阅读说明：本技术 一种半导体三极管表面lpcvd钝化膜及其制备方法 (Semiconductor triode surface LPCVD passive film and preparation method thereof ) 是由 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 于 2021-08-16 设计创作，主要内容包括：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-50℃～150℃和室温的参数变化率25～30％,降至20％以下。(An LPCVD passive film on the surface of a semiconductor triode and a preparation method thereof belong to the technical field of chip passive film preparation. The passivation film is composed of a silicon-oxygen multi-structure mixture and a silicon nitride layer, wherein the silicon-oxygen multi-structure mixture is close to the triode, and the silicon nitride layer is close to the outside. After the existing triode is photoetched, the triode is placed into LPCVD equipment, a mixture of laughing gas, silane and inert gas is simultaneously introduced, the volume ratio of the laughing gas to the silane is controlled to be 20:80, oxygen-doped polysilicon is deposited, then a mixture of ammonia gas, silane and inert gas is introduced instead, the volume ratio of nitrogen gas to silane is controlled to be 50:18, and silicon nitride is deposited. The invention adds LPCVD technology as surface protection structure to strengthen its reliability and stability. The parameter change rate of the original product at-50-150 ℃ and room temperature is reduced to below 20 percent from 25-30 percent.)

一种半导体三极管表面LPCVD钝化膜及其制备方法

技术领域

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

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。

发明内容

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。

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。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

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。

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。

本发明相对于现有技术的有益效果为：

(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。

(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。

(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。

(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

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。

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。

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％。

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。

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。

实施例1：

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。

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。

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。