調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法
【專利摘要】一種調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法，包括在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預期值的雙極結(jié)型晶體管進行退火，以降低集電極反向擊穿電壓的步驟。通過本發(fā)明調(diào)整BVCEO，其變化值穩(wěn)定、波動小，能夠?qū)VCEO進行精確控制。工藝流程簡單、適用于大規(guī)模量產(chǎn)，相對于現(xiàn)有的控制辦法，不需要提供昂貴且效率低的半導體生產(chǎn)及測試設備，對于已經(jīng)出現(xiàn)的BVCEO與預期的偏差，能夠重新進行調(diào)整，避免產(chǎn)品報廢。
【專利說明】調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雙極結(jié)型晶體管，特別是涉及一種調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的雙極結(jié)型晶體管(BJT)的集電極反向擊穿電壓(BVCEO)的控制，主要通過控制晶體管集電區(qū)結(jié)深及硅片厚度獲得期望的BVCEO擊穿電壓值，而實際批量生產(chǎn)過程中由于工藝波動及測試精確度不夠，BVCEO與理論值會出現(xiàn)較大偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要提供一種調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法。
[0004]—種調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法，包括在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預期值的雙極結(jié)型晶體管進行退火，以降低集電極反向擊穿電壓的步驟。
[0005]在其中一個實施例中，包括檢測雙極結(jié)型晶體管的集電極反向擊穿電壓是否大于預期值的步驟。
[0006]在其中一個實施例中，所述在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預期值的雙極結(jié)型晶體管進行退火的步驟之前，包括使雙極結(jié)型晶體管的鋁和硅形成合金的步驟。
[0007]在其中一個實施例中，所述在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預期值的雙極結(jié)型晶體管進行退火的步驟之后，包括在所述合金表面淀積氮化硅的步驟。
[0008]在其中一個實施例中，所述在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預期值的雙極結(jié)型晶體管進行退火的步驟的退火溫度為425?435°C。
[0009]在其中一個實施例中，所述退火溫度為430°C。
[0010]在其中一個實施例中，所述在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預期值的雙極結(jié)型晶體管進行退火的步驟，包括預熱及雙極結(jié)型晶體管移入階段、集電極反向擊穿電壓調(diào)整階段、雙極結(jié)型晶體管移出階段，所述預熱及雙極結(jié)型晶體管移入階段和雙極結(jié)型晶體管移出階段需要通入保護氣體。
[0011]在其中一個實施例中，所述集電極反向擊穿電壓調(diào)整階段需要通入氫氣及所述保護氣體，流量分別為:氫氣0.9標準公升每分鐘±1%,保護氣體9標準公升每分鐘±1%。
[0012]在其中一個實施例中，所述集電極反向擊穿電壓調(diào)整階段的持續(xù)時間根據(jù)需要降低的集電極反向擊穿電壓值確定，每10伏特30分鐘。
[0013]在其中一個實施例中，所述保護氣體為氮氣。
[0014]上述調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法，BVCEO變化值穩(wěn)定、波動小，能夠?qū)VCEO進行精確控制。工藝流程簡單、適用于大規(guī)模量產(chǎn)，相對于現(xiàn)有的控制辦法，不需要提供昂貴且效率低的半導體生產(chǎn)及測試設備，對于已經(jīng)出現(xiàn)的BVCEO與預期的偏差，能夠重新進行調(diào)整，避免產(chǎn)品報廢?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0015]圖1為一實施例中調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法的流程圖?！揪唧w實施方式】
[0016]為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0017]傳統(tǒng)的控制BJT的BVCEO的方案的缺點是:1.對晶體管擴散工藝穩(wěn)定性要求高，需要高精度擴散爐設備提供工藝保障，勢必增加擴散爐設備成本的投入；2.對擴散結(jié)深測試設備精度要求高，就目前技術(shù)水平而言高精度測試效率低，不適用于大批量生產(chǎn)；3.對研磨及拋光設備要求高，保障硅片厚度一致性及精確性，勢必增加研磨及拋光設備成本的投入；4.若出現(xiàn)BVCEO比預期值高的芯片，后續(xù)生產(chǎn)過程無法返工，只能報廢。
[0018]本發(fā)明可以在傳統(tǒng)的對雙極結(jié)型晶體管的BVCEO的控制方法的基礎上，根據(jù)BJT的界面處電荷在高溫氫氣氣氛中退火會進行重新分布的原理，對于已經(jīng)出現(xiàn)BVCEO大于預期值的雙極結(jié)型晶體管，采用在氫氣氣氛中對雙極結(jié)型晶體管進行退火的方法，以降低集電極反向擊穿電壓，重新將BVCEO調(diào)整至預期值，避免產(chǎn)品報廢。
[0019]實驗證明隨著退火時間持續(xù)增加，晶體管會出現(xiàn)CE穿通低電壓擊穿的極端現(xiàn)象。發(fā)明人通過溫度及退火時間的DOE實驗設計，發(fā)現(xiàn)退火溫度在425~435°C、尤其在430°C時，BVCEO隨退火時間變化的速率適中，既能滿足控制精度的需要，也能滿足生產(chǎn)效率的需要，該條件下一般有ABVCE0=10V/30分鐘的規(guī)律?？梢岳斫獾?，在其它實施例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)實際的生產(chǎn)條件和需求，對退火溫度進行適當?shù)恼{(diào)整。
[0020]在一個實施例中，在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預期值的雙極結(jié)型晶體管進行退火的步驟包括三個階段，即預熱及雙極結(jié)型晶體管移入階段、集電極反向擊穿電壓調(diào)整階段、雙極結(jié)型晶體管移出階段。其中，預熱及雙極結(jié)型晶體管移入階段包括對退火設備進行預熱，并通過電機帶動晶舟，將雙極結(jié)型晶體管慢慢移入退火設備。同理，雙極結(jié)型晶體管移出階段通過電機帶動晶舟，將雙極結(jié)型晶體管慢慢移出退火設備。預熱及雙極結(jié)型晶體管移入階段和雙極結(jié)型晶體管移出階段需要通入保護氣體，集電極反向擊穿電壓調(diào)整階段需要通入保護氣體和氫氣。優(yōu)選的，保護氣體為氮氣。
[0021]在其中一個實施例中，集電極反向擊穿電壓調(diào)整階段通入的保護氣體的流量為9SLPM (標準公升每分鐘)±1%，通入的氫氣的流量為0.9SLPM±1%。
[0022]以下通過表格給出一個在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預期值的雙極結(jié)型晶體管進行退火的步驟的具體實施例:
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法，其特征在于，包括在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預期值的雙極結(jié)型晶體管進行退火，以降低集電極反向擊穿電壓的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法，其特征在于，包括檢測雙極結(jié)型晶體管的集電極反向擊穿電壓是否大于預期值的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法，其特征在于，所述在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預期值的雙極結(jié)型晶體管進行退火的步驟之前，包括使雙極結(jié)型晶體管的鋁和硅形成合金的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法，其特征在于，所述在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預期值的雙極結(jié)型晶體管進行退火的步驟之后，包括在所述合金表面淀積氮化硅的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法，其特征在于，所述在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預期值的雙極結(jié)型晶體管進行退火的步驟的退火溫度為425?435°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法，其特征在于，所述退火溫度為430°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法，其特征在于，所述在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預期值的雙極結(jié)型晶體管進行退火的步驟，包括預熱及雙極結(jié)型晶體管移入階段、集電極反向擊穿電壓調(diào)整階段、雙極結(jié)型晶體管移出階段，所述預熱及雙極結(jié)型晶體管移入階段和雙極結(jié)型晶體管移出階段需要通入保護氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法，其特征在于，所述集電極反向擊穿電壓調(diào)整階段需要通入氫氣及所述保護氣體，流量分別為:氫氣0.9標準公升每分鐘土 10Zo,保護氣體9標準公升每分鐘土 1%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法，其特征在于，所述集電極反向擊穿電壓調(diào)整階段的持續(xù)時間根據(jù)需要降低的集電極反向擊穿電壓值確定，每10伏特30分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任意一項所述的調(diào)整雙極結(jié)型晶體管集電極反向擊穿電壓的方法，其特征在于，所述保護氣體為氮氣。
【文檔編號】H01L21/324GK103681313SQ201310654659
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】于祝鵬 申請人:深圳深愛半導體股份有限公司