一种防止刮蹭台面的钝化结构及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了半导体玻璃钝化工艺领域内的一种防止刮蹭台面的钝化结构及其制备方法和应用。本钝化结构包括：Si外延衬底，Si外延衬底上表面中部设置有台柱；垫高层，设置于Si外延衬底上表面周缘，所述垫高层上表面高于台柱的上表面。本钝化结构Si外延衬底周缘的垫高层形成台阶，在玻璃钝化过程中刮涂刀以台阶上表面为基准面将玻璃乳浆刮涂至台阶内至玻璃乳浆包裹台柱周面及上表面，刮涂过程中刮涂刀不会触碰到台柱台面，从而保护台面防止损伤。

A passivation structure to prevent scratching table and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种防止刮蹭台面的钝化结构及其制备方法和应用
本专利技术涉及半导体玻璃钝化工艺领域，特别涉及一种防止刮蹭台面的钝化结构及其制备方法和应用。
技术介绍
台面型封装轴向二极管器件的电气性能、稳定性及可靠性与芯片台面的性质有着密切关系，芯片PN结裸露的表面实际上是硅晶格排列终止的边缘，在这终止的边缘上存在着不饱和键或沾污微离子，容易引起芯片台面状态发生变化，从而引起器件的电性能参数及可靠性退化。因此，对于这类器件，必须在芯片台面上钝化一层致密的保护膜，以防止离子的沾污和外界条件对器件电性能参数及可靠性的影响。目前玻璃钝化是一种常见的钝化工艺。现有的玻璃钝化工艺中多采用玻璃刮涂法，玻璃刮涂法是利用刮涂刀将玻璃乳浆刮入开好的沟槽内，使沟槽内填满玻璃乳浆，从而得到器件所需要的电气性能和可靠性。但本申请专利技术人在实际操作过程中发现，因刮涂刀质地较硬，且刀刮时为保证刮涂的均匀性，刮压力道不能轻，所以在刮涂完成后易导致台面缺角甚至台面断裂，降低了产品良率，影响产品品质。因此亟需一种方法在刮涂过程中避免刮涂刀刮蹭台面，从而保护台面。
技术实现思路
本申请通过提供一种防止刮蹭台面的钝化结构及其制备方法和应用，解决了现有玻璃钝化过程中刮涂刀容易刮蹭台面导致台面缺角甚至台面断裂的问题，实现了避免刮涂刀刮蹭台面，从而保护台面的效果。本申请实施例提供了一种防止刮涂刀刮蹭台面的钝化结构，包括：Si外延衬底，所述Si外延衬底上表面中部设置有台柱；垫高层，设置于所述Si外延衬底上表面周缘，所述垫高层上表面高于所述台柱的上表面。上述钝化结构的有益效果在于：以垫高层形成围绕台柱且高于台柱的台阶，刮涂过程中刮涂刀以台阶上表面为基准面将玻璃乳浆刮涂至台阶内至包裹台柱周面及上表面，从而使得刮涂过程中刮涂刀不会触碰到台柱台面，实现保护台面防止其损伤的目的。进一步地，所述垫高层从下至上依次包括二氧化硅层和氮化硅层。本步有益效果在于：二氧化硅致密性好，且热分解性好，在生长过程中不易损伤外延层；氮化硅应力较大，在后续刮涂刀刮涂过程中不易被刮涂刀损坏。本申请实施例还提供了一种上述钝化结构的制备方法，包括如下步骤：S1:在Si外延衬底上表面从下至上依次设置垫高层和光刻胶层；S2:从上至下依次在步骤S1中的光刻胶层、垫高层和Si外延衬底中部开设沟槽，至Si外延衬底上形成所需台柱；S3:去除所有光刻胶层及所述步骤S2中台柱上方的垫高层。上述方法有益效果在于：方法工艺简单，不易损伤Si外延衬底，最终形成以Si外延衬底周缘上方的垫高层形成围绕台柱且高于台柱上表面的台阶，后续刮涂时沿垫高层的上表面刮涂，从而使得刮涂过程中刮涂刀不会触碰到台柱台面，实现保护台面防止其损伤的目的。在本申请其中一个实施例中，所述步骤S1具体为：S1.1:在Si外延衬底上表面生长二氧化硅层；S1.2:在步骤S1.1中的二氧化硅层上表面生长氮化硅层；S1.3:在步骤S1.2中的氮化硅层上表面匀布光刻胶,形成光刻胶层；其中，二氧化硅层和氮化硅层共同构成垫高层。本申请上述实施例有益效果在于：二氧化硅致密性好，且热分解性好，在生长过程中不易损伤外延层；氮化硅应力较大，在后续刮涂刀刮涂过程中不易被刮涂刀损坏。在本申请其中一个实施例中，所述步骤S1.1中的二氧化硅层层高为24000-25000埃。二氧化硅层层高过高会导致二氧化硅层致密性变差，均匀性也得不到保证，二氧化硅层层高过低会导致垫高层高度不够，刮涂刀容易触碰台面。在本申请其中一个实施例中，在步骤S1.2中的氮化硅层层高为1400-1500埃。氮化硅层层高过高容易导致氮化硅层开裂，氮化硅层层高过低会导致垫高层高度不够，刮涂刀容易触碰台面。在本申请其中一个实施例中，所述步骤S2具体为：S2.1:按台面刻蚀所需要的图形曝光步骤S1中的光刻胶层至曝出沟槽一，所述沟槽一的深度等于所述光刻胶层的高度；S2.2:沿步骤2.1中曝出的沟槽一刻蚀所述步骤S1中的垫高层，至垫高层形成沟槽二，所述沟槽二深度等于所述垫高层的高度；S2.3:沿步骤S2.2中的沟槽二刻蚀Si外延衬底，至Si外延衬底上形成所需高度的台柱。本申请上述实施例有益效果在于：通过光刻胶曝光显影，容易制得与所需的图形一致的沟槽一，沟槽一为后续刻蚀Si外延衬底制作台柱提供模板，以沟槽一为模板，依次刻蚀垫高层和Si外延衬底从而制得台柱，使制得的台柱形貌好，垂直度好。在本申请其中一个实施例中，所述步骤S3具体为：S3.1:去除所有光刻胶；S3.2:用热磷酸去除步骤S2.3中台柱上方的氮化硅层；S3.3:用BOE腐蚀掉步骤S2.3中台柱上方的二氧化硅层。本申请上述实施例有益效果在于：用不同方式去除光刻胶层和台柱上方的氮化硅层和二氧化硅层，保留Si外延衬底周缘上方的氮化硅层和二氧化硅层，形成高于台柱上表面的台阶。本申请实施例还提供了使用一种上述钝化结构的钝化方法，包括以下步骤：沿所述垫高层上表面用刮涂刀将玻璃乳浆刮涂至垫高层范围内，至玻璃乳浆包裹台柱周面及上表面。本申请上述实施例有益效果在于：以垫高层形成围绕台柱且高于台柱的台阶，并以台阶上表面为基准面将玻璃乳浆刮涂至台阶内至包裹台柱周面及上表面，从而使得刮涂过程中刮涂刀不会触碰到台柱台面，实现保护台面防止其损伤的目的。在本申请其中一个实施例中，刮涂后的玻璃乳浆上表面与所述垫高层上表面齐平。方便封装。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：1.以垫高层形成围绕台柱且高于台柱的台阶，刮涂过程中刮涂刀以台阶上表面为基准面将玻璃乳浆刮涂至台阶内至包裹台柱周面及上表面，从而使得刮涂过程中刮涂刀不会触碰到台柱台面，实现保护台面防止其损伤的目的；2.同时通过光刻胶制得与所需的图形一致的沟槽一，再以沟槽一为模，依次刻蚀二氧化硅层、氮化硅层和Si外延衬底，使制得的台柱形貌好，垂直度好。附图说明图1为本专利技术实施例一钝化结构的结构示意图；图2为本专利技术实施例二步骤S1.1的产物结构示意图；图3为本专利技术实施例二步骤S1.2的产物结构示意图；图4为本专利技术实施例二步骤S1.3的产物结构示意图；图5为本专利技术实施例二步骤S2.1的产物结构示意图；图6为本专利技术实施例二步骤S2.2的产物结构示意图；图7为本专利技术实施例二步骤S2.3的产物结构示意图；图8为本专利技术实施例二步骤S3的产物结构示意图；图9为本专利技术实施例三的产物结构示意图；其中，1.Si外延衬底，2.二氧化硅层，3.氮化硅层，4.光刻胶层，5.沟槽一，6.沟槽二，7.台柱，8.玻璃乳浆。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防止刮涂刀刮蹭台面的钝化结构，其特征在于，包括：/nSi外延衬底，所述Si外延衬底上表面中部设置有台柱；/n垫高层，设置于所述Si外延衬底上表面周缘，所述垫高层上表面高于所述台柱的上表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种防止刮涂刀刮蹭台面的钝化结构，其特征在于，包括：
Si外延衬底，所述Si外延衬底上表面中部设置有台柱；
垫高层，设置于所述Si外延衬底上表面周缘，所述垫高层上表面高于所述台柱的上表面。


2.根据权利要求1所述的钝化结构，其特征在于：所述垫高层从下至上依次包括二氧化硅层和氮化硅层。


3.一种如权利要求1-2任一所述的钝化结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:在Si外延衬底上表面从下至上依次设置垫高层和光刻胶层；
S2:从上至下依次在步骤S1中的光刻胶层、垫高层和Si外延衬底中部开设沟槽，至Si外延衬底上形成所需台柱；
S3:去除所有光刻胶层及所述步骤S2中台柱上方的垫高层。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：
S1.1:在Si外延衬底上表面生长二氧化硅层；
S1.2:在步骤S1.1中的二氧化硅层上表面生长氮化硅层；
S1.3:在步骤S1.2中的氮化硅层上表面匀布光刻胶,形成光刻胶层；
其中，二氧化硅层和氮化硅层共同构成垫高层。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1.1中的二氧化硅层层高为24000-25000埃...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈年，张龙，刘智，韩超，
申请(专利权)人：扬州国宇电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32