專利名稱：硅整流器件的復(fù)合內(nèi)鈍化層結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種半導(dǎo)體器件，更具體地說涉及一種硅整流器件的復(fù)合內(nèi)鈍化 層結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景在現(xiàn)有技術(shù)中，半導(dǎo)體整流器件表面內(nèi)鈍化結(jié)構(gòu)，在行業(yè)內(nèi)通常采用簡單的、單層 的玻璃層，做為半導(dǎo)體器件表面覆蓋保護(hù)介質(zhì)膜，其雖然工藝簡單、成本較低，但其固定和 阻止有害雜質(zhì)，如鈉離子等對器件表面的沾污能力，封裝后的熱穩(wěn)定性和可靠性較差。隨 著成品封裝對半導(dǎo)體整流器件可靠性的不斷需求，需要有一種便于實施批量生產(chǎn)、批次一 致性好、成本適中、可靠性高的表面內(nèi)鈍化結(jié)構(gòu)。對于鈍化層的基本要求是能在封裝溫度 變化過程后、且長期有效地阻止有害雜質(zhì)對器件表面的沾污；熱膨脹系數(shù)與硅襯底匹配； 膜的生長溫度低；鈍化膜的組份和厚度均勻性好；便于制成后續(xù)提供良好歐姆接觸的金屬 層
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)不足之處而提供一種特性優(yōu)良、性能穩(wěn)定、實 用性好、成本可控的硅整流器件的復(fù)合內(nèi)鈍化層結(jié)構(gòu)。本實用新型的目的是通過以下措施來實現(xiàn)一種硅整流器件的復(fù)合內(nèi)鈍化層結(jié) 構(gòu)，包括有中間層單晶硅本體、依附在中間層單晶硅本體的上摻雜層和下?lián)诫s層、臺面、上 電極金屬層、下電極金屬層，其特征在于，還有由多晶硅薄膜、氮化硅薄膜、玻璃鈍化層組成 的復(fù)合層，復(fù)合層的多晶硅薄膜、氮化硅薄膜、玻璃鈍化層依次覆蓋在芯片體臺面上，所述 上電極金屬層位于芯片體復(fù)合多層鈍化區(qū)的中間，下電極金屬層位于芯片體復(fù)合層鈍化區(qū) 的對側(cè)。所述上摻雜層為N型磷結(jié)區(qū)，下?lián)诫s層為P型硼結(jié)區(qū)。所述上摻雜層為P型硼結(jié)區(qū)，下?lián)诫s層為N型磷結(jié)區(qū)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用了本實用新型的硅整流器件的復(fù)合內(nèi)鈍化層結(jié)構(gòu)，具 有以下優(yōu)點以多晶硅膜作為氮化硅膜的粘附層，而氮化硅膜有著超高致密性、超強硬度、 異常穩(wěn)定的化學(xué)特性及優(yōu)秀的離子與水汽阻擋能力，再覆蓋上特殊的玻璃鈍化材料，最后 在器件的電極引出端兩面用真空鍍鎳膜或化學(xué)鍍鎳金技術(shù)形成金屬層，從而確保了后工序 封裝的質(zhì)量、以及使用過程中的高穩(wěn)定性和高可靠性。

圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)識100單晶硅本體101上摻雜層102多晶硅薄膜[0012]103氮化硅薄膜104玻璃鈍化層105上電極金屬層106下電極金屬層107臺面造型108下?lián)诫s層。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對具體實施方式
作詳細(xì)說明圖1給出了本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，一種硅整流器件的復(fù)合內(nèi)鈍 化層結(jié)構(gòu)，包括有中間層100單晶硅本體、上摻雜層101和下?lián)诫s層108，臺面107、上電極 金屬層105、下電極金屬層106，由多晶硅薄膜102、氮化硅薄膜103、玻璃鈍化層104組成的 復(fù)合層；所述復(fù)合層的多晶硅薄膜102、氮化硅薄膜103、玻璃鈍化層104依次覆蓋在芯片體 臺面107上，所述上電極金屬層105位于芯片體復(fù)合多層鈍化區(qū)的中間，下電極金屬層106 位于芯片體復(fù)合多層鈍化區(qū)的對側(cè)。當(dāng)上摻雜層101為N型磷結(jié)區(qū)，下?lián)诫s層108為P型 硼結(jié)區(qū)。或上摻雜層101為P型硼結(jié)區(qū)，下?lián)诫s層108為N型磷結(jié)區(qū)。本實用新型采用的氮化硅膜是惰性介質(zhì)，介質(zhì)特性優(yōu)于直接采用玻璃的二氧化硅 性質(zhì)膜，抗鈉能力強，熱穩(wěn)定性好，能明顯提高器件的可靠性和穩(wěn)定性。氮化硅膜還有著超 高致密性、超強硬度、異常穩(wěn)定的化學(xué)特性及優(yōu)秀的離子與水汽阻擋能力，再敷蓋上特殊的 玻璃鈍化材料，使擊穿集中在硅材料體內(nèi)，從而最大限度的提升了擊穿的電壓、降低了表面 電場的影響。但氮化硅與單晶硅的結(jié)合能力和粘附能力較弱，本實用新型引進(jìn)一層多晶硅， 來增加氮化硅的粘附性能和牢度。多晶硅在其晶核長成晶面時因取向不同，所以在形貌上 形成“毛面”，有助于增加氮化硅膜的結(jié)合和粘附力。本實用新型結(jié)構(gòu)使硅整流器件的擊穿集中在硅材料體內(nèi)，從而最大限度的提升了 擊穿的電壓、降低了表面電場的影響。在器件處于反向偏置的狀態(tài)下，P型面的負(fù)電荷等于 N型面的正電荷。由于PN結(jié)臺面處被腐蝕成斜坡狀，使耗盡層在臺面的表面被拉伸，從而 明顯地降低了表面電場的影響。當(dāng)擊穿產(chǎn)生時，擊穿并不在器件表面而在其體內(nèi)。高擊穿 電壓、高傳導(dǎo)性的優(yōu)化組合結(jié)構(gòu)正是采用這種結(jié)構(gòu)將表面電場影響降到最低，結(jié)合選取低 電阻率硅材料來實現(xiàn)的。此外，氮化硅鈍化膜加上致密的超純玻璃鈍化層，這種雙重鈍化保 護(hù)結(jié)構(gòu)使器件絕對與外界環(huán)境隔絕，確保了器件的高耐壓、化學(xué)穩(wěn)定性、及其優(yōu)秀的高溫特 性。再加上器件結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，使得PN結(jié)擊穿電壓十分穩(wěn)定，并能超過1800V。鈍化后， 器件的兩面用真空鍍鎳膜或化學(xué)鍍鎳金技術(shù)，再經(jīng)合金法處理，使得金屬與硅表面產(chǎn)生良 好的歐姆接觸，從而確保了在器件封裝前的高穩(wěn)定性和高可靠性，適合在各領(lǐng)域應(yīng)用。上述實施例并不構(gòu)成對本實用新型的限制，凡采用等同替換或等效變換的形式所 獲得的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種硅整流器件的復(fù)合內(nèi)鈍化層結(jié)構(gòu)，包括有中間層單晶硅本體、依附在中間層單 晶硅本體的上摻雜層和下?lián)诫s層、臺面、上電極金屬層、下電極金屬層，其特征在于，還有由 多晶硅薄膜、氮化硅薄膜、玻璃鈍化層組成的復(fù)合層，復(fù)合層的多晶硅薄膜、氮化硅薄膜、玻 璃鈍化層依次覆蓋在芯片體臺面上，所述上電極金屬層位于芯片體復(fù)合多層鈍化區(qū)的中 間，下電極金屬層位于芯片體復(fù)合層鈍化區(qū)的對側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅整流器件的復(fù)合內(nèi)鈍化層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上摻雜 層為N型磷結(jié)區(qū)，下?lián)诫s層為P型硼結(jié)區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅整流器件的復(fù)合內(nèi)鈍化層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上摻雜 層為P型硼結(jié)區(qū)，下?lián)诫s層為N型磷結(jié)區(qū)。
專利摘要本實用新型涉及一種硅整流器件的復(fù)合內(nèi)鈍化層結(jié)構(gòu)。包括有中間層單晶硅本體、依附在中間層單晶硅本體的上摻雜層和下?lián)诫s層、臺面、上電極金屬層、下電極金屬層、由多晶硅薄膜、氮化硅薄膜、玻璃鈍化層組成的復(fù)合層；復(fù)合層的多晶硅薄膜、氮化硅薄膜、玻璃鈍化層依次覆蓋在芯片體臺面上。本實用新型具有以下優(yōu)點以多晶硅膜作為氮化硅膜的粘附層，而氮化硅膜有著超高致密性、超強硬度、異常穩(wěn)定的化學(xué)特性及優(yōu)秀的離子與水汽阻擋能力，再覆蓋上特殊的玻璃鈍化材料，最后在器件的電極引出端兩面用真空鍍鎳膜或化學(xué)鍍鎳金技術(shù)形成金屬層，從而確保了后工序封裝的質(zhì)量、以及使用過程中的高穩(wěn)定性和高可靠性。
文檔編號H01L23/29GK201780973SQ201020276049
公開日2011年3月30日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者俞棟梁, 馮亞寧, 張意遠(yuǎn), 袁德成 申請人:上海美高森半導(dǎo)體有限公司