[发明专利]高可靠性高压功率半导体模块芯片的制造工艺

摘要

本发明涉及一种高可靠性高压功率半导体模块芯片的制造工艺，整个制造工艺流程包括：磷扩散、硼扩散、蒸镀钛镍银合金、线切割、磨角、真空烧结、酸腐蚀、双层胶体联合保护、室温硫化、高温固化、检测包装。其中双层胶体联合保护如图所示，是先将聚酰亚胺(PI)胶(图中41)均匀涂敷于芯片台面，形成致密保护层，再使用自主研发的自动涂胶工装夹具，批量涂敷深蓝色硅橡胶(图中42)。本发明结合了GPP方片和OJ圆片两种工艺的优点，对现有功率半导体模块芯片的制造工艺进行改进，有效阻止电子迁移，减小芯片高常温漏电流，致密结构极有利于后续的模块封装和储存，有效提高产品的可靠性和良品率。

主权项

高可靠性高压功率半导体模块芯片的制造工艺，包括下述步骤：步骤1、将硅单晶片清洗后，进行磷扩散、硼扩散，之后在硅芯片两面蒸镀钛镍银合金层；步骤2、将已经完成扩散工艺的硅晶圆进行线切割，按照需求切割成直径在Φ9 mm~Φ30 mm之间的圆形晶圆；步骤3、采用锥形加球形研磨工艺，得到芯片的台面造型；步骤4、依次将上可伐片、晶圆、下钼片之间放入焊锡片，装入石墨烧结模具，在氮气保护下真空烧结，得到晶圆片与金属电极的多层结构；步骤5、将芯片放在氢氟酸和硝酸的混合溶液中进行酸洗，去离子水清洗后得到完整和洁净的芯片PN结台面；步骤6、在芯片台面表面涂敷特定粘度的聚酰亚胺胶，按照设定的温度曲线阶梯升温、固化烘烤，形成致密的台面保护层；步骤7、采用自动涂胶工装夹具，将芯片进行准确定位，用三维涂胶机批量涂敷深蓝色硅橡胶，依次室温硫化、阶梯升温固化和高温老化，对芯片进行二次保护；步骤8、对芯片的反向耐压、反向重复峰值电流和正向峰值电压3个电性能参数进行检测，对芯片进行高温反偏HTRB、‑40~150oC高低温循环、浪涌电流、全动态测试等可靠性的抽样检测，最后装入定制的托盘和包装盒，真空包装出厂。