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(yù)期值的雙極結(jié)型晶體管進(jìn)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(jìn)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(dǎo)體生產(chǎn)及測試設(shè)備,對于已經(jīng)出現(xiàn)的BVCEO與預(yù)期的偏差,能夠重新進(jìn)行調(diào)整,避免產(chǎn)品報(bào)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(shí)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(yù)期值的雙極結(jié)型晶體管進(jìn)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(shí)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(yù)期值的步驟。
[0006]在其中一個實(shí)施例中,所述在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預(yù)期值的雙極結(jié)型晶體管進(jìn)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(shí)施例中,所述在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預(yù)期值的雙極結(jié)型晶體管進(jìn)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(shí)施例中,所述在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預(yù)期值的雙極結(jié)型晶體管進(jìn)行退火的步驟的退火溫度為425?435°C。
[0009]在其中一個實(shí)施例中,所述退火溫度為430°C。
[0010]在其中一個實(shí)施例中,所述在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預(yù)期值的雙極結(jié)型晶體管進(jìn)行退火的步驟,包括預(yù)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(yù)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(hù)氣體。
[0011]在其中一個實(shí)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(hù)氣體,流量分別為:氫氣0.9標(biāo)準(zhǔn)公升每分鐘±1%,保護(hù)氣體9標(biāo)準(zhǔn)公升每分鐘±1%。
[0012]在其中一個實(shí)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(shí)施例中,所述保護(hù)氣體為氮?dú)狻?br>
[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(jìn)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(dǎo)體生產(chǎn)及測試設(shè)備,對于已經(jīng)出現(xiàn)的BVCEO與預(yù)期的偏差,能夠重新進(jìn)行調(diào)整,避免產(chǎn)品報(bào)廢。【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為一實(shí)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。【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0017]傳統(tǒng)的控制BJT的BVCEO的方案的缺點(diǎn)是:1.對晶體管擴(kuò)散工藝穩(wěn)定性要求高,需要高精度擴(kuò)散爐設(shè)備提供工藝保障,勢必增加擴(kuò)散爐設(shè)備成本的投入;2.對擴(kuò)散結(jié)深測試設(shè)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(shè)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(shè)備成本的投入;4.若出現(xiàn)BVCEO比預(yù)期值高的芯片,后續(xù)生產(chǎn)過程無法返工,只能報(bào)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(chǔ)上,根據(jù)BJT的界面處電荷在高溫氫氣氣氛中退火會進(jìn)行重新分布的原理,對于已經(jīng)出現(xiàn)BVCEO大于預(yù)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(jìn)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(yù)期值,避免產(chǎn)品報(bào)廢。
[0019]實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),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??梢岳斫獾模谄渌鼘?shí)施例中,本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)條件和需求,對退火溫度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
[0020]在一個實(shí)施例中,在氫氣氣氛中對集電極反向擊穿電壓大于預(yù)期值的雙極結(jié)型晶體管進(jìn)行退火的步驟包括三個階段,即預(yù)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(yù)熱及雙極結(jié)型晶體管移入階段包括對退火設(shè)備進(jìn)行預(yù)熱,并通過電機(jī)帶動晶舟,將雙極結(jié)型晶體管慢慢移入退火設(shè)備。同理,雙極結(jié)型晶體管移出階段通過電機(jī)帶動晶舟,將雙極結(jié)型晶體管慢慢移出退火設(shè)備。預(yù)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(hù)氣體,集電極反向擊穿電壓調(diào)整階段需要通入保護(hù)氣體和氫氣。優(yōu)選的,保護(hù)氣體為氮?dú)狻?br>
[0021]在其中一個實(shí)施例中,集電極反向擊穿電壓調(diào)整階段通入的保護(hù)氣體的流量為9SLPM (標(biāo)準(zhǔn)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(yù)期值的雙極結(jié)型晶體管進(jìn)行退火的步驟的具體實(shí)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(yù)期值的雙極結(jié)型晶體管進(jìn)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(yù)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(yù)期值的雙極結(jié)型晶體管進(jìn)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(yù)期值的雙極結(jié)型晶體管進(jìn)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(xiàng)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(yù)期值的雙極結(jié)型晶體管進(jìn)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(yù)期值的雙極結(jié)型晶體管進(jìn)行退火的步驟,包括預(yù)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(yù)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(hù)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(hù)氣體,流量分別為:氫氣0.9標(biāo)準(zhǔn)公升每分鐘土 10Zo,保護(hù)氣體9標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)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(hù)氣體為氮?dú)狻?br>
【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(dǎo)體股份有限公司