JPH11236239A - 半導体被覆用ガラス - Google Patents
半導体被覆用ガラスInfo
- Publication number
- JPH11236239A JPH11236239A JP6064598A JP6064598A JPH11236239A JP H11236239 A JPH11236239 A JP H11236239A JP 6064598 A JP6064598 A JP 6064598A JP 6064598 A JP6064598 A JP 6064598A JP H11236239 A JPH11236239 A JP H11236239A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- pbo
- coating
- semiconductor
- sio2
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/24—Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders
- C03C8/245—Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders containing more than 50% lead oxide, by weight
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/102—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing lead
- C03C3/108—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing lead containing boron
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｐ型半導体素子の被覆に適した半導体被覆用
ガラスを提供する。 【解決手段】 ＰｂＯ、ＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 及びＡｌ2
Ｏ3 の４成分のみからなり、各成分の含有量が重量％で
ＰｂＯ ４７．５〜５５％、ＳｉＯ2 ４２〜４７．５
％、Ｂ2 Ｏ3 １〜５％、Ａｌ2 Ｏ3 ０．５〜２．５
％であることを特徴とする。
ガラスを提供する。 【解決手段】 ＰｂＯ、ＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 及びＡｌ2
Ｏ3 の４成分のみからなり、各成分の含有量が重量％で
ＰｂＯ ４７．５〜５５％、ＳｉＯ2 ４２〜４７．５
％、Ｂ2 Ｏ3 １〜５％、Ａｌ2 Ｏ3 ０．５〜２．５
％であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン半導体を素材
としたダイオード、サイリスタ、トランジスタ等の個別
半導体のＰＮ接合部を含む表面を保護、或いは安定化す
るためのガラスに関し、特にＰ型のシリコン半導体の表
面を保護するのに好適な半導体被覆用ガラスに関するも
のである。
としたダイオード、サイリスタ、トランジスタ等の個別
半導体のＰＮ接合部を含む表面を保護、或いは安定化す
るためのガラスに関し、特にＰ型のシリコン半導体の表
面を保護するのに好適な半導体被覆用ガラスに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体被覆用ガラスには、信頼性
に優れるＺｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2系の亜鉛系ガラス
や、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 系、或いはＰｂＯ−
ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 系の鉛系ガラスが知ら
れているが、最近の傾向として、作業性の点から鉛系ガ
ラスが主流になってきている。
に優れるＺｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2系の亜鉛系ガラス
や、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 系、或いはＰｂＯ−
ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 系の鉛系ガラスが知ら
れているが、最近の傾向として、作業性の点から鉛系ガ
ラスが主流になってきている。
【０００３】この半導体被覆用ガラスに要求される特性
として、（１）ガラスの熱膨張係数が半導体素子のそれ
に適合すること、（２）高温ではシリコン等の半導体素
子の特性が劣化するおそれがあるため、７００〜９００
℃の低温で封着できること、（３）被覆後、ガラス中の
電荷量が半導体装置の設計に合った適量の負電荷（初期
ＮＦＢ）になること、（４）ガラス中のアルカリ成分の
含有量が極めて少ないこと、等がある。
として、（１）ガラスの熱膨張係数が半導体素子のそれ
に適合すること、（２）高温ではシリコン等の半導体素
子の特性が劣化するおそれがあるため、７００〜９００
℃の低温で封着できること、（３）被覆後、ガラス中の
電荷量が半導体装置の設計に合った適量の負電荷（初期
ＮＦＢ）になること、（４）ガラス中のアルカリ成分の
含有量が極めて少ないこと、等がある。
【０００４】上記要求特性中、特に（３）のガラス中の
負電荷は、半導体素子の電気的特性に大きな影響を与え
るものであり、ガラス中の電荷量が必要以上に大きすぎ
るとリーク電流が大きくなったり、Ｖ−Ｉ（電圧−電
流）測定でハード波形が得られなくなるため好ましくな
い。
負電荷は、半導体素子の電気的特性に大きな影響を与え
るものであり、ガラス中の電荷量が必要以上に大きすぎ
るとリーク電流が大きくなったり、Ｖ−Ｉ（電圧−電
流）測定でハード波形が得られなくなるため好ましくな
い。
【０００５】例えば現在主流のＮ型半導体の場合、１５
００Ｖ以上の高耐圧素子には＋１５×１０11／ｃｍ2 前
後の負電荷を有するガラスが選択され、４００〜６００
Ｖといった中耐圧素子には、＋３〜＋８×１０11／ｃｍ
2 の負電荷を有するガラスが必要とされる。
００Ｖ以上の高耐圧素子には＋１５×１０11／ｃｍ2 前
後の負電荷を有するガラスが選択され、４００〜６００
Ｖといった中耐圧素子には、＋３〜＋８×１０11／ｃｍ
2 の負電荷を有するガラスが必要とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで近年、通信分
野に用いられる半導体素子として、Ｐ型のシリコンウエ
ハーを使用した半導体素子が普及しつつある。このＰ型
半導体素子の被覆には、負電荷が小さいか、或いはニュ
ートラルになる被覆用ガラスが求められている。
野に用いられる半導体素子として、Ｐ型のシリコンウエ
ハーを使用した半導体素子が普及しつつある。このＰ型
半導体素子の被覆には、負電荷が小さいか、或いはニュ
ートラルになる被覆用ガラスが求められている。
【０００７】しかしながら従来の鉛系ガラスには、Ｐ型
半導体に適した負電荷を有するものが存在しない。この
ためＰ型半導体素子の製造に当たっては、Ｎ型用のガラ
スを用い、特殊な条件で焼成することによって所望の電
気的特性に調整しているのが現状である。
半導体に適した負電荷を有するものが存在しない。この
ためＰ型半導体素子の製造に当たっては、Ｎ型用のガラ
スを用い、特殊な条件で焼成することによって所望の電
気的特性に調整しているのが現状である。
【０００８】本発明の目的は、Ｐ型半導体素子の被覆に
適した半導体被覆用ガラスを提供することである。
適した半導体被覆用ガラスを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体被覆用ガ
ラスは、本質的にＰｂＯ、ＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 及びＡｌ
2 Ｏ3 の４成分のみからなり、各成分の含有量が重量％
でＰｂＯ ４７．５〜５５％、ＳｉＯ2 ４２〜４７．
５％、Ｂ2 Ｏ3 １〜５％、Ａｌ2 Ｏ3 ０．５〜２．
５％であることを特徴とする。
ラスは、本質的にＰｂＯ、ＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 及びＡｌ
2 Ｏ3 の４成分のみからなり、各成分の含有量が重量％
でＰｂＯ ４７．５〜５５％、ＳｉＯ2 ４２〜４７．
５％、Ｂ2 Ｏ3 １〜５％、Ａｌ2 Ｏ3 ０．５〜２．
５％であることを特徴とする。
【００１０】また本発明の半導体被覆用ガラスは、ガラ
ス中の負電荷量が−２〜＋２×１０11／ｃｍ2 の範囲に
あることを特徴とする。
ス中の負電荷量が−２〜＋２×１０11／ｃｍ2 の範囲に
あることを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明において、組成範囲を上記のように限定
した理由を以下に述べる。
した理由を以下に述べる。
【００１２】ＰｂＯが４７．５％より少ないとガラスの
粘性が高くなって封着が困難になり、５５％より多いと
ガラスの熱膨張係数が高くなりすぎて、半導体素子のそ
れと適合しなくなる。
粘性が高くなって封着が困難になり、５５％より多いと
ガラスの熱膨張係数が高くなりすぎて、半導体素子のそ
れと適合しなくなる。
【００１３】ＳｉＯ2 が４２％より少ないとガラスの熱
膨張係数が高くなりすぎ、４７．５％を超えると封着温
度が高くなりすぎたり、或いはシリカの失透が生じる易
くなる。
膨張係数が高くなりすぎ、４７．５％を超えると封着温
度が高くなりすぎたり、或いはシリカの失透が生じる易
くなる。
【００１４】Ｂ2 Ｏ3 が１％より低いとガラスを焼成す
る際にシリカの失透が生じ、５％より多いとガラスの負
電荷が高くなる。
る際にシリカの失透が生じ、５％より多いとガラスの負
電荷が高くなる。
【００１５】Ａｌ2 Ｏ3 が０．５％より低いと焼成時に
失透し易くなり、２．５％を超えるとガラスの負電荷が
高くなる。
失透し易くなり、２．５％を超えるとガラスの負電荷が
高くなる。
【００１６】また上記ガラスは本質的に上記４成分のみ
からなる。アルカリ成分等、上記以外の成分が含まれて
いると所望の特性が得られなくなるため、本発明のガラ
スにおいては他成分の添加は避けるべきである。
からなる。アルカリ成分等、上記以外の成分が含まれて
いると所望の特性が得られなくなるため、本発明のガラ
スにおいては他成分の添加は避けるべきである。
【００１７】以上の組成を有するガラスは、Ｐ型半導体
に適した−２〜＋２×１０11／ｃｍ2 の負電荷量を有す
る。
に適した−２〜＋２×１０11／ｃｍ2 の負電荷量を有す
る。
【００１８】なお本発明の半導体被覆用ガラスは、Ｐｂ
Ｏ、ＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 及びＡｌ2Ｏ3 の各原料を調合
してバッチとし、１５００℃前後の温度で約１時間溶融
してガラス化した後、成形し、粉砕、分級することによ
って得ることができる。
Ｏ、ＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 及びＡｌ2Ｏ3 の各原料を調合
してバッチとし、１５００℃前後の温度で約１時間溶融
してガラス化した後、成形し、粉砕、分級することによ
って得ることができる。
【００１９】なお半導体素子への被覆、封着に当たって
は、まずガラス粉末をドクターブレード法、フォトスピ
ン法、電着法等によってＰ型半導体素子のＰＮ接合部表
面に被覆する。次いでこの半導体素子を電気炉中で７５
０〜８００℃で１０〜１５分間加熱すればよい。
は、まずガラス粉末をドクターブレード法、フォトスピ
ン法、電着法等によってＰ型半導体素子のＰＮ接合部表
面に被覆する。次いでこの半導体素子を電気炉中で７５
０〜８００℃で１０〜１５分間加熱すればよい。
【００２０】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
【００２１】表１及び表２は、本発明の実施例（試料Ｎ
ｏ．１〜６）及び比較例（試料Ｎｏ．７）を示してい
る。
ｏ．１〜６）及び比較例（試料Ｎｏ．７）を示してい
る。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】各試料は次のようにして調製した。まず表
中の組成となるようにガラス原料を調合してバッチと
し、１５００℃の温度で１時間溶融してガラス化した。
続いてこの溶融ガラスをフィルム状に成形した後、ボー
ルミルにて微粉砕し、３５０メッシュの篩を用いて分級
し、試料を得た。
中の組成となるようにガラス原料を調合してバッチと
し、１５００℃の温度で１時間溶融してガラス化した。
続いてこの溶融ガラスをフィルム状に成形した後、ボー
ルミルにて微粉砕し、３５０メッシュの篩を用いて分級
し、試料を得た。
【００２５】得られた試料について、熱膨張係数及びガ
ラス中の負電荷（初期ＮＦＢ）を測定した。結果を各表
に示す。
ラス中の負電荷（初期ＮＦＢ）を測定した。結果を各表
に示す。
【００２６】表から明らかなように、本発明の実施例で
ある試料Ｎｏ．１〜６は、３０〜３００℃における熱膨
張係数が４４．５〜４９．５×１０-7／℃であった。ま
た初期ＮＦＢが−０．５〜＋１．４×１０11／℃と殆ど
ニュートラルな値であり、Ｐ型半導体に適した初期ＮＦ
Ｂを有していた。これに対して比較例である試料Ｎｏ．
７は初期ＮＦＢが＋４．３であり、Ｐ型半導体の被覆用
としては好ましくないものであった。
ある試料Ｎｏ．１〜６は、３０〜３００℃における熱膨
張係数が４４．５〜４９．５×１０-7／℃であった。ま
た初期ＮＦＢが−０．５〜＋１．４×１０11／℃と殆ど
ニュートラルな値であり、Ｐ型半導体に適した初期ＮＦ
Ｂを有していた。これに対して比較例である試料Ｎｏ．
７は初期ＮＦＢが＋４．３であり、Ｐ型半導体の被覆用
としては好ましくないものであった。
【００２７】なお熱膨張係数はディラトメーターを用い
て測定した。ガラス中の負電荷、即ちシリコン表面に誘
起される正電荷（初期ＮＦＢ）は、金属（アルミニウム
電極）−ガラス−半導体（シリコン）構造のＭＯＳ（Ｍ
ｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｉｌｉｃｏｎ）構造体を作製
し、その電圧容量特性から測定した。
て測定した。ガラス中の負電荷、即ちシリコン表面に誘
起される正電荷（初期ＮＦＢ）は、金属（アルミニウム
電極）−ガラス−半導体（シリコン）構造のＭＯＳ（Ｍ
ｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｉｌｉｃｏｎ）構造体を作製
し、その電圧容量特性から測定した。
【００２８】
【発明の効果】本発明の半導体被覆用ガラスは、ガラス
中の負電荷が−２〜＋２×１０11／ｃｍ2 であるため、
特殊な条件で焼成しなくても所望の電気的特性を有する
Ｐ型半導体を作製することができる。それゆえＰ型半導
体の被覆用ガラスとして好適である。
中の負電荷が−２〜＋２×１０11／ｃｍ2 であるため、
特殊な条件で焼成しなくても所望の電気的特性を有する
Ｐ型半導体を作製することができる。それゆえＰ型半導
体の被覆用ガラスとして好適である。
Claims (2)
- 【請求項１】 本質的にＰｂＯ、ＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 及
びＡｌ2 Ｏ3 の４成分のみからなり、各成分の含有量が
重量％でＰｂＯ ４７．５〜５５％、ＳｉＯ2 ４２〜
４７．５％、Ｂ2 Ｏ3 １〜５％、Ａｌ2 Ｏ3 ０．５
〜２．５％であることを特徴とする半導体被覆用ガラ
ス。 - 【請求項２】 ガラス中の負電荷量が−２〜＋２×１０
11／ｃｍ2 の範囲にあることを特徴とする請求項１の半
導体被覆用ガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6064598A JPH11236239A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 半導体被覆用ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6064598A JPH11236239A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 半導体被覆用ガラス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11236239A true JPH11236239A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=13148283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6064598A Pending JPH11236239A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 半導体被覆用ガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11236239A (ja) |
-
1998
- 1998-02-24 JP JP6064598A patent/JPH11236239A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051024 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060601 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060928 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |