[发明专利]GCT芯片阴极梳条修理工艺方法

说明书

本发明涉及GCT芯片梳条修理工艺方法，先在梳条上蒸一层铝层A，提高梳条与门极区的纵向高度，增加纵向阴极梳条与门极区隔离间隔。然后在梳条和门极区同时再蒸一层铝层B，提高了门极区和梳条图形加工质量，有利于提高芯片的性能；给芯片的上表面覆盖一层光敏聚酰亚铵绝缘保护材料层；然后针对极个别不合格梳条，除了铲除铝层外，还增加了研磨该梳条的工艺方法，使该梳条高度与门极区电极铝层相平；之后在不合格梳条上涂绝缘保护材料，绝缘该梳条，使之不与阴极钼片接触，屏蔽该失效梳条带来的负面影响。使用该工艺方法可以挽救大量芯片，使成品率显著提高。实践还证明，芯片性能未受影响情况下，使用本发明成品率至少提高30％。

技术领域

本发明涉及功率半导体器件的制造技术领域，具体涉及到一种新型功率半导体器件GCT阴极梳条的修理工艺方法。

技术背景

众所周知，新型功率半导体器件GCT为全控型器件，既能控制器件开通，又能控制器件关断。如图1所示是GCT芯片结构示意图，其中Z-Z’为芯片的局部剖面图，芯片的下表面为阳极A,上表面分为阴极K和集成门极G，阴极K由成千上万个梳条1并联组成，决定着芯片的通流能力，为提高开通和关断电流速度，设计每个梳条1周围是整体连通的门极区2，起快速注入和抽取电流的作用，即提高开通和关断能力，门极区2表面大部分铝层覆盖着绝缘保护材料层4，只有中间一个圆环露出铝面，引出集成门极G电极，将来与外电路相接，加载控制信号。在门极区2和梳条1之间设计了一个环形的PN结3，给这个环形PN结3加正向电压控制GCT芯片的导通，给这个环形PN结3加反向电压控制其关断，可见门极区2和梳条1上面的电极铝层必须沿环形PN结3两侧隔离，否则由于铝层短路无法加载控制信号，而且要求隔离间距要尽量小，否则芯片的开通和关断性能会下降。横向上，依靠铝层的间隔而隔离，纵向上依靠梳条1和门极区2的铝层的高度差悬空且在门极区2和环形PN结3上填充绝缘保护材料层4而隔离。

可见，这些梳条1是构成半导体器件GCT的重要组成部分，半导体芯片梳条1的好坏直接关系到半导体器件是否能作为合格产品，因为这些梳条1是并联集成在芯片的上表面，某个梳条1特性不好或不合格，芯片的最始特性由该梳条1的特性决定，因此在制造工艺过程中对半导体芯片梳条1的加工要求十分严格。但在加工中由于多种因素，成千上万个梳条难免会出现极个别加工不符合要求的现象，由于这些半导体芯片的价值都十分昂贵，为了使这部分半导体芯片不被废弃，需要对梳条1作进一步的修理工艺，使半导体芯片恢复合格要求。现行技术给上表面蒸一层20um厚度的铝层，横向隔离依靠在铝膜上刻60um槽而隔离，纵向隔离依靠梳条1与门极区2本身芯片存在12um的高度差悬空而隔离。对GCT芯片中不合格梳条1，要么采取直接放弃，要么采用铲除所蒸的20um的铝层，使该梳条1上表面低于其它梳条20um高度差悬空而隔离，为增加隔离效果，又在该梳条上涂一层绝缘材料层，屏蔽该梳条1，使该梳条1不能与上钼片接触，恢复芯片合格特性，然而现行技术由于阴极梳条1上铝层仅有20um,易造成：

1、由于不合格梳条1去铝层不干净，极易造成毛刺短路。

2、纵向的屏蔽间距只有12um,屏蔽间距不够，存在放电的可能。

3、横向隔离间距只有60um，由于铝层过厚，光刻工艺槽线条图形光滑度加工质量不好，极易造成门极区和阴极梳条之间短路。

发明内容

本发明的目的是针对当前GCT芯片制造过程中梳条不合格修理工艺方法的不足，提出一种使半导体芯片不合格梳条修理更合理、更科学、更完整的GCT芯片阴极梳条修理工艺方法，以完成对多梳条结构半导体芯片中不合格梳条的修理工作，使芯片恢复合格特性，提高GCT芯片生产制造过程中合格率。

本发明采用的技术方案：一种GCT芯片阴极梳条修理工艺方法，其特征在于：掺杂完Si芯片为基础，依次经过下列步骤：

(1)首先给Si芯片上的梳条单独蒸一层铝层A，目的是提高梳条与门极区之间的纵向高度；