[发明专利]新型台面结构芯片结构及PN终端面玻璃钝化制作工艺

说明书

本发明公开了一种新型台面结构芯片结构及PN终端面玻璃钝化制作工艺，本发明台面结构芯片PN终端面经过腐蚀成型后既可以直接在硅基表面采用智能电泳法、形成玻璃层，特别地在硅基表面通过LPCVD方法生长SIPOS膜后，在半绝缘多晶SIPOS膜层上，通过电泳液配比研究，确定独特的电泳液配方，在电泳工艺过程中采用动态智能监控软件系统，具有实时监控、异常告警、储存追溯特点。高温烧结形成均匀、致密、透明的玻璃膜。采用上述方案形成的芯片PN终端面结构芯片，具有击穿耐压高、高温漏电小，可靠性高特征。

技术领域

本发明涉及芯片PN终端面钝化保护制造技术领域，特别涉及一种新型台面结构芯片结构及PN终端面玻璃钝化制作工艺。

背景技术

现有台面结构芯片PN终端面钝化保护一般采用刀刮法、离子沉淀法、化学气相沉淀法、电泳法等方法。通常的台面结构芯片PN终端面电泳法，是在硅基表面直接电泳玻璃，每批次数量10片左右。

电泳液中玻璃粉微粒为非电离不水解物质，其带电机理有别于其它溶液，固液互相接触时，两相对电子的亲和力不同，，假设固体的介电常数为￡1，液体的介电常数为￡2,F1为固体对对电子的亲和力，F2为液体对对电子的亲和力，当￡1￡2,F1F2时，固体对电子的亲和力小于液体对对电子的亲和力容易失去电子，带正电，液体带负电；同理当￡1￡2,F1F2时，在固液接触界面处，液体带正电，固体带负电，例如：玻璃（￡1=6），水（￡+18），苯（￡=2.3），当玻璃与水接触时带负电电，与苯接触时带正电，由于玻璃粉在液体中带一种符号的电，因此在外电场作用下，带电固体微粒相对于电极方向作一种正切运动，与此同时带相反电性的离子向另一电极方向运动，形成了所谓电泳。

由于选用的电泳液配方及玻璃粉型号因素以及电泳过程中缺泛精确监控因素，这种电泳法形成的台面结构芯片PN终端面钝化，存在击穿电压低（1200V）,高温漏电大，器件的工作稳定性差缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型台面结构芯片PN终端面电泳法玻璃钝化制作工艺。

本发明采用的技术方案是：

新型台面结构芯片，其特征在于：所述芯片PN终端面玻璃结构包括凹槽、N型硅单晶片、正面金属电极、门极金属电极、背面金属电极，N型硅单晶片通过腐蚀形成沟槽，沟槽表面为SIPOS膜，SIPOS膜上覆盖玻璃钝化膜，所述N型硅单晶片一面为正面金属电极、门极金属电极，另一面为背面金属电极，N型硅单晶片在正面金属电极、门极金属电极一侧设有正面 P型短基区，正面 P 型短基区内设有N⁺ 型阴极区，N型硅单晶片在背面金属电极一侧设有背面 P 型区。

新型台面结构芯片PN终端面玻璃钝化制作工艺，包括以下步骤：

步骤1：N型硅单晶片氧化，温度1050℃，时间100分钟，后光刻，光刻胶型号230；

步骤2：N型硅单晶片采取恒温旋转化学腐蚀法，形成沟槽，腐蚀温度7℃，旋转速度，腐蚀时间7分钟-14分钟，沟槽深度：80μm/120μm，化学腐蚀液配比：氢氟酸：冰乙酸：硝酸:=1.5:3.5:6。

步骤3：采取LPCVD法生长SIPOS膜，温度650℃，反应时间60分钟，硅烷：笑气比例5:1,膜厚度8000±2000Å；

步骤4：钝化区腐蚀，腐蚀温度7℃，腐蚀时间3分钟；

步骤5：采用智能电泳法，逐片在SIPOS膜表面形成玻璃钝化膜结构，电泳悬浮液配方：玻璃粉166克、异丙醇3500ml、镧溶液150ml，玻璃粉型号：GP-370（对应1200V电压芯片）；GP-390（对应2000V电压芯片）,在电泳过程中，控制软件系统通过电流取样曲线与标准曲线对比，自动判定玻璃质量是否合格，并且有实时失效告警提示，可储存追溯历史工艺状况；