專利名稱：碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件玻璃鈍化技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬半導(dǎo)體器件表面鈍化技術(shù)領(lǐng)域，主要應(yīng)用于碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件作表面鈍化保護(hù)
背景技術(shù)：
新型的第三代半導(dǎo)體材料碳化硅、氮化鎵所制的半導(dǎo)體器件與第二代半導(dǎo)體材料 砷化鎵所制的半導(dǎo)體器件相比有更加突出的優(yōu)勢，如禁帶寬度大，更能適合高溫下工作； 擊穿電壓高，更能適合制造高壓高功率器件；熱導(dǎo)率高，更能大幅度提升電路的集成度；高 飽和電子漂移速度和低的介電常數(shù)，決定了器件有更加優(yōu)異的高頻高速性能；此外還有少 子壽命短，化學(xué)穩(wěn)定性好，有更強(qiáng)的抗輻射能力等優(yōu)點(diǎn)。由于具備以上前所未有的性能，它目前已成為各發(fā)達(dá)國家競相研究的熱點(diǎn)；它主 要用于微波功率器件、電力電子器件、光電子器件等前沿領(lǐng)域項(xiàng)目。在下一輪的競爭中，這 些器件產(chǎn)品將在航天航空、軍用雷達(dá)、電子對抗、通信、綠色能源、超高亮度照明等領(lǐng)域發(fā)揮 極其重要的關(guān)鍵作用。目前，這類器件的許多工藝制造技術(shù)尚處探索研究中。當(dāng)前，國內(nèi)外研制碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件多采用傳統(tǒng)的Si02、Si3N4, Al2O3或 SiO2-Si3N4雙重介質(zhì)膜作為該類器件的表面鈍化保護(hù)膜。但對于這類耐高壓、高功率的碳化 硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件而言，以上傳統(tǒng)的介質(zhì)膜作為上述器件的表面鈍化保護(hù)膜卻不是最 理想的。對于耐高壓、高功率、高溫工作器件而言，最合適的器件表面鈍化保護(hù)膜莫過于使 用玻璃鈍化膜作器件的表面鈍化保護(hù)；玻璃鈍化膜的優(yōu)勢在于在其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中由于填隙 式固定離子的充實(shí)，其微觀結(jié)構(gòu)更加致密從而提高表面抗沾污、抗輻射和抗可動離子遷徒 的性能；由于通過熱處理可調(diào)節(jié)膜內(nèi)電荷可使半導(dǎo)體表面呈現(xiàn)出深耗盡狀態(tài)從而提高表面 耐壓；由于可制成厚膜故具有較強(qiáng)的抗?jié)穹莱奔翱箼C(jī)械損傷性能。玻璃鈍化膜以上的優(yōu)勢 是目前其它介質(zhì)鈍化膜所難以比擬的。玻璃鈍化膜適用于碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件表面鈍化主要基于從微觀結(jié)構(gòu)角 度看，碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體材料分別具有閃鋅礦和纖鋅礦結(jié)構(gòu)，這與目前的鈍化玻璃，如 鋅系鈍化玻璃的主成份氧化鋅及添加劑氧化物氧化鎂、氧化鋁的晶體結(jié)構(gòu)、晶格常數(shù)相 似；從莫氏硬度及熱膨脹系數(shù)看兩者也極為匹配。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服目前碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件現(xiàn)有的表面鈍化配套技術(shù) 中的不足之處而提供更加適宜以上高壓、功率、高溫工作器件的玻璃鈍化技術(shù)。本發(fā)明的目的可以通過以下的措施來達(dá)到碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件的表面玻璃鈍化技術(shù)，其特征在于1.使用鋅系或鉛系鈍化玻璃。
2.使用包括刮涂、電泳、濺射、離心、化學(xué)氣相沉積等在內(nèi)的多種沉積/涂復(fù)方法 實(shí)現(xiàn)鈍化玻璃復(fù)蓋。3.通過熱處理可精確控制鈍化玻璃膜與碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件材料的熱匹 配，并同時獲得優(yōu)異的器件高溫反向特性。4.在上述器件上還可實(shí)現(xiàn)鈍化玻璃與SiO2或513隊(duì)雙重介質(zhì)膜的鈍化形式以滿足 不同設(shè)計要求。5.可兼容制作晶體管的柵介質(zhì)層和半導(dǎo)體電容介質(zhì)材料，在集成電路場合使所制 元件面積縮小、性能提高。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明開拓了碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件表面鈍化新途徑，可較好地解決碳化硅、 氮化鎵半導(dǎo)體器件表面鈍化技術(shù)問題；本方法具有操作方便、效率高等優(yōu)點(diǎn)；用此技術(shù)所 完成的碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件反向性能穩(wěn)定、可靠性好。利用本發(fā)明還可兼容制作晶體 管的柵介質(zhì)層和半導(dǎo)體電容介質(zhì)材料，在集成電路場合使所制元件面積縮小、性能提高。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例本發(fā)明實(shí)施例使用了 4H_SiC、AIGaN/GaN半導(dǎo)體材料的肖特基二極管結(jié)構(gòu)形式， 在待鈍化的器件表面選擇電泳沉積涂復(fù)鋅玻璃的技術(shù)方法，在690°C溫度下熱成型，最后通 過刻蝕玻璃開出上電極接觸窗孔，再分別使用Mo、Ni金屬化系統(tǒng)制作肖特基勢壘接觸。以 上實(shí)施例已取得較好的器件反向特性。
權(quán)利要求
一種碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件表面鈍化保護(hù)技術(shù)新途徑，其特征在于使用玻璃鈍化技術(shù)解決上述高壓、高功率、高溫工作器件的表面鈍化保護(hù)問題。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件表面玻璃鈍化保護(hù)技術(shù)方法，其特征 在于可以使用鋅系鈍化玻璃也可以使用鉛系鈍化玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件表面玻璃鈍化保護(hù)技術(shù)方法，其特征 在于可以使用包括刮涂、電泳、濺射、離心、化學(xué)氣相沉積等在內(nèi)的多種沉積/涂復(fù)方法 實(shí)現(xiàn)鈍化玻璃膜復(fù)蓋。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件表面玻璃鈍化保護(hù)技術(shù)方法，其特征 在于通過熱處理技術(shù)精確控制鈍化玻璃與碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件材料的熱匹配并同 時獲得優(yōu)異的器件高溫反向特性。
5.根據(jù)權(quán)利1所述的碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件表面玻璃鈍化保護(hù)技術(shù)方法，其特征 在于可實(shí)施鈍化玻璃與SiO2或Si3N4雙重介質(zhì)膜的鈍化形式以滿足不同器件設(shè)計要求。
6.利用本發(fā)明還可兼容制作晶體管的柵介質(zhì)層和半導(dǎo)體電容介質(zhì)材料，在集成電路場 合使所制元件面積縮小、性能提高。
全文摘要
本發(fā)明提供碳化硅、氮化鎵新型半導(dǎo)體器件表面鈍化保護(hù)技術(shù)新途徑，即使用玻璃鈍化技術(shù)較好地解決上述高壓、高功率、高溫工作器件的表面鈍化保護(hù)問題。本發(fā)明所提供的碳化硅、氮化鎵新型半導(dǎo)體器件玻璃鈍化技術(shù)可以使用鋅系鈍化玻璃也可以使用鉛系鈍化玻璃；可以使用包括刮涂、電泳、濺射、離心、化學(xué)氣相沉積等在內(nèi)的多種沉積/涂覆方法實(shí)現(xiàn)鈍化玻璃覆蓋；通過熱處理技術(shù)可以精確控制鈍化玻璃膜與碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體器件材料的熱匹配并同時獲得優(yōu)異的器件高溫反向特性；在上述器件上還可實(shí)現(xiàn)鈍化玻璃與SiO2或Si3N4雙重介質(zhì)膜的鈍化形式以滿足不同器件設(shè)計要求。利用本發(fā)明還可兼容制作晶體管的柵介質(zhì)層和半導(dǎo)體電容介質(zhì)材料，在集成電路場合使所制元件面積縮小、性能提高。
文檔編號H01L21/316GK101826471SQ20091011840
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者林楠 申請人:林楠