[发明专利]一种中高压肖特基二极管芯片结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及肖特基二极管芯片，具体涉及一种中高压肖特基二极管芯片结构及其制备方法。

背景技术

外延材料规格是肖特基二极管器件的电性参数、可靠性性能的重要影响因素。一般低压肖特基二极管器件采用外延厚度较薄、电阻率较低；中高压肖特基二极管器件采用外延厚度较厚、电阻率较高。如果单纯提高外延电阻率，会导致肖特基二极管器件可靠性性能下降，如静电防护能力、反向浪涌能力等。

目前随着肖特基二极管器件市场与应用的发展，对肖特基二极管的可靠性要求越来越高。与低压肖特基二极管芯片不同，中高压肖特基二极管对划片后芯片的完整程度要求更高，芯片边缘的轻微破损或崩边都有可能产生芯片封装后的失效问题。

发明内容

为了提高封装后中高压肖特基二极管芯片的良率，降低划片对芯片的影响，提高封装后芯片的可靠性性能，本发明提供一种中高压肖特基二极管芯片结构及其制备方法。本发明采取对芯片结构的金属场版进行加宽技术方案，以减弱划片崩边等芯片损失对电性能带来的劣化影响；通过增加P型区域的宽度以及杂质数量，以提高中高压肖特基二极管芯片的可靠性性能（静电防护能力、反向浪涌能力等）。

在研发过程中，增加金属场版宽度与增加P型区域宽度曾遇到以下问题：

1、增加芯片尺寸，导致芯片出芯数降低，造成价格劣势；

2、若保证芯片尺寸不变，会使芯片的有源区面积变小，导致正向压降升高，功耗升高，降低器件竞争力。

经过综合分析，本发明采取在确保芯片尺寸不变的前提下，通过调整外延参数以抵消有源区变小带来的电性参数的升高，同时有利于提高静电防护能力和反向浪涌能力。

本发明采取的技术方案是：一种中高压肖特基二极管芯片结构，其特征在于：在所述的中高压肖特基二极管芯片结构中，P型扩散区宽度为25~40um；金属场版的宽度为25~35um；硅衬底上表面具有的外延厚度为16~30um；电阻率为2~5ohm.cm。

本发明针对中高压肖特基二极管芯片结构的优化，同时采取对关键工艺进行调整，以达到提高封装后器件性能的目的。

本发明所述的制备方法是：1、通过湿法氧化，在P型区注入前形成厚度为650埃的牺牲氧化硅。2、在P型区域，注入杂质数量1X10¹⁴。3、通过湿法氧化、推进形成P型区深度为8um。

4、在势垒金属蒸发前，采用双氧水对硅片表面颗粒杂质进行清洗。

除此之外，本方法还通过版图修改，取消掩蔽层上多余的注入区，避免此注入区表面电场过大，而在反向高压时容易提前击穿，同时取消掩蔽层上多余的注入区，也有利于增强芯片的划片波动的承受能力。

本发明所产生的有益效果是：在不提高生产成本的情况下，使芯片的封装良率以及可靠性性能得到明显提高，从而增强了产品的市场竞争力。

附图说明

图1是中高压肖特基二极管芯片结构平面图；

图2是中高压肖特基二极管芯片结构剖面图；

图3是中高压肖特基二极管芯片工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明：本发明将

图1和图2利用失真比例，以突出本发明的关键特征。

参照图1和图2，一种中高压肖特基二极管芯片结构包括硅衬底101上表面具有的外延102、在外延的掩蔽层103、外延102中的P型扩散区104、在外延中的硅化物层105、正面电极106、背面电极107、金属场版108及有源区109。

在中高压肖特基二极管芯片结构中，本发明将P型扩散区104宽度增加至25~40um范围内（增加了20%~80%）；将金属场版108的宽度增加至25~35um范围内（增加了10~40%）。对硅衬底101（晶向<100>或<111>）上表面具有的外延102进行电阻率与厚度的调整，调整硅衬底101（晶向<100>或<111>）上表面具有的外延厚度在16~30um范围内；电阻率在2~5ohm.cm范围内。

本发明对于150V肖特基二极管，硅衬底101上表面具有的外延102厚度调整为16~20um；电阻率调整为2~3ohm.cm。

本发明对于200V肖特基二极管，硅衬底101上表面具有的外延102厚度调整为23~30um；电阻率调整为3~5ohm.cm。