CN111276393A - 一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法，通过对衬底外延片硅片一次清洗、对衬底硅片进行初始氧化、对具有氧化层的衬底硅片进行一次光刻、光刻的衬底片进行磷予扩散，通过磷予扩散，将正负极引到芯片正面，产品厚度可以根据背面减薄厚度(150‑300)±5um范围调整，通过正面金属化，衬底硅片依次进行Ti‑W金属溅射、蒸发AL金属；通过对衬底硅片进行正面焊盘金属化学镀Ni、Au，通过化学镀Ni、Au作为焊盘金属，将晶圆划片后焊接在电路板上，该产品不需要再做封装工艺。本发明不仅有效的减小了封装体积，降低了产品厚度，硅片生产后不需要再封装的晶圆级封装瞬态电压抑制二极管。
Description
技术领域
本发明属于电子领域，涉及二极管，具体涉及一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法。
背景技术
瞬态二极管(Transient Voltage Suppressor)简称TVS，是一种二极 管形式的高效能保护器件。当TVS 二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它 能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的 浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元 器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。但是，现有的瞬态电压抑制二极管具有以下缺陷：
（1）普通瞬态抑制二极管芯片生产后需要进行封装成为成品；
（2）普通瞬态抑制二极管封装后体积大；
（3）普通瞬态抑制二极管封装后厚度度厚。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种有效减小封装体积，降低产品厚度，硅片生产后不需要再封装的晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法，包括以下步骤：
a、选用外延厚度7±0.25um ，电阻率0.0015-0.0156Ω•cm的N型外延片，对衬底外延片硅片一次清洗；
b、对衬底硅片进行初始氧化工艺：将硅片放入石英舟，然后进舟到石英炉管，舟速20±1cm/s，进舟结束盖好磨口，在750±3℃通入氮气，每分钟6±1升，30±1分钟，温度从750℃升至950℃，温度保持在950±3℃，停止氮气，改通氧气，氧气通入20±1分钟后，改为氧气、氢气进行氢氧合成，氢氧合成时间为240±1分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5±1升，氢气通入速度为每分钟6.5±1升，氢氧合成结束后再通入氧气20±1分钟，氧气通入速度为每分钟3.5±1升，然后通入三氯乙烷10±1分钟，三氯乙烷每分钟为80±1毫升，再通干氧120±1分钟，温度由950℃降到750℃，取下磨口，出舟，舟速20±1cm/s，在石英舟上取片；
c、对完成步骤b的具有氧化层的衬底硅片进行一次光刻，其步骤为：
①涂胶：光刻胶粘度为100±1SC，涂胶厚度为28500±2000Å；
②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85±5℃的烘箱中烘干30±1分钟；
③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22±1秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影：先用二甲苯显影10±1秒，然后用乙酸丁脂来定影8±1秒；
⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30±1分钟；
⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F为6：1的腐蚀液腐蚀10±1分钟；
⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2为3：1浸泡液浸泡 10±1分钟去除光刻胶；
d、对完成步骤C的一次光刻的衬底片进行磷予扩散：将硅片放入石英舟，进舟到石英炉管，舟速20±1cm/s，进舟结束，盖好磨口，在750±3℃通入氮气，每分钟6±1升，30±1分钟，温度从750℃升至970℃，温度保持在970±3℃，停氮气，改通氧气，氧气通入5±1分钟后，改为氧气、磷进行磷予扩散，磷予扩散时间为30±1分钟，其中，氧气通入速度为每分钟3.5±1升，磷通入速度为每分钟6.5±1升，氢氧合成20±1分钟，氧气通入速度为每分钟3.5±1升，然后通入三氯乙烷10±1分钟，其中三氯乙烷每分钟为80±1毫升，再通氧10±1分钟，温度由970℃降到750℃，取下磨口，出舟，舟速20±1cm/s，在石英舟上取片；
e、对完成步骤d的具有氧化层的衬底硅片进行二次光刻，其步骤同步骤c：
f、对完成步骤e的衬底硅片依次进行有源区注入，注入剂量1.5E16,注入能量50kev；
g、对完成步骤f的衬底硅片进行退火前清洗：衬底硅片采用清洗液H2SO4:H2O2:H2O=1:1:5，在135±5℃清洗10分钟，用清水冲水10±1分钟，甩干；
h、对完成步骤g的衬底硅片进行退火，其步骤为：将清洗干净的衬底硅片放入石英舟，舟速20±1cm/s进舟至石英炉管内并盖好磨口，在750±3℃向石英炉管内通入氮气10±1分钟，氮气通入量6±1L/min，石英炉管温度由750℃提升至1040℃，保持1040±3℃的石英炉管温度20±1min，通干氧10分钟，将石英炉管温度降至750℃，取下磨口，舟速20±1cm/s出舟取片；
i、对完成步骤h的衬底硅片进行三次光刻，其步骤同步骤c：
j、对完成步骤i的衬底硅片进行正面金属化：
k、对完成步骤j的衬底硅片进行四次光刻，除光刻胶粘度为150±1SC外，其余同其步骤c；
m、对衬底硅片进行正面金属腐蚀、正面金属去胶和正面金属合金；
n、对完成正面金属合金的衬底硅片进行电性测试、钝化、光刻、钝化腐蚀、背面减薄、背面去应力腐蚀；
O、对完成背面去应力腐蚀的衬底硅片进行背面减薄厚度150-300±5um、背面去应力腐蚀；
p、对衬底硅片进行背标光刻、腐蚀：衬底硅片采用HNO3：HF：CH3COOH：H2O =5：1：3：20的化学腐蚀液在12-18℃腐蚀10±1min，清洗干净，甩干；
Q、对衬底硅片进行正面焊盘金属化学镀Ni、Au。
本发明所述步骤j中正面金属化，其步骤为：衬底硅片依次进行Ti-W金属溅射、蒸发AL金属。
本发明所述步骤Q中正面焊盘金属化学镀Ni、Au的具体步骤为：
S1.一次镀镍：PH值8.5-9.0，浸入95±30℃镀镍液中，镀镍90±6秒；
S2.镍烧结：575℃烧结35±1分钟，程序1.5℃/分钟降至500℃,降温时氮气流量2±0.5LPM；
S3.硝酸处理:将硅片放入95±5℃，1：1硝酸中煮4±1分钟；
S4.二次镀镍:浸入100±3℃镀镍液中；
S5.镀金:镀金20-25秒，检查并确认镀金液温度在110±5℃。
本发明具有以下有益效果：本发明通过磷予扩散，将正负极引到芯片正面，产品厚度可以根据背面减薄厚度(150-300)±5um范围调整。通过步骤j的正面金属化，衬底硅片依次进行Ti-W金属溅射、蒸发AL金属；通过步骤Q对完成步骤P的衬底硅片进行正面焊盘金属化学镀Ni、Au，通过化学镀Ni、Au作为焊盘金属，将晶圆划片后焊接在电路板上，该产品不需要再做封装工艺。本发明不仅有效的减小了封装体积，降低了产品厚度，硅片生产后不需要再封装，且这类产品突出的性能特有：
（1）.低电压：低电压工作的便携式设备（PAD、超薄笔记本电脑）应用方面。
（2）.低电容：高速数据传送。如T1∕E1,Ethemet,USB和视频。
（3）.低漏电流：对于便携式低功耗设备。
附图说明
图1. 本发明TVS产品正面示意图；
图2. 本发明TVS产品流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明；
实施例1
一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法， 包括以下步骤：
a、选用外延厚度7.2um，电阻率0.00153Ω•cm的N型外延片，对衬底外延片硅片一次清洗；
b、对完成步骤a的衬底硅片进行初始氧化工艺，首先，将硅片放入石英舟，然后进舟到石英炉管，舟速20cm/s，进舟结束，盖好磨口，在753℃通入氮气，每分钟6.5升，30分钟，温度从750℃升至950℃，温度保持在951℃，停止氮气改通氧气，氧气通入20分钟后，改为氧气、氢气进行氢氧合成，氢氧合成时间为240分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5升，氢气通入速度为每分钟6.5升，氢氧合成结束后再通入氧气20分钟，氧气通入速度为每分钟3.5升，然后通入三氯乙烷10分钟，三氯乙烷每分钟为80毫升，再通干氧120分钟，温度由950℃降到750℃，取下磨口，出舟，舟速20cm/s，在石英舟上取片，工艺结束；
c、对完成步骤b的具有氧化层的衬底硅片进行一次光刻，其步骤为：
①涂胶：光刻胶粘度为100±1SC，涂胶厚度为28600Å；
②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85℃的烘箱中烘干30分钟；
③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影：先用二甲苯显影10秒，然后用乙酸丁脂定影8秒；
⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30分钟；
⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F=6：1的腐蚀液腐蚀10±1分钟；
⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2=3：1浸泡液浸泡 10±1分钟去除光刻胶；
d、对完成步骤C的一次光刻的衬底片进行磷予扩散，其步骤为：一次光刻的衬底片，首先将硅片放入石英舟，然后进舟到石英炉管，舟速21cm/s，进舟结束，盖好磨口，在753℃通入氮气，每分钟6.5升，30分钟，温度从750℃升至970℃，温度保持在970℃，停止氮气改通氧气，氧气通入5分钟后，改为氧气、磷进行磷予扩散，磷予扩散时间为30分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5升，磷通入速度为每分钟6.5升，氢氧合成20分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5升，然后通入三氯乙烷10分钟，其中三氯乙烷每分钟为80毫升，再通干氧10分钟，温度由970℃降到750℃，取下磨口，出舟，舟速20cm/s，在石英舟上取片，工艺结束；
e、对完成步骤d的具有氧化层的衬底硅片进行二次光刻，其步骤为：
①涂胶：光刻胶粘度为100±1SC，涂胶厚度为29500Å；
②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85℃的烘箱中烘干30分钟；
③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影：先用二甲苯显影10秒，然后用乙酸丁脂定影8秒；
⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30分钟；
⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F=6：1的腐蚀液腐蚀10分钟；
⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2=3：1浸泡液浸泡 10分钟去除光刻胶；
f、对完成步骤e的衬底硅片依次进行有源区注入，注入剂量1.5E16,注入能量50kev；
g、对完成步骤f的衬底硅片进行退火前清洗，其具体为：衬底硅片采用H2SO4:H2O2:H2O=1:1:5的清洗液在135±5℃清洗10分钟，使用清水冲水10分钟，甩干；
h、对完成步骤g的衬底硅片进行退火，具体为：将清洗干净的衬底硅片放入石英舟，舟速20cm/s进舟至石英炉管内并盖好磨口，在750℃向石英炉管内通入氮气10分钟，氮气的通入量6L/min，石英炉管温度由750℃提升至1040℃，保持1040℃的石英炉管温度20min，通干氧10分钟，将石英炉管温度降至750℃，取下磨口，舟速20cm/s出舟取片；
i、对完成步骤h的衬底硅片进行三次光刻，其步骤为：
①涂胶：光刻胶粘度为100±1SC，涂胶厚度为29000Å；
②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85℃的烘箱中烘干30分钟；
③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影：先用二甲苯显影10秒，然后用乙酸丁脂定影8秒；
⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30分钟；
⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F=6：1的腐蚀液腐蚀10分钟；
⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2=3：1浸泡液浸泡 10分钟去除光刻胶；
j、对完成步骤i的衬底硅片进行正面金属化，即：衬底硅片依次进行Ti-W金属溅射、蒸发AL金属；
k、对完成步骤j的衬底硅片进行四次光刻，其步骤为：
①涂胶：光刻胶粘度为150±1SC，涂胶厚度为28500Å；
②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85℃的烘箱中烘干30分钟；
③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影：先用二甲苯显影10秒，然后用乙酸丁脂定影8秒；
⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30分钟；
⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F=6：1的腐蚀液腐蚀10分钟；
⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2=3：1浸泡液浸泡 10分钟去除光刻胶；
m、对完成步骤k的衬底硅片进行正面金属腐蚀、正面金属去胶和正面金属合金；
n、对完成正面金属合金的衬底硅片进行电性测试、钝化、光刻、钝化腐蚀、背面减薄、背面去应力腐蚀；
O、对完成背面去应力腐蚀的衬底硅片进行背面减薄厚度270um（即封装厚度）、背面去应力腐蚀；
p、对完成步骤O的衬底硅片进行背标光刻、腐蚀，衬底硅片采用HNO3：HF：CH3COOH：H2O =5：1：3：20的化学腐蚀液在18℃腐蚀10min，清洗干净甩干。
Q、对完成步骤P的衬底硅片进行正面焊盘金属化学镀Ni、Au，其步骤为：
一次镀镍：PH试纸测试，PH值9.0，浸入95℃镀镍液中，镀镍90秒；
镍烧结：575℃烧结35分钟，程序1.5℃/分钟降至500℃（降温时氮气流量2+/-0.5LPM）；
硝酸处理:将硅片放入95℃ 1：1硝酸中煮4分钟；
二次镀镍:浸入100℃镀镍液中；
镀金:镀金时间： 25秒，检查并确认镀金液温度在110℃。
实施例2
一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法，包括以下步骤：
a、选用外延厚度7.25um，电阻率0.00156Ω•cm的N型外延片，对衬底外延片硅片一次清洗；
b、对完成步骤a的衬底硅片进行初始氧化工艺，首先将硅片放入石英舟，然后进舟到石英炉管，舟速21cm/s，进舟结束，盖好磨口，在750℃通入氮气，每分钟6.5升，31分钟，温度从750℃升至950℃，温度保持在953℃，停止氮气改通氧气，氧气通入20分钟后，改为氧气、氢气进行氢氧合成，氢氧合成时间为240分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5升，氢气通入速度为每分钟6.5升，氢氧合成结束后再通入氧气20分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5升，然后通入三氯乙烷10分钟，其中三氯乙烷每分钟为80毫升，再通干氧120分钟，温度由950℃降到750℃，取下磨口，出舟，舟速20cm/s，在石英舟上取片，工艺结束；
c、对完成步骤b的具有氧化层的衬底硅片进行一次光刻，其步骤为：
①涂胶：光刻胶粘度为100±1SC，涂胶厚度为28700Å；
②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85℃的烘箱中烘干30分钟；
③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影：先用二甲苯显影10秒，然后用乙酸丁脂定影8秒；
⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30分钟；
⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F=6：1的腐蚀液腐蚀11分钟；
⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2=3：1浸泡液浸泡 10分钟去除光刻胶；
d、对完成步骤C的一次光刻的衬底片进行磷予扩散，其步骤为：
一次光刻的衬底片，首先将硅片放入石英舟，然后进舟到石英炉管，舟速21cm/s，进舟结束，盖好磨口，在750℃通入氮气，每分钟6.5升，30分钟，温度从750℃升至970℃，温度保持在972℃，停止氮气改通氧气，氧气通入5分钟后，改为氧气、磷进行磷予扩散，磷予扩散时间为30分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5升，磷通入速度为每分钟6.5升，氢氧合成20分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5升，然后通入三氯乙烷10分钟，其中三氯乙烷每分钟为80毫升，再通干氧10分钟，温度由970℃降到750℃，取下磨口，出舟，舟速20cm/s，在石英舟上取片，工艺结束；
e、对完成步骤d的具有氧化层的衬底硅片进行二次光刻，其步骤为：
①涂胶：光刻胶粘度为100±1SC，涂胶厚度为29800Å；
②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85℃的烘箱中烘干30分钟；
③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影：先用二甲苯显影10秒，然后用乙酸丁脂定影8秒；
⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30分钟；
⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F=6：1的腐蚀液腐蚀10分钟；
⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2=3：1浸泡液浸泡 11分钟去除光刻胶；
f、对完成步骤e的衬底硅片依次进行有源区注入，注入剂量1.5E16,注入能量50kev；
g、对完成步骤f的衬底硅片进行退火前清洗，其具体为：衬底硅片采用H2SO4:H2O2:H2O=1:1:5的清洗液在135±5℃清洗10分钟，使用清水冲水10分钟，甩干；
h、对完成步骤g的衬底硅片进行退火，具体为：将清洗干净的衬底硅片放入石英舟，舟速20cm/s进舟至石英炉管内并盖好磨口，在750℃向石英炉管内通入氮气10分钟，氮气的通入量6L/min，石英炉管温度由750℃提升至1040℃，保持1040℃的石英炉管温度20min，通干氧10分钟，将石英炉管温度降至750℃，取下磨口，舟速20cm/s出舟取片；
i、对完成步骤h的衬底硅片进行三次光刻，其步骤为：
①涂胶：光刻胶粘度为100±1SC，涂胶厚度为29300Å；
②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85℃的烘箱中烘干30分钟；
③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影：先用二甲苯显影10秒，然后用乙酸丁脂定影8秒；
⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30分钟；
⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F=6：1的腐蚀液腐蚀10分钟；
⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2=3：1浸泡液浸泡 10分钟去除光刻胶；
j、对完成步骤i的衬底硅片进行正面金属化，即：衬底硅片依次进行Ti-W金属溅射、蒸发AL金属；
k、对完成步骤j的衬底硅片进行四次光刻，其步骤为：
①涂胶：光刻胶粘度为150±1SC，涂胶厚度为28900Å；
②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85℃的烘箱中烘干30分钟；
③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影：先用二甲苯显影10秒，然后用乙酸丁脂定影8秒；
⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30分钟；
⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F=6：1的腐蚀液腐蚀10分钟；
⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2=3：1浸泡液浸泡 10分钟去除光刻胶；
m、对完成步骤k的衬底硅片进行正面金属腐蚀、正面金属去胶和正面金属合金；
n、对完成正面金属合金的衬底硅片进行电性测试、钝化、光刻、钝化腐蚀、背面减薄、背面去应力腐蚀；
O、对完成背面去应力腐蚀的衬底硅片进行背面减薄厚度273um（即封装厚度）、背面去应力腐蚀；
p、对完成步骤O的衬底硅片进行背标光刻、腐蚀，衬底硅片采用HNO3：HF：CH3COOH：H2O =5：1：3：20的化学腐蚀液在18℃腐蚀10min，清洗干净甩干。
Q、对完成步骤P的衬底硅片进行正面焊盘金属化学镀Ni、Au，其步骤为：
一次镀镍：PH试纸测试，PH值9.0，浸入95℃镀镍液中，镀镍95秒；
镍烧结：575℃烧结35分钟，程序1.5℃/分钟降至500℃（降温时氮气流量2+/-0.5LPM）；
硝酸处理:将硅片放入95℃ 1：1硝酸中煮4分钟；
二次镀镍:浸入100℃镀镍液中；
镀金:镀金时间： 25秒，检查并确认镀金液温度在110℃。
实施例3
一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法，包括以下步骤：
a、选用外延厚度6.9um，电阻率0.0015Ω•cm的N型外延片，对衬底外延片硅片一次清洗；
b、对完成步骤a的衬底硅片进行初始氧化工艺，首先将硅片放入石英舟，然后进舟到石英炉管，舟速19cm/s，进舟结束，盖好磨口，在750℃通入氮气，每分钟6.5升，31分钟，温度从750℃升至950℃，温度保持在952℃，停止氮气改通氧气，氧气通入20分钟后，改为氧气、氢气进行氢氧合成，氢氧合成时间为240分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5升，氢气通入速度为每分钟6.5升，氢氧合成结束后再通入氧气20分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5升，然后通入三氯乙烷10分钟，其中三氯乙烷每分钟为80毫升，再通干氧120分钟，温度由950℃降到750℃，取下磨口，出舟，舟速20cm/s，在石英舟上取片，工艺结束；
c、对完成步骤b的具有氧化层的衬底硅片进行一次光刻，其步骤为：
①涂胶：光刻胶粘度为100±1SC，涂胶厚度为28800Å；
②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85℃的烘箱中烘干30分钟；
③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影：先用二甲苯显影10秒，然后用乙酸丁脂定影8秒；
⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30分钟；
⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F=6：1的腐蚀液腐蚀10分钟；
⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2=3：1浸泡液浸泡 10分钟去除光刻胶；
d、对完成步骤C的一次光刻的衬底片进行磷予扩散，其步骤为：
一次光刻的衬底片，首先将硅片放入石英舟，然后进舟到石英炉管，舟速19cm/s，进舟结束，盖好磨口，在750℃通入氮气，每分钟6.5升，30分钟，温度从750℃升至970℃，温度保持在972℃，停止氮气改通氧气，氧气通入5分钟后，改为氧气、磷进行磷予扩散，磷予扩散时间为30分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5升，磷通入速度为每分钟6.5升，氢氧合成20分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5升，然后通入三氯乙烷10分钟，其中三氯乙烷每分钟为80毫升，再通干氧10分钟，温度由970℃降到750℃，取下磨口，出舟，舟速20cm/s，在石英舟上取片，工艺结束；
e、对完成步骤d的具有氧化层的衬底硅片进行二次光刻，其步骤为：
①涂胶：光刻胶粘度为100±1SC，涂胶厚度为29900Å；
②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85℃的烘箱中烘干30分钟；
③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影：先用二甲苯显影10秒，然后用乙酸丁脂定影9秒；
⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30分钟；
⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F=6：1的腐蚀液腐蚀10分钟；
⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2=3：1浸泡液浸泡 9分钟去除光刻胶；
f、对完成步骤e的衬底硅片依次进行有源区注入，注入剂量1.5E16,注入能量50kev；
g、对完成步骤f的衬底硅片进行退火前清洗，其具体为：衬底硅片采用H2SO4:H2O2:H2O=1:1:5的清洗液在135±5℃清洗10分钟，使用清水冲水10分钟，甩干；
h、对完成步骤g的衬底硅片进行退火，具体为：将清洗干净的衬底硅片放入石英舟，舟速20cm/s进舟至石英炉管内并盖好磨口，在750℃向石英炉管内通入氮气10分钟，氮气的通入量6L/min，石英炉管温度由750℃提升至1042℃，保持1042℃的石英炉管温度20min，通干氧10分钟，将石英炉管温度降至750℃，取下磨口，舟速20cm/s出舟取片；
i、对完成步骤h的衬底硅片进行三次光刻，其步骤为：
①涂胶：光刻胶粘度为100±1SC，涂胶厚度为29500Å；
②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85℃的烘箱中烘干30分钟；
③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影：先用二甲苯显影10秒，然后用乙酸丁脂定影8秒；
⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30分钟；
⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F=6：1的腐蚀液腐蚀10分钟；
⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2=3：1浸泡液浸泡 10分钟去除光刻胶；
j、对完成步骤i的衬底硅片进行正面金属化，即：衬底硅片依次进行Ti-W金属溅射、蒸发AL金属；
k、对完成步骤j的衬底硅片进行四次光刻，其步骤为：
①涂胶：光刻胶粘度为150±1SC，涂胶厚度为28600Å；
②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85℃的烘箱中烘干30分钟；
③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影：先用二甲苯显影10秒，然后用乙酸丁脂定影8秒；
⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30分钟；
⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F=6：1的腐蚀液腐蚀10分钟；
⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2=3：1浸泡液浸泡 10分钟去除光刻胶；
m、对完成步骤k的衬底硅片进行正面金属腐蚀、正面金属去胶和正面金属合金；
n、对完成正面金属合金的衬底硅片进行电性测试、钝化、光刻、钝化腐蚀、背面减薄、背面去应力腐蚀；
O、对完成背面去应力腐蚀的衬底硅片进行背面减薄厚度268um（即封装厚度）、背面去应力腐蚀；
p、对完成步骤O的衬底硅片进行背标光刻、腐蚀，衬底硅片采用HNO3：HF：CH3COOH：H2O =5：1：3：20的化学腐蚀液在18℃腐蚀10min，清洗干净甩干。
Q、对完成步骤P的衬底硅片进行正面焊盘金属化学镀Ni、Au，其步骤为：
一次镀镍：PH试纸测试，PH值9.0，浸入95℃镀镍液中，镀镍95秒；
镍烧结：575℃烧结35分钟，程序1.5℃/分钟降至500℃（降温时氮气流量2+/-0.5LPM）；
硝酸处理:将硅片放入95℃ 1：1硝酸中煮4分钟；
二次镀镍:浸入100℃镀镍液中；
镀金:镀金时间： 25秒，检查并确认镀金液温度在112℃。
Claims (3)
1.一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、选用外延厚度7±0.25um ，电阻率0.0015-0.0156Ω•cm的N型外延片，对衬底外延片硅片一次清洗；
b、对衬底硅片进行初始氧化工艺：将硅片放入石英舟，然后进舟到石英炉管，舟速20±1cm/s，进舟结束盖好磨口，在750±3℃通入氮气，每分钟6±1升，30±1分钟，温度从750℃升至950℃，温度保持在950±3℃，停止氮气，改通氧气，氧气通入20±1分钟后，改为氧气、氢气进行氢氧合成，氢氧合成时间为240±1分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5±1升，氢气通入速度为每分钟6.5±1升，氢氧合成结束后再通入氧气20±1分钟，氧气通入速度为每分钟3.5±1升，然后通入三氯乙烷10±1分钟，三氯乙烷每分钟为80±1毫升，再通干氧120±1分钟，温度由950℃降到750℃，取下磨口，出舟，舟速20±1cm/s，在石英舟上取片；
c、对完成步骤b的具有氧化层的衬底硅片进行一次光刻，其步骤为：
①涂胶：光刻胶粘度为100±1SC，涂胶厚度为28500±2000Å；
②前烘：将涂胶后的衬底硅片在85±5℃的烘箱中烘干30±1分钟；
③对位：在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22±1秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影：先用二甲苯显影10±1秒，然后用乙酸丁脂来定影8±1秒；
⑤坚膜：将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30±1分钟；
⑥氧化层腐蚀：将坚膜的衬底硅片用H2O：NH4F为6：1的腐蚀液腐蚀10±1分钟；
⑦去胶：将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2SO4：H2O2为3：1浸泡液浸泡 10±1分钟去除光刻胶；
d、对完成步骤C的一次光刻的衬底片进行磷予扩散：将硅片放入石英舟，进舟到石英炉管，舟速20±1cm/s，进舟结束，盖好磨口，在750±3℃通入氮气，每分钟6±1升，30±1分钟，温度从750℃升至970℃，温度保持在970±3℃，停氮气，改通氧气，氧气通入5±1分钟后，改为氧气、磷进行磷予扩散，磷予扩散时间为30±1分钟，其中，氧气通入速度为每分钟3.5±1升，磷通入速度为每分钟6.5±1升，氢氧合成20±1分钟，氧气通入速度为每分钟3.5±1升，然后通入三氯乙烷10±1分钟，其中三氯乙烷每分钟为80±1毫升，再通氧10±1分钟，温度由970℃降到750℃，取下磨口，出舟，舟速20±1cm/s，在石英舟上取片；
e、对完成步骤d的具有氧化层的衬底硅片进行二次光刻，其步骤同步骤c：
f、对完成步骤e的衬底硅片依次进行有源区B注入，注入剂量1.5E16,注入能量50kev；
g、对完成步骤f的衬底硅片进行退火前清洗：衬底硅片采用清洗液H2SO4:H2O2:H2O=1:1:5，在135±5℃清洗10分钟，用清水冲水10±1分钟，甩干；
h、对完成步骤g的衬底硅片进行退火，其步骤为：将清洗干净的衬底硅片放入石英舟，舟速20±1cm/s进舟至石英炉管内并盖好磨口，在750±3℃向石英炉管内通入氮气10±1分钟，氮气通入量6±1L/min，石英炉管温度由750℃提升至1040℃，保持1040±3℃的石英炉管温度20±1min，通干氧10分钟，将石英炉管温度降至750℃，取下磨口，舟速20±1cm/s出舟取片；
i、对完成步骤h的衬底硅片进行三次光刻，其步骤同步骤c：
j、对完成步骤i的衬底硅片进行正面金属化：
k、对完成步骤j的衬底硅片进行四次光刻，除光刻胶粘度为150±1SC外，其余同其步骤c；
m、对衬底硅片进行正面金属腐蚀、正面金属去胶和正面金属合金；
n、对完成正面金属合金的衬底硅片进行电性测试、钝化、光刻、钝化腐蚀、背面减薄、背面去应力腐蚀；
O、对完成背面去应力腐蚀的衬底硅片进行背面减薄厚度150-300±5um、背面去应力腐蚀；
p、对衬底硅片进行背标光刻、腐蚀：衬底硅片采用HNO3：HF：CH3COOH：H2O =5：1：3：20的化学腐蚀液在12-18℃腐蚀10±1min，清洗干净，甩干；
Q、对衬底硅片进行正面焊盘金属化学镀Ni、Au。
2.根据权利要求1所述一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造
方法，其特征在于，所述步骤j中正面金属化，其步骤为：衬底硅片依次进行Ti-W金属溅射、蒸发AL金属。
3.根据权利要求1所述一种晶圆级封装瞬态电压抑制二极管的制造
方法，其特征在于，所述步骤Q中正面焊盘金属化学镀Ni、Au的具体步骤为：
S1.一次镀镍：PH值8.5-9.0，浸入95±30℃镀镍液中，镀镍90±6秒；
S2.镍烧结：575℃烧结35±1分钟，程序1.5℃/分钟降至500℃,降温时氮气流量2±0.5LPM；
S3.硝酸处理：将硅片放入95±5℃，1：1硝酸中煮4±1分钟；
S4.二次镀镍：浸入100±3℃镀镍液中；
S5.镀金：镀金20-25秒，检查并确认镀金液温度在110±5℃。
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