低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管的制作方法及結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管的制作方法及結(jié)構(gòu)，該方法通過硅正向PN結(jié)具有的負(fù)溫度系數(shù)與硅反向PN結(jié)具有的正溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償作用制成低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管的管芯。本發(fā)明采用一顆雙面擴(kuò)散的硅芯片疊加兩顆單面擴(kuò)散的硅芯片的新型結(jié)構(gòu)替代原來的一顆三層外延生長的硅芯片疊加一顆單面擴(kuò)散的硅芯片結(jié)構(gòu)。工藝過程簡單，工藝控制難度小，且溫度系數(shù)對檔率比原來提高了30%左右，溫度系數(shù)可以達(dá)到5×10-6/℃，在電路中具有很好的電壓基準(zhǔn)作用。其產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性比原來也得到了較大提高。
【專利說明】 低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管的制作方法及結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管的制作方法及結(jié)構(gòu)，屬于晶體管制作【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在電子電路中經(jīng)常以二極管兩端的電壓作為基準(zhǔn)電壓，但由于普通的二極管對溫度比較敏感，溫度變化后，二極管兩端的電壓也跟著發(fā)生變化，所以普通的二極管不適用作為高精度的基準(zhǔn)電壓元件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一種低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管的制作方法及結(jié)構(gòu)。以解決現(xiàn)有普通二極管受溫度影響較大的問題，為電子電路提供精準(zhǔn)的電壓元件。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管的制作方法，該方法通過硅正向PN結(jié)具有的負(fù)溫度系數(shù)與硅反向PN結(jié)具有的正溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償作用制成低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管的管芯；管芯是在一顆雙面擴(kuò)散硅芯片上疊加兩顆單面擴(kuò)散硅芯片構(gòu)成。
[0005]前述制作方法中，所述雙面擴(kuò)散硅芯片一面為正向PN結(jié)，另一面為反向PN結(jié)。
[0006]前述制作方法中，所述單面擴(kuò)散硅芯片只有一個正向PN結(jié)。
[0007]根據(jù)前述制作方法構(gòu)成的低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管，包括管芯，管芯兩端與電極連接，管芯外設(shè)有外殼；管芯包括雙面擴(kuò)散硅芯片，雙面擴(kuò)散硅芯片上設(shè)有兩層單面擴(kuò)散娃芯片；上層單面擴(kuò)散娃芯片和雙面擴(kuò)散娃芯片分別與電極連接。
[0008]前述二極管中，所述單面擴(kuò)散硅芯片是在P襯底的一面設(shè)置N芯片，在P襯底與N芯片之間擴(kuò)散正向PN結(jié)。
[0009]前述二極管中，所述雙面擴(kuò)散硅芯片是在P襯底的兩面設(shè)置N芯片，在P襯底與N芯片之間擴(kuò)散正向PN結(jié)，在P襯底另一面與N芯片之間擴(kuò)散反向PN結(jié)。
[0010]前述二極管中，所述外殼為玻璃外殼。
[0011]前述二極管中，所述電極為鑰電極。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用一顆雙面擴(kuò)散的硅芯片疊加兩顆單面擴(kuò)散的硅芯片的新型結(jié)構(gòu)替代原來的一顆三層外延生長的硅芯片疊加一顆單面擴(kuò)散的硅芯片結(jié)構(gòu)。工藝過程簡單，工藝控制難度小，且溫度系數(shù)對檔率比原來提高了 30%左右，溫度系數(shù)可以達(dá)到5 X 10_6/°C，在電路中具有很好的電壓基準(zhǔn)作用。其產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性比原來也得到了較大提聞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是單面擴(kuò)散硅芯片的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是雙面擴(kuò)散硅芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是管芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是現(xiàn)有技術(shù)管芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中的標(biāo)記為:1-電極、2-外殼、3-雙面擴(kuò)散娃芯片、4-單面擴(kuò)散娃芯片、5-P襯底、6-N芯片、7-正向PN結(jié)、8-N+外延層、9- P+外延層、IO-N+外延層、11-N+芯片、12-反正向PN結(jié)。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不作為對本發(fā)明的任何限制。
[0016]一種低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管的制作方法，如圖1所示，該方法通過硅正向PN結(jié)具有的負(fù)溫度系數(shù)與硅反向PN結(jié)具有的正溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償作用制成低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管的管芯。管芯是在一顆雙面擴(kuò)散的硅芯片上疊加兩顆單面擴(kuò)散的硅芯片構(gòu)成。雙面擴(kuò)散娃芯片一面為正向PN結(jié),另一面為反向PN結(jié)。單面擴(kuò)散娃芯片只有一個正向PN結(jié)。
[0017]根據(jù)前述制作方法構(gòu)成的低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管，如圖1所示，包括管芯，管芯兩端與電極I連接，電極為鑰電極。管芯外設(shè)有外殼2,外殼為玻璃外殼。管芯如圖4所示，包括雙面擴(kuò)散硅芯片3，雙面擴(kuò)散硅芯片上設(shè)有兩層單面擴(kuò)散硅芯片4。上層單面擴(kuò)散硅芯片和雙面擴(kuò)散硅芯片分別與電極連接。如圖2所示，單面擴(kuò)散硅芯片是在P襯底5的一面設(shè)置N芯片6，在P襯底與N芯片之間擴(kuò)散正向PN結(jié)7。如圖3所示，雙面擴(kuò)散硅芯片是在P襯底的兩面設(shè)置N芯片，在P襯底一面與N芯片之間擴(kuò)散正向PN結(jié)7，在P襯底另一面與N芯片之間擴(kuò)散反向PN結(jié)12。
[0018]圖5是現(xiàn)有技術(shù)中管芯的結(jié)構(gòu)示意圖，現(xiàn)有技術(shù)采用兩顆硅芯片，一顆芯片是在P襯底5的一面由下至上設(shè)置N+外延層8、P+外延層9和N+外延層10。另一顆芯片位于前一顆上方，是在P襯底5的一面設(shè)置N+芯片11，在P襯底與N+芯片之間擴(kuò)散PN結(jié)?，F(xiàn)有的管芯溫度系數(shù)較大，不適合作為高精度基準(zhǔn)電壓元件。
[0019]本發(fā)明公開了一種低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管的制作方法及結(jié)構(gòu)，該方法通過硅正向PN結(jié)具有的負(fù)溫度系數(shù)與硅反向PN結(jié)具有的正溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償作用制成低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管的管芯。本發(fā)明采用一顆雙面擴(kuò)散的硅芯片疊加兩顆單面擴(kuò)散的硅芯片的新型結(jié)構(gòu)替代原來的一顆三層外延生長的硅芯片疊加一顆單面擴(kuò)散的硅芯片結(jié)構(gòu)。工藝過程簡單，工藝控制難度小，且溫度系數(shù)對檔率比原來提高了 30%左右，溫度系數(shù)可以達(dá)到5X10_6/°C，在電路中具有很好的電壓基準(zhǔn)作用。其產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性比原來也得到了較大提聞。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管的制作方法，其特征在于:該方法通過硅正向PN結(jié)具有的負(fù)溫度系數(shù)與硅反向PN結(jié)具有的正溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償作用制成低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管的管芯；管芯是在一顆雙面擴(kuò)散硅芯片上疊加兩顆單面擴(kuò)散硅芯片構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制作方法，其特征在于:所述雙面擴(kuò)散硅芯片一面為正向PN結(jié)，另一面為反向PN結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述制作方法，其特征在于:所述單面擴(kuò)散硅芯片只有一個正向PN結(jié)。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述制作方法構(gòu)成的低溫度系數(shù)硅電壓基準(zhǔn)二極管，包括管芯，管芯兩端與電極(I)連接，管芯外設(shè)有外殼(2);其特征在于:管芯包括雙面擴(kuò)散硅芯片(3)，雙面擴(kuò)散硅芯片(3)上設(shè)有兩層單面擴(kuò)散硅芯片(4);上層單面擴(kuò)散硅芯片和雙面擴(kuò)散硅芯片(3)分別與電極(I)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述二極管，其特征在于:所述單面擴(kuò)散硅芯片(4)是在P襯底(5)的一面設(shè)置N芯片(6)，在P襯底與N芯片之間擴(kuò)散正向PN結(jié)(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述二極管，其特征在于:所述雙面擴(kuò)散硅芯片(3)是在P襯底(5)的兩面設(shè)置N芯片(6)，在P襯底一面與N芯片之間擴(kuò)散正向PN結(jié)(7)，在P襯底另一面與N芯片之間擴(kuò)散反向PN結(jié)(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述二極管，其特征在于:所述外殼(2)為玻璃外殼。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述二極管，其特征在于:所述電極(I)為鑰電極。
【文檔編號】H01L21/329GK103871875SQ201210544947
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月17日
【發(fā)明者】徐年惠, 張麗, 楊輝 申請人:中國振華集團(tuán)永光電子有限公司