一种半导体三极管表面lpcvd钝化膜及其制备方法
技术领域
1.本发明属于芯片钝化膜制备技术领域，具体涉及一种半导体三极管表面lpcvd钝化 膜及其制备方法。
背景技术：
2.目前现有的半导体三极管的具体工艺流程为：氧化
→
光刻
→
硼扩散
→
光刻
→
磷扩散
→ꢀ
光刻
→
玻璃钝化
→
光刻
→
蒸铝
→
光刻
→
铝合金
→
光刻
→
背面减薄
→
背面多层金属化
→
划片
ꢀ→
管芯测试
→
烧结
→
压线
→
封帽
→
中测
→
印字
→
筛选包装入库。由于用户需求的高可靠性， 半导体三极管在较极端的高温环境和低温环境等，出现不稳定的情况，已经不能满足目前 的用户需求，急需开发新的工艺或对已有工艺进行改进，使三极管性能更加稳定。
技术实现要素：
3.本发明的目的是为了解决现有半导体三极管性能不稳定的问题，提供一种半导体三极 管表面lpcvd钝化膜及其制备方法。
4.lpcvd全称是高温低压气相沉积钝化膜技术，也指这种由硅氧多结构混合物和氮化硅 复合的钝化膜。原三极管分立器件生产中工艺中并没有该工艺，作为优化在三极管的芯片 之上加入lpcvd工艺。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
6.一种半导体三极管表面lpcvd钝化膜，所述钝化膜由硅氧多结构混合物和氮化硅两 层组成，其中硅氧多结构混合物贴近三极管，氮化硅在外侧贴近外界。
7.一种上述的半导体三极管表面lpcvd钝化膜的制备方法，在现有三极管光刻之后， 将三极管放入lpcvd设备中，同时通入笑气、硅烷和惰性气体的混合物，控制笑气与硅 烷的体积比为20:80，在低气压100ps、600℃的温度下反应80分钟沉积得到掺氧多晶硅， 然后再改为通入氨气、硅烷和惰性气体的混合物，控制氮气和硅烷的体积比为50:18，在 低气压100ps、800℃的温度下反应120分钟沉积氮化硅。
8.本发明相对于现有技术的有益效果为：
9.(1)lpcvd表面复合钝化技术为一种半导体中表面保护工艺，而这时该项工艺我厂 首次用于大功率三极管分立器件生产中。
10.(2)lpcvd表面复合钝化工艺优化，在原有三极管生产流程中使用lpcvd设备， 加入lpcvd工艺作为表面保护结构，强化其可靠性，稳定性。由原产品参数在
‑
50℃～150℃ 和室温的参数变化率25～30％(高温及低温测定参数与常温测定参数差值与室温比例)，降 至20％以下。
11.(3)该工艺为在原结构上添加一层非金属复合钝化膜，可以提升可靠性方面的性能 参数，大部分为非直接测定需要通过试验得出。为我厂成熟工艺，但之前仅用于二极管产 品，在三极管中加入需要对工艺进行适应性调整。
12.(4)为我厂自创的成熟工艺，lpcvd设备为我厂常用设备，但是之前并不用于三 级管系列产品中之前仅用于二极管产品，在三极管中加入为首次。
具体实施方式
13.下面结合实例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明 技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本 发明的保护范围中。
14.本发明流程：氧化
→
光刻
→
硼扩散
→
光刻
→
磷扩散
→
光刻
→
lpcvd
→
玻璃钝化
→
光 刻
→
蒸铝
→
光刻
→
铝合金
→
光刻
→
背面减薄
→
背面多层金属化
→
划片
→
管芯测试
→
烧结
ꢀ→
压线
→
封帽
→
中测
→
印字
→
筛选包装入库。
15.具体实施方式一：本实施方式记载的是一种半导体三极管表面lpcvd钝化膜，所述 钝化膜由硅氧多结构混合物和氮化硅两层组成，其中硅氧多结构混合物为氧占比例 23
‑
27％左右，氮化硅为si3n4的沉积层，硅氧多结构混合物贴近三极管，氮化硅在外侧贴 近外界。所述氧占比例优选为为24
‑
26％，进一步优选为25％。
16.具体实施方式二：一种具体实施方式一所述的半导体三极管表面lpcvd钝化膜的制 备方法，在现有三极管光刻之后，将三极管放入lpcvd设备中，同时通入笑气、硅烷和 惰性气体的混合物，控制笑气与硅烷的体积比为20:80，在低气压100ps(气压单位)、600℃ 的温度下反应80分钟沉积得到掺氧多晶硅，然后再改为通入氨气、硅烷和惰性气体的混 合物，控制氮气和硅烷的体积比为50:18，在低气压100ps(气压单位)、800℃的温度下 反应120分钟沉积氮化硅。
17.具体实施方式三：具体实施方式二所述的一种半导体三极管表面lpcvd钝化膜的制 备方法，所述硅烷为甲硅烷。
18.实施例1：
19.一种半导体三极管表面lpcvd钝化膜的制备方法，在现有三极管光刻之后，将三极 管放入lpcvd设备中，同时通入笑气、甲硅烷和惰性气体的混合物，控制笑气与甲硅烷 的体积比为20:80，在低气压100ps(气压单位)、600℃的温度下反应80分钟沉积得到掺 氧多晶硅，然后再改为通入氨气、甲硅烷和惰性气体的混合物，控制氮气和甲硅烷的体积 比为50:18，在低气压100ps(气压单位)、800℃的温度下反应120分钟沉积氮化硅。
20.测试条件：将成品三极管接好导线放入125℃的恒温烘箱，将导线引出烘箱，在烘箱 外使用测试设备我们较qt2型半导体图示仪(测试设备)进行测定。低温也是同理将产 品放入低温冰箱用导线引出测量。
21.经过试验，在三极管室温时的共发射极正向电流传输比静态值与在125℃～
‑
55℃时 的共发射极正向电流传输比静态值的差值与未加入lpcvd设备及工艺时共发射极正向 电流传输比静态值的差值的降低5％极端。产品在极端工作温度下的其它参数也有明显的 改善。在不改变其它生产过程和工艺的情况下，可有效的提高产品的稳定性，有效控制成 本的增减，在有限的成本增加获得较高的性能提升。
技术特征：
1.一种半导体三极管表面lpcvd钝化膜，其特征在于：所述钝化膜由硅氧多结构混合物和氮化硅两层组成，其中硅氧多结构混合物贴近三极管，氮化硅在外侧贴近外界。2.一种权利要求1所述的半导体三极管表面lpcvd钝化膜的制备方法，其特征在于：在现有三极管光刻之后，将三极管放入lpcvd设备中，同时通入笑气、硅烷和惰性气体的混合物，控制笑气与硅烷的体积比为20:80，在低气压100ps、600℃的温度下反应80分钟沉积得到掺氧多晶硅，然后再改为通入氨气、硅烷和惰性气体的混合物，控制氮气和硅烷的体积比为50:18，在低气压100ps、800℃的温度下反应120分钟沉积氮化硅。3.根据权利要求2所述的一种半导体三极管表面lpcvd钝化膜的制备方法，其特征在于：所述硅烷为甲硅烷。
技术总结
一种半导体三极管表面LPCVD钝化膜及其制备方法，属于芯片钝化膜制备技术领域。本发明的目的是为了解决现有半导体三极管性能不稳定的问题，所述钝化膜由硅氧多结构混合物和氮化硅两层组成，其中硅氧多结构混合物贴近三极管，氮化硅在外侧贴近外界。在现有三极管光刻之后，将三极管放入LPCVD设备中，同时通入笑气、硅烷和惰性气体的混合物，控制笑气与硅烷的体积比为20:80，沉积掺氧多晶硅，然后再改为通入氨气、硅烷和惰性气体的混合物，控制氮气和硅烷的体积比为50:18，沉积氮化硅。本发明加入LPCVD工艺作为表面保护结构，强化其可靠性，稳定性。由原产品参数在
技术研发人员：孙金凯 叶婵 于佳宁 毛英女 秦达 马叙广 张洪艳 张阳 王丹 谢胜涛
受保护的技术使用者：哈尔滨晶体管厂
技术研发日：2021.08.16
技术公布日：2021/12/7
技术领域
1.本发明属于芯片钝化膜制备技术领域，具体涉及一种半导体三极管表面lpcvd钝化 膜及其制备方法。
背景技术：
2.目前现有的半导体三极管的具体工艺流程为：氧化
→
光刻
→
硼扩散
→
光刻
→
磷扩散
→ꢀ
光刻
→
玻璃钝化
→
光刻
→
蒸铝
→
光刻
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铝合金
→
光刻
→
背面减薄
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背面多层金属化
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划片
ꢀ→
管芯测试
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烧结
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压线
→
封帽
→
中测
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印字
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筛选包装入库。由于用户需求的高可靠性， 半导体三极管在较极端的高温环境和低温环境等，出现不稳定的情况，已经不能满足目前 的用户需求，急需开发新的工艺或对已有工艺进行改进，使三极管性能更加稳定。
技术实现要素：
3.本发明的目的是为了解决现有半导体三极管性能不稳定的问题，提供一种半导体三极 管表面lpcvd钝化膜及其制备方法。
4.lpcvd全称是高温低压气相沉积钝化膜技术，也指这种由硅氧多结构混合物和氮化硅 复合的钝化膜。原三极管分立器件生产中工艺中并没有该工艺，作为优化在三极管的芯片 之上加入lpcvd工艺。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
6.一种半导体三极管表面lpcvd钝化膜，所述钝化膜由硅氧多结构混合物和氮化硅两 层组成，其中硅氧多结构混合物贴近三极管，氮化硅在外侧贴近外界。
7.一种上述的半导体三极管表面lpcvd钝化膜的制备方法，在现有三极管光刻之后， 将三极管放入lpcvd设备中，同时通入笑气、硅烷和惰性气体的混合物，控制笑气与硅 烷的体积比为20:80，在低气压100ps、600℃的温度下反应80分钟沉积得到掺氧多晶硅， 然后再改为通入氨气、硅烷和惰性气体的混合物，控制氮气和硅烷的体积比为50:18，在 低气压100ps、800℃的温度下反应120分钟沉积氮化硅。
8.本发明相对于现有技术的有益效果为：
9.(1)lpcvd表面复合钝化技术为一种半导体中表面保护工艺，而这时该项工艺我厂 首次用于大功率三极管分立器件生产中。
10.(2)lpcvd表面复合钝化工艺优化，在原有三极管生产流程中使用lpcvd设备， 加入lpcvd工艺作为表面保护结构，强化其可靠性，稳定性。由原产品参数在
‑
50℃～150℃ 和室温的参数变化率25～30％(高温及低温测定参数与常温测定参数差值与室温比例)，降 至20％以下。
11.(3)该工艺为在原结构上添加一层非金属复合钝化膜，可以提升可靠性方面的性能 参数，大部分为非直接测定需要通过试验得出。为我厂成熟工艺，但之前仅用于二极管产 品，在三极管中加入需要对工艺进行适应性调整。
12.(4)为我厂自创的成熟工艺，lpcvd设备为我厂常用设备，但是之前并不用于三 级管系列产品中之前仅用于二极管产品，在三极管中加入为首次。
具体实施方式
13.下面结合实例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明 技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本 发明的保护范围中。
14.本发明流程：氧化
→
光刻
→
硼扩散
→
光刻
→
磷扩散
→
光刻
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lpcvd
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玻璃钝化
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光 刻
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蒸铝
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光刻
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铝合金
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光刻
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背面减薄
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背面多层金属化
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划片
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管芯测试
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烧结
ꢀ→
压线
→
封帽
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中测
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印字
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筛选包装入库。
15.具体实施方式一：本实施方式记载的是一种半导体三极管表面lpcvd钝化膜，所述 钝化膜由硅氧多结构混合物和氮化硅两层组成，其中硅氧多结构混合物为氧占比例 23
‑
27％左右，氮化硅为si3n4的沉积层，硅氧多结构混合物贴近三极管，氮化硅在外侧贴 近外界。所述氧占比例优选为为24
‑
26％，进一步优选为25％。
16.具体实施方式二：一种具体实施方式一所述的半导体三极管表面lpcvd钝化膜的制 备方法，在现有三极管光刻之后，将三极管放入lpcvd设备中，同时通入笑气、硅烷和 惰性气体的混合物，控制笑气与硅烷的体积比为20:80，在低气压100ps(气压单位)、600℃ 的温度下反应80分钟沉积得到掺氧多晶硅，然后再改为通入氨气、硅烷和惰性气体的混 合物，控制氮气和硅烷的体积比为50:18，在低气压100ps(气压单位)、800℃的温度下 反应120分钟沉积氮化硅。
17.具体实施方式三：具体实施方式二所述的一种半导体三极管表面lpcvd钝化膜的制 备方法，所述硅烷为甲硅烷。
18.实施例1：
19.一种半导体三极管表面lpcvd钝化膜的制备方法，在现有三极管光刻之后，将三极 管放入lpcvd设备中，同时通入笑气、甲硅烷和惰性气体的混合物，控制笑气与甲硅烷 的体积比为20:80，在低气压100ps(气压单位)、600℃的温度下反应80分钟沉积得到掺 氧多晶硅，然后再改为通入氨气、甲硅烷和惰性气体的混合物，控制氮气和甲硅烷的体积 比为50:18，在低气压100ps(气压单位)、800℃的温度下反应120分钟沉积氮化硅。
20.测试条件：将成品三极管接好导线放入125℃的恒温烘箱，将导线引出烘箱，在烘箱 外使用测试设备我们较qt2型半导体图示仪(测试设备)进行测定。低温也是同理将产 品放入低温冰箱用导线引出测量。
21.经过试验，在三极管室温时的共发射极正向电流传输比静态值与在125℃～
‑
55℃时 的共发射极正向电流传输比静态值的差值与未加入lpcvd设备及工艺时共发射极正向 电流传输比静态值的差值的降低5％极端。产品在极端工作温度下的其它参数也有明显的 改善。在不改变其它生产过程和工艺的情况下，可有效的提高产品的稳定性，有效控制成 本的增减，在有限的成本增加获得较高的性能提升。
技术特征：
1.一种半导体三极管表面lpcvd钝化膜，其特征在于：所述钝化膜由硅氧多结构混合物和氮化硅两层组成，其中硅氧多结构混合物贴近三极管，氮化硅在外侧贴近外界。2.一种权利要求1所述的半导体三极管表面lpcvd钝化膜的制备方法，其特征在于：在现有三极管光刻之后，将三极管放入lpcvd设备中，同时通入笑气、硅烷和惰性气体的混合物，控制笑气与硅烷的体积比为20:80，在低气压100ps、600℃的温度下反应80分钟沉积得到掺氧多晶硅，然后再改为通入氨气、硅烷和惰性气体的混合物，控制氮气和硅烷的体积比为50:18，在低气压100ps、800℃的温度下反应120分钟沉积氮化硅。3.根据权利要求2所述的一种半导体三极管表面lpcvd钝化膜的制备方法，其特征在于：所述硅烷为甲硅烷。
技术总结
一种半导体三极管表面LPCVD钝化膜及其制备方法，属于芯片钝化膜制备技术领域。本发明的目的是为了解决现有半导体三极管性能不稳定的问题，所述钝化膜由硅氧多结构混合物和氮化硅两层组成，其中硅氧多结构混合物贴近三极管，氮化硅在外侧贴近外界。在现有三极管光刻之后，将三极管放入LPCVD设备中，同时通入笑气、硅烷和惰性气体的混合物，控制笑气与硅烷的体积比为20:80，沉积掺氧多晶硅，然后再改为通入氨气、硅烷和惰性气体的混合物，控制氮气和硅烷的体积比为50:18，沉积氮化硅。本发明加入LPCVD工艺作为表面保护结构，强化其可靠性，稳定性。由原产品参数在
技术研发人员：孙金凯 叶婵 于佳宁 毛英女 秦达 马叙广 张洪艳 张阳 王丹 谢胜涛
受保护的技术使用者：哈尔滨晶体管厂
技术研发日：2021.08.16
技术公布日：2021/12/7
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