半导体芯片表面钝化保护的多层薄膜结构、应用及工艺制造技术

本发明专利技术提供一种半导体芯片表面钝化保护的多层薄膜结构，包括一半导体硅片衬底，所述半导体硅片衬底的表面由下至上依次设置有第一层SiO2钝化层、第二层PSG钝化层、第三层SiO2钝化层、第四层Si3N4钝化层和第五层PI钝化层，半导体硅片衬底完成半导体芯片加工后，在该半导体芯片的表面需要钝化保护的区域形成SiO2‑PSG‑SiO2‑Si3N4‑PI复合结构。本发明专利技术还提供一种半导体芯片表面钝化保护的多层薄膜结构的应用和一种半导体芯片表面钝化保护的多层薄膜结构的制备工艺，可获得完美的多层介质复合钝化保护效果，应用本结构的半导体芯片产品稳定性和可靠性达到进口产品质量水平，可满足高端电子产品的市场需求。

【技术实现步骤摘要】
半导体芯片表面钝化保护的多层薄膜结构、应用及工艺
本专利技术涉及电子信息产业中的半导体集成电路芯片制造领域，尤其涉及一种半导体芯片表面钝化保护的多层薄膜结构、应用及工艺。
技术介绍
在半导体二极管芯片、晶体管芯片和集成电路芯片(以下统称半导体芯片)生产过程中，裸露在半导体芯片表面的PN结终端、电阻电容等元器件、引线电极等需要高绝缘的介质薄膜进行钝化保护，否则受到外界环境(水汽、灰尘、导电离子、电磁辐射等)影响，其电性能的稳定性和可靠性会变差甚至失效。常用的表面钝化保护介质薄膜有：SiO2、PSG、Al2O3、Si3N4、Poly-Si、PI等介质，这些介质的性能不同、钝化保护作用和效果也不同。如果上述介质单一用做钝化保护，都存在局限性，所以在半导体工艺上往往采用复合的多元介质结构做钝化保护膜。目前国内通常采用的多元介质复合钝化保护膜结构有：SiO2-PSG-SiO2结构、SiO2-Si3N4-PSG-SiO2结构、SiO2-PSG-SiO2-Si3N4结构和SiO2-PSG-SiO2-PI结构等。其共同特点是铝下采用SiO2-PSG-SiO2复合结构，充分利用SiO2绝缘性好、抗蚀性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体芯片表面钝化保护的多层薄膜结构，其特征在于：包括一半导体硅片衬底，所述半导体硅片衬底的表面由下至上依次设置有一第一层SiO2钝化层、一第二层PSG钝化层、一第三层SiO2钝化层、一第四层Si3N4钝化层和一第五层PI钝化层，所述半导体硅片衬底完成半导体芯片加工后，在该半导体芯片的表面需要钝化保护的区域形成SiO2‑PSG‑SiO2‑Si3N4‑PI复合结构。

【技术特征摘要】
1.一种半导体芯片表面钝化保护的多层薄膜结构，其特征在于：包括一半导体硅片衬底，所述半导体硅片衬底的表面由下至上依次设置有一第一层SiO2钝化层、一第二层PSG钝化层、一第三层SiO2钝化层、一第四层Si3N4钝化层和一第五层PI钝化层，所述半导体硅片衬底完成半导体芯片加工后，在该半导体芯片的表面需要钝化保护的区域形成SiO2-PSG-SiO2-Si3N4-PI复合结构。2.如权利要求1所述的一种半导体芯片表面钝化保护的多层薄膜结构，其特征在于：所述第一层SiO2钝化层的厚度范围值为：800-1200nm，且采用热氧化生长工艺进行制备。3.如权利要求1所述的一种半导体芯片表面钝化保护的多层薄膜结构，其特征在于：所述第二层PSG钝化层的厚度范围值为：700-1000nm，且采用LPCVD工艺进行制备。4.如权利要求1所述的一种半导体芯片表面钝化保护的多层薄膜结构，其特征在于：所述第三层SiO2钝化层的厚度范围值为：150-300nm，且采用LPCVD工艺进行制备。5.如权利要求1所述的一种半导体芯片表面钝化保护的多层薄膜结构，其特征在于：所述第四层Si3N4钝化层的厚度范围值为：100-150nm，且采用LPCVD工艺进行制备。6.如权利要求1所述的一种半导体芯片表面钝化保护的多层薄膜结构，其特征在于：所述第五层PI钝化层的厚度范围值为：3000-5000nm，且采用旋涂法和热处理工艺进行制备。7.一种半导体芯片表面钝化保护的多层薄膜结构的应用，其特征在于：包括：一半导体硅片衬底，所述半导体硅片衬底内设置有内部元器件或电路；所述半导体硅片衬底的表面由下至上依次设置有一第一层SiO2钝化层、一第二层PSG钝化层、一第三层SiO2钝化层、一第四层Si3N4钝化层和一第五层PI钝化层，所述半导体硅片衬底完成半导体芯片加工后，在该半导体芯片的表面需要钝化保护的区域形成SiO2-PSG-SiO2-Si3N4-PI复合结构，所述第一层SiO2钝化层、第二层PSG钝化层、第三层SiO2钝化层、第四层Si3N4钝化层和第五层PI钝化层将半导体芯片的表面和半导体芯片内的内部元器件或电路进行钝化保护；所述第一层SiO2钝化层上开有掺杂窗口，通过所述掺杂窗口进行扩散掺杂形成内部元器件或电路；所述第一层SiO2钝化层、第二层PSG钝化层、第三层SiO2钝化层和第四层Si3N4钝化层上同时开有引线窗口，所述引线窗口上制备有正面金属薄膜，所述正面金属薄膜刻蚀后形成金属电极实现金属布线，所述金属电极在引线窗口处与半导体硅片衬底通过合金实现欧姆接触，所述引线窗口的金属电极延伸至SiO2-PSG-SiO2-Si3N4复合结构的台阶和引线窗口外的第四层Si3N4钝化层上，所述金属电极实现半导体硅片衬底的内部元器件或电路互连，所述第五层PI钝化层覆盖于金属电极表面和第四层Si3N4钝化层表面，所述第五层PI钝化层上开有引线键合窗口，所述金属电极通过引线键合窗口实现半导体硅片衬底的内部元器件或电路与外部电路互连。8.一种半导体芯片表面钝化保护的多层薄膜结构的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、生长SiO2：选定一个N型半导体硅片衬底，首先采用热氧化法在该半导体硅片衬底表面生长一第一层SiO2薄膜作为第一层SiO2钝化层；步骤2、刻蚀SiO2：采用光刻工艺方法在第一层SiO2薄膜上开掺杂窗口，按照光刻掩膜版设计的图形要求有选择地刻蚀去除掺杂...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄赛琴，黄福仁，刘伯实，
申请(专利权)人：福建安特微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35