肖特基二极管芯片制造主要内容肖特基产品简介肖特基芯片生产流程简介肖特基二极管简介二极管介绍肖特基二极管类型肖特基二极管特点肖特基二极管应用肖
特基二极管主要参数二极管二极管，是一种具有两个电极，只允许电流由单一方向流过的电子元器件。二极管所具备的单向导电的功能，通常称之为
“整流”功能。在二极管两端加上正向电压时，电流可以通过二极管（导通）。反之，在二极管两端加上反向电压时，电流无法通过二极管（阻断）
。因此，二极管可以想成电子版的逆止阀。二极管类型按照所用的半导体材料分类：锗二极管和硅二极管，近些年又有新的砷化镓、氮化镓和碳化硅
二极管。按照用途分类：检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转
二极管等。按照管芯结构分类：点接触型二极管、面接触型二极管、平面型二极管、沟槽型二极管。肖特基二极管肖特基二极管是利用金属与半导体
接触形成的金属－半导体结原理制作的二极管，以其发明人肖特基博士（Schottky）命名的。SBD是肖特基势垒二极管（Schottk
yBarrierDiode,缩写成SBD）的简称。肖特基二极管类型肖特基芯片，根据不同的应用领域，通过封装加工成不同形式的成品
器件，以满足各种终端客户的应用需要。主要的封装形式有贴片式和引线式。肖特基二极管类型肖特基与普通整流二极管区别肖特基二极管特点正向
压降低：由于肖特基势垒高度低于PN结势垒高度，故其正向导通和正向压降都比PN结二极管低高频特性好：SBD是一种多数载流子导电器件，
不存在少数载流子寿命和反向恢复问题。由于SBD的反向恢复电荷非常少，故开关速度非常快，开关损耗也特别小，尤其适合于高频应用。反向电
压低：由于受材料限制，一般电压200V以下，普通整流二极管可做到1000V，但目前新型的碳化硅肖特基已做到1200V。反向漏电流大
：肖特基二极管漏电一般是uA级别，比普通整流二极管大几十甚至几百倍以上。肖特基二极管应用肖特基二极管是一种低功耗、超高速半导体器件
：1、应用于开关电源、变频器、驱动器等电路中作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管使用；2、在微波通信等电路中作整
流二极管、小信号检波二极管使用。肖特基应用领域肖特基二极管应用于手机、计算机、家用电器的开关电路及电源，尤其在适配器和充电器中
的应用更为广泛。手机充电器适配器开关电源肖特基芯片主要属性芯片尺寸芯片厚度正面、背面金属势垒金属芯片尺寸通常说的芯片尺寸指的是版图
上芯片的尺寸，也就是划片前的芯片尺寸。常用来表示芯片尺寸的单位为mil（中文译音：密耳），即千分之一英寸，等于0.0254mm（毫
米）。例如，40mil=1.01mm=1010μm芯片净尺寸：指芯片经过划片后的尺寸。因为划片时划片道损失，芯片尺寸会略减小，一般
划片道损失约40μm，折合约1.6mil。例如40mil芯片的净尺寸约38.4mil。芯片厚度一般来说，越小的芯片因为对应的封装形
式小，故厚度也是越薄。但是厚度也不会无限减薄，因为芯片厚度越薄，加工难度越大，成品率也越低。正面、背面金属规格书内标注的一般为表层
金属，如Ag（银）、Al（铝）、Sn（锡）、Au（金）。实际上我们的芯片表面为多层金属，如TiNiAg（钛镍银）、TiNiAl（钛
镍铝）、TiNiSnAg（钛镍锡银，即共晶材料）。因为芯片的基材主要是硅，由于不同材料的热膨胀系数不一样，在受热情况下，金属膨胀程
度不一致，易导致金属脱落。使用多层金属，相邻的两层材料之间的热膨胀系数接近，因此能减低膨胀带来的金属脱落风险。势垒金属铬（Cr）：
VF小，IR大，通常用于低压小电流产品（25-45V，1A-3A），结温通常为100℃。镍（Ni）：IR小，VF略大，通常用于取代
铬，结温通常为125℃。镍铂（NiPt）：IR很小，VF较大，高温性能好，一般用于高压大电流产品（5A以上，100V以上），结温通
常为150℃和175℃。低压小电流产品使用为了获得更高的工作结温。肖特基二极管主要参数VRRM——反向重复峰值电压VBR——反
向击穿电压VF——正向压降IFAV——平均正向整流电流IFSM——正向峰值浪涌电流IR——反向漏电流Tj——最高工作结温
ESD——静电释放VRRM（反向重复峰值电压）二极管所能重复施加的反向最高峰值电压。二极管在工作时，需要频繁导通（续流）和截止，
在截止时需要承受反向电压，此时的电压即为反向重复电压。由于反向电压超过一定值时，二极管会发生击穿，此时二极管就起不到整流作用，因此
实际应用中会预留较大的余量。例如，5V2A的手机充电器通常用40V肖特基二极管，9V2A的手机充电器通常用60V的肖特基二极管。V
BR——反向击穿电压当施加在二极管两端的反向电压增大到一定数值时，反向电流急剧加大，这种现象叫反向击穿。击穿时的反向电压称为反向击
穿电压，上述反向重复峰值电压是反复加上的峰值电压，VR是连续加直流电压时的值。用于直流电路，最大反向击穿电压对于确定允许值和上限值
是很重要的。VF——正向压降正向压降是指在规定的正向电流下，二极管正向导通时两端的压降。VF主要由势垒高度、体电阻压降、接触电阻压
降构成。当通过二极管的电流越大，VF越大;当二极管温度越高时，VF越小。给定正向电流的情况下，VF越低，功耗越小。IFAV——平均
正向整流电流IFAV是指二极管长时间工作时，允许通过的最大正向平均电流。该电流主要由PN结的结面积决定，对芯片来说，结面积越大，I
F越大。同时管子的散热条件对其也有影响。当电流超过允许值时，将由于PN结过热而使管子损坏。IFSM——正向峰值浪涌电流浪涌电流是指
电源接通瞬间或是在电路出现异常情况下产生的远大于稳态电流的峰值电流或过载电流。瞬间的大电流容易造成二极管PN结击穿，直接导致二极管
损坏。浪涌电流一般是额定电流的几倍甚至几十倍，芯片面积越大，能承受的浪涌电流也越大。通常是在以下条件测定：给二极管正向施加导通角0
-180°，基波宽度为8.3ms或10ms的最大不重复的正弦半波脉冲电流。IR——反向漏电流IR指在二极管两端加入反向电压时，流过
二极管的电流。理想状态下，二极管反偏时是截止的，也就是没有电流通过，但是PN结中存在少数载流子，在电源的作用下能够很容易地反向穿过
PN结形成漏电流。肖特基二极管的IR与温度正相关，即温度越高，IR也越大。通常规格书中标注IR＜50uA,但实测芯片IR才15uA
,主要是考虑批量生产参数一致性以及客户封装后测试环境温度不尽相同，故预留一定的余量。Tj——最高工作结温结温是电子设备中半导体芯片
的实际工作温度。器件在工作状态下会产生功耗并发热，热量无法完全散去，故实际工作中的芯片温度也会增大。前面提到过，IR与温度正相关，
器件温度升高，IR增大，IR增大又会导致功耗增加，造成温度继续升高，循环形成正反馈导致器件击穿。肖特基二极管常见结温有100℃，1
25℃，150℃，175℃。ESD——静电释放静电是一种客观存在的自然现象，产生的方式多种，如接触、摩擦、电器间感应等。静电的特点
是长时间积聚、高电压、低电量、小电流和作用时间短的特点。静电在多个领域造成严重危害。摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大危害，常常
造成电子电器产品运行不稳定，甚至损坏。肖特基二极管ESD主要指其能承受静电的能力，目前行业内一般要求ESD≥8KV。肖特基工艺流程
简介肖特基芯片工艺流程大致可以分为以下几部分：场氧生长（场氧化）P+环形成（P+光刻、腐蚀、注入、推结）引线孔形成（引线孔光刻、腐
蚀）势垒层形成（溅射势垒、合金、扒势垒）正面电极形成（正面金属蒸发，金属光刻、腐蚀）背面电极形成（减薄、背面金属蒸发）场氧生长场
氧化是在外延片正面生长一层二氧化硅，氧化层的作用一是后续制作图形的基础，二是保护器件表面不被污染，三是起到隔离器件的作用。P+环形
成在场氧化层上，经过光刻、腐蚀，初步形成P+环的图形，再经过离子注入和P+推结形成了P+环。P+环的主要作用是作为终端保护，可以
提高芯片的耐压以及可靠性。引线孔形成接着，在表面通过光刻、腐蚀，开出一个大区域，称为引线孔，引线孔主要是后续形成势垒的区域。在此
处势垒层与正面金属形成欧姆接触，作为正面电极。势垒层形成引线孔形成后，在片表面溅射一层势垒金属，例如铬，镍，镍铂等，然后通过合
金工艺使金属与硅结合生产硅化物。势垒形成后再将表面多余的金属通过化学方法去除。在势垒形成后，就可以初步测试芯片的VR和IR参数，以
便我们判断外延片和前半段的制程是否正常。正面电极形成MAP1电性测试合格后，接下来就会在片的正面蒸发多层金属（有TiNiAg或者TiNiAl），再经过光刻、腐蚀后，形成正面电极。正面电极形成后，芯片的电性基本就定型了，我们会再对芯片的VR和IR进行测试，以确保参数符合要求。背面电极形成最后，通过背面减薄，并在片背面蒸发多层金属，形成背面电极。至此整个前道制程就结束了，后面会进入后道测试将参数不良的芯片筛选出来，再通过切割，将圆片上的芯片分离出来。 |
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