DE2548736A1 - Glas zum hermetischen umhuellen und passivieren von halbleiteranordnungen - Google Patents

Glas zum hermetischen umhuellen und passivieren von halbleiteranordnungen

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DE2548736A1 DE19752548736 DE2548736A DE2548736A1 DE 2548736 A1 DE2548736 A1 DE 2548736A1 DE 19752548736 DE19752548736 DE 19752548736 DE 2548736 A DE2548736 A DE 2548736A DE 2548736 A1 DE2548736 A1 DE 2548736A1
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Description

Dr, Joachim Rasper
Patentanwalt
62 Wiesbaden
HWu 22 Til. S62I42
•füuiAer GLASWERK '■ Af:Q
Π0Π0ΤΤ Pc GEN. y
Hattenbergstr. 10
Glas zum hermetischen Umhüllen und Passivieren von Halbleiteranordnungen
Die Erfindung betrifft durch inerte Füllstoffe modifizierte Gläser mit besonders niedrigen Aufschmelztemperaturen, mittels derer Si-Halbleiteranordnungen hermetisch vollständig oder teilweise umhüllt und passiviert werden.
Die Glaspassivierung von Si-Halbleiterbauelementen gewinnt zunehmend an Bedeutung, da sie gute elektrische Charakteristik, langzeitige Stabilität und mechanische Unempfindlichkeit der Halbleiterbauelemente gewiihrleistet. Es ist eine Reihe verschiedenartiger Passivierungsgläser für unterschiedliche Si~Bauelemente in Gebrauch (eine Auswahl von Beispielen findet sich in dem Artikel: Passivation Coatings on Silicon Devices von Schnäble et al., J. Electrochem. r-oc. Band 122 (1975), Seite 1o92-11o3.) Die Auswahl geeigneter Passivierungsgliiser hängt entscheidend von der Temperaturbelastbarkeit des Bauelelementes bei der Aufschmelzung des Passivierungsglases, von der notwendigen Glasschichtdicke und von den der Beglasung eventuell nachfolgenden Ätz- und Metallisierungsprozessen ab. Bei allen Si-Bauelementen wird eine möglichst niedere AufSchmelztemperatur der Passivierungsgläser angestrebt, da bei höheren Temperaturen die Gefahr von Diffusionsvorgängen, welche die Dotierung des Halbleiters verändern, oder von Reaktionen, speziell an don ilalbleiterkontaktierungen, besteht, die zu Veränderungen der Kontakte selbst oder des mechanischen Zusammenhalts der Halbleiteranordnungen führen können. Unter AufSchmelztemperatur wird hierbei die Temperatur verstanden, die erforderlich ist, um das Passivierunnsglas, welches in der Regel in Pulverform auf das Halbleiterbauelement aufgebracht wird, zu sintern und zu einer dichten, die gewünschten
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Teile des Halbleiterbauelements vollständig bedeckenden Schicht aufzuschmelzen. Dies wird in der Regel bei Temperatüren erreicht,
5 bei denen die Viskosität des Glases etwa 1o Poise beträgt.
Bei den bekannten Passivierungsglasern ist diese Aufschmelztemperatur mit der thermischen Ausdehnung des Glases in der Weise verknüpft, daß niedrigere AufSchmelztemperatur höhere thermische Ausdehnung mit sich bringt. So haben Passivierungsgläser mit Aufschmelztemperaturen um 9oo°C thermische Ausdehnungen um 4o*1o / C (Temperaturbereich 2o-3oo°C), solche mit Aufschmelztemperaturen um 55o C jedoch bereits thermische Ausdehnungen um 7o"1o / C. Je kleiner also die Aufschmelztemperatur ist, desto stärker weicht die thermische Ausdehnung des Passivierungsglases von der des Si-Halbleitermaterials (ca. 33"1o /0C) ab. Die Folge hiervon ist, daß nur extrem dünne (wenige ,um starke) Schichten der Passivierungsgläser mit niedrigen Aufschmelztemperaturen (etwa unter 65o C) mit Silizium verträglich sind, ohne aufzureißen oder abzuplatzen Derart dünne Schichten können weder eine vollständige elektrische Abschirmung der Halbleiteroberfläche (speziell bei Bauelementen, die für hohe Spannungen geeignet sind) noch einen sicheren mechanischen Schutz der Oberfläche, z.B. gegen Verkratzung, gewährleisten.
In der Deutschen Patentanmeldung 2 517 743.9 sind Passivierungsgläser beschrieben, die diese Schwierigkeit teilweise beheben. Hierbei handelt es sich um Gläser, deren thermische Ausdehnung durch Beimischung kristallinen Cordierits in feiner Körnung so modifiziert ist, daß sie höchstens etwa 4o*1o /0C beträgt und damit so gut an Silizium angepaßt ist, daß auch dicke Glasschichten rißfrei an Silizium haften. Die Auf schmelz temperieren dieser modifizierten Gläser betragen meist um 7oo C,mindestens aber 6oo C. Für eine Reihe, bedeutender Bauelemente sind diese Temperaturen bereits unerwünscht hoch öder sogar unzulässig. Speziell gilt dies z.B. für S!-Bauelemente, die mit Aluminium kontaktiert sind, da sich zwischen Aluminium und Silizium ein bereits bei 577 C schmelzendes Eutektikum ausbildet. Integrierte Schaltkreise mit Al-Leit<
werden.
Al-Leiterbahnen dürfen daher keinesfalls über ca. 57o 0C belastet
70'
Auch einfachere Bauelemente/wie das in der beigefügten Zeichnung dargestellte, bei welchem Al-Zwischenschichten zur elektrisch leitenden Verbindung zwischen Halbleiterplättchen und Mo- oder W-Kontakten dienen,können bei Temperaturen, die wesentlich über der eutektischen Temperatur liegen, bereits Schädigungen erleiden. Dennoch mußten diese Bauelemente bisher bei ca. 7oo 0C passiviert v/erden, da Gläser mit wesentlich niedrigeren Auf Schmelztemperaturen und hinreichend angepaßter thermischer Ausdehnung nicht verfügbar waren. Bei der in der Zeichnung dargestellten Geometrie ist zu berücksichtigen, daß die Anpassung der thermischen Ausdehnung hier nicht nur zum Silizium gesehen werden darf, sondern daß auch das Material der Kontaktstempel, Molybdän oder Wolfram, berücksichtigt werden muBf da das Passivierungsglas auch diese Kontaktstempel im wesentlichen isitumhüllen muß, damit ein mechanischer Schutz und Zusammenhalt der Halbleiteranordnung gewährleistet ist. Erfahrungsgemäß ist für Bauelemente mit Mo-Stempeln eine thermische Ausdehnung des Glases von 45-5o*1o /0C (2o-3oo°C) optimal f für Bauelemente mit W-Stempela eine solche von 38-45" Io / C C2o-3oo°C).
Auch bei integrierten Schaltkreisen muß häufig ein Kompromiß zwischen der thermischer Aiisdehmmg von Silizium und anderen Werkstoffen in der Schaltkreisanordnung geschlossen werden. Beispielsweise werden die die Schaltkreise tragenden Si-Plättchen häufig auf metallische unterlagen vom Kovar- oder NiFe46-Typ mit thermischen Ausdehnungen von 5o-6o*1o"" /0C aufgelötet. Wenn in solchen Fällen das Passivierxangsglas auch an diesen Metallen rißfrei haften soll, müssen auch hier Fehlarspassimgen der thermischen Ausdehnung gegenüber desi Silicium in Kauf genorsisen werden.
Zxm Passivieren derartiger Halbleiterbauelemente geeignete Gläser können also thermische Ausdehnungen von 4oMo /C bis ca, 60" 1o /C aufweise«, wobei der geometrische Aufbau der Halbleiteranordnung die jeweils zulässige Grenze festlegt, müssen jedoch jedenfalls AufSchmelztemperaturen unter €00 0C, in vielen Fallen «nter 57? 0C, besitzen.
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Erfindungsgemäß werden solche Passivierungsgläser dadurch hergestellt, daß Gläser mit höherer thermischer Ausdehnung und niedriger Aufschmelztemperatur so durch Zusätze geeigneter Füllstoffe modifiziert werden, daß ihre mittlere thermische Ausdehnung höchstens etwa 6o*1o /C (2o-3oo 0C) und ihre Aufschmelztemperatur höchstens 600 C, vorzugsweise höchstens 57o C, beträgt. ·
Es wurde gefunden, daß hierfür als Grundgläser solche geeignet sind, die in reinem Zustand Aufschmelztemperaturen unter etwa 55o C, vorzugsweise unter 5oo 0C, und thermische Ausdehnungen unter etwa 11o'1o /0C besitzen. Da nämlich durch den Füllstoffzusatz die Aufschmelztemperatür ansteigt, können die erfindungsgemäßen Aufschmelztemperaturen von höchstens 600 0C, vorzugsweise höchstens 57o 0C nur eingehalten werden, wenn das Grundglas nicht schon zu zäh ist. Andererseits ist der mögliche Füllstoffzusatz, wie schon in der Deutschen Patentanmeldung 2 517 743.9 beschrieben, dadurch begrenzt, daß von einem bestimmten Füllstoffgehalt (ungefähr im Bereich von 5o Vol.-%) an das viskose Fließen des Glases ganz unterdrückt wird, da dann bereits ein starres Füllstoff gerüst ausgebildet wird. Um Gläser mit thermischen Ausdehnungen
-7 ° -7 ο
über etwa 11o'1o / C auf Ausdehnungswerte unter 60"1o / C zu modifizieren, sind so hohe Füllstoffzusätze erforderlich, daß trotz der sehr niedrigen Aufschmelztemperatur solcher Gläser kein ausreichendes Fließen mehr eintritt. Darüber hinaus sind Gläser mit zu niedriger Aufschmelztemperatur für Passlvierungszwecke auch in elektrischer Hinsicht nicht ausreichend isolierfähig. Aus dem gleichen Grunde sollen die erfindungsgemäßen Grundgläser und ihre Füllstoffe frei von Alkalien sein..
Geeignete Grundgläser liegen im Zusammensetzungsbereich (in Gew.-%) PbO 60-82, ZnO O-15, B2O3 5-3o, SiO2 o-2o, Al2O3 o-15. Außer den genannten Komponenten können weitere Komponenten in die Zusammensetzung der Gläser eintreten, sofern sie die elektrische Isolation nicht beeinträchtigen, die Zähigkeit nicht wesentlich erhöhen oder mit dem Si-Halbleiter verträglich sind. Die Gläser werden im Temperaturbereich von I000 bis 13oo 0C aus ausgesucht reinen Rohstoffen erschmolzen und danach entweder zu dünnen, leicht
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vermahlbaren Bändern gewalzt oder durch Eingießen in gereinigtes Wasser granuliert. Danach werden sie zu Glaspulver vermählen, zweckmäßigerweise auf eine Körnung unter 60 ,um, vorzugsweise sogar unter 4o ,um.
Als Füllstoffe zur Modifizierung der thermischen Ausdehnung sind verschiedene anorganische Stoffe geeignet. Selbstverständlich müssen diese eine möglichst geringe thermische Ausdehnung besitzen und dürfen mit den verwendeten Grundgläsern beim Prozeß des Aufschmelzens nicht wesentlich reagieren, also zum Beispiel nicht aufgelöst v/erden oder Gase freisetzen,. Auch sollen sie selbst hohes elektrisches Isolationsvermögen besitzen. Alkalihaltige Füllstoffe wie der sonst häufig benutzte ß-Eukryptit sind daher ungeeignet. Geeignete Füllstoffe sind Quarzglas iSlO^) t Cordierit {2 MgO ' 2 Ai2O3 * 5 SiO2) und Bleititanat (PbTiO3K Gemahlenes Quarzglaspulver wird relativ stark von den erweichten Grundgläsern angegriffen Tind aufgelöst» Dies führt zu einem xm erwünscht en Zähigkeitsanstieg des Grundglases, Bei Verwendung dieses Füllstoffes müssen daher Temperatur und Zeit beim AufschmelzprozeB so begrenzt werden, daß noch keine übermäßige Reaktion erfolgt» Unter diesen Bedingungen ist jedoch eine vollständige, dichte Beglasung oft nicht zu erreichen, Quarzglas ist daher ein nur mäßig geeigneter Füllstoff.
Auch Cordierit reagiert mti. den erfindungsgemäSen Grundgläsernj jedoch wesentlich schwächer als Quarzglas. Cordierit wird üblicherweise durch eine Sinterreaktion aus den natürlichen Rohstoffen Kaolin und Talk hergestellt. Om ein reineres Produkt mit besseren elektrischen Eigenschaften au erzielen, wird der Cordierit für Fülistoffzwecke in Passivierungsgläsern jedoch bevorzugt aus reineren Rohstoffen wie MgCO3 oder MgO, SiO3 und AIiOH)3, AlOOiI oder AI2Ö-3 hergestellt. Eine brauchbare Charge wurde beispielsweise aus einer stöchiometrischen Mischlang aus 2 Mol MgCO^, 4 Mol Al {OilU und 5 Mol Quarzmehl CSiO^) in der Weise gefertigt, daß eine abgewogene Menge von 5 kg in einer Kugelmühle 24 Stunden lang gemahlen, dann mit einem geringen Wasserzusatz zu Tabletten von ca« Io cm Durchmesser und 5 cm Höhe gepreßt und anschließend 24 Stunden lang bei 125g 0C gesintert wurde» Anschließend wurden die Tabletten wieder bis zu einem Pulver m±t Korngrößen -^4G ,
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aufgemahlen. Nach der röntgenographischen Untersuchung bestand dieses Pulver ganz überwiegend aus Cordierit mit ganz geringen Spuren von restlichem Quarz.
Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird jedoch nicht von auf keramischem Wege gesintertem, sondern von aus Glas kristallisiertem Cordierit ausgegangen. Es wurde nämlich gefunden, daß aus Glas kristallisierter Cordierit in seiner chemischen und strukturellen Homogenität besser ist und besonders kleine thermische Ausdehnung besitzt. Zum Beispiel wurde in einem Quarzgefäß bei 1600 C ein Glas mit einer Zusammensetzung, die dem Cordierit nahekommt, nämlich 5o Gew.-% SiO2, 35 Gew.-% Al2O3, 15 Gew.-% MgO, erschmolzen. Das Glas wurde in Wasser ausgegossen, um spontane Kristallisation zu vermeiden, und danach zu einem Pulver ^- 4o /um vermählen. Anschließend wurde das Pulver 1o Stunden bei 115o 0C geglüht, um das Glas in den kristallisierten Zustand überzuführen. Danach wurde das schwach zusammengebackene Material wieder zu einem Pulver <£L 4o .um auf gemahlen. Zu Vergleichs zwecken wurde auch ein Stab aus dem noch glasigen Pulver gepreßt und bei 115o 0C kristallisiert. Dieser Stab wies danach eine Wärmedehnung ^Bereich 2o-3oo 0C) von -5 χ 1o /0C auf, also einen für Cordierit ungewöhnlich geringen Wert.
Nach röntgenographischen Untersuchungen bestanden sowohl der Stab als auch das ungepreßte Pulver nach der Wärmebehandlung ausschließlich aus Cordierit.
Als Füllstoff ist dieser Cordierit dem über die Sinterreaktion hergestellten überlegen. Der Grund hierfür ist einmal darin zu suchen, daß der aus Glas kristallisierte Cordierit frei von kristallinen Nebenbestandteilen mit höherer thermischer Ausdehnung ist, vor allem aber auch darin, daß er frei von Poren ist, die bei einer Herstellung auf keramischem Wege nicht vollständig zu vermeiden sind. Solche Poren wirken einerseits als Keime für Blasen und vergrößern andererseits die spezifische Oberfläche des Füllstoffes.
Wenn Bleititanat benutzt wird, so muß es in sehr feiner Korngröße (im wesentlichen unter 2o /Um) eingesetzt werden, da es aufgrund
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der hohen Anisotropie seiner thermischen Ausdehnung leicht zur Bildung von Rissen in dem die FüIJstoffkörner umgebenden Glas nach der Aufschmelzung führt. Andererseits wird Bleititanat von den erfindungsgemäßen Grundgläsern sehr wenig angegriffen, so daß es auch in feiner Körnung die thermische Ausdehnung wirkungsvoll absenkt. Dieser Befund ist überraschend in Anbetracht der Tatsache, daß Bleititanat als Füllstoff in anderen Gläsern, wie sie z.B. in DT-OS 2323 896 angegeben sind, nur eine ganz geringfügige Absenkung des Ausdehnungskoeffizienten bewirkt.
Eine bestimmte Gruppe durch Bleititanat modifizierter Gläser stellt sogar eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar, da sie für die Umhüllung und Passivierung der in der Zeichnung gezeigten Halbleiteranordnungen besonders geeignet sind. Die Zuführungen und die freien Teile der Mo- oder W-Stempel der gezeichneten Halbleiteranordnung werden nämlich üblicherweise nach der Beglasung galvanisch verzinnt. Schon die jetzt häufig für diese Bauelemente eingesetzten Zink-Borosilikatgläser werden durch die in den galvanischen Verzinnungsbädern enthaltene Schwefelsäure stark angegriffen und abgetragen. Die ebenfalls für diesen Zweck benutzten Blei-Borosilikatgläser mit PbO-Gehalten um 5o Gew.-% zeigen diesen Angriff nicht. Es wurde nun gefunden, daß auch letztere Gläser bei einer Erhöhung des PbO-Gehaltes deutlich über 5o Gew.-% stark von Schwefelsäure mittlerer Konzentration (5-1o normal) angegriffen werden, überraschenderweise sind jedoch Gläser mit PbO-Gehalten oder PbO+ZnO-Gehalten über etwa 8o Gew.-% wieder gegen die Galvanik-Schwefelsaure beständig. Vermutlich beruht dieser Effekt auf der Bildung einer dünnen Reaktionshaut auf der Glasoberfläche, die den weiteren Angriff verhindert. Bei Verwendung von Cordierit oder Kieselglas als Füllstoff werden jedoch auch diese Gläser wieder stark angegriffen. Eine mögliche Deutung dieses Effekts ist die, daß durch die teilweise Auflösung des Füllstoffes die Glaszusammensetzung verschoben wird und insbesondere der PbO- oder PbO+ZnO-Gehalt wieder unter die kritische Grenze von ca. 8o Gew.-% absinkt, jedenfalls in der Grenzschicht um die Füllstoffkörner. Mit Bleititanat als Füllstoff
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bleiben die Gläser jedoch beständig. Dies dürfte so zu verstehen sein, daß durch Auflösung von Bleititanat, wenn sie überhaupt erfolgt, die Glaszusammensetzung eher zu höheren PbO-Gehalten verschoben wird.
Bevorzugter Gegenstand der Erfindung, jedenfalls für Bauelemente, die nach der Beglasung einer galvanischen Verzinnung unterworfen werden, sind daher Passivierungsgläser, die aus einem Grundglas mit einer Zusammensetzung (Gew.-%) PbO 7o-82, ZnOo-12, 32O3 5-18, SiO2 0-I0, Al2O3 q-8 und einem Gesamtgehalt an PbO+ZnO von mindestens 80 Gewichtsprozent bestehen und als Füllstoff PbTiO, enthalten, wobei ein Gewichtsanteil von etwa 35 bis 60 % PbTiO3 1 zur Einstellung der notwendigen thermischen Ausdehnung von 4o bis 60*Io /0C ausreicht.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert werden.
Beispiel 1
Ein Glas der Zusammensetzung(Gew.-%) PbO 75, SiO2 1o» B2?3 15 wurde erschmolzen, zu Bändern von ca. 1 mm Stärke gewalzt und zu einem Pulver -^- 4o /Um vermählen. An einem kompakten Stück dieses
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Glases wurde eine thermische Ausdehnung von 85"1o /C und eine 1o Poise-Temperatur von 53o 0C gemessen.
Aus 75 Gew.~% dieses Glaspulvers und 25 Gew.-% aus Glas kristallisierten Cordierits mit einer Körnung ^- 4o /um wurde eine Mischung hergestellt. An Stäben, die aus dieser Mischung gesintert wurden, wurde ein Wärmedehnungskoeffizient von 48'1o /° C gemessen. Ein zum dichten Aufschmelzen ausreichendes Fließen zeigte die Mischung bei 59o 0C (Zeit 2o min.). Halbleiteranordnungen nach der Zeichnung 1, die mit diesem Passivierungsglas umhüllt und bei 59o 0C (1o min.) verschmolzen waren, zeigten befriedigende elektrische Eigenschaften. Bei der galvanischen Verzinnung wurde das Glas jedoch stark angegriffen und bildete einen ca. o,2 nun dicken, weißen, abkratzbaren überzug.
Beispiel 2
Aus dem gleichen Grundglas wie in Beispiel 1 wurde unter Zusatz von 35 Gew.-% PbTiO-, welches durch Reaktionssinterung hergestellt war und eine Körnung im wesentlichen < 2o ,um aufwies,
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40 *
ein Passivierungsglas hergestellt. Dieses zeigte eine thermische Ausdehnung von 55*Io /°C und ein ausreichendes Fließen bei 57o 0C (15 min.). Auch dieses Passivierungsglas zeigte keine ausreichende Säurebeständigkeit. Jedoch kann es benutzt werden, um Si-Plättchen, die integrierte Schaltkreise tragen, zu passivieren, insbesondere, wenn die Schaltkreise mit Al-Leiterbahnen und Al-Drähten kontaktiert sind. Die Passivierung erfolgt in diesem Fall zweckmäßig dann, wenn das Si-Plättchen auf einem metallischen Träger montiert und die Anschlußkontakte der integrierten Schaltkreise durch·dünne Drähte, vorzugsweise aus Aluminium, mit dem sogenannten Leiterrahmen verbunden sind. Dabei wird ein Tropfen einer wässrigen oder organischen Suspension des Passivierungsglases so aufgetragen, daß das Glas mindestens die die aktiven Teile des Si-Plättchens tragende Oberfläche und die Kontaktstellen der dünnen Anschlußdrähte vollständig abdeckt .
Beispiel 3
Ein Glas mit (Gew.-%) 5 SiO2, 14 B3O3, 8 ZnO und 73 PbO wurde in einem Platin-Tiegel bei II00 C erschmolzen, in destilliertes Wasser eingegossen, getrocknet und dann in einer Kugelmühle gemahlen und -^ 4ο ,um abgesiebt.
Unter Zusatz von 5o Gev/,-% PbTiO-, *£. 2o /Uin, bezogen auf die Gesamtmischung, wurde mit diesem Glas ein Passivierungsglas hergestellt, welches bei 54o C aufschmolz und eine thermische Ausdehnung von 47'1o /° C besaß. Mit diesem Glas wurden Halbleiteranordnungen nach Zeichnung 1 mit Molybdänstempeln umhüllt und passiviert.Beim anschließenden Verzinnen der Zuleitungen zeigte das Passivierungsglas keinen merklichen Säureangriff.
Beispiel 4
Aus einem Glas der Zusammensetzung (Gew.-%) o,5 SiO?f 0,5 Al 0 , 15 Bo°3' ^ ZnO, 76 PbO wurde durch Zusatz von 3o Gew.-% aus Glas kristallisierten Cordierite, Körnung ■< 4o ,um, ein Passivierungsglas hergestellt. Dieses Passivierungsglas zeigte eine thermische Ausdehnung von 43*Io / C und ein Fließen, welches einer Zähigkeit von ca. 1o Poise entspricht, bei etwa 58o 0C. Die Säurebeständigkeit dieses Passivierungsglases war jedoch schlecht.
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Beispiel 5 η*·
Ein weiteres Passivierungsglas winde aus 45 Gew.-% des Glases nach Beispiel 4 und 55 Gew.-% PbTiO ^- 2o ,um hergestellt. An diesem Passivierungsglas wurde eine thermische Ausdehnung von 42'1o /0C gemessen. Die Aufschmelztemperatur betrug 59o 0C bei 1o Minuten Aufschmelzzeit. Die Resistenz im galvanischen Verzinnungsbad war im Gegensatz zu dem Passivierungsglas nach Beispiel 4 einwandfrei.
Die Gegenüberstellung der Beispiele 4 und 5 zeigt deutlich den Vorteil, den die Verwendung von Bleititanat als Füllstoff bietet, wenn das Passivierungsglas galvanischen VerzinnungsbHdern ausgesetzt wird. Im übrigen war das Passivierungsglas nach Beispiel 5 nach der Aufschmelzung teilweise kristallisiert. Ungünstige Auswirkungen dieser teilweisen Kristallisation auf die elektrischen Eigenschaften passivierter Halbleiterbauelemente wurden nicht festgestellt.
Beispiel 6
Erschmolzen wurde ein Glas der Zusammensetzung (Gew.-%) SiO2 7, Al0O0 11, B9O- 11, PbO 71. Dieses Glas hat eine thermische Aus-
— 7 1^ r>
dehnung von 8o*1o und eine 1o Poise-Temperatur von 54o C. Das Glas wurde ^ 4o ,um gemahlen und gesiebt und mit 2o Gew.-% Cordierit (aus Glas kristallisiert, Körnung <£- 32 ,um) gemischt. Das so hergestellte Passivierungsglas hat eine thermische Ausdehnung von 57*Io /0C und eine Aufschmelztemperatur von 57o C bei einer Aufschmelzzelt von 3o Minuten. Für die Passivierung von Si-Bauelementen mit Al-Metallisierungen ist es somit gerade noch geeignet.
Es liegt auf der Hand, daß die beschriebenen Passivierungsgläser nicht nur bei den genannten Si-Halbleiterelementen eingesetzt werden können, sondern daß ihre Verwendung grundsätzlich in allen Fällen, wo die thermische Empfindlichkeit des Halbleiterbauelementes Aufschmelztemperaturen unter ca. 6oo 0C verlangt, von Vorteil ist.
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Claims (3)

Patentansprüche
1. Passivierungsglas mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten (2o-3oo °C) zwischen 4o und 60*1o /0C zum hermetisch dichten Beschichten oder Umhüllen von Si-Halbleiterbauelementen, bei Temperaturen von höchstens «*-. 6oo 0C, vorzugsweise unter 577 C, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Grundglas der Zusammensetzung (in Gew.-%) PbO 65-82, ZnO o-15, B 0-, 5-3o, SiO-, o-2o,
2 J z
Al2O3 0-15 und gegebenenfalls weiteren Komponenten in untergeordneten Mengenanteilen, und mechanisch zugemischtem feinkörnigen Cordierit mit einer Zusammensetzung im Gebiet des Molverhält- -Ω-isses 2 MgO* 2 Al3O3* 5 SiO2 in einem Mengenanteil von 15-35 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung, oder mechanisch zugemischtem feinkörnigem Bleititanat, PbTiO3, in einem Mengenananteil von 35 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung, besteht.
2. Passivierungsglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanisch zugemischte feinkörnige Cordierit durch Kristallisation aus einem Glas, dessen Zusammensetzung dem Molverhältnis 2 MgO*2 Al3O3*5 SiO3 nahekommt, hergestellt worden ist.
3. Passivierungsglas nach Anspruch 1 mit guter chemischer Resistenz gegen schwefelsaure galvanische Verzinnungsbäder, dadurch gekennzeichnet, das es aus einem Grundglas der Zusammensetzung (Gew.-%) PbO 7O-82, ZnO o-12, B3O3 5-18, SiO3 0-I0, Al3O3 0-8 und gegebenenfalls weiteren Komponenten in untergeordneten Mengenanteilen, wobei die Summe von PbO und ZnO mindestens 80 Gew.-% beträgt, und mechanisch zugemischtem feinkörnigem Bleititanat, PbTiO3, in einem Mengenanteil von 35-6o Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung, besteht.
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DE19752548736 1975-10-31 1975-10-31 Composit-Passivierungsglas auf der Basis PbO-B2 Okskö-ab O3) m't einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten (200-300 Grad C) zwischen 40 und 60 mal 10"7 / Grad C für Silicium-Halbleiterbauelemente mit Aufschmelztemperaturen von höchstens 600 Grad C Expired DE2548736C3 (de)

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