[发明专利]一种台面大功率半导体器件多层复合膜钝化结构及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种台面大功率半导体器件多层复合膜钝化结构，还涉及一种台面大功率半导体器件多层复合膜钝化结构的制备工艺。

背景技术

为了防止表面沾污，通常都需要在半导体器件表面覆盖保护介质膜以形成钝化层。台面高压大功率半导体器件钝化工艺一般采用单层玻璃钝化，玻璃钝化能有效防止台面pn结沾污，并作为一种终端结构改善台面高压器件的表面击穿特性，使高压半导体器件获得电压阻断能力。但单层玻璃钝化工艺存在玻璃与硅片热膨胀系数不一致，在热应力下容易导致芯片碎裂，并且玻璃为绝缘介质，不能屏蔽外电场也不能对台面pn结表面电场进行调制，含硼玻璃还会对半导体进行掺杂使得器件低击穿，因而钝化效果有限，单层玻璃钝化高压器件在高温、高压条件下工作的可靠性也较低。

α-多晶硅层的作用是：台面功率半导体器件在台面造型过程中通常都采用氢氟酸+浓硝酸+冰醋酸的湿法腐蚀方法，槽腐蚀完后槽内比较粗糙，更重要的是腐蚀会导致槽内产生晶格缺陷和较高的表面态密度，器件表面复合会大大增强，漏电流较大。

因此，为解决上述问题，特提供一种新的技术方案。

发明内容

本发明提供一种台面大功率半导体器件多层复合膜钝化结构，还提供了一种台面大功率半导体器件多层复合膜钝化结构的制备工艺。

本发明采用的技术方案是：

一种台面大功率半导体器件多层复合膜钝化结构，包括P 型硼结区和N 型磷结区，所述N 型磷结区上下两端均设有P 型硼结区，在台面大功率半导体器件台面PN结表面从内到外依次包括α-多晶硅层、半绝缘多晶硅薄膜、低温热氧化层、高温Si₃N₄薄膜、负电荷性玻璃钝化层和低温热氧化层。

一种台面大功率半导体器件多层复合膜钝化结构的制备工艺依次包括以下工艺步骤：

a、淀积α-多晶硅，采用LPCVD淀积，温度为570~580℃，压强0.3~0.4t，SiH₄流量40cc/min，淀积时间4~5min；

b、淀积半绝缘多晶硅，采用LPCVD淀积，温度为650~670℃，压强0.3t，SiH₄流量250cc/min，N₂O流量40cc/min，淀积时间40~50min；

c、淀积低温热氧化层，采用LPCVD淀积，温度为420~450℃，压强0.3t，SiH₄流量150cc/min， O₂流量40cc/min，淀积时间20~30min；

d、淀积Si₃N₄，采用LPCVD淀积，温度为750~800℃，压强0.3~0.5t，SiH₂Cl₂流量150cc/min， NH₃流量400cc/min，淀积时间20~30min；

e、玻璃钝化，采用刮涂的方法涂铅铝硅酸盐玻璃，先刮正面再刮背面，玻璃烧出条件为：温度450~500℃，时间10min，O₂流量为1000~1500mL/min、 N₂流量为4000mL/min，烧结条件为：温度750~780℃，时间20min，O₂流量为1000~1500mL/min、 N₂流量为4000mL/min，进行两次刮涂、烧出、烧结玻璃粉；

f、最外层的低温热氧化层淀积，采用LPCVD淀积，温度为420~450℃，压强0.3t，SiH₄流量150cc/min，O₂流量40cc/min，淀积时间30~50min。

本发明的有益效果是：该台面大功率半导体器件多层复合膜钝化结构既可用于单台面功率半导体器件钝化也可用于双台面功率半导体器件钝化，应用广泛；