[发明专利]硅平面半导体器件的玻璃钝化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件的玻璃钝化工艺，特别是硅平面半导体器件的表面PN结玻璃钝化工艺。

背景技术

当今硅平面半导体器件的表面钝化工艺，是采用在硅片表面化学气相淀积多晶硅SIPOS薄膜或者掺磷的二氧化硅-PSG薄膜。其工艺原理是：利用化学惰性气体(H₂、N₂、Ar等)携带反应源气体(磷烷、硅烷)以层流的方式进入反应室，到达被预先加热至反应温度的衬底。在衬底上方的层流层中，载气中的反应源分子穿过滞留层，分解并扩散至晶体表面，经物理和化学过程，可控地淀积到衬底上，形成需要的淀积层。该工艺依赖于昂贵的化学气相淀积反应设备，因此生产成本高。长期以来，在半导体器件制造领域，人们不断进行工艺创进，力求降低生产成本，提高产品的性价比。

发明内容

本发明的目的是提供一种用玻璃钝化膜代替传统的SIPOS或者PSG膜对平面半导体器件进行表面PN结保护的工艺方法，以降低生产成本。

本发明技术方案是：将光刻胶和玻璃粉的混合液均匀涂敷在完成了扩散工序待表面钝化的硅片的表面，置于烘箱内进行前烘；然后送入曝光机内曝光，再进行显影，去除不必要的光刻胶和玻璃粉；将显影后的硅片装入载片舟，推入扩散炉进行去胶；再将硅片装上载片舟，推入扩散炉，升温至820℃，在O₂气氛中烧结20分钟后将载片舟拉出，取下硅片，即成。

本发明将玻璃粉和光刻胶混合后涂敷在硅片的每一个芯片表面，利用光刻的方法去除不必要的玻璃粉和光刻胶，再经过去胶，将留在硅片表面的光刻胶去除，在PN结部位留下玻璃粉，并在高温下烧结以形成玻璃钝化保护膜。

本发明生产工艺过程所用的设备完全可采用通常的台面半导体器件的生产设备，省去了昂贵的CVD专用设备的投资，降低了生产成本，工艺操作简单，易于实施，实现了对平面半导体器件的表面PN结保护。该工艺的发明，突破了传统的理念，实现了不用化学气相淀积方法也能生产平面半导体器件的梦想。

本发明所述混合液中光刻胶和玻璃粉质量百分比分别为40％～60％、40％～60％。合适的混合比目的是保证涂覆在硅片表面的混合液有一定的粘度，以便于操作，并保证涂覆均匀，达到钝化保护的目的。

为了提高产品质量，本发明还在所述涂敷前，将所述硅片进行化学清洗并甩干。

附图说明

图1为本发明扩散片被覆盖混合液后的芯片结构示意图。

图2为本发明完成后的芯片结构示意。

附图中，1为玻璃钝化保护膜，2为扩散后在硅片表面形成的SiO₂，3为光刻胶和玻璃粉混合液的涂敷层。

具体实施方式

将光刻胶和玻璃粉按照以4∶6或6∶4的比例混合均匀，制成混合液，待用。

取完成了扩散工序待表面钝化的硅片，进行严格的化学清洗并甩干，把配制的光刻胶和玻璃粉的混合液均匀涂敷在硅片2的表面(如图1)，并装入片架，放入烘箱，在150±5℃温度条件下进行前烘，然后送入曝光机内曝光，再进行显影以去除不必要的光刻胶和玻璃粉。将显过影的硅片装入载片舟，推入扩散炉，进行去胶，再将硅片装上载片舟，推入扩散炉，升温至820℃，在O₂气氛中烧结20分钟，结束后将载片舟拉出，取下硅片，这样在硅片表面的PN结处就覆盖了一层玻璃钝化保护膜1(见图2)。