[發明專利]降低半導體器件反向漏電流的方法

在審

• 申請號: 201711472968.4
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108364868A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 魏興政;李浩
• 申請（專利權）人: 濟南蘭星電子有限公司
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于半導體器件領域，涉及一種降低半導體器件反向漏電流的方法，具體包括以下步驟：原片清洗?擴散?吹砂?一次清洗?光刻?臺面腐蝕?二次清洗?鈍化?金屬化?電性測試?劃片。本發明提供的方法，整體簡單、合理，并且環保，能使器件表面漏電流降低30％以上。

技術領域

本發明屬于半導體器件領域，涉及一種降低半導體器件反向漏電流的方法。

背景技術

我們都知道，PN結具有單向導電性，它在反向截止的時候，并不是完全理想的截止。在承受反向電壓的時候，會有些微小的電流從陰極漏到陽極。這個電流通常很小，而且反壓越高，漏電越大，溫度越高，漏電越大。大的漏電流會帶來較大的損耗，特別是在高壓應用場合。

漏電流是在器件生產過程中需要嚴格控制的一個重要參數，因為漏電流過大，器件的穩定性就差，使用壽命也短。因此，對于一定電壓及電流等級的器件，規定有一定的漏電流上限，在生產過程中需要設法降低漏電流并使其穩定。

器件的反向漏電流一般由兩部分組成：體內漏電流和表面漏電流。通常情況下表面漏電流起主要作用，它的大小由生產工藝決定，原理是因為PN結表面離子沾污所致。

在目前的二極管生產過程中，各個生產廠家的生產環境、生產工藝、生產設備及生產物料等都不可能完全避免對器件的沾污，而這些因素對生產出的器件的漏電往往起到決定性的作用，所以目前現有的普通工藝制作的器件漏電流均在0.1uA以上，在節能降耗要求越來越高，電氣設備穩定性要求越來越高的今天，降低器件反向漏電流已迫在眉睫。

發明內容

本發明針對上述的問題，提供了一種降低半導體器件反向漏電流的方法。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為，

一種降低半導體器件反向漏電流的方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

1)原片清洗：用酸洗或堿洗方式將硅片表面清洗干凈，以確保后續擴散過程中無其他有害雜質進入硅片體內，而導致器件性能變壞；

2)擴散：在硅片上摻雜P型和N型雜質已形成PN結；

3)吹砂：將擴散后硅片表面的氧化層和雜質用金剛砂去除，以確保后續便于清洗硅片；

4)清洗：用酸洗或堿洗方式將硅片表面的金剛砂和雜質清洗干凈，便于后續光刻膠粘附更牢固；

5)光刻：在硅片表面涂布一層光刻膠，通過曝光、顯影、定影和堅膜，將掩膜版上的設計圖形轉移至硅片表面；

6)臺面腐蝕：使用混合酸將未被光刻膠覆蓋部分腐蝕出溝槽，使PN結充分暴露出來；

7)清洗：使用酸洗和堿洗相結合，將硅片表面清洗干凈，避免有害雜質污染硅片，而導致器件性能變壞；

8)鈍化：使用絕緣層將暴露的PN結鈍化保護，避免器件被沾污；

9)金屬化：這是本發明的核心工序，主要是在鎳燒結時通入氫氣和氮氣(如圖1所示，目前燒結工藝為直接通氮氣或其他保護氣體，未通氫氣)，通入氫氣的目的是利用氫氣的還原性將器件鈍化層或PN結表面在生產制造過程中新產生的雜質離子或清洗時未能完全去除的帶電雜質離子置換成電中性單質，從而有效避免帶電雜質離子在器件使用過程中電荷轉移造成的漏電流，簡單說，就是氫氣能使帶電雜質離子化學活性降低。而氮氣的作用是防止氫氣在高溫時與氧氣接觸發生燃燒爆炸，另外是為了避免燒結時鎳層被氧化；

10)電性測試：按照電性設計要求將電性失效的芯片做上標記，以便后續將不良品挑出；

11)劃片：將制作在硅片上的芯片按設計尺寸劃開，分離成單個的半導體器件。

作為優選，所述步驟4)中的雜質為為金屬、顆粒或油垢。