D堆處的局部腐蝕問題可導(dǎo)致器件的故障。
[0029]出于圖示的目的，圖1和2示出了腐蝕的示例。應(yīng)注意的是在場(chǎng)電極的末端處可存在局部增強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)，其可加速電化學(xué)腐蝕過程。
[0030]圖1在視圖100中示出了功率半導(dǎo)體場(chǎng)電極結(jié)構(gòu)的鋁場(chǎng)電極101處的高壓H3TRB測(cè)試中的腐蝕的發(fā)展(在區(qū)域102中)。
[0031]圖2在視圖200中示出了由于鈍化的不良邊緣覆蓋(由深的陡峭接觸孔上的濺射鋁層引起)而引起的到多晶硅的接觸203處的腐蝕的開始。
[0032]當(dāng)前鈍化系統(tǒng)可能意圖也針對(duì)其它環(huán)境影響而使芯片鈍化。
[0033]根據(jù)各種實(shí)施例，可用例如諸如硅樹脂鈍化之類的無應(yīng)力且低吸濕性鈍化來替換或補(bǔ)充按照慣例所使用的鈍化(例如聚酰亞胺)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，硅樹脂鈍化可包括可旋涂硅樹脂(也稱為旋壓硅樹脂，換言之可借助于旋涂過程(旋壓過程)來沉積的硅樹月旨)或者可由其制成。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，硅樹脂鈍化可包括可層壓硅樹脂，換言之可用膜層壓來沉積的硅樹脂，或者可由其制成。例如，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，硅樹脂鈍化可包括或者可以是硅樹脂箔。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，硅樹脂鈍化可包括可印刷硅樹脂，換言之可通過印刷過程(例如模板印刷、絲網(wǎng)印刷、噴墨式印刷等)來沉積的硅樹脂，或者可由其制成。
[0034]可在不改變現(xiàn)有過程流的情況下(除IMID (金屬間隔離電介質(zhì))塊之外)用當(dāng)前高壓技術(shù)來實(shí)施新的鈍化(例如硅樹脂，例如旋壓硅樹脂)。
[0035]以硅樹脂作為用于酰亞胺的替換的對(duì)現(xiàn)有功率半導(dǎo)體技術(shù)的實(shí)驗(yàn)在嚴(yán)緊HV-H3TRB測(cè)試中示出顯著的改善。特別地，五個(gè)制造模塊(每個(gè)具有帶有硅樹脂的32個(gè)IGBT芯片)中的五個(gè)超過100h應(yīng)力極限。
[0036]所分析的模塊在HV-H3TRB測(cè)試中的1000 h應(yīng)力之后未示出鋁金屬化的腐蝕的跡象。與此相反，具有聚酰亞胺的模塊在同一測(cè)試中(參見例如圖1和圖2)可在100h之前在典型位置處示出腐蝕的跡象。
[0037]圖3在視圖300中示出了根據(jù)實(shí)施例的已用一層旋壓硅樹脂鈍化的功率模塊的IGBT芯片的區(qū)段。芯片完全沒有腐蝕。這甚至適用于可能由于構(gòu)造而易于腐蝕的典型位置。例如，視圖300示出模塊的場(chǎng)電極101沒有腐蝕。在視圖300中可注意到的殘余物301是非常好地粘附的旋壓硅樹脂鈍化的殘余物(在拍攝圖3中所示的圖像之前，旋壓硅樹脂鈍化被基本上從芯片去除)。
[0038]各種實(shí)施例提供了具有改善的濕氣穩(wěn)定性的鈍化材料或?qū)?，其可由于來自環(huán)境的濕氣的明顯較低的結(jié)合(換言之明顯更低的潮解)而引起。
[0039]各種實(shí)施例提供了可幾乎在機(jī)械上無應(yīng)力的鈍化材料或?qū)印８鶕?jù)各種實(shí)施例，鈍化材料可以是有機(jī)電介質(zhì)材料。根據(jù)各種實(shí)施例，鈍化材料可在飽和中具有小于或等于0.5wt%的水吸收。根據(jù)各種實(shí)施例，鈍化材料可以是硅樹脂材料，例如可旋涂硅樹脂材料(旋壓硅樹脂材料)，例如可旋涂且可光圖案化硅樹脂材料。
[0040]由于上述材料特性，可顯著地改善器件針對(duì)諸如腐蝕之類的外部影響的抵抗力。改善(即減少)的潮解可具有較少的H2O可用于腐蝕過程的效果。
[0041]減少的機(jī)械應(yīng)力可導(dǎo)致鈍化的改善的粘附(例如到底層層，諸如金屬層或氧化層或半導(dǎo)體層，例如硅層)，并且可防止鈍化的分層。因此，可防止例如在鈍化與金屬之間創(chuàng)建H2O或另外的濕汽膜。
[0042]除改善的腐蝕性質(zhì)之外，可防止更多鈍化層(如果存在的話)的退化。
[0043]根據(jù)某些實(shí)施例，還可能不僅僅用本文所述的新的鈍化材料來替換常規(guī)使用的鈍化材料(例如聚酰亞胺)，而且除標(biāo)準(zhǔn)鈍化之外還使用新的鈍化材料，例如在標(biāo)準(zhǔn)鈍化上面和/或下面。在諸如可光圖案化旋壓硅樹脂之類的可光圖案化鈍化材料的情況下，當(dāng)在反射材料(例如，諸如例如鋁之類的金屬)上面沉積可光圖案化鈍化材料(例如旋壓硅樹脂)時(shí)，根據(jù)某些實(shí)施例可提供防反射涂層以用于光圖案化。防反射涂層可包括例如氮化硅(SixNy，例如 Si3N4)、PVD-S1、氧化硅(例如 Si02)、Ta、T1、WT1、TiN、TaN、WTiN 等或其組合或者可由其制成，但其它材料也可以是可能的。防反射涂層可例如具有幾百納米的層厚度，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中例如約800 nm，但其它厚度也可以是可能的。
[0044]根據(jù)某些實(shí)施例，用于處理功率半導(dǎo)體器件的方法可包括例如在形成器件的正面金屬化和鈍化之后，沉積旋壓硅樹脂層(借助于旋壓沉積(旋涂))、隨后在約100°C至120°C下、例如在約110°c下將功率半導(dǎo)體器件加熱達(dá)約120 s(軟烘焙)，隨后用約600 mj至1200mj的劑量、例如約1000 mj至1200 mj的劑量進(jìn)行掩模曝光，隨后在約120°C至約145°C下、例如在約140°C下將功率半導(dǎo)體器件加熱達(dá)約120s (曝光后烘焙)，隨后進(jìn)行顯影、漂洗以及背面清潔(兩者都用例如乙酸丁酯或其它溶劑)，隨后在惰性氣氛(例如隊(duì)或H 2N2環(huán)境)下在超過或等于約200°C下、例如在約250°C下將功率半導(dǎo)體器件加熱達(dá)超過或等于約100分鐘，例如達(dá)約120分鐘(硬烘焙)，隨后對(duì)防反射膜進(jìn)行蝕刻。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可隨后執(zhí)行離子注入(背面注入)、背面金屬沉積、背面金屬回火和/或其它過程。
[0045]根據(jù)各種實(shí)施例，可將例如諸如可旋涂和可光圖案化旋壓硅樹脂之類的無應(yīng)力或基本上無應(yīng)力且低吸濕性芯片鈍化用于半導(dǎo)體系統(tǒng)，例如功率半導(dǎo)體器件。此鈍化(例如旋壓硅樹脂)的特征可在于來自環(huán)境的濕氣的低吸收/結(jié)合(潮解)，并且可以沒有或基本上沒有機(jī)械應(yīng)力。使用新的鈍化的效果可以是針對(duì)例如諸如腐蝕之類的環(huán)境影響的功率半導(dǎo)體器件的增加的穩(wěn)健性。因此，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的功率半導(dǎo)體器件或模塊可在例如諸如熱、高空氣濕度、空氣污染等苛刻環(huán)境條件下更可靠地操作。
[0046]圖4示出了根據(jù)各種實(shí)施例的功率半導(dǎo)體器件400。
[0047]功率半導(dǎo)體器件400可包括:半導(dǎo)體本體401 ；以及鈍化層402，設(shè)置在半導(dǎo)體本體401的至少一部分上，其中，鈍化層402包括在飽和中具有小于或等于0.5 ?七％的水吸收的有機(jī)電介質(zhì)材料。
[0048]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，術(shù)語“水吸收”可包括或者可指的是材料獲取(換言之，吸收)的水或濕氣的最大量。
[0049]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，有機(jī)電介質(zhì)材料可在飽和中具有小于或等于0.4 ?七％的水吸收，例如在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中小于或等于0.3 wt%，例如在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中約0.25 wt%0
[0050]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，有機(jī)電介質(zhì)材料可具有大于或等于3 MV/cm的擊穿電壓、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中例如大于或等于3.5 MV/cm、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中例如大于或等于 4 MV/cm、例如約 4 MV/cm。
[0051]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，有機(jī)電介質(zhì)材料可具有小于或等于100 MPa的抗拉強(qiáng)度、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中例如小于或等于50 MPa、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中例如小于或等于20MPa、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中例如小于或等于10 MPa、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中例如約5 MPa。
[0052]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，有機(jī)電介質(zhì)材料可具有小于或等于I GPa的楊氏模量(有時(shí)也稱為抗拉模量或彈性模量)、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中例如小于或等于500 MPa、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中例如小于或等于100 MPa、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中例如小于或等于50 MPa,在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中例如小于或等于20 MPa0
[0053]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，鈍化層402可具有小于或等于I mm的厚度、例如小于或等于500 μ m、例如小于或等于200 μ m、例如小于或等于100 μ m、例如小于或等于50 μπκ例如小于或等于20 μπκ例如小于或等于10 μπκ例如在從0.1 μπι至200 μm范圍內(nèi)、例如在從I μπι至50 μm范圍內(nèi)、例如在從5 μπι至50 μπι范圍內(nèi)、例如在從5 μπι至20μπι范圍內(nèi)、例如在從5 μπι至10 μm范圍內(nèi)、例如在從20 μπι至40 μπι范圍內(nèi)、例如約40 μπκ例如約20 μπκ例如約10 μπκ例如約5 μπι。
[0054]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，有機(jī)電介質(zhì)材料可包括或者可以是硅樹脂材料。
[0055]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，硅樹脂材料可包括或者可以是可光圖案化硅樹脂材料。
[0056]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，功率半導(dǎo)體器件400還可包括在半導(dǎo)體本體401與鈍化層402 (未示出)之間的防反射涂層。防反射涂層可例如包括上文所述材料中的一個(gè)或多個(gè)或者由其制成。
[0057]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，硅樹脂材料可包括或者可以是可熱固化硅樹脂材料。
[0058]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，硅樹脂材料可包括或者可以是可旋涂硅樹脂材料。
[0059]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，硅樹脂材料可包括或者可以是可用膜層壓來沉積的硅樹脂材料，例如硅樹脂箔或膜。
[0060]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，硅樹脂材料可