CN1032887C

CN1032887C - 圆形玻璃钝化二极体晶粒的制法

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Publication number: CN1032887C
Application number: CN 93120319
Authority: CN
Inventors: 陈佩章
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-06-26
Filing date: 1993-12-03
Publication date: 1996-09-25
Anticipated expiration: 2013-12-03
Also published as: CN1090089A

Abstract

本发明涉及一种圆形玻璃钝化二极体晶粒的制法。本发明制法的操作程序为：扩散晶片被覆光阻剂、曝光及显影、蚀刻沟槽、去除光阻剂；栅层清洗、玻璃粉栅层被覆、高温玻璃化、镀镍及烧结、衬片及圆铁片定位胶合，喷砂及分离圆晶粒即得到圆形玻璃钝化二极体晶粒本发明方法无须经过多种多次化学药剂的浸泡，不伤晶体表面，得到电特性稳定、圆形无尖端的二极体晶粒。

Description

圆形玻璃钝化二极体晶粒的制法

本发明涉及半导体领域，特别涉及圆形玻璃钝化二极体晶粒的制法。

按一般传统二极体晶粒的制法是用激光将电路设计完成的晶片采用直线交错方式切割成若干方格状的晶粒，然后再使用多种化学药剂经多次浸泡才完成。此种二极体晶粒的制法有如下缺点：

1)切割完成的晶粒必须经过多次多种化学药剂的浸泡方可完成二极体的制作，不但工序复杂，而且严重污染环境；

2)又因为切割完成的晶粒必须经过多次多种化学药剂的浸泡方可完成制作，因此，容易使制作完成的晶粒表面受伤，并使二极体成品外观不良率大增；

3)切割完成的晶粒是方块状，因此，其四角尖端容易发生放电作用，从而使其电性不稳定，无法使用在精密度要求高的电器设备上。

为改进上述传统二极体晶粒制法的各种缺点，发明人有从事这项行业多年的经验，以及经过多次不断钻研与实验，终于发展设计出本发明方法。

本发明目的在于：提供一种圆形玻璃钝化二极体晶粒的制法，该制法使在后段装配制造过程中无须经过多种多次化学药剂的浸泡，不伤晶体表面，得到电特性稳定的、圆形无尖端二极体晶粒，并且减低对环境的污染。

本发明目的是这样达到的：在扩散晶片是被覆一层光阻剂后烘干；在所说的晶片的P面上端罩设一层在其上端设有透光圈的光罩，将该罩设有光罩的晶片放置在玻璃片上夹紧，送入曝光机内感光并以显影液显影；将显影后的晶片以酸液蚀剂于未感光部分，蚀剂至晶片下层N⁺部分，形成沟槽，将蚀剂完成的晶片浸入双氧水与硫酸的混合液中，去除光阻剂；将去除光阻剂的晶片转入去离子水中清洗，除去表面的混合液，使栅层显现，然后脱水、烘干；以玻璃浆充分填实于蚀刻完成的圆形沟槽中；在石英管内，720℃下烧结1小时，清洗；在无电电镀液中镀镍后，在石英管内，650℃和通氮气氛下烧结，再镀镍一次；将上端铺设有一层白蜡的玻璃衬片置于电热板上，使白蜡呈熔融状，将二次镀镍后的晶片 N面粘固在表面熔融有白蜡的玻璃衬片上，并使白蜡覆盖晶片整面，再将预先粘设有小圆铁片的胶带通过白蜡正确地粘贴密合在晶片上，小圆铁片数目与晶片P面未填入玻璃浆的端面相对应，使粘设有小圆铁片的胶带粘贴密合在晶片上时各该小圆铁片恰可一一密贴于晶片P面未填入玻璃浆的端面上，从电热板上取下该上端粘固有圆铁片及下端粘固有玻璃衬片的晶片；移至自然冷却的平板上冷却，将冷却后的晶片撕去胶带，送入喷砂机内喷砂；喷砂是对于晶片粘设有小圆铁片的一面喷砂，喷砂完成后在玻璃衬片上形成许多小圆形晶粒，将该玻璃衬片与许多小圆形晶粒浸泡在三氯乙烷中清洗、分离、脱水，并以磁铁将小圆铁片吸出，即得圆形玻璃钝化二极体晶粒，从而本发明目的就完且达到了。

以下结合附图对本发明进行详细说明。

附图1为本发明方法操作程序方块示意图。

附图2为扩散晶片被覆光阻剂的示意图。

附图3为扩散晶片经曝光显影后的示意图。

附图4为扩散晶片经刻蚀后的立体示意图。

附图5为扩散晶片经蚀刻后所形成的栅层中填满玻璃浆的示意图。

附图6为扩散晶片镀镍后的示意图。

附图7为欲将各小圆铁片以正确位置粘贴在扩散晶片上时的立体示意图。

附图8为扩散晶片与玻璃衬片及各小圆形铁片定位胶合后的剖面示意图。

附图9为经过喷砂后所形成圆柱状晶粒的剖面示意图。

附图中标号与本发明中有关部件的对应如下：

扩散晶片1、光阻剂2、光罩3、玻璃片4、透光圈5、圆形沟槽6、玻璃浆7、镀镍层8、电热板9、玻璃衬片10、白蜡11、小圆铁片12、胶带13、小圆柱形晶粒14。

本发明方法操作程序可参阅附图1所示方块图。其操作程序为：a)扩散晶片被覆光阻剂→b)曝光及显影→c)蚀刻沟槽→d)去除光阻剂→e)栅层清洗→f)玻璃粉栅层被覆→g)高温玻璃化→h)镀镍及烧结→i)衬片及圆铁片定位胶合→j)喷砂及分离圆晶粒，以下分述如下：

a)扩散晶片被覆光阻剂

预先设定烤箱的旋转速度并将光阻剂备妥，将清洗完毕的扩散晶片1置于晶片篮架上，再放入烤箱内烘干(半小时直至100℃)后取出，将此烘烤过的扩散晶片1逐片被覆光阻剂2，但晶片的P面与N面皆需有明显记号，以资识别。所用光阻剂系惯用光阻剂，由二甲苯、环化的聚异戊二烯、乙苯和芳香族双叠氮化物组成。将上好光阻剂2的晶片置于约75℃的烤箱内烘烤约半小时后取出，即可转入下一步骤：曝光及显影，所得被覆光阻剂的晶片如附图2所示；

b)曝光及显影

参阅附图3，在已上好光阻剂2并烘烤完毕的扩散晶片1的P面上端罩设一层在其上端设有透光圈5的光罩3，将晶片1放置在玻璃片4上，将位于下层的玻璃片4、中层的扩散晶片1以及上层的光罩3夹紧平整，而后送入双面曝光机内，使晶片1两面的光阻剂2同时感光约10秒后取出，此时将曝光好的在P面显现有若干圆光圈的晶片1放回晶片篮架上，再放入烤箱内烘烤约半小时，直到温度达100℃；将经烘烤完毕的晶片1取出，分别以醋酸正丁酯及作为辅助试剂的甲苯及丙酮溶液中各15秒的显影过程进行显影；随后转入下一步骤；

c)蚀刻沟槽

将预备好的混合酸置入酸槽内，该混合酸由9份硝酸、9份冰醋酸、14份氢氟酸以及4份硫酸混合组成，令混合酸保持在10℃左右；将放置在篮架上已显影完毕的晶片1取出，并整篮放入10℃的酸槽内，蚀刻成型约5分钟，随后取出并及时冲水，即在流动水槽中浸泡5～10分钟后，在该经冲水浸泡后的晶片1上端在光罩3的透光圈5感光部位之外的部分即呈现被蚀刻的沟槽6，如附图4所示，取样测试蚀刻深度，直到该沟槽6的深度达晶片下层N⁺部分，晶片即不再蚀刻，随后进入去除光阻剂步骤；

d)去除光阻剂

将蚀刻完成的晶片1浸入双氧水与硫酸混合液中，在该混合剂中硫酸对双氧水比例为37∶1，除去在该晶片1表面上被覆的光阻剂；

e)栅层清洗

将除去光阻剂的晶片1在去离子水中冲洗以除去其表面的混合液，使栅层显现，取出后使该晶片1在高频率的超声波中震荡5分钟，以便去除晶片1表面上所附水份，以后再用异丙醇作5分钟的脱水震荡，脱水后的晶片1在电热板上以100℃温度烘干，完成栅层清洗；

f)玻璃粉栅层被覆

如附图5所示，预备好由玻璃粉加适量去离子水再加入5％的粘结剂充分搅拌而成玻璃浆7，当P面朝上的晶体1清洗烘干后，用软质塑料(聚氨基甲酸酯)制成的刮片将玻璃浆充分填实于蚀刻完成的圆形沟槽6中，并使晶片1的表面保持清洁，将填好玻璃浆7的晶片1放置在晶片篮架上，转入下一步骤；

g)高温玻璃化

首先使扩散石英管处于720℃状态，并使烘烤自动推拉时间的控制程序设定好后，将放有晶片1的石英架放入该石英管内进行烧结，扣上自动推拉杆后启动电钮，在该石英管内通氮，以防止晶片氧化而影响其电气特性，当晶片烧结1小时后，玻璃浆7即可完成高温玻璃化，将该完成高温玻璃化后的晶片1取出，并进行清洗与擦拭后，即可进行镀镍及烧结程序；

h)镀镍及烧结

预先将公知无电电镀液配制好，并加热到75℃；同时令已完成高温玻璃化的晶片1表面先行活化处理后，放置在镀镍篮架上，在无电电镀液中进行第1次镀镍，取出后在水中清洗，再在异丙醇槽内进行脱水，再在电热板上烘干，再将其叠夹于晶片篮架上后，置入约650℃的烧结石英管内通氮烧结约1小时后取出，再将该烧结后的晶片1再镀镍一次(二次镀镍)形成镀镍层8，见附图6，即可进行下一工序：衬片及圆铁片定位胶合；

i)衬片及圆铁片定位胶合

如附图7和8所示，将玻璃衬片10置于约120℃的电热板9上，并使白蜡11适量熔于该衬片10的表面，并将二次镀镍后的晶片1N面粘固在表面融熔白蜡11的玻璃衬片10上，同时还使白蜡11溶融覆盖整块晶片1的表面，此外，使在底侧面粘设有小圆铁片12的胶带13通过白蜡11正确地粘固密合在晶片1上端，该胶带13在底侧面粘设有其面积可覆盖于晶片1未填入玻璃浆7各端面的小圆铁片12，小圆锥片12的数目与晶片P面未填入玻璃浆7的端面相对应，以使粘设有小圆铁片12的胶带13粘贴密合在晶片1上时，各该小圆铁片12恰可一一密贴于晶片1P面未填入玻璃浆7的端面上，这样，可在各小圆铁片12上端加重，使各小圆铁片12与晶片1的粘结更密切，随后从加热板上取下该上端粘固有的圆铁片12及下端粘固有玻璃衬片10的晶片1，移至自然冷却的平板上冷却，将冷却的晶片1撕去胶带13，送入喷砂机内喷砂；

j)喷砂及分离晶粒

对晶片1表面粘设有小圆铁片12的一面进行喷砂，当喷砂完成后，应检查该晶片1未贴设有小圆铁片12的部位是否已被喷穿，如已喷穿时，即可从玻璃衬片10明显见到许多受小圆铁片12保护而未被喷掉的晶片1部分，这些经吹穿留下的呈小圆柱形的晶片部分就是本发明欲制得的圆柱玻璃钝化二极体晶粒14，(如附图9所示)，待喷砂步骤完成后，将喷砂完成所留下的玻璃衬片10与许多的晶粒14浸入三氯乙烷中洗净、分离，再使用超声波振荡将晶粒14表面的水份除去，并以磁铁将小圆铁片12吸去，留下的便是周边披覆有玻璃的圆形晶粒14。

本发明提供一种圆形玻璃钝化二极体晶粒的制法，本发明制法无须经过多种多次化学药剂的浸泡，不伤晶体表层，并可降低玻璃污染，晶粒呈圆形无尖端，从而晶粒的电气特性稳定，工艺简单实用，具有产业上利用价值。

Claims

1、一种圆形玻璃钝化二极体晶粒的制法，其特征在于具有下列步骤：

a)在扩散晶片上被覆一层光阻剂后烘干；

b)曝光及显影：在所说晶片的P面上端罩设一层在其上端设有透光圈的光罩，将该罩设有光罩的晶片放置在玻璃片上夹紧，送入曝光机感光并以显影液显影；

c)蚀刻沟槽：将显影后的晶片以酸液蚀刻于未感光部分，蚀刻至晶片下层N⁺部分，形成沟槽；

d)去除光阻剂：将蚀刻完成的晶片浸入双氧水与硫酸混合液中，除去光阻剂；

e)栅层清洗：将除去光阻剂的晶片在去离子水中清洗，除去其表面的混合液使栅层显现，然后脱水、烘干；

f)玻璃粉栅层被覆：以玻璃浆充分填实于蚀刻完成的圆形沟槽中；

g)高温玻璃化：在石英管内，720℃下烧结1小时，清洗；

h)镀镍及烧结：在无电电镀液中镀镍后，在石英管内，650℃和通氮气氛下烧结，再镀镍一次；

i)衬片及圆铁片定位胶合：将上端铺设有一层白蜡的玻璃衬片置于电热板上，使白蜡呈熔融状，将二次镀镍后的晶片 N面粘固在表面熔融有白蜡的玻璃衬片上，并使白蜡覆盖晶片整面，再将预先粘设有小圆铁片的胶带通过白蜡正确地粘贴密合在晶片上，小圆铁片数目与晶片P面未填入玻璃浆的端面相对应，从电热板上取下该上端粘固有圆铁片及下端粘固有玻璃衬片的晶片，移至自然冷却的平板上冷却，将冷却后的晶片撕去胶带，送入喷砂机内喷砂；

j)喷砂及分离圆晶粒：对晶片表面粘设有小圆铁片的一面进行喷砂，当喷砂完成后，在玻璃衬片上形成许多小圆形晶粒，将该玻璃衬片与许多小圆形晶粒浸泡在三氯乙烷中清洗，分离，并以磁铁将小圆铁片吸出，即得周边被覆有玻璃的圆形晶体。

2、按照权利要求1所说的圆形玻璃钝化二极体晶粒的制法，其特征在于：在c)步骤中所用蚀刻酸液由9份硝酸、9份冰醋酸、14份氢氟酸和4份硫酸混合而成。

3、按照权利要求1所说的圆形玻璃钝化二极体晶粒的制法，其特征在于：在d)步骤中去除光阻剂用的混合液中硫酸与双氧水比例为37∶1。

4、按照权利要求1所说的圆形玻璃钝化二极体晶粒的制法，其特征在于：在f)步骤中所说的玻璃浆由玻璃粉加去离子水再加5％的粘接剂充分搅拌而成。

5、按照权利要求1所说的圆形玻璃钝化二极体晶粒的制法，其特征在于：在i)步骤中该胶带在底侧面粘设有其面积可覆盖于晶片未填入玻璃浆各端面的小圆铁片，以使粘设有小圆铁片的胶带粘贴密合在晶片上时，各该小圆铁片恰可一一密贴于晶片P面不填入玻璃浆的端面上。