可控硅器件的复合平面终端钝化结构制造技术

本实用新型专利技术一种可控硅器件的复合平面终端钝化结构，其特征在于所述结构包括芯片硅衬底层（１），在所述芯片硅衬底层（１）表面复合有钝化层（２），在所述钝化层（２）表面依次复合有第一保护层（３）、第二保护层（４）和第三保护层（５），且在所述芯片硅衬底层（１）表面留出阴极和门极引线孔窗口；所述钝化层（２）材料采用半绝缘掺氧多晶硅，第一保护层（３）和第三保护层（５）材料均采用二氧化硅，第二保护层（４）材料采用磷硅玻璃。本实用新型专利技术的钝化结构能够提高可控硅产品参数稳定性、可控性，减小芯片面积，缩短生产流程，减少碎片率，降低生产成本。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种可控硅器件平面终端钝化结构。属分立器件加工工艺技术领 域。
技术介绍
近年来，可控硅器件的消耗产品需求量大增，其种类也相应增加，产品竞争日益激 烈。如何在确保可靠性的条件下，提高参数一致性，减少碎片率，减低生产成本，成为芯片制 造厂商追求的目标。在本技术作出以前，浅台面工艺技术被广泛应用于可控硅器件的生产领域。 其加工工艺过程如下步骤一、在一定温度、时间和气氛下，将磷原子推入硅片表面一定深度，形成门区， 如图1所示。步骤二、刻出腐蚀窗口，并进行硅腐蚀，如图2所示。步骤三、利用电泳的方法将玻璃粉颗粒淀积在硅片表面，经过烧结后作为PN结的 终端，如图3所示。步骤四、生长钝化膜，保护玻璃层，如图4所示。步骤五、光刻引线孔窗口，如图5所示。其不足之处在于1、台面工艺终端钝化工艺过程繁琐；台面工艺虽然比较成熟，但是工艺过程非常复杂，需要进行槽光刻，玻璃电泳、玻 璃烧结，玻璃保护，玻璃反刻。2、台面工艺碎片率高10%-20% ；台面工艺因为需要硅腐蚀并在腐蚀窗口内填充玻璃，因为硅片与玻璃膨胀系数不 同，导致后工序加工过程中芯片非常“脆”，碎、废片率非常高，高达10% -20%。3、台面工艺参数一致性差，门极触发电流(IGT)、断态重复峰值电压(VDRM)难保 证；台面工艺依靠玻璃钝化保证转折电压，而玻璃极易被腐蚀，一旦保护层出现问题， 则芯片极易报废。4、台面终端结构设计占芯片面积比例较大。综上，浅台面钝化工艺缺点为加工工艺过程复杂，参数控制困难，硅腐蚀刻槽填充 玻璃后芯片易碎，且台面终端结构占芯片面积比例远大于平面工艺。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供一种工艺过程简单，产品参数可控，碎 片率低的可控硅器件的复合平面终端钝化结构。本技术的目的是这样实现的一种可控硅器件的复合平面终端钝化结构，所述结构包括芯片硅衬底层，在所述芯片硅衬底层表面复合有钝化层，在所述钝化层表面依 次复合有第一保护层、第二保护层和第三保护层，且在所述芯片硅衬底层表面留出阴极和 门极引线孔窗口 ；所述钝化层材料采用半绝缘掺氧多晶硅，第一保护层和第三保护层材料 均采用二氧化硅，第二保护层材料采用磷硅玻璃。本技术的有益效果是本技术的钝化结构能够提高可控硅产品参数稳定性、可控性，减小芯片面积， 缩短生产流程，减少碎片率，降低生产成本。附图说明图1为以往将磷原子推入硅片表面一定深度，形成阴极区工序示意图。图2为以往刻出腐蚀窗口，并进行硅腐蚀工序示意图。图3为以往利用电泳的方法将玻璃粉颗粒淀积在硅片表面，经过烧结后作为PN结 的终端工序示意图。图4为以往生长钝化膜工序示意图。图5为以往光刻引线孔窗口工序示意图。图6为本技术将磷原子推入硅片表面一定深度，形成阴极区工序示意图。图7为本技术将完成阴极区氧化扩散的硅片表面氧化层全剥离工序示意图。图8为本技术在芯片硅衬底层表面淀积半绝缘掺氧多晶硅层工序示意图。图9为本技术形成钝化膜保护PN结终端工序示意图。图10为本技术可控硅器件的复合平面终端钝化结构示意图。图中附图标记芯片硅衬底层1、钝化层2、第一保护层3、第二保护层4和第三保护层5、玻璃6。具体实施方式参见图10，图10为本技术可控硅器件的复合平面终端钝化结构示意图。由 图10可以看出，本技术可控硅器件的复合平面终端钝化结构，所述结构包括芯片硅衬 底层1，在所述芯片硅衬底层1表面复合有钝化层2，在所述钝化层2表面依次复合有第一 保护层3、第二保护层4和第三保护层5，且在所述芯片硅衬底层1表面留出阴极和门极引 线孔窗口 ；所述钝化层2材料采用半绝缘掺氧多晶硅，第一保护层3和第三保护层5材料均 采用二氧化硅，第二保护层4材料采用磷硅玻璃。其钝化方法包括以下工艺过程步骤一、将磷原子推入硅片一定深度，形成阴极区，完成芯片阴极区氧化扩散，如 图6所示。步骤二、将完成芯片阴极区氧化扩散的硅片，利用二氧化硅腐蚀液，将硅片表面氧 化层全剥离，形成芯片硅衬底层，如图7所示。步骤三、采用化学气象淀积的方法在步骤二形成的芯片硅衬底层表面淀积一钝化 层，如图8所示。步骤四、采用化学气象淀积的方法在步骤三形成的钝化层表面依次淀积第一保护 层、第二保护层和第三保护层，形成钝化膜保护PN结终端，如图9所示。步骤五、将步骤四形成的钝化膜保护PN结终端通过光刻在所述钝化膜保护PN结终端刻出阴极、门极引线孔窗口，完成可控硅平面终端钝化，如图10所示。 所述钝化层材料采用半绝缘掺氧多晶硅，第一保护层和第三保护层材料均采用二氧化硅，第二保护层材料采用磷硅玻璃。权利要求一种可控硅器件的复合平面终端钝化结构，其特征在于所述结构包括芯片硅衬底层(1)，在所述芯片硅衬底层(1)表面复合有钝化层(2)，在所述钝化层(2)表面依次复合有第一保护层(3)、第二保护层(4)和第三保护层(5)，且在所述芯片硅衬底层(1)表面留出阴极和门极引线孔窗口；所述钝化层(2)材料采用半绝缘掺氧多晶硅，第一保护层(3)和第三保护层(5)材料均采用二氧化硅，第二保护层(4)材料采用磷硅玻璃。专利摘要本技术一种可控硅器件的复合平面终端钝化结构，其特征在于所述结构包括芯片硅衬底层(1)，在所述芯片硅衬底层(1)表面复合有钝化层(2)，在所述钝化层(2)表面依次复合有第一保护层(3)、第二保护层(4)和第三保护层(5)，且在所述芯片硅衬底层(1)表面留出阴极和门极引线孔窗口；所述钝化层(2)材料采用半绝缘掺氧多晶硅，第一保护层(3)和第三保护层(5)材料均采用二氧化硅，第二保护层(4)材料采用磷硅玻璃。本技术的钝化结构能够提高可控硅产品参数稳定性、可控性，减小芯片面积，缩短生产流程，减少碎片率，降低生产成本。文档编号H01L29/74GK201638821SQ20102012384公开日2010年11月17日 申请日期2010年3月4日 优先权日2010年3月4日专利技术者冯东明, 李建立, 王新潮, 高善明 申请人:江阴新顺微电子有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控硅器件的复合平面终端钝化结构，其特征在于所述结构包括芯片硅衬底层（１），在所述芯片硅衬底层（１）表面复合有钝化层（２），在所述钝化层（２）表面依次复合有第一保护层（３）、第二保护层（４）和第三保护层（５），且在所述芯片硅衬底层（１）表面留出阴极和门极引线孔窗口；所述钝化层（２）材料采用半绝缘掺氧多晶硅，第一保护层（３）和第三保护层（５）材料均采用二氧化硅，第二保护层（４）材料采用磷硅玻璃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王新潮，冯东明，高善明，李建立，
申请(专利权)人：江阴新顺微电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]