CN85100410A - 台面半导体器件玻璃钝化工艺 - Google Patents
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Abstract
一种台面半导体器件玻璃钝化工艺，属于台面半导体器件生产工艺的一部分。该工艺利用加硝酸铝为电解质的电泳法在台阶状PN结台面沟槽内涂敷玻璃粉和在通入纯氧的烧结炉中熔烧玻璃粉的方法，做出的玻璃钝化层表面光洁，内里无气泡，厚度均匀可控，从而提高了该类半导体器件的可靠性、稳定性和耐压强度等电气性能。
Description
本发明属于台面半导体器件生产工艺。
在已有技术中，对于PN结台面形成的形状和覆盖PN结台面的钝化保护，其传统方法是在扩散好的单晶片上覆盖一种蜡质膜层后，再以氢氟酸-硝酸系腐蚀液进行腐蚀处理或用刀片切槽法来形成台面，然后在台面沟槽内用二氧化硅或有机硅、氮化硅及硅橡胶等进行保护。使用这种保护方法生产的台面半导体器件的稳定性、可靠性和耐压强度等性能指标很差。已有的利用氧化物玻璃粉涂敷PN结台面的方法，现在多采用淀积法、刮泥法、网漏法、电泳法等，其中电泳法是比较先进的，但由于所用的电解质为HF、HNO3、NH3、Mn（NO3）2等，在台面沟槽涂敷玻璃粉时，其均匀性和表面光洁度不易掌握，难以重复，且玻璃粉翻出台面，严重地影响了引线孔的形成。另外，涂敷玻璃粉后的该类器件，在烧结炉内熔烧玻璃时，传统的方法是向炉内通入氮气进行保护，使用该方法的弊病是钝化的玻璃层内所产生的气泡难于排除，影响了该类器件的稳定性、可靠性和耐压强度。
参见：日本特许公报：昭55-138263.昭55-148429.
昭56-29381.昭56-142643.昭57-208148.
昭58-132.昭58-12216.昭58-34924.
美国专刊公报：3706597. 4156250.
HOIL专刊公报：21/316. 21/78
23/30 25/08
本发明针对已有技术的不足之处，提供一种新的台面半导体器件玻璃钝化工艺，提高该类半导体器件，特别是高反压器件的稳定性，可靠性和耐压强度。
本发明的构思是，单晶片扩散完成之后，在形成PN结台面沟槽时，先形成一个较宽的台面，然后在其中再形成一个较窄的台面。完成后的台面沟槽为一个台阶状的台面沟槽。
上述台面沟槽形成之后，用电泳法将玻璃粉涂敷于台面沟槽之中。在用传统的电泳法涂敷玻璃粉时，玻璃生长翻出台面，表面的二氧化硅上也生长了玻璃颗粒，严重影响了引线孔的形成。本发明解决该问题的方法是，在酮类或醇类电泳液中配合加入锌系、铅系或硼系玻璃粉形成的悬浮液中，再加入1×10-2克分子浓度至5×10-8克分子浓度的高纯度硝酸铝电解质，当电场为20V/cm-300V/cm时，可获得台面沟槽内涂敷的玻璃粉不超出台面的效果。
对涂敷玻璃粉后的台面，传统的方法是在通入氮气的烧结炉中熔烧，其缺点是在玻璃钝化层的内里和表面产生许多气泡，严重影响该类半导体器件的电气性能。本工艺是把涂敷玻璃粉后的台面芯片放在通入纯氧的烧结炉内熔烧，根据各类玻璃的不同DTA特性，适当掌握氧气的流量在0.1l/分-1l/分范围内变化，可以完全解决玻璃钝化层内的气泡问题。
本工艺通过改变台面造型和在电泳液中加入适量硝酸铝电解质的方法，解决了传统玻璃钝化工艺存在的玻璃粉生长翻出台面，涂敷的玻璃粉的均匀性，表面光洁性不易掌握，难以重复等问题。使台面涂敷的玻璃粉不超出台面，表面光洁，厚度均匀可控。通过改变在氮气中熔烧玻璃为在钝氧中熔烧，获得了钝化玻璃层中完全没有气泡的结果，从而提高了台面半导体器件的可靠性、稳定性和耐压强度等电气性能。
本工艺的实施方法如下：以3DD系列台面高反压晶体三极管为例，磷扩散完毕的片子经清洗烘干后，以光刻法先形成较宽的台面沟槽，然后涂上保护膜层，在其中以常规腐蚀液腐蚀较深的窄槽。沟槽形成之后，去胶清洗干净，然后放入上述电泳液内进行电泳，沟槽内长满玻璃，再将此类涂敷玻璃后的硅片放入高温烧结炉内熔烧，根据不同玻璃的DTA曲线，适当掌握氧气的流量，出炉后光刻引线孔，完成后工序。
Claims (3)
1、一种台面半导体器件玻璃钝化工艺过程，它可以是先利用电泳法在PN结台面沟槽内涂敷玻璃粉，然后在通入氮气的烧结炉内熔烧玻璃而形成玻璃钝化层。本发明的特征在于，所说的PN结台面是台阶状的，台阶状的台面沟槽形成时，先形成一个较宽的台面。然后在其中再形成一个较窄的台面；所说的电泳法涂敷玻璃粉时电泳液内加硝酸铝电解质；所说的熔烧玻璃时烧结炉内是通入高纯度的氧气。
2、据权利要求1所述的玻璃钝化工艺过程。其特征在于所说的电泳法涂敷玻璃粉时在电泳液内加入的硝酸铝电解质的浓度范围为1×10-2克分子至5×10-3克分子浓度。
3、据权利要求1或2所说的玻璃钝化工艺过程，其特征在于所说的熔烧玻璃时向烧结炉内通入氧气的流量，控制在0.1升/分至1升/分的范围内。
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