本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种半导体芯片保护层的制备方法和半导体芯片。
背景技术：
半导体芯片是指在半导体片材上通过半导体工艺制备的半导体器件。半导体芯片在使用中经常面临高温、高湿、高压等环境，这会极大地影响器件的稳定性和可靠性。例如，GaN场效应晶体管在使用过程中，水汽可以透过芯片表面的保护层进入有源区，一旦水分子进入栅条周围，会造成腐蚀，导致器件性能退化，甚至管芯直接烧毁。因此，为防止潮气入侵、离子沾污等因素的影响，半导体芯片表面通常会淀积一层一定厚度的SiN介质层。但是，由于SiN介质层脆性大，受机械冲击时易产生裂纹，且SiN介质层厚度大于1微米后容易产生较大应力，甚至开裂，从而影响器件的耐潮气性能。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例提供了一种半导体芯片保护层的制备方法和半导体芯片，以解决现有技术中半导体芯片表面的保护层容易产生裂纹影响器件的耐潮气性能的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种半导体芯片保护层的制备方法，包括：
在半导体芯片第一区域的上表面形成第一SiN层；其中，所述第一区域包括压点之外的区域，或所述第一区域包括所述压点之外的区域和所述压点的边缘区域；
在所述第一SiN层的上表面形成有机聚合物层；
在所述有机聚合物层的上表面和侧壁形成第二SiN层；其中，所述第一SiN层和所述第二SiN层完全包裹所述有机聚合物层。
可选的，所述在半导体芯片第一区域的上表面形成第一SiN层，包括：
在所述半导体芯片的上表面形成第一SiN层；
通过光刻工艺在所述第一SiN层与所述第一区域对应的部分的上表面涂覆第一光刻胶层；
通过刻蚀工艺刻蚀所述第一SiN层；
去除所述第一光刻胶层。
可选的，所述有机聚合物为非光敏材料；所述在所述第一SiN层的上表面形成有机聚合物层，包括：
在形成所述第一SiN层后的所述半导体芯片的上表面涂覆有机聚合物层；
通过光刻工艺在所述有机聚合物层与所述第一区域对应的部分的上表面涂覆第二光刻胶层；
通过刻蚀工艺刻蚀所述有机聚合物层；
去除所述第二光刻胶层。
可选的，所述有机聚合物为光敏材料；所述在所述第一SiN层的上表面形成有机聚合物层，包括：
在形成第一SiN层后的所述半导体芯片的上表面涂覆有机聚合物层；
依次通过曝光、显影、坚膜，去除与除所述第一区域以外区域对应的有机聚合物层。
可选的，所述在所述有机聚合物层的上表面形成第二SiN层，包括：
在形成机聚合物层后的所述半导体芯片的上表面形成第二SiN层；
通过光刻工艺在所述第二SiN层与所述第一区域对应的部分的上表面覆盖第三光刻胶层；
通过刻蚀工艺刻蚀所述第二SiN层；
去除所述第三光刻胶层。
可选的，所述第一SiN层的厚度为300纳米至800纳米；所述有机聚合物层的厚度为3微米至5微米；所述第二SiN层的厚度为300纳米至800纳米。
可选的，所述有机聚合物层的材质为聚酰亚胺、多氯化联二苯或聚对苯撑苯并二噁唑。
可选的，所述有机聚合物层的相对介电常数为2.7至3.0。
可选的，分别通过等离子体增强化学气相沉积法生长所述第一SiN层和所述第二SiN层。
本发明实施例的第二方面提供了一种半导体芯片，包括半导体芯片本体，所述半导体芯片本体第一区域的上表面设有第一SiN层，所述第一SiN层的上表面设有机聚合物层，所述机聚合物层的上表面和侧壁均设有第二SiN层；其中，所述第一SiN层和所述第二SiN层完全包裹所述有机聚合物层；所述第一区域包括压点之外的区域，或所述第一区域包括所述压点之外的区域和所述压点的边缘区域。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例通过在半导体芯片第一区域的上表面依次形成第一SiN层、有机聚合物层和第二SiN层，且第一SiN层和第二SiN层完全包裹有机聚合物层，第一SiN层/有机聚合物层/第二SiN层三层复合层结构能够增大保护层的厚度，有效防止潮气的入侵，并且，有机聚合物层具有表面平坦化的作用，能够防止芯片边缘的第一SiN层在外力作用时产生裂纹，从而能够显著提高半导体芯片的抗潮气性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的半导体芯片保护层的制备方法的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的半导体芯片保护层的制备方法的实现流程示意图；
图3是本发明实施例二提供的半导体芯片的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
本发明实施例所述的半导体芯片为在半导体片材上通过半导体工艺制备的半导体器件，包括但不限于GaN芯片、Si芯片和SiC芯片。制备的半导体器件包括但不限于场效应晶体管(Field Effect Transistor,FET)、高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor,HEMT)、二极管和三极管。
实施例一
请参考图1(1)，图1仅显示了部分半导体芯片的结构示意图。半导体芯片100包括衬底101、压点102和图形区域103。其中，压点102为半导体器件的加电区域，不需要保护层覆盖，图形区域103为半导体器件的制备区域。
请参考图2，半导体芯片保护层的制备方法，包括：
步骤S201，在半导体芯片第一区域的上表面形成第一SiN层；其中，所述第一区域包括压点之外的区域，或所述第一区域包括所述压点之外的区域和所述压点的边缘区域。
在本发明实施例中，请参考图1(2)，通过光刻工艺和刻蚀工艺在半导体芯片第一区域的上表面覆盖第一SiN层104，第一SiN层104的厚度为300纳米至800纳米。一种实现方式中，在压点102之外的区域覆盖保护层，露出压点，另一种实现方式中，在压点102之外的区域和压点102的边缘区域覆盖保护层，露出压点102的中部区域。
可选的，步骤S201的具体实现方法为：在所述半导体芯片的上表面形成第一SiN层；通过光刻工艺在所述第一SiN层与所述第一区域对应的部分的上表面涂覆第一光刻胶层；通过刻蚀工艺刻蚀所述第一SiN层；去除所述第一光刻胶层。
在本发明实施例中，首先清洗半导体芯片，得到洁净的半导体芯片表面，再通过等离子体增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)在半导体芯片的上表面生长第一SiN层，然后，通过涂胶、曝光、显影、坚膜工艺，在第一SiN层与第一区域对应的部分的上表面覆盖第一光刻胶层，露出待刻蚀区域，再通过反应离子刻蚀或感应耦合等离子体刻蚀刻蚀第一SiN层，被光刻胶层覆盖的第一SiN层由于有光刻胶保护不会被刻蚀掉，而未被光刻胶层覆盖的第一SiN层将被刻蚀掉，最后去除第一光刻胶层，在半导体芯片第一区域的上表面形成第一SiN层。
步骤S202，在所述第一SiN层的上表面形成有机聚合物层。
请参考图1(3)，在第一SiN层104的上表面形成有机聚合物层105。有机聚合物层105的材质为聚酰亚胺(polyimide,PI)、多氯化联二苯(polychlorinated biphenyl,PCB)或聚对苯撑苯并二噁唑(Poly-p-phenylene ben-zobisthiazole,PBO)。机聚合物层105的厚度为3微米至5微米。一方面有机聚合物层105能够增大整个保护层的厚度，另一方面，有机聚合物层105具有表面平坦化的作用，能够防止芯片边缘的第一SiN层104在外力作用时产生裂纹。
可选的，机聚合物层105的相对介电常数为2.7至3.0。有机聚合物层105具有较低的相对介电常数，能够减小半导体芯片寄生参数。
可选的，所述有机聚合物为非光敏材料。步骤S202的具体实现方式为：在形成所述第一SiN层后的所述半导体芯片的上表面涂覆有机聚合物层；通过光刻工艺在所述有机聚合物层与所述第一区域对应的部分的上表面覆盖第二光刻胶层；通过刻蚀工艺刻蚀所述有机聚合物层；去除所述第二光刻胶层。
在本发明实施例中，当有机聚合物为非光敏材料时，通过光刻和刻蚀工艺形成有机聚合物层。首先，通过喷涂法或旋涂法在形成所述第一SiN层后的所述半导体芯片的上表面涂覆有机聚合物层，然后，通过涂胶、曝光、显影、坚膜工艺，在有机聚合物层与第一区域对应的部分的上表面覆盖第二光刻胶层，露出待刻蚀区域，其中，将半导体芯片在300℃至350℃坚膜1h至2h，能够充分排除有机溶剂，促进交联。再通过反应离子刻蚀或感应耦合等离子体刻蚀刻蚀有机聚合物层，被光刻胶层覆盖的有机聚合物层由于有光刻胶保护不会被刻蚀掉，而未被光刻胶层覆盖的有机聚合物层将被刻蚀掉。最后去除第二光刻胶层，在第一SiN层的上表面形成有机聚合物层。
可选的，所述有机聚合物为光敏材料。步骤S202的具体实现方法为：在形成第一SiN层后的所述半导体芯片的上表面涂覆有机聚合物层；依次通过曝光、显影、坚膜，去除与除所述第一区域以外区域对应的有机聚合物层。
在本发明实施例中，当有机聚合物为光敏材料时，只需要通过曝光、显影、坚膜，即可去除与除第一区域以外区域对应的有机聚合物层。
步骤S203，在所述有机聚合物层的上表面和侧壁形成第二SiN层；其中，所述第一SiN层和所述第二SiN层完全包裹所述有机聚合物层。
在本发明实施例中，请参考图1(4)，在有机聚合物层105的上表面和侧壁形成第二SiN层106，使第一SiN层104和第二SiN层106完全包裹所述有机聚合物层105，形成具有三层复合结构的保护层，能够方式水汽从保护层透过侵蚀半导体芯片。第二SiN层106的厚度为300纳米至800纳米。
可选的，步骤S203的具体实现方式为：在形成机聚合物层后的所述半导体芯片的上表面形成第二SiN层；通过光刻工艺在所述第二SiN层与所述第一区域对应的部分的上表面覆盖第三光刻胶层；通过刻蚀工艺刻蚀所述第二SiN层；去除所述第三光刻胶层109。
在本发明实施例中，通过光刻工艺和刻蚀工艺形成第二SiN层，第二SiN层的形成方法与第一SiN层的形成方法相同，此处不再赘述。
本发明实施例通过在半导体芯片第一区域的上表面依次形成第一SiN层、有机聚合物层和第二SiN层，且第一SiN层和第二SiN层完全包裹有机聚合物层，第一SiN层/有机聚合物层/第二SiN层三层复合层结构能够增大保护层的厚度，有效防止潮气的入侵，并且，有机聚合物层具有表面平坦化的作用，能够防止芯片边缘的第一SiN层在外力作用时产生裂纹，从而能够显著提高半导体芯片的抗潮气性能。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
实施例二
请参考图3，图3为部分半导体芯片的结构剖视图。半导体芯片包括半导体芯片本体，所述半导体芯片本体第一区域的上表面设有第一SiN层，所述第一SiN层的上表面设有机聚合物层，所述机聚合物层的上表面和侧壁均设有第二SiN层；其中，所述第一SiN层和所述第二SiN层完全包裹所述有机聚合物层；所述第一区域包括压点之外的区域，或所述第一区域包括所述压点之外的区域和所述压点的边缘区域。
在本发明实施例中，半导体芯片本体包括衬底101、压点102和图形区域103。一种实现方式中，保护层覆盖在压点102之外的区域，另一种实现方式中，保护层覆盖在压点102之外的区域和压点102的边缘区域。
本发明实施例通过在半导体芯片第一区域的上表面设置第一SiN层、有机聚合物层和第二SiN层，且第一SiN层和第二SiN层完全包裹有机聚合物层，第一SiN层/有机聚合物层/第二SiN层三层复合层结构能够增大保护层的厚度，有效防止潮气的入侵，并且，有机聚合物层具有表面平坦化的作用，能够防止芯片边缘的第一SiN层在外力作用时产生裂纹，从而能够显著提高半导体芯片的抗潮气性能。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。