半导体器件的制造方法及半导体器件与流程

本申请涉及半导体制造，特别是涉及一种半导体器件的制造方法及半导体器件。

背景技术：

1、功率半导体器件是一种在高电压和高电流工况下运作的半导体器件，其主要功能是实现电能的转换、传输与控制。功率半导体器件在工业、交通、能源等领域发挥着至关重要的作用。表面钝化工艺是功率半导体器件制造工艺中的重要一环，是影响器件耐压和关断的重要工艺。

2、目前，常用旋涂或者喷涂工艺制备半导体器件的钝化层。然而，上述方法中所使用的有机高分子溶质易在溶剂中分布不均匀，从而影响旋涂或者喷涂而成的钝化层的厚度均匀性和组分均匀性，使得钝化层的抗卷、抗拉等机械性能无法达到工艺要求。同时，旋涂和喷涂工艺所需设备的造价高，工艺控制参数苛刻，导致钝化层制备工艺成本较高。此外，对于表面具有较大高低差的台面结构的半导体器件，上述方法所制备的钝化层并不能很好的贴附在台面结构的拐角、深沟和侧壁部分，容易出现脱附或者断开现象，严重时甚至会对半导体器件的可靠性和稳定性造成威胁。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种半导体器件的制造方法及半导体器件，以提升钝化层的厚度均匀性和组分均匀性。

2、第一方面，本申请提供了一种半导体器件的制造方法，包括：

3、提供半导体衬底和pi干膜；

4、采用贴合工艺将所述pi干膜中的pi胶膜贴附于所述半导体衬底的表面；

5、对所述pi干膜进行图形化处理；

6、对完成贴合工艺以及图形化处理后所得结构进行固化处理，以在所述半导体衬底上形成所述钝化层。

7、在其中一个实施例中，所述半导体衬底具有常规结构，所述采用贴合工艺将所述pi干膜中的pi胶膜贴附于所述半导体衬底的表面后，对所述pi干膜进行图形化处理。

8、在其中一个实施例中，所述pi胶膜为光敏性pi胶膜，所述采用贴合工艺将所述pi干膜中的pi胶膜贴附于所述半导体衬底的表面后，所述对所述pi干膜进行图形化处理前，所述方法还包括：

9、对贴合后的所述pi胶膜进行低温烘烤，所述低温烘烤的温度范围为50℃~150℃，时间范围为1min~5min。

10、在其中一个实施例中，所述对所述pi干膜进行图形化处理，包括：

11、提供第一掩膜版，通过曝光和显影将所述第一掩膜版上的图形转移至所述pi胶膜。

12、在其中一个实施例中，所述pi胶膜为非光敏性pi胶膜，所述对所述pi干膜进行图形化处理，包括：

13、在所述pi胶膜上涂覆一光刻胶层，通过烘烤固化所述光刻胶层；

14、提供第二掩膜版，通过曝光和显影将所述第二掩膜版上的图形转移至所述光刻胶层；

15、以所述光刻胶层为掩膜刻蚀所述pi胶膜，将所述光刻胶层上的图形转移至所述pi胶膜。

16、在其中一个实施例中，所述对所述pi干膜进行图形化处理后，所述方法还包括：

17、进行去胶工艺，去除所述光刻胶层。

18、在其中一个实施例中，所述半导体衬底具有预设结构，所述采用贴合工艺将所述pi干膜中的pi胶膜贴附于所述半导体衬底的表面前，对所述pi干膜进行图形化处理。

19、在其中一个实施例中，所述对所述pi干膜进行图形化处理，包括：

20、获取预设图形，所述预设图形与所述预设结构相匹配；

21、将所述预设图形转移至所述pi干膜上。

22、在其中一个实施例中，采用机械切割或激光切割的方法将所述预设图形转移至所述pi干膜上。

23、在其中一个实施例中，所述采用贴合工艺将所述pi干膜中pi胶膜贴附于所述半导体衬底的表面，包括：

24、将所述预设结构与所述预设图形对准；

25、将所述pi胶膜贴附在所述半导体衬底上，使所述pi胶膜上的所述预设图形贴附于相匹配的所述预设结构上。

26、在其中一个实施例中，所述采用贴合工艺将所述pi干膜中的pi胶膜贴附于所述半导体衬底的表面前，所述方法还包括：

27、对所述半导体衬底进行预处理，所述预处理至少包括清洗所述半导体衬底以及在所述半导体衬底上涂覆增粘剂。

28、在其中一个实施例中，所述pi干膜包括所述pi胶膜以及覆盖所述pi胶膜两侧表面的保护膜；其中，所述采用贴合工艺将所述pi干膜中的pi胶膜贴附于所述半导体衬底的表面，包括：

29、去除所述pi胶膜一侧表面的所述保护膜，使所述pi胶膜一侧的表面裸露；

30、加热所述半导体衬底和所述pi胶膜；

31、将所述pi胶膜的裸露的表面贴附于所述半导体衬底的表面；

32、去除所述pi胶膜另一侧表面的所述保护膜。

33、在其中一个实施例中，所述pi胶膜的保护膜包括聚乙烯膜和聚酯膜，所述聚乙烯膜和所述聚酯膜分别覆盖所述pi胶膜两侧的表面。

34、在其中一个实施例中，将所述pi胶膜贴附在所述半导体衬底的表面的方法包括静电吸附、真空覆膜或滚轴覆膜。

35、在其中一个实施例中，所述pi胶膜的厚度范围为5μm~40μm。

36、在其中一个实施例中，所述对贴合工艺后所得结构进行固化处理，包括：

37、对贴合工艺后所得结构进行热固处理，所述热固处理的温度范围为120℃~410℃。

38、在其中一个实施例中，所述钝化层的厚度不均匀性小于或等于0.8%。

39、在其中一个实施例中，所述钝化层的相对密度的范围为1.39 g/cm3~1.6g/cm3。

40、在其中一个实施例中，所述钝化层的断裂拉伸率为120%~350%。

41、在其中一个实施例中，所述钝化层的拉伸强度为20mpa~180mpa。

42、第二方面，本申请提供了一种半导体器件，采用所述半导体器件的制造方法制成。

43、本申请提供的半导体器件的制造方法及半导体器件，通过贴合工艺将pi干膜中的pi胶膜贴附于半导体衬底的表面，使后续形成的钝化层具有优良的热稳定性、介电性能和机械性能，减少甚至避免了钝化层可能产生的脱附、胶裂及花胶的问题；通过对pi干膜进行图形化处理，提高了图形化的成像精度；通过对完成贴合工艺以及图形化处理后所得结构进行固化处理，以在半导体衬底上形成钝化层，进一步提升了钝化层的机械性能。因此，通过上述方法可以简化制造钝化层的工艺流程，提高了钝化层的厚度均匀性和组分均匀性，提升了半导体器件的稳定性和可靠性，从而提升工艺良率及半导体器件的良率。

技术特征：

1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述半导体衬底具有常规结构，所述采用贴合工艺将所述pi干膜中的pi胶膜贴附于所述半导体衬底的表面后，对所述pi干膜进行图形化处理。

3.根据权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述pi胶膜为光敏性pi胶膜，所述采用贴合工艺将所述pi干膜中的pi胶膜贴附于所述半导体衬底的表面后，所述对所述pi干膜进行图形化处理前，所述方法还包括：

4.根据权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述对所述pi干膜进行图形化处理，包括：

5.根据权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述pi胶膜为非光敏性pi胶膜，所述对所述pi干膜进行图形化处理，包括：

6.根据权利要求5所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述对所述pi干膜进行图形化处理后，所述方法还包括：

7.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述半导体衬底具有预设结构，所述采用贴合工艺将所述pi干膜中的pi胶膜贴附于所述半导体衬底的表面前，对所述pi干膜进行图形化处理。

8.根据权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述对所述pi干膜进行图形化处理，包括：

9.根据权利要求8所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，采用机械切割或激光切割的方法将所述预设图形转移至所述pi干膜上。

10.根据权利要求8所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述采用贴合工艺将所述pi干膜中pi胶膜贴附于所述半导体衬底的表面，包括：

11.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述采用贴合工艺将所述pi干膜中的pi胶膜贴附于所述半导体衬底的表面前，所述方法还包括：

12.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述pi干膜包括所述pi胶膜以及覆盖所述pi胶膜两侧表面的保护膜；其中，所述采用贴合工艺将所述pi干膜中的pi胶膜贴附于所述半导体衬底的表面，包括：

13.根据权利要求12所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述pi胶膜的保护膜包括聚乙烯膜和聚酯膜，所述聚乙烯膜和所述聚酯膜分别覆盖所述pi胶膜两侧的表面。

14.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，将所述pi胶膜贴附在所述半导体衬底的表面的方法包括静电吸附、真空覆膜或滚轴覆膜。

15.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述pi胶膜的厚度范围为5μm~40μm。

16.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述对贴合工艺后所得结构进行固化处理，包括：

17.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述钝化层的厚度不均匀性小于或等于0.8%。

18.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述钝化层的相对密度的范围为1.39 g/cm3~1.6g/cm3。

19.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述钝化层的断裂拉伸率为120%~350%。

20.根据权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述钝化层的拉伸强度为20mpa~180mpa。

21.一种半导体器件，其特征在于，采用如权利要求1~20中任一项所述的半导体器件的制造方法制成。

技术总结本申请涉及一种半导体器件的制造方法及半导体器件，其中，所述方法包括：提供半导体衬底和PI干膜；采用贴合工艺将PI干膜中的PI胶膜贴附于半导体衬底的表面；对PI干膜进行图形化处理；对完成贴合工艺以及图形化处理后所得结构进行固化处理，以在半导体衬底上形成钝化层。本申请采用的半导体器件的制造方法简化了钝化层的制备工艺流程，形成了具有优良的热稳定性、介电性能和机械性能的钝化层，减少或避免了钝化层制备过程中可能产生的脱附、胶裂及花胶问题，提升了钝化层的厚度均匀性和组分均匀性，从而提升了相关半导体器件的稳定性和可靠性。此外，本申请通过对PI干膜进行图形化处理，提高了图形化的成像精度。技术研发人员：李玲,魏晓光,姬世宇,吴沛飞,刘瑞,焦倩倩,王凝一,张语受保护的技术使用者：北京怀柔实验室技术研发日：技术公布日：2024/8/20