CN104599963B - 一种台面芯片双面电泳玻璃钝化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体器件的芯片钝化保护技术领域，特别涉及一种台面芯片双面电泳玻璃钝化工艺。这种工艺是采用改造的电泳架，把硅片直接放在阳极金属半环内作为阳极板，两边放置阴极板进行电泳，这样硅片两面台面沟槽与阴极板距离相等，电场分布对称，可以形成厚度相等的玻璃层；使用适当的电泳溶液配比及湿氧氛围的玻璃烧成工艺，可以提高双面玻璃钝化层的一致性，使玻璃造型完整、均一，同时可以提高产品良率及可靠性，增强器件的抗浪涌能力以及可以提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件的芯片钝化保护技术领域，特别涉及一种台面芯片双面电泳玻璃钝化工艺。
背景技术
目前半导体行业内一些器件如放电管、双向TVS二极管、双向晶闸管等的台面芯片一般都需要双面钝化保护，常用的玻璃钝化保护工艺包括刀刮法、光阻法、电泳法。刀刮法存在玻璃层不均匀，可靠性差的缺点；光阻法存在成本高、工艺复杂的问题；电泳法具有工艺简单、可靠性高的优点被应用于台面芯片的钝化保护。但常用的双面电泳法通常是先电泳一面，再电泳另一面的工艺，又存在以下问题：在电泳第二面时，已电泳完的第一面部分区域玻璃会脱落；两次电泳会造成器件两面的玻璃层厚度、形貌不一致；两次电泳作业时间长，影响生产效率。两次电泳工艺会造成器件电性不良、良率低及可靠性差等缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能对台面芯片进行双面同时电泳的台面芯片双面电泳玻璃钝化工艺。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种台面芯片双面电泳玻璃钝化工艺，包括如下步骤：
1)、双面光刻：对扩散氧化后的硅片进行双面涂胶、双面曝光、显影工艺，形成台面图形；
2)、双面台面腐蚀：使用硝酸、氢氟酸、冰乙酸，按照5∶3.3∶1的比例腐蚀双面台面沟槽，混酸温度控制在-8～-12℃，并用去离子水冲净；
3)、双面电泳：
a)、电泳液配置：将丙酮、玻璃粉、硝酸按如下比例配制成电泳液：
丙酮：90％～98％，玻璃粉：1.5％～5％，硝酸：0.001％～0.1％；
b)、将配置好的电泳液倒入电泳专用石英方杯，并进行超声10～15min；
c)、改造电泳架：改造后的电泳架包括位于底部的底托板，底托板的两侧分别设置有侧板，底托板上间隔排列设置有负极板和正极半环，负极板和正极半环之间等距间隔排列，两侧板之间设置有限位器，其中一个侧板上设置有电源接头；台面沟槽腐蚀清洗后的硅片放在正极半环内；
d)、把装有硅片的电泳架放入超声好的电泳液中，接好电源进行双面电泳，电压为240～280V，根据玻璃粉增重量，设定时间开始电泳；
4)、烧成：将电泳后的硅片摆放在石英舟上，放入烧成炉中在800～820℃下进行湿氧玻璃固化，时间为20～30min。
本发明的有益效果是：1.本发明的台面芯片双面电泳工艺，采用改造的双面电泳架，硅片直接作为阳极，这样硅片双面可以同时电泳，一次形成双面玻璃层，可以使双面玻璃层厚度一致性提高，玻璃形貌完整，提高良率，同时使生产效率提高了一倍。
2.采用合适配比的电泳液及合理的电泳电压使台面钝化良好，器件的电性能提高，抗浪涌能力增强。
3.采用湿氧的烧成工艺使器件的反向漏电低，电压稳定提高。
附图说明
图1是本发明中电泳架的结构示意图；
图中：1、电源接头，2、限位器，3、侧板，4、负极板，5、正极半环，6、底托板。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明所述的一种台面芯片双面电泳玻璃钝化工艺作进一步的详细描述。
一种台面芯片双面电泳玻璃钝化工艺，包括如下步骤：
1)、双面光刻：对扩散氧化后的硅片(4时双向台面器件)进行双面涂胶、双面曝光、显影工艺，形成台面图形；
2)、双面台面腐蚀：使用硝酸、氢氟酸、冰乙酸，按照5∶3.3∶1的比例腐蚀双面台面沟槽，混酸温度控制在-8～-12℃，并用去离子水冲净；本实施例中：硝酸酸5000mL，氢氟酸3300mL，冰乙酸1000mL的比例依次倒入腐蚀槽中，温度控制在-10℃，把光刻后的硅片放入混酸中进行双面台面腐蚀，深度为120μm。
3)、双面电泳：
a)、电泳液配置：将丙酮、玻璃粉、硝酸按如下比例配制成电泳液：
丙酮：90％～98％，玻璃粉：1.5％～5％，硝酸：0.001％～0.1％；
b)、将配置好的电泳液倒入电泳专用石英方杯，并进行超声10～15min；
c)、改造电泳架：改造后的电泳架的结构如图1所示，包括位于底部的底托板6，底托板6的两侧分别设置有侧板3，底托板6上间隔排列设置有负极板4和正极半环5，负极板4和正极半环5之间等距间隔排列，两侧板3之间设置有限位器2，其中一个侧板3上设置有电源接头1；台面沟槽腐蚀清洗后的硅片放在正极半环5内；
d)、把装有硅片的电泳架放入超声好的电泳液中，接好电源进行双面电泳，电压为240～280V，根据玻璃粉增重量，设定时间开始电泳；
本实施例中：将丙酮5000mL、玻璃粉120g、硝酸8.5mL倒入电泳石英方杯中进行超声15min，电泳电压调节为240V，将双面台面腐蚀后的硅片放在改造的电泳架的阳极半环中，把电泳架放在电泳液中进行电泳3min，使玻璃粉同时沉积在硅片两面的沟槽中。
4)、烧成：将电泳后的硅片摆放在石英舟上，放入烧成炉中在800～820℃下进行湿氧玻璃固化，时间为20～30min。本实施例中：温度为820℃，在湿氧环境下烧成20min。
5)试制样品结果：
a)烧成后对器件双面玻璃层厚度进行测试(玻璃层厚度规范值：25±5um)，结果为：
b)样品做可靠性试验(HTRB168h)结果：
经试验验证：采用硅片放在金属半环内代替阳极板的改进电泳架，使硅片两面距离阴极板等距，电场分布均一，同时使用合适的电泳液配比可以实现台面芯片的双面同时电泳沉积上玻璃，且两面的玻璃层厚度相当，均一性好，电压稳定性好，双面可靠性高。
上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种台面芯片双面电泳玻璃钝化工艺，其特征在于：包括如下步骤：
1)、双面光刻：对扩散氧化后的硅片进行双面涂胶、双面曝光、显影工艺，形成台面图形；
2)、双面台面腐蚀：使用硝酸、氢氟酸、冰乙酸，按照5:3.3:1的比例腐蚀双面台面沟槽，混酸温度控制在-8～-12℃，并用去离子水冲净；
3)、双面电泳：
a)、电泳液配置：将丙酮、玻璃粉、硝酸按如下比例配制成电泳液：丙酮：90％～98％，玻璃粉：1.5％～5％，硝酸：0.001％～0.1％；
b)、将配置好的电泳液倒入电泳专用石英方杯，并进行超声10～15min；
c)、改造电泳架：改造后的电泳架包括位于底部的底托板，底托板的两侧分别设置有侧板，底托板上间隔排列设置有负极板和正极半环，负极板和正极半环之间等距间隔排列，两侧板之间设置有限位器，其中一个侧板上设置有电源接头；台面沟槽腐蚀清洗后的硅片放在正极半环内；
d)、把装有硅片的电泳架放入超声好的电泳液中，接好电源进行双面电泳，电压为240～280V，根据玻璃粉增重量，设定时间开始电泳；
4)、烧成：将电泳后的硅片摆放在石英舟上，放入烧成炉中在800℃下进行湿氧玻璃固化，时间为20～30min。
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