一種硅臺面二極管的玻璃鈍化方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于硅器件表面鈍化技術領域，具體地涉及一種硅臺面二極管的玻璃鈍化 方法。
【背景技術】
[0002] 對于硅臺面二極管器件，由于PN結裸露在空氣中，對外界的影響尤為敏感，表面沾 污和表面電荷會對器件參數產生影響。利用鈍化膜可以鈍化活性的半導體Si表面，改善器 件的性能，強化器件的密封性，屏蔽外界雜質、離子電荷、水汽等對器件的有害影響，增強器 件的穩(wěn)定性和可靠性。
[0003] 玻璃鈍化技術，是將鈍化玻璃粉末涂覆于硅器件表面，通過加熱燒結制成玻璃介 質膜的工藝過程。玻璃鈍化形成的介質膜，結構致密，具有良好的化學穩(wěn)定性，能夠有效的 抵御外界雜質氣體的滲透，膜中自由離子迀移率低，且其與Si的熱匹配性能和粘潤性良好。 由玻璃鈍化膜鈍化表面的臺面器件，其可靠性可以得到有效的提高。
[0004] 對于需要玻璃鈍化的臺面功率器件，其鈍化部分應能夠得到完全、嚴密的覆蓋保 護，所引入的雜質沾污應盡可能少，圖形的均勻性要好，成品率高，鈍化方法要易于操作、重 復性好。
[0005] 在進行玻璃鈍化之后，二極管還需要在臺頂制作電極窗口，因此往往希望臺頂在 玻璃鈍化之后沒有殘余的玻璃或殘余的臺頂玻璃盡可能的薄。
[0006] 目前半導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，高溫燒結使玻璃成型，一般臺頂會存 在一層3~ΙΟμπι的玻璃介質膜，在臺頂電極制作前需通過光刻掩膜，使用濕法腐蝕的方式將 晶片臺頂玻璃清除，因臺頂玻璃較厚，光刻和濕法腐蝕玻璃的工藝步驟往往不能一次完成， 需重復多遍才可將臺頂玻璃清除干凈，且腐蝕窗口圖形質量較差。
[0008] 電泳法是將玻璃粉料泳到晶片表面，通過高溫燒結使晶片表面形成一層玻璃介質 膜，一般在臺頂玻璃膜厚度在1~3wii左右，之后通過光刻、腐蝕的方式將臺頂玻璃清除。此 方法形成的玻璃介質膜較薄，對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 的方法將臺頂不必要的玻璃粉和光刻膠去除，再高溫下燒結成玻璃介質膜。光刻法簡化了 燒結后腐蝕臺頂玻璃的工藝步驟，但其需要有用于光刻玻璃的光刻顯影設備，該方法對設 備要求較高，增加了生產成本。

【發(fā)明內容】

[0010] 發(fā)明目的：為解決現有技術中存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種操作工藝簡單、 效率高、腐蝕電極窗口圖形質量好、對設備要求低的硅臺面二極管的玻璃鈍化方法。
[0011] 技術方案:為實現上述技術目的，本發(fā)明提出了一種硅臺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ffjij做PN結和芯 片臺面溝槽的硅晶片上，使臺側壁溝槽內填滿玻璃漿料；
[0014] (3)多余臺頂玻璃清除：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 的粘度將臺頂玻璃粉料粘除；
[0015] (4)玻璃燒結成型：將待成型的晶片在燒結爐中燒結成型，燒結溫度為810~865 °C，燒結過程通純度至少為99.99 %的氧氣；
[0016] (5)重復步驟(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 具體比例應根據具體產品的工藝條件選擇。
[0018] 優(yōu)選地，所述的稀釋劑為有機溶劑，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進行混合，球磨轉速150~250轉/分， 球磨時間不少于6小時。
[0020] 優(yōu)選地，步驟(2)中，所示的刮刀的材質為不銹鋼或橡膠。
[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] 為了達到更好的去除多余臺頂玻璃的效果，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若干次，每次使用的硅膠粘塵滾輪上的粘塵介質應是干凈的。對于 粘塵介質的材質不做限制，市售的可以用于粘趁的硅膠類材質均可實現本發(fā)明的目的。 [0023]為了達到臺面?zhèn)缺诘拟g化效果，在步驟(4)和步驟(5)中，燒結的溫度為810~865 °C，燒結過程中通入純度至少為99.99%的氧氣，且最后一次玻璃燒結的時間為20~30min， 其余每次燒結時間為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面二極管， 其與一般刮涂法相比，其技術優(yōu)勢在于本方法在玻璃成型之前增加了使用粘塵滾輪將多余 的臺頂玻璃清除的工藝步驟，減少了臺頂玻璃的殘余量和殘余厚度，降低了燒結之后使用 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量，縮短工藝時間；與光刻法 相比，其技術優(yōu)勢在于本方法無需增加用于光刻玻璃膠的光刻顯影設備，對設備的依賴性 小，工藝簡單易于操作。
[0025] 本發(fā)明提供了合適的玻璃漿料的配制比例，采取粘除法清除臺頂玻璃，之后再進 行玻璃燒結的工藝方法。本發(fā)明對于硅臺面二極管可以達到理想的鈍化效果(通過漏電流 指標體現），并很大程度的減小了臺頂玻璃的殘余厚度，降低了清除臺頂玻璃的工藝難度， 縮短工藝時間，且制作出的電極窗口圖形質量較佳。
【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本方法制作的某產品腐蝕電極窗口的圖形
[0031] 圖6-般刮涂法(未進行臺頂玻璃清除工藝步驟)的某產品腐蝕電極窗口的圖形；
【具體實施方式】
[0032] 本發(fā)明提出了一種硅臺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結臺面的制作:使用擴散或注入的方式制作PN結，通過掩蔽腐蝕的方法制作 出芯片臺面溝槽。