对复合片进行加工，因而能把硅片减得很薄，例如能减薄60μ，并能对厚度仅为60μ的薄硅片进行加工。

本实用新型是按如下工序制作：

1、采用高阻N^－硅单晶片作衬底，在其上用常规工艺制作高压晶体管管芯。

2、把经过双面磨片的厚硅片作为正面底托片，以蜡作为粘接剂把正面底托片同带有管芯的硅片正面粘接在一起形成复合片。

3、以502胶为粘接剂，把正面复合片粘在贴片盘上进行单面研磨减薄，带有管芯的硅片背面朝上。

4、当带有管芯的硅片被减薄到所需要的厚度时，取下正面复合片。

5、正面复合片经清洗后，入蒸发台对带有管芯的硅片背面进行冷蒸铝。

6、把另一硅片作为背面底托片，用502胶把正面复合片同背面底托片粘接在一起形成三层复合片。

7、加热，把正面底托片取下，剩下薄硅片同背面底托片粘接而成的背面复合片，这时，带有管芯的薄硅片的正面已经露在外面。

8、划片，把薄硅片划成许多小管芯片。

9、背面复合片经清洗后，入合金炉使芯片背面合金化，同时，502胶受热分解气化，管芯片同背面底托片分离。管芯片虽薄，但因面积小，所以不易破碎。接着，便可按常规进行粘接，键合，封管了。

在晶片减薄和薄片加工工艺中，根据对产品性能要求的不同，设备等实际工作条件的不同，工序项目可以有所增减，各工序的先后次序可以有所颠倒，底托片的质材，粘接剂的种类可以有所不同，只要从管芯工艺完成以后，到划成小芯片以前，对晶片进行减薄和对薄片进行加工时，在容易碎片的工序中，把底托片同硅片粘接在一起形成复合片，以复合片的形式对带有管芯的硅片进行加工，就可以解决碎片问题。

具有单一高阻硅单晶薄层衬底结构的高压晶体管与已有技术相比，其制造成本低，成品率高，高压性能好。

附图说明：

图1、把由带有管芯的硅片正面与1号底托片粘接而成的复合片粘在贴片盘上。

1：带有管芯的硅片，正面朝下。

2：白蜡

3：1号底托片

4：502胶

5：贴片盘

图2、硅片背面蒸铝

6：铝层

图3、三层复合片

7：502胶

8：2号底托片

图4、从三层复合片中取出1号底托片3

图5、划片

图6、合金时、小芯片与底托片离解

图7、传统的一种晶体管VDMOS晶体管的结构

9：N^＋硅单晶衬底

10：N^－外延层

11：N^＋扩散区