高可靠表面贴装玻封小电流肖特基二极管制造技术研究

摘要

本文从产品使用的角度阐述了表面安装小电流肖特基二极管的研究背景和研究意义，分析了国内外发展现状和趋势;讨论了表面安装小电流肖特基二极管的结构特征及特性并对肖特基二极管的基本结构和工作原理进行了介绍。 根据电路设计习惯和为使产品形成系列化并借鉴国外产品布局确立研究目标，详细规定产品电参数和可靠性方面指标，根据设计产品目标和设计经验，设计了高可靠表面安装玻封小电流肖特基二极管的纵向参数、横向参数等参数，纵向参数设计主要包括衬底和外延层杂质浓度选取、肖特基势垒金属选取、正反向参数确定和计算;横向参数主要是版图计算设计。高可靠性结构设计主要进行的工作有金属硅化物-硅势垒设计、保护环的设计、多层金属化的设计、封装可靠性设计。 工艺条件设计及产品实现研究工作的核心阶段。文章详细介绍了芯片制造工艺技术研究、高温冶金键合技术研究和整套工艺设计及产品实现情况介绍。芯片制造工艺技术研究主要研究肖特基二极管芯片怎样满足高温烧结工艺的高温（620℃，至少10分钟）影响，研究涉及退火、多层金属电极制备、多层金属电极的光刻刻蚀、自然氧化层去除、合金等工艺步骤。高温冶金键合技术主要研究内容根据高温冶金键合定义，分析高温冶金键合形成的机理，设计合理的材料匹配;对选取的材料在芯片工艺和烧结工艺进行试验验证，来探索高温冶金键合工艺条件，通过能谱分析等方法掌握高温冶金键合组分构成情况;结合试验结果设计出一套确实可行满足高温冶金键合要求的工艺。整套工艺设计为实现产品电参数和可靠性要求而进行设计;产品实现情况主要介绍参数测试情况和可靠性试验情况。 总结与展望主要介绍研究成果的特点和未来发展方向。总结的研究取得成果特点主要有技术性能、新工艺设计、新的结构、新材料设计、可靠性设计等方面。展望主要涉及到新的研究方向，成果的推广应用等。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和研究意义

1．2 研究现状和发展趋势

1．3 主要内容和论文结构

第二章 肖特基二极管的结构和工作原理

2．1 肖特基二极管的基本结构

2．2 肖特基二极管的工作原理

第三章 性能参数及可靠性设计

3．1 高可靠肖特基二极管的性能参数要求

3．2 纵向参数的设计

3．2．1 衬底和外延层的设计

3．2．2 金属硅化物—硅接触势垒的设计

3．2．3 参数的设计

3．3 横向参数的设计

3．4 可靠性设计

3．4．1 金属硅化物—硅接触势垒的设计

3．4．2 保护环结构的设计

3．4．3 多层金属化系统的设计

3．4．4 封装可靠性设计

第四章 工艺设计及实现

4．1 核心工艺技术设计及实现

4．1．1 芯片制造工艺技术研究

4．1．2 冶金键合技术研究

4．2 工艺流程设计

4．3 芯片制造工艺设计

4．3．1 一次氧化工艺条件设计

4．3．2 光刻工艺条件设计

4．3．3 硼预扩散工艺条件设计

4．3．4 硼主扩散工艺条件设计

4．3．5 正面蒸发工艺条件设计

4．3．6 退火工艺条件设计

4．3．7 镀银工艺条件设计

4．3．8 磨片工艺条件设计

4．3．9 背面蒸发工艺条件设计

4．3．10 合金工艺条件设计

4．4 封装工艺设计

4．4．1 测划分片工艺条件设计

4．4．2 封装工艺条件设计

4．4．3 浸锡工艺条件设计

4．4．4 打印工艺条件设计

4．5 产品实现

4．5．1 电参数测试

4．5．2 可靠性试验情况

4．5．3 产品试用情况

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．1．1 技术性能方面

5．1．2 新工艺设计

5．1．3 新的结构设计

5．1．4 新材料设计

5．1．5 可靠性设计

5．2 展望

参考文献

致谢