專利名稱：消除功率肖特基二極管電子溝道漏電流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消除功率肖特基二極管電子溝道漏電流的方法，具體為一種消除
功率肖特基二極管由于電子束蒸發(fā)正面金屬薄膜導(dǎo)致電子溝道漏電流的方法。
背景技術(shù)：
肖特基二極管與PN結(jié)二極管相比，肖特基二極管具有正向電壓更低和工作頻率 更高的優(yōu)點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，功率肖特基二極管的銷售額占所有整流二極管總銷售額的20%左右， 并有繼續(xù)升高的趨勢(shì)。功率肖特基二極管在高頻開(kāi)關(guān)電源、等離子體和液晶電視、計(jì)算機(jī)電 源、汽車電子設(shè)備以及高壓消費(fèi)類電子設(shè)備等方面具有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。 功率肖特基二極管一般包括正面金屬層/勢(shì)壘金屬層/保護(hù)環(huán)/以及背面金屬 層，其典型的結(jié)構(gòu)如圖l所示。勢(shì)壘金屬M(fèi)和外延片的電阻率/厚度以及保護(hù)環(huán)幾乎決定 了功率肖特基二極管的性能如反向偏壓/反響電流和正向電壓。正面金屬層和背面金屬 層是為了引出電極和封裝之用，它們的材料種類由具體的封裝技術(shù)決定。對(duì)于某些封裝技 術(shù)，要求功率肖特基二極管的正面金屬依次為T(mén)i/Ni/Ag(Ti為黏附層，Ni為過(guò)渡層，Ag為 頂層)。為了降低制造成本，這些金屬通常采用電子束蒸發(fā)法沉積。用電子束蒸發(fā)Ti/Ni/ Ag的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生X射線輻射，當(dāng)輻射劑量比較大時(shí)，會(huì)對(duì)芯片上的二氧化硅層產(chǎn)生輻射 損傷，從而在二氧化硅層中引入正電荷，這些正電荷會(huì)在肖特基二極管的保護(hù)環(huán)及其周圍 感應(yīng)出負(fù)電荷，形成電子溝道P。如圖l所示。該溝道的存在會(huì)使肖特基二極管在額定電壓 下的反向漏電流顯著增大，即產(chǎn)生了電子溝道漏電流，從而使肖特基二極管完全失效。實(shí) 踐表明大約會(huì)有5-10%的芯片會(huì)由于蒸發(fā)正面金屬導(dǎo)致的電子溝道而失效。因此，如何 消除電子溝道漏電流成了提高正面金屬為T(mén)i/Ni/Ag的肖特基二極管芯片成品率的關(guān)鍵所 在。目前，關(guān)于消除電子溝道漏電流的方法還沒(méi)有見(jiàn)諸報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種消除正面金屬為T(mén)i/Ni/Ag的功率肖特基二極管由于電子束蒸 發(fā)導(dǎo)致的電子溝道漏電流的方法。 —種消除功率肖特基二極管電子溝道漏電流的方法，包括將含有由電子束蒸發(fā) 正面金屬層導(dǎo)致的電子溝道的功率二極管芯片在300-40(TC退火，退火時(shí)間為30-60分鐘。
退火的氣氛可以為如下任一種(1)氣壓小于5X 10—3Pa的真空；(2)氬氣氛，工作 氣壓不超過(guò)1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；(3)氫氣氛，工作氣壓不超過(guò)10000Pa。 經(jīng)過(guò)上述熱處理后，肖特基二極管的Si(^層中有電子束蒸發(fā)導(dǎo)致的正電荷被消 除，因而肖特基二極管的保護(hù)環(huán)中的電子溝道隨之消失。這樣，電子溝道漏電流被消除，因 而肖特基二極管可以表現(xiàn)出正常的反向特性(在某一反向電壓時(shí)電流急劇上升，俗稱"硬 擊穿")。 本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、易操作，可以有效消除正面金屬為T(mén)i/Ni/Ag的功率肖特基二極 管由于電子束蒸發(fā)導(dǎo)致的電子溝道漏電流，提高正面金屬為T(mén)i/Ni/Ag的肖特基二極管芯片成品率。


圖1為功率肖特基二極管及電子溝道形成的示意圖； 圖2為對(duì)照例的功率肖特基二極管芯片存在由電子束蒸發(fā)正面金屬層導(dǎo)致的電
子溝道時(shí)的反向電流-電壓特性曲線(攝自示波器屏幕)； 圖中橫坐標(biāo)為反向電壓，單位為V;縱坐標(biāo)為反向電流，單位為iiA。 圖3為實(shí)施例1的肖特基二極管芯片經(jīng)過(guò)適當(dāng)熱處理后的反向電流-電壓特性曲
線(攝自示波器屏幕)； 圖中橫坐標(biāo)為反向電壓，單位為V;縱坐標(biāo)為反向電流，單位為iiA。
具體實(shí)施方式

對(duì)照例 某一規(guī)格的功率肖特基二極管芯片，其正面金屬為T(mén)i/Ni/Ag。其額定反向電壓為 40V，在該電壓下漏電流不能超過(guò)50 ii A。但是，若在電子束蒸發(fā)Ti/Ni/Ag的過(guò)程中，產(chǎn)生嚴(yán) 重的X射線輻射，則會(huì)形成電子溝道。測(cè)試表明在4V左右的反向偏壓下，就產(chǎn)生了 500yA 的電子溝道漏電流，如圖2所示。從圖中可以看到，肖特基二極管沒(méi)有呈現(xiàn)正常的反向特 性。若不經(jīng)過(guò)特殊處理，這樣的肖特基二極管芯片只能做為廢品。
實(shí)施例1 將對(duì)照例存在電子溝道的肖特基二極管芯片放入石英管式真空退火爐中，先將真 空抽至4X 10—卞a，然后將爐子溫度升高到300-40(TC間的任一溫度，退火30-60分鐘后，切 斷爐子電源自然冷卻至室溫。在上述退火過(guò)程中，一直保持4X10—卞a真空度。
實(shí)施例2 將對(duì)照例存在電子溝道的肖特基二極管芯片放入石英管式真空退火爐中，先將真 空抽至4X10—卞a，然后充入氬氣，工作氣壓可在100Pa到1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓之間。將爐子溫度 升高到300-40(TC間的任一溫度，退火30-60分鐘后，切斷爐子電源自然冷卻至室溫。
實(shí)施例3 將對(duì)照例存在電子溝道的肖特基二極管芯片放入石英管式真空退火爐中，先將真 空抽至4X10—卞a，然后充入氬氣，工作氣壓可在100Pa到10000Pa之間。將爐子溫度升高 到300-40(TC間的任一溫度，退火30-60分鐘后，切斷爐子電源自然冷卻至室溫。
圖3為實(shí)施例1的肖特基二極管芯片經(jīng)過(guò)適當(dāng)熱處理后的反向電流-電壓特性曲 線，實(shí)施例2和3的肖特基二極管芯片經(jīng)過(guò)適當(dāng)熱處理后的反向電流-電壓特性曲線與此 類似。通過(guò)實(shí)施例l-3三種方法的熱處理，都可以顯著消除溝道漏電流，使得上述有問(wèn)題的 肖特基二極管芯片在反向偏壓為40V時(shí)的漏電流不超過(guò)20ii A，并表現(xiàn)出"硬擊穿"特性。 需要說(shuō)明的是，不超過(guò)20iiA的漏電流是肖特基二極管芯片正常的反向電流。上述結(jié)果表 明經(jīng)過(guò)熱處理后，有問(wèn)題的肖特基二極管芯片轉(zhuǎn)化為合格的芯片。
權(quán)利要求
一種消除功率肖特基二極管電子溝道漏電流的方法，包括將含有由電子束蒸發(fā)正面金屬層導(dǎo)致的電子溝道的功率肖特基二極管芯片在300-400℃退火，退火時(shí)間為30-60分鐘。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于退火的氣氛為如下任一種(1)氣壓小于5 X 10—3Pa的真空；(2)氬氣氛，工作氣壓不超過(guò)1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；(3)氫氣氛，工作氣壓不超過(guò) 10000Pa。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種消除功率肖特基二極管電子溝道漏電流的方法，包括將含有由電子束蒸發(fā)正面金屬層導(dǎo)致的電子溝道的功率二極管芯片在300-400℃退火，退火時(shí)間為30-60分鐘。退火的氣氛可以為如下任一種(1)氣壓小于5×10-3Pa的真空；(2)氬氣氛，工作氣壓不超過(guò)1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；(3)氫氣氛，工作氣壓不超過(guò)10000Pa。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、易操作，可以有效消除正面金屬為T(mén)i/Ni/Ag的功率肖特基二極管由于電子束蒸發(fā)導(dǎo)致的電子溝道漏電流，提高正面金屬為T(mén)i/Ni/Ag的肖特基二極管芯片成品率。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101719470SQ20091015379
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者周詩(shī)雨, 朱春生, 朱江, 李宇景, 陳珊珊, 馬向陽(yáng), 黃力平 申請(qǐng)人:浙江大學(xué);杭州立昂電子有限公司