[发明专利]消除功率肖特基二极管电子沟道漏电流的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种消除功率肖特基二极管电子沟道漏电流的方法，具体为一种消除功率肖特基二极管由于电子束蒸发正面金属薄膜导致电子沟道漏电流的方法。

背景技术

肖特基二极管与PN结二极管相比，肖特基二极管具有正向电压更低和工作频率更高的优点。据统计，功率肖特基二极管的销售额占所有整流二极管总销售额的20％左右，并有继续升高的趋势。功率肖特基二极管在高频开关电源、等离子体和液晶电视、计算机电源、汽车电子设备以及高压消费类电子设备等方面具有广阔的应用市场。

功率肖特基二极管一般包括：正面金属层/势垒金属层/保护环/以及背面金属层，其典型的结构如图1所示。势垒金属M和外延片的电阻率/厚度以及保护环几乎决定了功率肖特基二极管的性能如：反向偏压/反响电流和正向电压。正面金属层和背面金属层是为了引出电极和封装之用，它们的材料种类由具体的封装技术决定。对于某些封装技术，要求功率肖特基二极管的正面金属依次为Ti/Ni/Ag(Ti为黏附层，Ni为过渡层，Ag为顶层)。为了降低制造成本，这些金属通常采用电子束蒸发法沉积。用电子束蒸发Ti/Ni/Ag的过程中，会产生X射线辐射，当辐射剂量比较大时，会对芯片上的二氧化硅层产生辐射损伤，从而在二氧化硅层中引入正电荷，这些正电荷会在肖特基二极管的保护环及其周围感应出负电荷，形成电子沟道P。如图1所示。该沟道的存在会使肖特基二极管在额定电压下的反向漏电流显著增大，即：产生了电子沟道漏电流，从而使肖特基二极管完全失效。实践表明：大约会有5-10％的芯片会由于蒸发正面金属导致的电子沟道而失效。因此，如何消除电子沟道漏电流成了提高正面金属为Ti/Ni/Ag的肖特基二极管芯片成品率的关键所在。目前，关于消除电子沟道漏电流的方法还没有见诸报道。

发明内容

本发明提供了一种消除正面金属为Ti/Ni/Ag的功率肖特基二极管由于电子束蒸发导致的电子沟道漏电流的方法。

一种消除功率肖特基二极管电子沟道漏电流的方法，包括：将含有由电子束蒸发正面金属层导致的电子沟道的功率二极管芯片在300-400℃退火，退火时间为30-60分钟。

退火的气氛可以为如下任一种：(1)气压小于5×10^-3Pa的真空；(2)氩气氛，工作气压不超过1标准大气压；(3)氢气氛，工作气压不超过10000Pa。

经过上述热处理后，肖特基二极管的SiO₂层中有电子束蒸发导致的正电荷被消除，因而肖特基二极管的保护环中的电子沟道随之消失。这样，电子沟道漏电流被消除，因而肖特基二极管可以表现出正常的反向特性(在某一反向电压时电流急剧上升，俗称“硬击穿”)。

本发明方法简单、易操作，可以有效消除正面金属为Ti/Ni/Ag的功率肖特基二极管由于电子束蒸发导致的电子沟道漏电流，提高正面金属为Ti/Ni/Ag的肖特基二极管芯片成品率。

附图说明

图1为功率肖特基二极管及电子沟道形成的示意图；

图2为对照例的功率肖特基二极管芯片存在由电子束蒸发正面金属层导致的电子沟道时的反向电流-电压特性曲线(摄自示波器屏幕)；

图中：横坐标为反向电压，单位为V；纵坐标为反向电流，单位为μA。

图3为实施例1的肖特基二极管芯片经过适当热处理后的反向电流-电压特性曲线(摄自示波器屏幕)；

图中：横坐标为反向电压，单位为V；纵坐标为反向电流，单位为μA。

具体实施方式

对照例

某一规格的功率肖特基二极管芯片，其正面金属为Ti/Ni/Ag。其额定反向电压为40V，在该电压下漏电流不能超过50μA。但是，若在电子束蒸发Ti/Ni/Ag的过程中，产生严重的X射线辐射，则会形成电子沟道。测试表明：在4V左右的反向偏压下，就产生了500μA的电子沟道漏电流，如图2所示。从图中可以看到，肖特基二极管没有呈现正常的反向特性。若不经过特殊处理，这样的肖特基二极管芯片只能做为废品。

实施例1

将对照例存在电子沟道的肖特基二极管芯片放入石英管式真空退火炉中，先将真空抽至4×10^-3Pa，然后将炉子温度升高到300-400℃间的任一温度，退火30-60分钟后，切断炉子电源自然冷却至室温。在上述退火过程中，一直保持4×10^-3Pa真空度。

实施例2