一種硅臺(tái)面二極管的玻璃鈍化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于硅器件表面鈍化技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種硅臺(tái)面二極管的玻璃鈍化 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于硅臺(tái)面二極管器件，由于PN結(jié)裸露在空氣中，對(duì)外界的影響尤為敏感，表面沾 污和表面電荷會(huì)對(duì)器件參數(shù)產(chǎn)生影響。利用鈍化膜可以鈍化活性的半導(dǎo)體Si表面，改善器 件的性能，強(qiáng)化器件的密封性，屏蔽外界雜質(zhì)、離子電荷、水汽等對(duì)器件的有害影響，增強(qiáng)器 件的穩(wěn)定性和可靠性。
[0003] 玻璃鈍化技術(shù)，是將鈍化玻璃粉末涂覆于硅器件表面，通過加熱燒結(jié)制成玻璃介 質(zhì)膜的工藝過程。玻璃鈍化形成的介質(zhì)膜，結(jié)構(gòu)致密，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠有效的 抵御外界雜質(zhì)氣體的滲透，膜中自由離子迀移率低，且其與Si的熱匹配性能和粘潤(rùn)性良好。 由玻璃鈍化膜鈍化表面的臺(tái)面器件，其可靠性可以得到有效的提高。
[0004] 對(duì)于需要玻璃鈍化的臺(tái)面功率器件，其鈍化部分應(yīng)能夠得到完全、嚴(yán)密的覆蓋保 護(hù)，所引入的雜質(zhì)沾污應(yīng)盡可能少，圖形的均勻性要好，成品率高，鈍化方法要易于操作、重 復(fù)性好。
[0005] 在進(jìn)行玻璃鈍化之后，二極管還需要在臺(tái)頂制作電極窗口，因此往往希望臺(tái)頂在 玻璃鈍化之后沒有殘余的玻璃或殘余的臺(tái)頂玻璃盡可能的薄。
[0006] 目前半導(dǎo)體制造商使用的方法主要有傳統(tǒng)刮涂法、電泳法以及光刻法。
[0007] -般刮涂法是將玻璃漿料涂覆在晶片表面，高溫?zé)Y(jié)使玻璃成型，一般臺(tái)頂會(huì)存 在一層3~ΙΟμπι的玻璃介質(zhì)膜，在臺(tái)頂電極制作前需通過光刻掩膜，使用濕法腐蝕的方式將 晶片臺(tái)頂玻璃清除，因臺(tái)頂玻璃較厚，光刻和濕法腐蝕玻璃的工藝步驟往往不能一次完成， 需重復(fù)多遍才可將臺(tái)頂玻璃清除干凈，且腐蝕窗口圖形質(zhì)量較差。
[0008] 電泳法是將玻璃粉料泳到晶片表面，通過高溫?zé)Y(jié)使晶片表面形成一層玻璃介質(zhì) 膜，一般在臺(tái)頂玻璃膜厚度在1~3wii左右，之后通過光刻、腐蝕的方式將臺(tái)頂玻璃清除。此 方法形成的玻璃介質(zhì)膜較薄，對(duì)中高壓的二極管鈍化效果略差，且工藝操作繁瑣。
[0009] 光刻法是使用光刻膠和玻璃粉料混合，將混合料涂覆在晶片表面，利用光刻顯影 的方法將臺(tái)頂不必要的玻璃粉和光刻膠去除，再高溫下燒結(jié)成玻璃介質(zhì)膜。光刻法簡(jiǎn)化了 燒結(jié)后腐蝕臺(tái)頂玻璃的工藝步驟，但其需要有用于光刻玻璃的光刻顯影設(shè)備，該方法對(duì)設(shè) 備要求較高，增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明目的：為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種操作工藝簡(jiǎn)單、 效率高、腐蝕電極窗口圖形質(zhì)量好、對(duì)設(shè)備要求低的硅臺(tái)面二極管的玻璃鈍化方法。
[0011] 技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提出了一種硅臺(tái)面二極管的玻璃鈍化方 法，包括如下步驟：
[0012] (1)玻璃漿料的配制:將乙基纖維素與稀釋劑混合配成漿料溶劑，然后將漿料溶劑 與玻璃粉混合配成玻璃漿料；
[0013 ](2)玻璃涂覆:將玻璃漿料使用刀口平整的刮刀均勻的涂覆在已經(jīng)ffjij做PN結(jié)和芯 片臺(tái)面溝槽的硅晶片上，使臺(tái)側(cè)壁溝槽內(nèi)填滿玻璃漿料；
[0014] (3)多余臺(tái)頂玻璃清除：烘干步驟(2)得到的涂覆有玻璃漿料的晶片，將晶片放置 在平坦的石英板上，使用硅膠粘塵滾輪在晶片上均勻滾過，通過硅膠粘塵滾輪上粘塵介質(zhì) 的粘度將臺(tái)頂玻璃粉料粘除；
[0015] (4)玻璃燒結(jié)成型：將待成型的晶片在燒結(jié)爐中燒結(jié)成型，燒結(jié)溫度為810~865 °C，燒結(jié)過程通純度至少為99.99 %的氧氣；
[0016] (5)重復(fù)步驟(2)~(4)步驟的1~3次。
[0017] 具體地，步驟（1)中，乙基纖維素與稀釋劑按Ig: 25ml~Ig: 40ml的比例混合配制成 漿料溶劑，然后將漿料溶劑與玻璃粉按Iml: 2. Og~Iml: 3.4g混合制成玻璃漿料;優(yōu)選地，步 驟（1)中，乙基纖維素與稀釋劑按lg:30ml~lg:35ml的比例混合配制成漿料溶劑，然后將漿 料溶劑與玻璃粉按Iml: 2. Og~Iml: 3.4g的比例配混合制成玻璃漿料，漿料溶劑與玻璃粉的 具體比例應(yīng)根據(jù)具體產(chǎn)品的工藝條件選擇。
[0018] 優(yōu)選地，所述的稀釋劑為有機(jī)溶劑，包括但不限于丙酮、丁基卡必醇、丁基卡必醇 醋酸酯中的任意一種
[0019] 優(yōu)選地，步驟（1)中，所述的混合采用球磨機(jī)進(jìn)行混合，球磨轉(zhuǎn)速150~250轉(zhuǎn)/分， 球磨時(shí)間不少于6小時(shí)。
[0020] 優(yōu)選地，步驟(2)中，所示的刮刀的材質(zhì)為不銹鋼或橡膠。
[0021] 優(yōu)選地，步驟(3)中，通過紅外燈烘干步驟(2)得到的涂覆有玻璃漿料的晶片。
[0022] 為了達(dá)到更好的去除多余臺(tái)頂玻璃的效果，步驟(3)中，使用硅膠粘塵滾輪在晶片 上均勻滾過的步驟重復(fù)若干次，每次使用的硅膠粘塵滾輪上的粘塵介質(zhì)應(yīng)是干凈的。對(duì)于 粘塵介質(zhì)的材質(zhì)不做限制，市售的可以用于粘趁的硅膠類材質(zhì)均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。 [0023]為了達(dá)到臺(tái)面?zhèn)缺诘拟g化效果，在步驟(4)和步驟(5)中，燒結(jié)的溫度為810~865 °C，燒結(jié)過程中通入純度至少為99.99%的氧氣，且最后一次玻璃燒結(jié)的時(shí)間為20~30min， 其余每次燒結(jié)時(shí)間為5~15min。
[0024] 有益效果:本發(fā)明的玻璃鈍化工藝方法主要用于鈍化中高電壓的硅臺(tái)面二極管， 其與一般刮涂法相比，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于本方法在玻璃成型之前增加了使用粘塵滾輪將多余 的臺(tái)頂玻璃清除的工藝步驟，減少了臺(tái)頂玻璃的殘余量和殘余厚度，降低了燒結(jié)之后使用 濕法腐蝕電極窗口的工藝難度，提高了腐蝕電極窗口的圖形質(zhì)量，縮短工藝時(shí)間；與光刻法 相比，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于本方法無需增加用于光刻玻璃膠的光刻顯影設(shè)備，對(duì)設(shè)備的依賴性 小，工藝簡(jiǎn)單易于操作。
[0025] 本發(fā)明提供了合適的玻璃漿料的配制比例，采取粘除法清除臺(tái)頂玻璃，之后再進(jìn) 行玻璃燒結(jié)的工藝方法。本發(fā)明對(duì)于硅臺(tái)面二極管可以達(dá)到理想的鈍化效果(通過漏電流 指標(biāo)體現(xiàn)），并很大程度的減小了臺(tái)頂玻璃的殘余厚度，降低了清除臺(tái)頂玻璃的工藝難度， 縮短工藝時(shí)間，且制作出的電極窗口圖形質(zhì)量較佳。
【附圖說明】
[0026]圖1涂覆玻璃漿料的晶片效果圖；
[0027]圖2臺(tái)頂玻璃粘除效果圖；
[0028]圖3粘塵滾輪示意圖；
[0029]圖4本發(fā)明的工藝流程圖；
[0030] 圖5本方法制作的某產(chǎn)品腐蝕電極窗口的圖形
[0031] 圖6-般刮涂法(未進(jìn)行臺(tái)頂玻璃清除工藝步驟)的某產(chǎn)品腐蝕電極窗口的圖形；
【具體實(shí)施方式】
[0032] 本發(fā)明提出了一種硅臺(tái)面二極管的玻璃鈍化方法，其工藝流程如圖4所示，包括如 下步驟：
[0033] (I )PN結(jié)臺(tái)面的制作:使用擴(kuò)散或注入的方式制作PN結(jié)，通過掩蔽腐蝕的方法制作 出芯片臺(tái)面溝槽。