深PN结芯片的深沟槽腐蚀研究

摘要

目前用途广泛的中大功率交直流转换器件,均采用的是半导体硅整流器件,而在此类的整流器件中,从单向的0.5A到三相的200A整流,内部的整流芯片采用的均是玻璃钝化保护的深结扩散的深PN结芯片。
　　本论文针对我司1200V左右的玻璃钝化保护芯片需求，对玻璃钝化保护芯片制作工艺中的腐蚀工序，针对腐蚀机理进行了分析研究，分析出沟槽腐蚀后的造型会影响到芯片的反向电压，同时会影响到玻璃披覆厚度等主要原因。而腐蚀后的沟槽造型除与光刻胶附着、光刻版设计不同有关外，还与不同组分和配方的腐蚀液、以及腐蚀液的温度、流速、振荡等参数具有密切关系。
　　针对本公司采用 P+面腐蚀开沟的玻璃钝化保护制作工艺，研制出“鸟嘴”状的具有正角/负角缓变结构的深沟槽造型，用以缓解表面电场。但是这种兼容结构形成了过腐蚀的沟槽造型，称为“鸟嘴”。通常该位置，因其较为尖锐，玻璃钝化时玻璃厚度较薄，不容易达到较好的保护，容易放电且芯片强度降低易受应力破坏。通过对该位置形成的分析，研究不同腐蚀配方和温度对其造型的影响规律，探索出一种适合即具有正角/负角缓变结构，没有尖锐到影响芯片电性能和可靠性的造型，去除腐蚀配方和腐蚀工艺，彻底解决了 P+开沟，达到满足较高电压，较低破片率的，具有正角/负角缓变结构的深 PN结芯片的深沟槽腐蚀。既保证了半导体封装质量，又降低了生产成本，从而提高了乐山无线电公司的产品竞争力。

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第一章 绪论

1.1 课题研究意义

1.2 深PN结芯片扩散流程及结构

1.3 沟槽腐蚀工艺方法现状

1.4 沟槽腐蚀相关工艺流程及分析

1.5 本章小结

第二章 理论基础

2.1 深PN结芯片的扩散机理

2.2 深PN结高压芯片的沟槽造型机理

2.3 硅湿法腐蚀机理

2.4 光刻胶保护机理及在腐蚀过程中的应用

2.5 超声波清洗腐蚀机理

2.6 高温氧化机理

2.7 沟槽参数测试分析手段

2.8 本章小结

第三章 沟槽造型导致的失效机理分析

3.1 封装测试数据及可靠性现状

3.2 沟槽深度不同导致的各参数比较

3.3 鸟嘴不良造型导致的产品失效原因分析

3.4 本章小结

第四章 改进及验证实验

4.1 腐蚀工艺参数研究

4.2 光刻参数研究

4.3 腐蚀前氧化参数研究

4.4 本章小结

第五章 结论

5.1 取得的主要研究成果

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果