[發明專利]一種臺面大功率半導體器件多層復合膜鈍化結構及其制備工藝

有效

• 申請號: 201310681860.1
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103730430A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 劉宗賀;鄒有彪;張鵬;王泗禹;耿開遠;周健;李建新
• 申請（專利權）人: 啟東吉萊電子有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/29;H01L21/56;C30B28/14;C23C16/34;C23C16/40
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 盧海洋

技術領域

本發明涉及一種臺面大功率半導體器件多層復合膜鈍化結構，還涉及一種臺面大功率半導體器件多層復合膜鈍化結構的制備工藝。

背景技術

為了防止表面沾污，通常都需要在半導體器件表面覆蓋保護介質膜以形成鈍化層。臺面高壓大功率半導體器件鈍化工藝一般采用單層玻璃鈍化，玻璃鈍化能有效防止臺面pn結沾污，并作為一種終端結構改善臺面高壓器件的表面擊穿特性，使高壓半導體器件獲得電壓阻斷能力。但單層玻璃鈍化工藝存在玻璃與硅片熱膨脹系數不一致，在熱應力下容易導致芯片碎裂，并且玻璃為絕緣介質，不能屏蔽外電場也不能對臺面pn結表面電場進行調制，含硼玻璃還會對半導體進行摻雜使得器件低擊穿，因而鈍化效果有限，單層玻璃鈍化高壓器件在高溫、高壓條件下工作的可靠性也較低。

α-多晶硅層的作用是：臺面功率半導體器件在臺面造型過程中通常都采用氫氟酸+濃硝酸+冰醋酸的濕法腐蝕方法，槽腐蝕完后槽內比較粗糙，更重要的是腐蝕會導致槽內產生晶格缺陷和較高的表面態密度，器件表面復合會大大增強，漏電流較大。

因此，為解決上述問題，特提供一種新的技術方案。

發明內容

本發明提供一種臺面大功率半導體器件多層復合膜鈍化結構，還提供了一種臺面大功率半導體器件多層復合膜鈍化結構的制備工藝。

本發明采用的技術方案是：

一種臺面大功率半導體器件多層復合膜鈍化結構，包括P?型硼結區和N?型磷結區，所述N?型磷結區上下兩端均設有P?型硼結區，在臺面大功率半導體器件臺面PN結表面從內到外依次包括α-多晶硅層、半絕緣多晶硅薄膜、低溫熱氧化層、高溫Si₃N₄薄膜、負電荷性玻璃鈍化層和低溫熱氧化層。

一種臺面大功率半導體器件多層復合膜鈍化結構的制備工藝依次包括以下工藝步驟：

a、淀積α-多晶硅，采用LPCVD淀積，溫度為570~580℃，壓強0.3~0.4t，SiH₄流量40cc/min，淀積時間4~5min；

b、淀積半絕緣多晶硅，采用LPCVD淀積，溫度為650~670℃，壓強0.3t，SiH₄流量250cc/min，N₂O流量40cc/min，淀積時間40~50min；

c、淀積低溫熱氧化層，采用LPCVD淀積，溫度為420~450℃，壓強0.3t，SiH₄流量150cc/min，?O₂流量40cc/min，淀積時間20~30min；

d、淀積Si₃N₄，采用LPCVD淀積，溫度為750~800℃，壓強0.3~0.5t，SiH₂Cl₂流量150cc/min，?NH₃流量400cc/min，淀積時間20~30min；

e、玻璃鈍化，采用刮涂的方法涂鉛鋁硅酸鹽玻璃，先刮正面再刮背面，玻璃燒出條件為：溫度450~500℃，時間10min，O₂流量為1000~1500mL/min、?N₂流量為4000mL/min，燒結條件為：溫度750~780℃，時間20min，O₂流量為1000~1500mL/min、?N₂流量為4000mL/min，進行兩次刮涂、燒出、燒結玻璃粉；

f、最外層的低溫熱氧化層淀積，采用LPCVD淀積，溫度為420~450℃，壓強0.3t，SiH₄流量150cc/min，O₂流量40cc/min，淀積時間30~50min。

本發明的有益效果是：該臺面大功率半導體器件多層復合膜鈍化結構既可用于單臺面功率半導體器件鈍化也可用于雙臺面功率半導體器件鈍化，應用廣泛；