稳定型瞬态抑制二极管的制作方法

本技术涉及半导体器件，尤其涉及稳定型瞬态抑制二极管。

背景技术：

1、瞬态抑制二极管（简称“tvs”）是一种高效能的浪涌保护器件。由于它具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制等优点，已广泛应用于精密电子元件及通讯设备等各个领域。

2、tvs管沟槽造型后pn结受外界环境影响（如杂质污染、应力等）会使器件性能发生显著变化，从而影响器件工作稳定性，甚至造成器件应用失效。目前，tvs二极管产品通常采用sipos膜+玻璃或者单纯sio2或者玻璃作为pn结钝化绝缘层，采用以上三种钝化方式主要存在以下问题：

3、1）sipos膜+玻璃钝化（或单独玻璃钝化）时，由于sipos膜的半绝缘及电中性，可以使在外界环境下感生的电荷流入到半绝缘多晶硅内，缓解势垒区表面电场，提高产品pn结耐压能力、可靠性和稳定性，但此工艺需结合玻璃钝化，生产成本较高且玻璃钝化过程中应力较大，导致器件受应力影响不仅ir大，而且切割过程中玻璃隐裂易造成可靠性失效；

4、2）单纯采用sio2等绝缘膜进行绝缘钝化，钝化层会受到外加电场及pn结表面可移动电荷的干扰，不能有效防止器件表面电荷的积累及金属离子沾污，另外载流子注入到二氧化硅类的绝缘体中，能进行储存和长期停留，使器件表面区的电导率发生改变，使pn结的反向特性变差，最终影响高压tvs管的整体耐压、高温特性及可靠性，导致产品质下降。在防护器件广阔的应用市场下，提高器件可靠性和稳定性以及降低器件应力的表面钝化技术，已经成为半导体器件的一个重要研究领域。

技术实现思路

1、本实用新型针对以上问题，提供了一种生产成本低，又能有效提高器件可靠性和稳定性以及降低器件应力的稳定型瞬态抑制二极管。

2、本实用新型的技术方案是：

3、稳定型瞬态抑制二极管，包括从下而上依次连接的n+层、n层、p+层；

4、所述p+层上设有向下蚀刻至n层的椭圆结构的蚀刻槽；

5、所述蚀刻槽上设有从下而上依次连接的sipos膜、si3n4膜和sio2膜，所述sipos膜、si3n4膜和sio2膜端部分别延伸至p+层的顶面，并与器件的边缘设有间距；

6、所述p+层的顶面中部设有与sipos膜、si3n4膜和sio2膜连接的上电极金属层。

7、所述n+层的底部设有下电极金属层。

8、所述上电极金属层的顶面高于si3n4膜的顶面。

9、本实用新型在工作中，在高压tvs制造工艺中，将sipos膜钝化与si3n4及sio2膜钝化方式结合，在sipos膜沉积后，利用lpcvd在其表面继续生长一层si3n4及致密的sio2膜，具有结构简单、制造方便的显著特点。其优势在于：

10、a.钝化层全程采用lpcvd技术，在不破坏sipos膜结构的情况在下，在sipos表面沉积一层si3n4及致密的sio2膜，用致密的si3n4膜替代传统的玻璃钝化作为绝缘层，使产品既有良好的耐压能力、高温特性及可靠性，同时降低生产成本；

11、b.没有玻璃钝化，减少了玻璃熔融过程造成的pn结处杂质污染及玻璃与硅间的结合应力，降低反向漏电流，提升产品可靠性；

12、c.沟槽内无玻璃，利于晶粒切割作业，避免了切割时对沟槽内玻璃损伤的几率，降低产品由于玻璃问题造成的潜在风险；

13、d.台面无玻璃，增加晶粒台面有效面积，又可避免封装时玻璃隐裂及台面焊锡膏少的问题，提升产品能力。

技术特征：

1.稳定型瞬态抑制二极管，其特征在于，包括从下而上依次连接的n+层、n层、p+层；

2.根据权利要求1所述的稳定型瞬态抑制二极管，其特征在于，所述n+层的底部设有下电极金属层。

3.根据权利要求1所述的稳定型瞬态抑制二极管，其特征在于，所述上电极金属层的顶面高于si3n4膜的顶面。

技术总结
稳定型瞬态抑制二极管。涉及半导体器件。提供了一种生产成本低，又能有效提高器件可靠性和稳定性以及降低器件应力的稳定型瞬态抑制二极管。包括从下而上依次连接的N+层、N层、P+层；所述P+层上设有向下蚀刻至N层的椭圆结构的蚀刻槽；所述刻蚀槽上设有从下而上依次连接的SIPOS膜、SI<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;膜和SiO<subgt;2</subgt;膜，所述SIPOS膜、SI<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;膜和SiO<subgt;2</subgt;膜端部分别延伸至P+层的顶面，并与器件的边缘设有间距；所述P+层的顶面中部设有与SIPOS膜、SI<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;膜和SiO<subgt;2</subgt;膜连接的上电极金属层。本技术在工作中，在高压TVS制造工艺中，将SIPOS膜钝化与Si<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;及SiO<subgt;2</subgt;膜钝化方式结合，在SIPOS膜沉积后，利用LPCVD在其表面继续生长一层Si<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;及致密的SiO<subgt;2</subgt;膜，具有结构简单、制造方便的显著特点。

技术研发人员：崔丹丹,游佩武,裘立强,王毅
受保护的技术使用者：扬州杰利半导体有限公司
技术研发日：20230328
技术公布日：2024/1/13