一種晶片鈍化工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鈍化處理技術領域，尤其涉及一種新型的汽車芯片PN結(jié)的鈍化工藝。
【背景技術】
[0002]隨著半導體市場競爭越演越烈，擁有一流的測試技術，保證產(chǎn)品質(zhì)量是每個半導體分立器件制造廠必備的利器，因此為了保證汽車芯片使用的可靠性，研究一種高可靠性的汽車芯片產(chǎn)品具有很重要的意義。
[0003]目前，汽車芯片產(chǎn)品普遍使用玻璃來鈍化芯片的PN結(jié)，由于玻璃與芯片之間存在熱膨脹系數(shù)的差異，且玻璃很脆；在汽車芯片使用的苛刻環(huán)境中，在極冷與極熱的環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換中容易導致玻璃開裂，致使產(chǎn)品品質(zhì)下降，降低了產(chǎn)品的可靠性和使用壽命。
[0004]國家知識產(chǎn)權局于2013.08.21公布的公布號為CN103262222A，名稱為“單晶硅晶片的熱氧化膜形成方法”，其技術方案為:至少將前述單晶硅晶片投入至熱處理爐內(nèi)，升溫至形成熱氧化膜的溫度T1，以便形成厚度dl的熱氧化膜，然后，在降溫至低于前述溫度T1的溫度后，升溫至高于前述溫度T1的溫度T2，以便追加形成厚度大于前述厚度dl的厚度d2的熱氧化膜。其可以抑制滑移位錯和裂紋等的發(fā)生，并且進行高效的熱氧化膜形成；然而，其可以達到相應的厚度，但是致密性能差，降低了產(chǎn)品的品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對以上問題，提供了一種方便加工，提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命的新型的晶片鈍化工藝。
[0006]本發(fā)明的技術方案是:以正面開口溝槽的晶片為原料；包括以下步驟:
S1，清洗、用干，對晶片進行RCA清洗，再通過用干機用干；
S2，一次氧化，將甩干后的晶片送至溫度為600°C的擴散爐內(nèi)，然后，升溫至1100±50°C，通入摻氯的干氧氣氛進行氧化，時間為0.5-1.5h，在晶片的正面、背面形成單層厚度為1000-2000埃的Si02氧化膜；
S3，二次氧化，將一次氧化后的晶片放置于擴散爐的濕氧氣氛中氧化，氧化溫度為1100±50°C，時間為3-8h，在晶片的正面、背面形成單層厚度為8000-16000埃的Si02氧化膜；
S4，三次氧化，將二次氧化后的晶片放置于擴散爐的干氧氣氛中氧化，氧化溫度為1100±50°C，時間為0.5-1.5h，在晶片的正面、背面形成單層厚度為1000-2000埃的5丨02氧化膜；
S5，降溫，將三次氧化后總膜厚度為10000-20000埃的晶片按1_2°C /min的速度從1100±50°(:降溫至 6001€ ；
S6，晶片生成氧化膜鈍化層，完畢。
[0007]步驟S2、S3和S4中的氧氣流量均為6升/分鐘。
[0008]還包括以下步驟: S7，二次黃光；依次為上光阻劑、軟烤、曝光、顯影和硬烤；
S8，使用BOE溶液去除焊接面及晶片背面的氧化膜，之后除去晶片表面光阻劑；
S9，金屬化；在晶片表面鍍上NI/AU層形成金屬電極，產(chǎn)品生產(chǎn)完畢。
[0009]本發(fā)明中將晶片進行三次氧化加工，一次氧化、二次氧化、三次氧化均在擴散爐中一次完成，依次分別經(jīng)過干氧區(qū)(A)、濕氧區(qū)(B)和干氧區(qū)(C)，按一個曲線完成，其三層總膜厚在10000-20000埃，氧化膜的成分是Si02，一次干氧中摻氯去除擴散爐中的金屬離子污染，提升生長的氧化膜的質(zhì)量；二次氧化使用濕氧化可增加氧化膜的生長速度，能快速增加氧化膜的厚度；三次干氧的作用是生長一層厚度致密的氧化膜，能起到很好的阻擋作用；三次氧化即可形成一個既厚，又有致密性能的氧化膜，提升了產(chǎn)品的質(zhì)量；然后，按照正常工序進行二次黃光、使用Β0Ε溶液去除氧化膜和金屬化操作，完成產(chǎn)品生產(chǎn)。本發(fā)明提高了產(chǎn)品的使用壽命和可靠性。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明中S1步驟后晶片的結(jié)構示意圖，
圖2是本發(fā)明中S2-S6步驟后晶片的結(jié)構示意圖，
圖3是本發(fā)明中S7-S8步驟后晶片的結(jié)構示意圖，
圖4是本發(fā)明中S9步驟后晶片的結(jié)構示意圖
圖5是本發(fā)明中晶片三次氧化的溫度、時間及環(huán)境氣體圖；
圖中1是晶片，2是氧化膜，3是金屬電極。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明如圖1-5所示，以正面開口溝槽的晶片1為原料；包括以下步驟:
S1，清洗、甩干，對晶片進行RCA清洗(RCA清洗是使用酸堿溶液將開槽后芯片的PN結(jié)清洗干凈，去除PN結(jié)表面的金屬離子、顆粒、油脂等有機物，降低后續(xù)芯片反向漏電流。使用HF—沖水SC-1—沖水一SC-2—沖水一甩干的方法進行清洗)，再通過甩干機甩干;
S2，一次氧化，將甩干后的晶片送至溫度為600°C的擴散爐內(nèi)，然后，升溫至1100±50°C，通入摻氯的干氧氣氛進行氧化，時間為0.5-1.5h，在晶片的正面、背面形成單層厚度為1000-2000埃的Si02氧化膜2 ;干氧氣氛中摻氯去除擴散爐中的金屬離子污染，提升生長的氧化膜的質(zhì)量；
S3，二次氧化，將一次氧化后的晶片放置于擴散爐的濕氧氣氛中氧化，氧化溫度為1100±50°C，時間為3-8h，在晶片的正面、背面形成單層厚度為8000-16000埃的Si02氧化膜；使用濕氧化(帶水汽的氧氣)可增加氧化膜的生長速度，能快速增加氧化膜的厚度；
S4，三次氧化，將二次氧化后的晶片放置于擴散爐的干氧氣氛中氧化，氧化溫度為1100±50°C，時間為0.5-1.5h，在晶片的正面、背面形成單層厚度為1000-2000埃的Si02氧化膜；再次干氧的作用是生長一層厚度致密的氧化膜，能起到很好的阻擋作用；
S5，降溫，將三次氧化后總膜厚度為10000-20000埃的晶片按1_2°C /min的速度從1100±50°(:降溫至 6001€ ；
S6，晶片生成氧化膜鈍化層，完畢。
[0012]實施例一，一次氧化1100°C，時間為0.5h，單層氧化膜厚度為1000埃；二次氧化1100°C，時間為3h，單層氧化膜厚度為8000埃；三次氧化1100°C，時間為0.5h，單層氧化膜厚度為1000埃；
實施例二，一次氧化1150 °C，時間為1.5h，單層氧化膜厚度為2000埃；二次氧化1150°C，時間為8h，單層氧化膜厚度為16000埃；三次氧化1150°C，時間為1.5h，單層氧化膜厚度為2000埃。
[0013]步驟S2、S3和S4中的氧氣流量均為6升/分鐘，保證氧氣均勻一致，提高產(chǎn)品的加工可靠性。
[0014]如圖3所示，還包括以下步驟:
S7，二次黃光；依次為上光阻劑、軟烤、曝光、顯影和硬烤；
a.上光阻:在晶片表面涂布一層光阻劑；b.軟烤:溶劑揮發(fā)，膠膜干燥，增加膠的附著力，由于膠膜的干燥曝光時不破壞膠膜；c.曝光:部分見光區(qū)域的光阻劑發(fā)生化學反應(聚合、交聯(lián)反應)而變得更牢固；d.顯影:沒有曝光的區(qū)域的光阻劑，由于沒有發(fā)生反應而被溶解除去；e.硬烤:除去顯影時溶入光阻劑中的溶劑，使光阻劑與晶片之間附著更牢；S8，使用Β0Ε溶液(S卩二氧化硅蝕刻液，氫氟酸與氟化銨一定比例的混合液)去除焊接面及晶片背面的氧化膜，之后除去晶片表面光阻劑；
如圖4所示，S9，金屬化；在晶片表面(即正面和背面)鍍上NI/AU層形成金屬電極3(即鍍鎳金)，產(chǎn)品生產(chǎn)完畢。
[0015]本發(fā)明中的晶片通過三次氧化形成致密性地氧化膜鈍化層，然后，按照正常工序進行生產(chǎn)加工；
干氧為生長一層致密氧化膜，其阻擋雜質(zhì)污染PN結(jié)的效果較好，但是生長速度慢； 濕氧形成較疏松的氧化膜，但是生長快，可很快形成一層很厚的氧化膜；
通過干氧-濕氧-干氧三層氧化即可形成一個既厚，又有致密性能的氧化膜，提升了產(chǎn)品的質(zhì)量。
【主權項】
1.一種晶片鈍化工藝，其特征在于，以正面開口溝槽的晶片為原料；包括以下步驟: SI,清洗、用!干，對晶片進行RCA清洗，再通過用干機用干； S2，一次氧化，將甩干后的晶片送至溫度為600°C的擴散爐內(nèi)，然后，升溫至1100±50°C，通入摻氯的干氧氣氛進行氧化，時間為0.5-1.5h，在晶片的正面、背面形成單層厚度為1000-2000埃的S12氧化膜； S3，二次氧化，將一次氧化后的晶片放置于擴散爐的濕氧氣氛中氧化，氧化溫度為1100±50°C，時間為3-8h，在晶片的正面、背面形成單層厚度為8000-16000埃的S12氧化膜； S4，三次氧化，將二次氧化后的晶片放置于擴散爐的干氧氣氛中氧化，氧化溫度為1100±50°C，時間為0.5-1.5h，在晶片的正面、背面形成單層厚度為1000-2000埃的5丨02氧化膜； S5，降溫，將三次氧化后總膜厚度為10000-20000埃的晶片按1_2°C /min的速度從1100 ±50 °C 降溫至 600 °C ； S6，晶片生成氧化膜鈍化層，完畢。2.根據(jù)權利要求1所述的一種晶片鈍化工藝，其特征在于，步驟S2、S3和S4中的氧氣流量均為6升/分鐘。3.根據(jù)權利要求1所述的一種晶片鈍化工藝，其特征在于，還包括以下步驟: S7，二次黃光；依次為上光阻劑、軟烤、曝光、顯影和硬烤； S8，使用BOE溶液去除焊接面及晶片背面的氧化膜，之后除去晶片表面光阻劑； S9，金屬化；在晶片表面鍍上NI/AU層形成金屬電極，產(chǎn)品生產(chǎn)完畢。
【專利摘要】一種晶片鈍化工藝。涉及一種新型的汽車芯片PN結(jié)的鈍化工藝。方便加工，提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。以正面開口溝槽的晶片為原料；包括以下步驟：S1，清洗、甩干；S2，一次氧化；S3，二次氧化；S4，三次氧化；S5，降溫；S6，晶片生成氧化膜鈍化層，完畢。本發(fā)明中將晶片進行三次氧化加工，一次干氧提升生長的氧化膜的質(zhì)量；二次氧化能快速增加氧化膜的厚度；三次干氧的作用是生長一層厚度致密的氧化膜，能起到很好的阻擋作用；三次氧化即可形成一個既厚，又有致密性能的氧化膜，提升了產(chǎn)品的質(zhì)量；然后，按照正常工序進行二次黃光、使用BOE溶液去除氧化膜和金屬化操作，完成產(chǎn)品生產(chǎn)。本發(fā)明提高了產(chǎn)品的使用壽命和可靠性。
【IPC分類】H01L21/316
【公開號】CN105355551
【申請?zhí)枴緾N201510772195
【發(fā)明人】游佩武, 裘立強, 王毅
【申請人】揚州杰利半導體有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月12日