[发明专利]一种变容二极管管芯及其制备方法

说明书

本发明提供一种变容二极管管芯及其制备方法，所述管芯上具有两层钝化层，第一钝化层位于PN结与银台电极之间，但不完全阻隔PN结与银台电极的接触，第二钝化层覆盖在所述管芯的最上层。本发明的有益效果是常温反向击穿电压漂移蠕变得到极大改善；依据本发明所制备的器件常温反向漏电流值减小，性能参数得到了提高；器件在高温150℃下，经过时间48h反偏后，在高温状态下进行测试，其反向漏电流值及离散性减小，高温漏电流达到了小于30nA的优良指标要求；高温150℃下，经过时间48h反偏后恢复到常温测试其反向击穿电压与反偏前初始值的变化量减小，反向击穿电压变化量与初始值百分比减小，器件的高温性能参数提高。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其是涉及一种变容二极管管芯及其制备方法。

背景技术

变容二极管(Varactor Diodes)又称可变电抗二极管，变容二极管是利用PN结之间电容可变的原理制成的半导体器件，在调谐、调频等电路中作可变电容器使用。具有体积小，可靠性高，稳定性好，便于实现自动化。变容二极管属于反偏压二极管，改变其PN结上的反向偏压，即可改变PN结电容量。反向偏压越高，结电容则越小，反向偏压与结电容之间的关系是非线性的。

变容二极管用于自动频率控制(AFC)，扫描振荡，调频和调谐电路中，通过施加反向电压，使其PN结的静电容量发生变化，从而实现调制作用。

变容二极管的主要参数如下：

1.零偏结电容(设计参数)；

2.零偏压优值(由设计和制作工艺决定)；

3.常温反向击穿电压和反向漏电流(由设计和制作工艺决定)；

4.高温反向击穿电压和高温反向漏电流(由设计和制作工艺决定)；

5.常温和高温测试的反向击穿电压和反向漏电的变化量(器件稳定性参数，主要由制作工艺决定)；

6.中心反向偏压(由设计决定)；

7.标称电容(由设计决定)；

8.电容变化范围(以pf为单位，由设计决定)；

9.截止频率(由设计和制作决定)。

变容二极管在硅片制作过程中，总会产生表面杂质沾污，通常是有较大量的钾、钠离子沾污硅片表面，由于热生长的SiO₂是一种无定形的玻璃状网络结构，钾、钠这些大离子，会以间歇式方式存在网络结构中，网络结构会产生变形，会呈现出多孔性，杂质会在SiO₂的空洞中迁移和扩散，从而造成器件的不稳定性，而现有的变容二极管多采用单一钝化层结构，而且在钝化层中磷硅玻璃(简称PSG)组分不适当，不能有效地固定钾、钠离子；在电镀正面银电极和玻封烧结时，还会有大量的钾、钠离子造成对芯片的沾污，直接形成对管芯表层的危害，造成器件常温和高温性能不稳定。

现有变容二极管制作工艺流程没有在电镀银台电极之后通过PECVD工艺形成第二钝化层，因此现有工艺过程存在两个问题，其一不能有效吸附固定住通过PECVD工艺一次钝化后的沾污，其二不能有效固定住玻璃封装时溢出的钾、钠离子，对成品率和电参数会产生影响，尤其是产品的高温性能。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种变容二极管管芯及其制备方法，尤其适用于高温或低温等非常温环境，工作温度为-55℃——+150℃，电参数性能稳定能够满足军用品的要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种变容二极管管芯，所述管芯上具有两层钝化层，第一钝化层位于PN结与银台电极之间，但不完全阻隔PN结与银台电极的接触，第二钝化层覆盖在所述管芯的最上层。PN结的中心部分与银台电极直接接触；第二钝化层覆盖在银台电极及裸露的第一钝化层之上。