此项发明通常应用于半导体器件，尤其是用在基于聚合物的表面钝化器件，如聚酰亚胺钝化层，适用于高压应用。特别地，此项发明应用于高可靠性器件，尤其是在高偏反偏应力（HTRB）条件下。
背景技术：
众所周知，因器件参数对于沾污和PN结附近的表面可移动电荷的高敏感性，半导体器件的表面钝化技术是在高要求应用中，获得高可靠性的主要措施之一。在各种各样钝化设计和方法之中，已知的现有技术，广泛采用基于无机材料和有机材料的技术。如1965年10月19日公布的美国专利US3212921和1962年3月23日公布的美国专利US3241010公布的玻璃钝化技术；又如1968年11月8日公布的美国专利US3615913和1969年9月30日公布的美国专利US3684592公布的聚合物钝化技术。已经为半导体器件提供良好的化学、机械、电子钝化膜而为人们熟知。为了进一步改善两种方法中对钝化层中内建电荷的更好控制，如2003年2月12日公开的中国专利CN1101588C和1968年3月21日公开的美国专利US3584264以及1976年7月8日公开的美国专利US4096521，建议对钝化层中组分进行适当的控制。
1972年9月2日公开的美国专利US4009483, 2007年11月13日公开的美国专利US7294884, 1979年7月17日公开的美国专利US4161744， 1992年6月3日公开的欧盟专利EP0519268以及1997年1月29日公开的中国专利CN1163488A，提出通过和玻璃钝化层(或其他介质钝化层，如聚酰亚胺)互补的半绝缘层(多层)来屏蔽PN结附近的强电场，获得了更显著的改善。
一般来说，所述钝化层能对半导体器件提供良好的保护，但钝化层对可能的快速扩散的碱金属离子沾污敏感效应，尤其是对无机材料构成的钝化层。和/或对聚合物材料构成的钝化层的吸湿效应和极化效应。这些效应，单独的、或者累积起来，将导致重要的半导体器件特性，如击穿电压和反向电流，特别是在HTRB和/或H3TRB(高湿度-高温-高反压)条件下，器件不稳定。
因此，对于进一步提高钝化技术仍然是必要的，这将减缓甚至消除以上描述的半导体器件的老化和退化。
技术实现要素：
本发明基于上述技术问题提供一种半导体器件。
一种半导体器件，包括表面终止的PN结，所述PN结具有聚合物材料的钝化层；其特征在于：所述钝化层由聚合物材料和颗粒分布粒径为4-8德拜长度的纳米半导体材料颗粒，按照15%-40%的体积比混合，被灌注形成。
作为优选，所述钝化层由聚合物材料和颗粒分布粒径4-8德拜长度的纳米硅颗粒，按照15%-40%的体积比混合，被灌注形成。
作为优选，所述钝化层由聚合物材料和颗粒分布粒径4-8德拜长度的n型纳米硅颗粒，按照15%-40%的体积比混合，被灌注形成。
作为优选，所述n型纳米硅颗粒被掺杂磷。
作为优选，所述纳米半导体材料粒子表面掺杂铯，所述铯的表面浓度为1*1012-1*1013cm-2。
作为优选，所述钝化层的高达1um厚的次表层包含浓度为1*1016-1*1018cm-3的氟。
作为优选，所述钝化层包含其他材料的附加层。
作为优选，所述半导体设备具有台面结构。
作为优选，所述半导体设备具有平面结构。
掺有所述颗粒分布粒径和体积浓度的纳米半导体材料颗粒的聚合物钝化层，足以支持电子导电和抑制极化。因此，电力线被终止的半导体内，PN结附件的次表面层内，与电荷相关的增强、耗尽和反型效应被抑制，使得采用所述钝化技术的半导体器件在HTRB测试时的老化和退化效应减小。
附图说明
图1显示现有技术及本发明所形成的钝化层的表面电阻的极化曲线。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。
本发明的一个实施例是：颗粒分布粒径4-8德拜长度的n型纳米硅颗粒（磷掺杂，浓度1018cm-3）与光敏的聚酰亚胺(如Hitachi-DuPont HD-4100)混合，体积浓度为30%。随后在80˚C下球磨96小时，超声处理3小时，旋涂在晶圆上。采用熟知的光刻技术进行图形光刻，然后与已公开的聚合物钝化高压半导体器件的技术一样，进行聚合、金属化等工艺，制成具有台面结构或者平面结构的半导体器件。
在一个基于前述Hitachi-DuPont 的聚酰亚胺的，含纳米复合材料的10μm薄膜中，我们观察到，所述的玻璃钝化层的表面电阻(ASTM D-257测量)在 5*1010-1*1011范围。
同时观察到具有很弱极化特性的含纳米组分的聚酰亚胺钝化层，保证了对HTRB测试敏感的半导体器件电特性的稳定性，比如反向漏电流。即使所述器件的反向漏电流相比现有技术所做器件的高10倍。然而，在经历HTRB(150℃, 168 h, 1000V)测试时，尽管漏电流初始的测试前值有差异，但最终的测试后值的差异不超过10%。而采用现有技术所制作的器件，类似的HTRB测试，反向漏电流的测试前值和测试后值的差异甚至可以高达1000%。值得提及的是，在高达150℃温度范围内，按照本发明钝化方案的半导体器件的平均失效时间(MTTF),相较于采用现有钝化技术的半导体器件，提高了100%。
然而，对于相应的机理，我们没有一个明确的解释。极有可能是掺有所述颗粒分布粒径和所述体积浓度下的纳米磷掺杂(掺杂浓度1*1018cm-3)硅颗粒的聚合物钝化层，足以支持电子导电和抑制极化。因此，电力线被终止的半导体内，PN结附件的亚表面层内，与电荷相关的增强、耗尽和反型效应被抑制，使得采用所述钝化技术的半导体器件在HTRB测试时的老化和退化效应减小。
值得一提的是，采用一些工艺步骤，如在形成的所述聚酰亚胺钝化层，通过过等离子/离子注入方式或者在所述钝化层聚合的过程中引入氟离子。所述聚合物钝化层可以采用光刻旋涂的办法，或者打印技术如丝网印刷、喷墨打印等均可获得好的效果。因为本发明的基本方案简单包括：所述钝化层由聚合物材料和颗粒分布粒径为4-8德拜长度的纳米半导体材料颗粒，按照15%-40%的体积比混合，被灌注形成。