專利名稱：一種低電容半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器，尤其涉及用于通訊設(shè)備防護(hù)的低電容半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器的芯片。
背景技術(shù)：
由于通訊設(shè)備經(jīng)常暴露于雷擊、電力線接觸、高壓感應(yīng)電的干擾下，極易對(duì)通訊系統(tǒng)電路造成不可恢復(fù)的破壞。半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器常并聯(lián)于所需保護(hù)電路的兩端，可對(duì)由于雷電或高壓電源等的影響，在通訊電路的兩端產(chǎn)生的浪涌沖擊抑制，實(shí)現(xiàn)對(duì)通訊設(shè)備的快速、經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定可靠的保護(hù)。
一般來(lái)說(shuō)，為滿足半導(dǎo)體批量生產(chǎn)的工藝要求，半導(dǎo)體器件的芯片部分往往設(shè)計(jì)成方形，因?yàn)榉叫涡酒a(chǎn)品便于切割、封裝等。如常規(guī)生產(chǎn)的半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器方形芯片，但這同時(shí)對(duì)電路也容易帶來(lái)一些負(fù)面影響，如方形芯片會(huì)產(chǎn)生邊界及棱角效應(yīng)。
對(duì)于通訊設(shè)備的半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片來(lái)說(shuō)，其電容往往影響到通訊設(shè)備的傳輸效率。為適應(yīng)半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片在通訊設(shè)備上的大規(guī)模使用，如何降低半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片的電容，成為研究重點(diǎn)。
半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片的電容大小與芯片擴(kuò)散硼區(qū)的面積和選擇的硅材料的雜質(zhì)濃度有關(guān)。在選擇雜質(zhì)濃度一定的硅材料(形成中間層)和相同硼擴(kuò)散模式的情況下，如果發(fā)射區(qū)設(shè)計(jì)成被基區(qū)包圍的結(jié)構(gòu)，部分硼擴(kuò)散區(qū)(多余硼擴(kuò)散區(qū))對(duì)于半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器的抗沖擊電流和抗雷擊實(shí)際貢獻(xiàn)很小，但是相應(yīng)會(huì)使半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片的電容不易降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種既能增加單位面積硅片上芯片產(chǎn)品數(shù)量，又能有效降低芯片產(chǎn)品電容的新設(shè)計(jì)。
為達(dá)到上述目的，采用的技術(shù)方案是半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片設(shè)計(jì)成圓形，使用了非拋光硅片襯底結(jié)構(gòu)。低電容半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片，包括N硅片襯底中間層、對(duì)稱置于N硅片襯底中間層兩側(cè)表面、并相互連接的基區(qū)、發(fā)射區(qū)和短路點(diǎn)，其特征在于芯片呈圓形，圓形芯片的上下表面周邊置有刻蝕槽，刻蝕槽的內(nèi)側(cè)壁置有玻璃鈍化層，短路點(diǎn)、發(fā)射區(qū)和基區(qū)表面置有金屬層。
低電容半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器的圓柱狀芯片制作工藝是采用激光切割或用腐蝕方法制作。
本發(fā)明的積極效果是圓形芯片設(shè)計(jì)，增大了發(fā)射區(qū)的有效面積，消除了多余硼擴(kuò)散區(qū)，使它擁有相對(duì)較低的電容，滿足電路的電參數(shù)要求，過(guò)壓保護(hù)效果好。還由于設(shè)計(jì)成圓形結(jié)構(gòu)，可合理排版重復(fù)，增加它在圓形硅片上的有效使用面積。


圖1低電容半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2圖1的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1、1’-短路點(diǎn)；2、2’-發(fā)射區(qū)；3、3’-刻蝕槽；4、4’-金屬層；5、5’-基區(qū)；6-硅片襯底中間層；7、7’-玻璃鈍化層。
具體實(shí)施例方式
從圖1圖2可見(jiàn)，一種低電容半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片，呈圓形，芯片包括N硅片襯底中間層6、對(duì)稱置于N硅片襯底中間層6兩側(cè)表面、并相互連接的基區(qū)5(5’)、發(fā)射區(qū)2(2’)和短路點(diǎn)1(1’)，圓形芯片的上下圓形表面周邊分別置有刻蝕槽3和3’，刻蝕槽3的內(nèi)側(cè)壁置有玻璃鈍化層7，短路點(diǎn)1、發(fā)射區(qū)2和基區(qū)5表面置有金屬層4。刻蝕槽3’的內(nèi)側(cè)壁置有玻璃鈍化層7’，短路點(diǎn)1’、發(fā)射區(qū)2’和基區(qū)5’表面置有金屬層4’。
低電容半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器圓形芯片的制作工藝是選擇非拋光N型硅片襯底，其電阻率大約4歐姆-厘米左右，雙面進(jìn)行硼擴(kuò)散形成基區(qū)5和5’和硅片襯底中間層6，表面雜質(zhì)濃度(1～2)×1018/cm3，硼擴(kuò)散層的方塊電阻為40歐姆/□，然后雙面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成發(fā)射區(qū)2和2’，之后在刻蝕槽3和3’的內(nèi)側(cè)玻璃鈍化形成鈍化玻璃層7和7’。當(dāng)完成雙面金屬層布線后，即完成低電容半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片的制作(本實(shí)施例芯片尺寸φ1.8mm)。
本發(fā)明還提供了兩種形狀半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片的比較第一種是采用傳統(tǒng)的工藝制作的方形過(guò)壓保護(hù)器芯片，型號(hào)為P3100B，第二種為根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)并制作的圓形的過(guò)壓保護(hù)器芯片，型號(hào)為P3100Y，重點(diǎn)比較在同樣的三英寸的硅片上制得的芯片數(shù)量和芯片的電容。
兩種過(guò)壓保護(hù)器芯片特性比較

注1半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片的電容(斷態(tài)電容)是在偏置電壓2V，頻率1MHz情況下測(cè)試的。
從上表可以看出圓形的芯片設(shè)計(jì)不僅能增加硅片上芯片產(chǎn)品的數(shù)量，而且能有效的降低芯片產(chǎn)品的電容。
權(quán)利要求
1.一種低電容半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片，包括N硅片襯底中間層(6)、對(duì)稱置于N硅片襯底中間層(6)兩側(cè)表面、并相互連接的基區(qū)(5)、發(fā)射區(qū)(2)和短路點(diǎn)(1)，其特征在于芯片呈圓形，圓形芯片的上下表面周邊置有刻蝕槽(3)，所述刻蝕槽(3)的內(nèi)側(cè)壁置有玻璃鈍化層(7)，所述短路點(diǎn)(1)、發(fā)射區(qū)(2)和基區(qū)(5)表面置有金屬層(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低電容半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片，其特征在于圓形芯片的制作工藝是采用激光切割或用腐蝕方法。
全文摘要
一種低電容半導(dǎo)體過(guò)壓保護(hù)器芯片，包括N硅片襯底中間層、對(duì)稱置于N硅片襯底中間層兩側(cè)表面、并相互連接的基區(qū)、發(fā)射區(qū)和短路點(diǎn)，其特征在于芯片呈圓形，圓形芯片的上下表面周邊置有刻蝕槽。所述刻蝕槽的內(nèi)側(cè)壁置有玻璃鈍化層，所述短路點(diǎn)、發(fā)射區(qū)和基區(qū)表面置有金屬層。圓形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，增大了發(fā)射區(qū)的有效面積，消除了多余硼擴(kuò)散區(qū)，使它擁有相對(duì)較低的電容，設(shè)計(jì)和工藝滿足電路的電參數(shù)要求，過(guò)壓保護(hù)效果好。還由于設(shè)計(jì)成圓形結(jié)構(gòu)，可以合理排版重復(fù)，增加它在圓形硅片上的有效使用面積。
文檔編號(hào)H01L27/04GK1873981SQ20061002651
公開(kāi)日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者金國(guó)平 申請(qǐng)人:金國(guó)平