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具有三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)的二極管及其制造方法

文檔序號:7149540閱讀:226來源:國知局
專利名稱:具有三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)的二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造工藝技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種具有三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)的二極管及其制造方法。
背景技術(shù)
利用半導(dǎo)體制造工藝完成二極管的PN結(jié)后,一般會在晶片的表面進(jìn)行鈍化,用于保護(hù)PN結(jié),避免PN結(jié)受到外界的沾污及水汽的影響,保證PN結(jié)的穩(wěn)定性及可靠性。晶片表面鈍化的好壞會直接影響二極管的質(zhì)量,若鈍化效果不好,則二極管在后工序封裝后較容易受到水汽、金屬離子等沾污,使二極管電學(xué)性能發(fā)生退化,導(dǎo)致二極管漏電流變大、反向擊穿曲線蠕動漂移,最終使PN結(jié)失效損壞。鈍化層的結(jié)構(gòu)成為保護(hù)二極管質(zhì)量的重要保證。二極管的表面鈍化一般是在半導(dǎo)體制造工藝制作PN結(jié)時,采用熱生長方式在PN結(jié)的表面生長一定厚度的二氧化硅形成鈍化結(jié)構(gòu),以起到對PN結(jié)的屏蔽與保護(hù)作用。但單純的二氧化硅鈍化結(jié)構(gòu)不能有效的阻擋可移動的金屬離子及水汽的影響,常常會導(dǎo)致二極管在后工序封裝后電學(xué)性能發(fā)生退化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)的二極管及其制造方法,以便有效地保護(hù)二極管內(nèi)部的PN結(jié),避免受到外界的可動離子沾污及水汽的影響,從而保證PN結(jié)的穩(wěn)定性及可靠性。 為了解決上述問題,本發(fā)明提供一種具有三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)的二極管的制造方法,步驟如下利用半導(dǎo)體工藝形成在晶片中具有P接觸區(qū)和N接觸區(qū)的PN結(jié);在晶片正面生長二氧化硅介質(zhì)后,去除部分二氧化硅介質(zhì),形成暴露出所述P接觸區(qū)的第一窗口;淀積覆蓋在所述二氧化硅介質(zhì)上和第一窗口內(nèi)的氮化硅介質(zhì),去除部分氮化硅介質(zhì),形成暴露出所述第一窗口的第二窗口 ;在所述第二窗口內(nèi)及與所述第二窗口緊鄰的部分氮化硅介質(zhì)上制作正面電極;在所述氮化硅介質(zhì)及與所述氮化硅介質(zhì)緊鄰的部分正面電極上覆蓋形成聚酰亞胺介質(zhì);在晶片背面制作背面電極,完成二極管的加工。進(jìn)一步的,所述第二窗口還暴露出與第一窗口緊鄰的部分二氧化硅介質(zhì)的過程為去除與第一窗口緊鄰的部分氮化娃介質(zhì)。進(jìn)一步的,所述正面電極還覆蓋在與所述第一窗口緊鄰的部分二氧化硅化硅介質(zhì)上。進(jìn)一步的,所述二氧化硅介質(zhì)的厚度為800A-10000A.
進(jìn)一步的,在晶片正面氧化生長二氧化硅介質(zhì)的溫度為800°C 1250°C,時間為Ih 24h0進(jìn)一步的,所述氮化硅介質(zhì)的厚度為500人-10000人《進(jìn)一步的,在所述二氧化硅介質(zhì)上淀積氮化硅介質(zhì)的溫度為600°C 1000°C,時間為Ih 7h。進(jìn)一步的,所述聚酰亞胺介質(zhì)的厚度為3um 15um。為了達(dá)到本發(fā)明的另一方面,還提供一種具有三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)的二極管,包括正面電極,形成在晶片的PN結(jié)中的P接觸區(qū)上;三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu),包括二氧化硅介質(zhì)、氮化硅介質(zhì)和聚酰亞胺介質(zhì),所述二氧化硅介質(zhì)形成在晶片上且包圍形成在PN結(jié)中的P接觸區(qū);所述氮化硅介質(zhì)形成在二氧化硅介質(zhì)上;所述聚酰亞胺介質(zhì)形成在氮化硅介質(zhì)上;所述三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)緊密包圍形成在PN結(jié)中的P接觸區(qū)上的正面電極,且所述聚酰亞胺介質(zhì)還延伸覆蓋至部分正面電極上和所述正面電極還延伸覆蓋至部分氮化硅介質(zhì)上;背面電極,形成在晶片背面上。進(jìn)一步的,所述正面電極還延伸覆蓋至部分所述二氧化娃介質(zhì)上。進(jìn)一步的,所述二 氧化硅介質(zhì)的厚度為800A-1 OOOOl進(jìn)一步的,所述氮化硅介質(zhì)的厚度為500人-1OOOOA進(jìn)一步的,所述聚酰亞胺介質(zhì)的厚度為3um 15um。由上述技術(shù)方案可知,本發(fā)明與傳統(tǒng)具有鈍化結(jié)構(gòu)的二極管相比,具有以下優(yōu)勢由下至上依次分別由二氧化硅介質(zhì)、氮化硅介質(zhì)和聚酰亞胺介質(zhì)構(gòu)成的三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)之間可達(dá)到最佳工藝匹配;所述三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)可以有效保證PN結(jié)電學(xué)穩(wěn)定性與可靠性。


圖1為本發(fā)明的具有三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)的二極管的制造方法流程示意圖;圖2至圖7為本發(fā)明的具有三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)的二極管的制造方法。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣,因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。參見圖1,本發(fā)明提供一種具有三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)的二極管的制造方法的流程為S1:利用半導(dǎo)體工藝形成在晶片中具有P接觸區(qū)和N接觸區(qū)的PN結(jié);S2 :在晶片正面生長二氧化硅介質(zhì)后,去除部分二氧化硅介質(zhì),形成暴露出所述P接觸區(qū)的第一窗口;S3 :淀積覆蓋在所述二氧化硅介質(zhì)上和第一窗口內(nèi)的氮化硅介質(zhì),去除部分氮化娃介質(zhì),形成暴露出所述第一窗口的第二窗口 ;S4 :在所述第二窗口內(nèi)及與所述第二窗口緊鄰的部分氮化硅介質(zhì)上制作正面電極;S5 :在所述氮化硅介質(zhì)及與所述氮化硅介質(zhì)緊鄰的部分正面電極上覆蓋形成聚酰亞胺介質(zhì);S6 :在所述PN結(jié)背面制作背面電極,完成二極管的加工。下面以圖1所示的方法流程為例,結(jié)合附圖2至7,對一種二極管的三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)的制造方法的制作工藝進(jìn)行詳細(xì)描述。S1:利用半導(dǎo)體工藝形成在晶片中具有P接觸區(qū)和N接觸區(qū)的PN結(jié)。參見圖2,利用半導(dǎo)體工藝在晶片中形成具有P接觸區(qū)和N接觸區(qū)的PN結(jié)。S2 :在晶片正面生長二氧化硅介質(zhì)后,去除部分二氧化硅介質(zhì),形成暴露出所述P接觸區(qū)的第一窗口。參見圖3,向晶片正面進(jìn)行氧化,氧化溫度為800°C 1250°C,氧化時間為Ih 24h,生長厚度為8()0人-10000人的二氧化硅介質(zhì)10后,去除部分二氧化硅介質(zhì),形成第一窗口 12,所述第一窗口暴露出所述P接觸區(qū)。S3 :淀積覆蓋 在所述二氧化硅介質(zhì)上和第一窗口內(nèi)的氮化硅介質(zhì),去除部分氮化娃介質(zhì),形成暴露出所述第一窗口的第二窗口。參見圖4,在所述二氧化硅介質(zhì)10上和第一窗口 12內(nèi)進(jìn)行淀積工藝,淀積溫度為600°C 1000°C,淀積時間為Ih 7h,形成厚度為500A-10000A的氮化硅介質(zhì)14后,去除所述第一窗口 12中的氮化娃,形成第二窗口 16。進(jìn)一步的,去除與所述第一窗口 12緊鄰的部分氮化硅介質(zhì),形成還暴露出與所述第一窗口緊鄰的部分二氧化硅介質(zhì)的第二窗口 16。S4 :在所述第二窗口內(nèi)及與所述第二窗口緊鄰的部分氮化硅介質(zhì)上制作正面電極。參見圖5,在所述第二窗口 16內(nèi)和氮化娃介質(zhì)14上派射金屬后,去除部分金屬,在所述第二窗口 16內(nèi)及與所述第二窗口緊鄰的部分氮化硅介質(zhì)16上制作成正面電極18。S5 :在所述氮化硅介質(zhì)及與所述氮化硅介質(zhì)緊鄰的部分正面電極上覆蓋形成聚酰亞胺介質(zhì)。參見圖6,在所述氮化硅介質(zhì)16及正面電極18上淀積厚度為3um 15um的聚酰亞胺介質(zhì)20后,去除部分聚酰亞胺介質(zhì)20,在所述氮化硅介質(zhì)14及與所述氮化硅介質(zhì)緊鄰的部分正面電極18上覆蓋形成所述聚酰亞胺介質(zhì)20。S6 :在所述PN結(jié)背面制作背面電極,完成二極管的加工。參見圖7,制作PN結(jié)的背面電極22,完成二極管的加工。基于上述制造方法,參見圖7,本發(fā)明形成一種具有三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)的二極管,包括正面電極18,形成在晶片的PN結(jié)中的P接觸區(qū)上;三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu),包括二氧化硅介質(zhì)10、氮化硅介質(zhì)14和聚酰亞胺介質(zhì)20,所述二氧化硅介質(zhì)10形成在晶片上且包圍形成在PN結(jié)中的P接觸區(qū);所述氮化硅介質(zhì)14形成在所述二氧化硅介質(zhì)10上;所述聚酰亞胺介質(zhì)20形成在氮化硅介質(zhì)14上;所述三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)緊密包圍形成在PN結(jié)中的P接觸區(qū)上的正面電極18,且所述聚酰亞胺介質(zhì)20還延伸覆蓋至部分正面電極20上和所述正面電極20還延伸覆蓋至部分氮化硅介質(zhì)14上;背面電極22,形成在晶片背面上。進(jìn)一步的,所述正面電極18還延伸覆蓋至部分所述二氧化娃介質(zhì)10上。進(jìn)一步的,所述二氧化硅介質(zhì)10的厚度為800A-10000A。進(jìn)一步的,所述氮化硅介質(zhì)14的厚度為500人-10000人,進(jìn)一步的,所述聚酰亞胺介質(zhì)20的厚度為3um 15um。本發(fā)明制造得到具有三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)的二極管與采用單純二氧化硅鈍化結(jié)構(gòu)的二極管相比,兩者的型號均以電流規(guī)格是8A,耐壓規(guī)格是200V的二極管為例,將合格的晶片在相同的條件下進(jìn)行后工序的封裝和篩選,并在相同的標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行可靠性試驗,試驗結(jié)果如表(一)所不
權(quán)利要求
1.一種具有三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)的二極管的制造方法,步驟如下 利用半導(dǎo)體工藝形成在晶片中具有P接觸區(qū)和N接觸區(qū)的PN結(jié); 在晶片正面生長二氧化硅介質(zhì)后,去除部分二氧化硅介質(zhì),形成暴露出所述P接觸區(qū)的第一窗口; 淀積覆蓋在所述二氧化硅介質(zhì)上和第一窗口內(nèi)的氮化硅介質(zhì),去除部分氮化硅介質(zhì),形成暴露出所述第一窗口的第二窗口 ; 在所述第二窗口內(nèi)及與所述第二窗口緊鄰的部分氮化硅介質(zhì)上制作正面電極; 在所述氮化硅介質(zhì)及與所述氮化硅介質(zhì)緊鄰的部分正面電極上覆蓋形成聚酰亞胺介質(zhì); 在晶片背面制作背面電極,完成二極管的加工。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述第二窗口還暴露出與第一窗口緊鄰的部分二氧化硅介質(zhì)的過程為去除與第一窗口緊鄰的部分氮化硅介質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的制造方法,其特征在于,所述正面電極還覆蓋在與所述第一窗口緊鄰的部分二氧化硅化硅介質(zhì)上。
4.如權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于,在晶片正面氧化生長二氧化硅介質(zhì)的溫度為800°C 1250°C,時間為Ih 24h。
5.如權(quán)利要求4所述的二極管,其特征在于,所述二氧化硅介質(zhì)的厚度為800人-10000人。
6.如權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于,在所述二氧化硅介質(zhì)上淀積氮化硅介質(zhì)的溫度為600°C 1000°C,時間為Ih 7h。
7.如權(quán)利要求6所述的二極管,其特征在于,所述氮化硅介質(zhì)的厚度為500A-1 ooooA0
8.如權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述聚酰亞胺介質(zhì)的厚度為3um 15um。
9.一種具有三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)的二極管,包括 正面電極,形成在晶片的PN結(jié)中的P接觸區(qū)上; 三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu),包括二氧化硅介質(zhì)、氮化硅介質(zhì)和聚酰亞胺介質(zhì),所述二氧化硅介質(zhì)形成在晶片上且包圍形成在PN結(jié)中的P接觸區(qū);所述氮化硅介質(zhì)形成在二氧化硅介質(zhì)上;所述聚酰亞胺介質(zhì)形成在氮化硅介質(zhì)上; 所述三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)緊密包圍形成在PN結(jié)中的P接觸區(qū)上的正面電極,且所述聚酰亞胺介質(zhì)還延伸覆蓋至部分正面電極上和所述正面電極還延伸覆蓋至部分氮化硅介質(zhì)上; 背面電極,形成在晶片背面上。
10.如權(quán)利要求9所述的二極管,其特征在于,所述正面電極還延伸覆蓋至部分所述二氧化硅介質(zhì)上。
11.如權(quán)利要求9所述的二極管,其特征在于,所述二氧化硅介質(zhì)的厚度為800A-1 ooooA0
12.如權(quán)利要求9所述的二極管,其特征在于,所述氮化硅介質(zhì)的厚度為500A-1OOOOA0
13.如權(quán)利要求9所述的二極管,其特征在于,所述聚酰亞胺介質(zhì)的厚度為3um 15um。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有三層介質(zhì)鈍化結(jié)構(gòu)的二極管及其制造方法,方法步驟如下利用半導(dǎo)體工藝形成在晶片中具有P接觸區(qū)和N接觸區(qū)的PN結(jié);在晶片正面生長二氧化硅介質(zhì)后,去除部分二氧化硅介質(zhì),形成暴露出P接觸區(qū)的第一窗口;淀積覆蓋在二氧化硅介質(zhì)上和第一窗口內(nèi)的氮化硅介質(zhì),去除部分氮化硅介質(zhì),形成暴露出第一窗口的第二窗口;在第二窗口內(nèi)及與第二窗口緊鄰的部分氮化硅介質(zhì)上制作正面電極;在氮化硅介質(zhì)及與氮化硅介質(zhì)緊鄰的部分正面電極上覆蓋形成聚酰亞胺介質(zhì);在晶片背面制作背面電極,完成二極管的加工。本發(fā)明可以有效地保護(hù)二極管內(nèi)部的PN結(jié),避免受到外界的可動離子沾污及水汽的影響,從而保證PN結(jié)的穩(wěn)定性及可靠性。
文檔編號H01L23/31GK103050399SQ20121058755
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者王明輝, 賈文慶, 郭沖, 王平 申請人:杭州士蘭集成電路有限公司, 成都士蘭半導(dǎo)體制造有限公司
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