[發(fā)明專利]雙向放電管芯片的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610028298.6
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105609549B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盛鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 上海瞬雷電子科技有限公司
• 主分類號: H01L29/74
• 分類號: H01L29/74;H01L29/06;H01L21/332;H01L21/225;H01L21/265;H01L21/78
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發(fā)明提供一種雙向放電管芯片的制造方法，雙向放電管芯片的結(jié)構(gòu)為N⁺?P⁺?N^??N?P⁺⁺?P⁺型；雙向放電管芯片的平面結(jié)構(gòu)依次為擴(kuò)散N⁺區(qū)、擴(kuò)散P⁺區(qū)、注入N^?區(qū)、擴(kuò)散P⁺⁺區(qū)、金屬區(qū)、氧化隔離區(qū)、鈍化玻璃層及芯片劃道區(qū)；雙向放電管芯片的剖面截層結(jié)構(gòu)依次為擴(kuò)散N⁺區(qū)、擴(kuò)散P⁺區(qū)、注入N^?區(qū)、襯底N區(qū)、擴(kuò)散P⁺⁺區(qū)、金屬區(qū)、氧化隔離區(qū)、鈍化玻璃層及芯片劃道區(qū)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用固態(tài)擴(kuò)散源(氮化硼片)的深結(jié)擴(kuò)散形成P⁺⁺結(jié)，使結(jié)深平坦性、均一性好，抗浪涌更力強(qiáng)；同時(shí)能夠降低基區(qū)的寬度，使開啟電壓降低，響應(yīng)速度快，功耗小；P⁺⁺結(jié)還可以降低體電阻，加大放電管的承載功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體放電管芯片的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種電壓更集中的低功耗雙向放電管芯片及制作方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體放電管廣泛應(yīng)用于通訊交換設(shè)備中的程控交換機(jī)、電話機(jī)、傳真機(jī)、配線架、通訊接口、通訊發(fā)射設(shè)備等一切需要防雷保護(hù)的領(lǐng)域，以保護(hù)其內(nèi)部的IC免受瞬間過電壓的沖擊和破壞。目前行業(yè)內(nèi)多采用平面工藝制作半導(dǎo)體放電管，存在著一些技術(shù)上的缺陷：1)成本較高，工藝復(fù)雜；2)開關(guān)損耗大，響應(yīng)速度慢；3)PN結(jié)在表面形成，采用硅介質(zhì)膜保護(hù)，容易受損傷，電壓在表面擊穿；4)雙向放電管對稱性較差，在電路使用中會(huì)產(chǎn)生一端不良。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明目的在于提供一種開啟電壓低，響應(yīng)速度快；擊穿電壓更集中的雙向放電管芯片的制造方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種雙向放電管芯片，所述雙向放電管芯片的結(jié)構(gòu)為N⁺-P⁺-N^--N-P⁺⁺-P⁺型；所述雙向放電管芯片的平面結(jié)構(gòu)依次為擴(kuò)散N⁺區(qū)、擴(kuò)散P⁺區(qū)、注入N^-區(qū)、擴(kuò)散P⁺⁺區(qū)、金屬區(qū)、氧化隔離區(qū)、鈍化玻璃層及芯片劃道區(qū)；所述雙向放電管芯片的剖面截層結(jié)構(gòu)依次為所述擴(kuò)散N⁺區(qū)、所述擴(kuò)散P⁺區(qū)、所述注入N^-區(qū)、所述襯底N區(qū)、所述擴(kuò)散P⁺⁺區(qū)、所述金屬區(qū)、所述氧化隔離區(qū)、所述鈍化玻璃層及所述芯片劃道區(qū)。

一種雙向放電管芯片的制造方法，包括如下步驟：

步驟1，對硅片表面進(jìn)行清洗；

步驟2，硅片在1100℃～1200℃的氧化爐中雙面生長氧化層掩膜，氧化層掩膜的厚度為1.5微米～2.5微米；

步驟3，通過光刻和顯影在氧化后的硅片的雙面制作出N^-區(qū)圖形；

步驟4，采用氟化銨腐蝕液刻蝕出N^-區(qū)；

步驟5，在硅片表面生長出犧牲氧化層；

步驟6，在光刻出的N^-區(qū)注入磷離子并推進(jìn)形成深N^-區(qū)；

步驟7，用氫氟酸浸泡、去離子水超聲清洗，去除表面氧化層；

步驟8，硅片在1100℃～1200℃的氧化爐中雙面生長氧化層掩膜，氧化層掩膜的厚度為1.2微米～2.0微米；

步驟9，在N^-區(qū)的相鄰雙面區(qū)域通過光刻和顯影制作出P⁺⁺區(qū)；