雙向tvs器件結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙向TVS器件結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前雙向TVS (Transient Voltage Suppressor，瞬態(tài)抑制二極管）器件結(jié)構(gòu)在形 成凹槽時(shí)，通常采用光刻膠作為濕法腐蝕硅的掩蔽層，但由于雙向TVS器件結(jié)構(gòu)的槽深較 深（一般在40-60 y m)，這樣硅腐蝕時(shí)間較長(zhǎng)，在腐蝕過(guò)程中產(chǎn)生的熱量容易造成光刻膠脫 落，導(dǎo)致光刻膠失去了保護(hù)作用，難以形成理想的凹槽形貌。此外，傳統(tǒng)的雙向TVS器件結(jié) 構(gòu)中，凹槽內(nèi)一般是填充磷硅玻璃作為保護(hù)介質(zhì)層，但是這種結(jié)構(gòu)受工藝的局限性，經(jīng)常存 在磷硅玻璃厚度不均勻、空洞、易脫落等問(wèn)題，可靠性較差。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的之一在于解決現(xiàn)有的雙向TVS器件結(jié)構(gòu)凹槽形貌不佳的問(wèn)題。
[0004] 本實(shí)用新型的另一目的在于，解決磷硅玻璃作為保護(hù)介質(zhì)層存在磷硅玻璃厚度不 均勻、空洞、易脫落，導(dǎo)致器件可靠性較差的問(wèn)題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種雙向TVS器件結(jié)構(gòu)，包括：
[0006] 硅襯底；
[0007] 形成于所述硅襯底正面和背面的摻雜區(qū)，所述摻雜區(qū)與所述硅襯底的摻雜類(lèi)型相 反；
[0008] 刻蝕所述硅襯底正面和背面形成的凹槽；
[0009] 依次淀積于所述硅襯底正面和背面上的第一氧化硅層、氮氧化硅層以及第二氧化 硅層，所述第一氧化硅層、氮氧化硅層以及第二氧化硅層覆蓋所述凹槽的表面；
[0010] 暴露所述硅襯底正面和背面的接觸孔；以及
[0011] 形成于所述接觸孔中的正面金屬層和背面金屬層。
[0012] 可選的，在所述的雙向TVS器件結(jié)構(gòu)中，還包括：
[0013] 形成于所述硅襯底正面的正面氧化硅層；以及
[0014] 形成于所述硅襯底背面的背面氧化硅層。
[0015] 可選的，在所述的雙向TVS器件結(jié)構(gòu)中，所述正面氧化硅層和背面氧化硅層的厚 度均在丨500-...2500人之間。所述第一氧化硅層和第二氧化硅層的厚度均在4000~6000A 之間，所述氮氧化硅層的厚度在1000~3000A之間。所述凹槽的槽深在40~60 y m之間。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0017] 1、本實(shí)用新型在凹槽內(nèi)淀積第一氧化硅層、氮氧化硅層以及第二氧化硅層三層復(fù) 合結(jié)構(gòu)進(jìn)行填充保護(hù)，避免傳統(tǒng)的磷硅玻璃作填充時(shí)產(chǎn)生的厚度不均勻、空洞、易脫落等問(wèn) 題，其中第一氧化硅層和第二氧化硅層與其他膜層具有良好的粘附性，而氮氧化硅層不易 吸潮，有利于提高雙向TVS器件的可靠性，并且采用淀積工藝形成的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)厚度較 為致密均勻，本實(shí)用新型制成的雙向TVS器件結(jié)構(gòu)，工藝可控性強(qiáng)，產(chǎn)品可靠性高；
[0018] 2、本實(shí)用新型在硅襯底正面和背面淀積氮化硅層作為掩蔽層，這樣在刻蝕硅襯底 形成凹槽時(shí)，由于腐蝕硅的腐蝕液基本不腐蝕氮化硅，即可避免硅襯底正面和背面采用常 規(guī)光刻膠做掩蔽時(shí)所產(chǎn)生的脫膠問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1~12是本實(shí)用新型一實(shí)施例的雙向TVS器件結(jié)構(gòu)制作過(guò)程中的器件剖面示 意圖；
[0020] 圖13是本實(shí)用新型一實(shí)施例的雙向TVS器件結(jié)構(gòu)制作過(guò)程的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提出的雙向TVS器件結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳 細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附 圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本實(shí)用新 型實(shí)施例的目的。
[0022] 如圖12所示，并結(jié)合圖1至圖11，本實(shí)用新型提供一種雙向TVS器件結(jié)構(gòu)，包括：
[0023] 硅襯底 100 ;
[0024] 形成于所述娃襯底100正面的正面摻雜區(qū)ll〇a和形成于所述娃襯底100背面的 背面摻雜區(qū)ll〇b，所述正面摻雜區(qū)110a和背面摻雜區(qū)110b與所述硅襯底100的摻雜類(lèi)型 相反；
[0025] 刻蝕所述硅襯底100的正面形成的正面凹槽100a和刻蝕所述硅襯底100的背面 形成的背面凹槽l〇〇b ;
[0026] 依次淀積的第一氧化硅層、氮氧化硅層以及第二氧化硅層，所述第一氧化硅層、氮 氧化硅層以及第二氧化硅層覆蓋所述硅襯底100的正面和背面以及所述正面凹槽l〇〇a和 背面凹槽l〇〇b的表面；
[0027] 暴露所述硅襯底100正面的正面接觸孔140a和暴露所述硅襯底100背面的背面 接觸孔140b ;以及
[0028] 形成于所述正面接觸孔140a中的正面金屬層150a和形成于所述背面接觸孔140b 中背面金屬層150b。
[0029] 本實(shí)用新型在正面凹槽100a和背面凹槽100b內(nèi)淀積第一氧化硅層、氮氧化硅層 以及第二氧化硅層（Si02+Si0N+Si02三層復(fù)合結(jié)構(gòu)）進(jìn)行填充保護(hù)，可以避免傳統(tǒng)的磷硅 玻璃作填充時(shí)產(chǎn)生的厚度不均勻、空洞、易脫落等問(wèn)題，其中第一氧化硅層和第二氧化硅層 與其他膜層具有良好的粘附性，而氮氧化硅層不易吸潮，有利于提高雙向TVS器件的可靠 性，并且采用淀積工藝形成的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)厚度較為致密均勻。實(shí)用新型人實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，本實(shí) 用新型制成的雙向TVS器件結(jié)構(gòu)，隨硅襯底電阻率和結(jié)深的拉偏，該結(jié)構(gòu)的電壓范圍可以 做到6. 0V-60V，工藝可控性強(qiáng)，產(chǎn)品可靠性高。
[0030] 進(jìn)一步的，本實(shí)用新型在形成正面凹槽100a和背面凹槽100b前，先在硅襯底100 正面和背面同時(shí)淀積氮化硅（Si3N4)層作為掩蔽層，這樣在刻蝕硅襯底100時(shí)，由于腐蝕硅 的腐蝕液基本不腐蝕氮化硅可以避免硅襯底正面采用常規(guī)光刻膠做掩蔽時(shí)所產(chǎn)生的脫膠 問(wèn)題。
[0031] 在形成所述氮化硅層之前，在所述硅襯底100的正面形成正面氧化硅層120a，在 所述硅襯底100的背面形成背面氧化硅層120b，所述正面氧化硅層120a和背面氧化硅層 120b用于改善后續(xù)形成的氮化硅層與硅襯底100之間的粘附性。
[0032] 如圖13所示，本實(shí)用新型的雙向TVS器件結(jié)構(gòu)的制作方法包括如下步驟：
[0033] S1 :提供一硅襯底，并對(duì)所述硅襯底的正面和背面進(jìn)行摻雜形成摻雜區(qū)，所述摻雜 區(qū)與所述硅襯底的摻雜類(lèi)型相反；
[0034] S2 :刻蝕所述硅襯底的正面和背面形成預(yù)定深度的凹槽；
[0035] S3:依次淀積第一氧化硅層、氮氧化硅層以及第二氧化硅層以覆蓋所述硅襯底的 正面和背面以及所述凹槽的表面；
[0036] S4:依次刻蝕所述第一氧化硅層、氮氧化硅層以及第二氧化硅層形成暴露所述硅 襯底正面和背面的接觸孔；
[0037] S5 :在所述接觸孔中形成正面金屬層和背面金屬層。
[0038] 以下結(jié)合圖1至圖12更詳細(xì)的描述本實(shí)用新型的雙向TVS器件結(jié)構(gòu)的制作方法。
[0039] 首先，如圖1所示，提供一硅襯底