JPS596269B2 - ガラスおよびその製造方法 - Google Patents

ガラスおよびその製造方法

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JPS596269B2
JPS596269B2 JP52052153A JP5215377A JPS596269B2 JP S596269 B2 JPS596269 B2 JP S596269B2 JP 52052153 A JP52052153 A JP 52052153A JP 5215377 A JP5215377 A JP 5215377A JP S596269 B2 JPS596269 B2 JP S596269B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の不活性化ガラス被覆に用いるのに
適するガラスおよびその製造の法に関するものである。
かかる被覆は半導体、特にかかる装置におけるｐ−ｎ接
合を水、水蒸気および移動するイオンの如き雰囲気の影
響から保護せんとするものである。
これらの移動するイオンは周囲の媒質からまたは例えば
合成樹脂材料から成るケーシングから不純物として生じ
得る。米国特許第３８０１８７８号および第 ３８０１８７９号明細書には、かかる用途に特に適する
無アルカリのアルミノホウケイ酸塩ガラスの１種が記載
されている。
ガラスのこの装置への適合性は、電気特性並びに膨脹係
数および軟化温′．（！．。゜ ：”：〕；；｝ｘ？岑
冫≧・、好まし７ｉ（ちにあり、水をガラスの容量ｄ当
り、Ｏ℃、７６ＣｆＬＨｇにした水蒸気の容量、ｄで表
わして１０×１０−４〜１００Ｘ１０−４含有したこと
を特徴とする。ガラスが適当に作用するためには、ガラ
ス中に極く少量の水が存在することが絶体必要である。
ガラスを製造する場合に、例えばＡＩｌ２Ｏ３の代りに
水和した酸化アルミニウムＨＡｌＯ２を用いるように、
含水原材料を選定することにより水がガラス中に入り得
る様な処置をとらなければならない。原材料の混合物中
の過剰な水は有害でなく、この水は融解時に蒸発する。
ガラスの不活性化作用には開放構造が明らかに重要であ
る。
これは、ガラス中に酸化ゲルマニウムが存在することに
より助長され、また含有水が役割をはたす。ここでガラ
スの「開放構造」とは、網状を形成する四面体間の架橋
を形成しない浮遊酸素原子を含む構造を称する。
次に「開放構造」を得るためには、ガラスを、融解し、
均質化した後、転移範囲よりすぐ上の温度から常温まで
、例えば冷水中で急冷するのが好ましい。
本発明のガラスの誘電率は約７．２〜１１．７で、ガラ
ス化温度、即ちガラスの粘度が１０６・５ポイズである
温度は約８２５〜９７５℃である。
本発明のガラスは、著しく高い破壊電圧を有し、不活性
化した半導体装置の寿命を著しく長くする点で従来のガ
ラスと異なる。保護すべき半導体装置にガラス層を被着
する最も良い方法は、英国特許出願第７６／１１７５号
、米国特許出願第６４４０７０号による方法で、この方
法ではガラス層を、液体分散媒質中にガラス粒子を分散
させた液の電気泳動により被着し、この際上記分散液は
１０−１泳Ω−１ｃ！ＲＬ−！以下の比導電率を有し、
好ましくは多価金属イオンおよび少くとも１個の無極性
有機基を有する少くとも１個のイオンとを有するイオン
化性物質の形態の補助分散剤を含有する。
ガラスを被着する他の方法は、陰極スパツタリングによ
るか、またはブラツシ若しくはドクター・プレートで懸
濁液を被着することにより、また更に沈降、好ましくは
遠心分離によるものである。
次に若干のガラスの組成を例示し、半導体結晶の集積回
路上に被覆を被着する方法を添付図面を参照して説明す
る。石英砂、ケイ酸鉛（８５．４重量％のＰｂＯおよび
１４．６重量％のＳｉＯ２）、アルミナ（６６．８重量
％のＡｊ２Ｏ３および３３．２重量％のＨ２Ｏ）、亜鉛
華（ＺｎＯ）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）および酸
化マグネシウム（９３重量％のＭｇＯｌ４％のＳｉＯ２
および３％のＣａＯ）を出発物質として選定した。
表に示すガラス組成物をこれ等の材料から融解により製
造した。融成物を冷水中で急冷し、然る後０．１〜１０
μｍの粒径、平均値３μｍまで粉砕した。表には後述す
る如き装置における１ＭＨｚの誘電率（ε）、破壊電圧
Ｖｆ（ボルト）およびガラス化温度Ｔｖ（℃）、即ちガ
ラスの粘度が１０６・５ポイズである温度および１０１
１ｑ／（−１１（ガラス表面積）で表わされる単位表面
当りの電荷の量Ｑを示す。．但しｐは電荷の静電単位で
ある。Ｑの値は誘電二重層に関するもので、該層はガラ
スとＳｉ結晶の界面に現われる。符号はガラス側から選
ばれる。本発明のガラスを用いて得られる結晶側におけ
る大きい正の電荷のために、高い不活性化および高い破
壊電圧が得られる。水の含有量はガラス容量ｄ当りＯ℃
、７６ＣＴ１ＬＨｇにした際の水蒸気の容量、ｄで示さ
れる。別の実験において、乾燥酸素を腐４のガラスの融
成物に通した。
これにより水分は７Ｘ１０−４に低下した。この変性ガ
ラスは満足な不活性化特性を有しなかつた。粒子を、イ
ソパラフインよりなる分散剤中に補３助分散剤と一緒に
分散させた。
補助分散剤は、例えばスルホコハク酸のジデシルエステ
ルのカルシウム石けん１重量部と、８〜１４個の炭素原
子を有するアルキル基を含むアルキルサリチレートの混
合物のクロム石けん１重量部と、ラウリルステアリルメ
タクリレートと２−メチル−５−ビニルピリジンとの共
重合体１重量部を含有した。この混合物０．７５９を１
１のイソパラフインに溶解した。この溶液２０ＴＩＬＩ
，を、上記組成物の一つのガラス粉末（粒径約３μｍ）
１０ｇと２０ｇ／ｌのラウリルステアリルポリメタクリ
レート溶液をイソパラフイン溶液に溶解した溶液１０ｍ
１と一緒にイソパラフイン混合物に添加した。この溶液
の比導電率は約５Ｘ１０−１２Ω−１ｃＴｎ−１である
。
半導体薄片を分散液中に対向するＰｔ電極から１１１１
１１１！の距離に懸吊し、２００ボルトの電圧を印加し
た。
約１分後１１μｍ厚のガラス被覆を得た。
この様にして得た半導体装置は大気雰囲気に曝す際特に
長い寿命を有した。
添付図面は本発明の不活性化ガラス被覆を有する半導体
装置の断面図で、ｎ一型ケイ素の２３０μｍ厚の薄層１
にホウ素を拡散させることにより４０μｍの深さまでｐ
一型導電性領域２として成る。
領域６は予め局部的に極めて深いｐ一型拡散により設け
る。然る後ｎ一型導電性領域３をリンの拡散により１５
μｍの深さまで設ける。次いで形成するコア５は最初の
ｎ一導電性ケイ素から成る。ガラス層４はこの下に位置
するｐ−ｎ接合の保護として役立つ。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明の不活性化ガラス被覆を有する半導体
装置の断面図である。 １・・・・・・ｎ一型ケイ素、２・・・・・・ｐ一型層
、３・・・・・・ｎ一型導電性領域、４・・・・・・ガ
ラス層、５・・・・・・コア、６・・・・・・ｐ一型領
域。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体装置の不活性化用ガラス被覆に用いるのに適
    するＳｉＯ＿２、ＰｂＯおよびＡｌ＿２Ｏ＿３を含有す
    るガラスにおいて、モル％で表わされる組成が次の範囲
    内：ＳｉＯ＿２５０〜７５ Ａｌ＿２Ｏ＿３３．５〜２０ ＰｂＯ７．５〜４０（ＰｂＯ／Ａｌ＿２Ｏ＿３）≧１Ｇ
    ｅＯ＿２３〜２０にあり、ガラスが０℃、７６ｃｍＨｇ
    にした、水蒸気の容量、ｃｍ＾３で表わして水をガラス
    の容量、ｃｍ＾３当り１０×１０＾−＾４〜１００×１
    ０＾−＾４含有したことを特徴とするガラス。 ２ モル％で表わされる組成が次の範囲内：ＳｉＯ＿２
    ５０〜７５Ａｌ＿２Ｏ＿３１０〜２０ ＰｂＯ１０〜２５（ＰｂＯ／Ａｌ＿２Ｏ＿３）≧１Ｇｅ
    Ｏ＿２３〜２０にあり、ガラスが０℃、７６ｃｍＨｇに
    した水蒸気の容量、ｃｍ＾３で表わして水をガラスの容
    量、ｃｍ＾３当り１０×１０＾−＾４〜１００×１０＾
    −＾４含有した特許請求の範囲１記載のガラス。 ３ ＰｂＯの分量がＡｌ＿２Ｏ＿３の分量の２倍である
    特許請求の範囲１記載のガラス。 ４ 出発原料を融解し、融解した原料を均質化し、モル
    ％で表わされる組成が次の範囲内：ＳｉＯ＿２５０〜７
    ５ Ａｌ＿２Ｏ＿３３．５〜２０ ＰｂＯ７．５〜４０（ＰｂＯ／Ａｌ＿２Ｏ＿３）≧１
    ＧｅＯ＿２３〜２０にあり、０℃、７６ｃｍＨｇにした
    水蒸気の容量、ｃｍ＾３で表わして水をガラスの容量、
    ｃｍ＾３当り１０×１０＾−＾４〜１００×１０＾−＾
    ４含有した半導体装置の不活性化用ガラス被覆に用いる
    のに適するＳｉＯ＿２、ＰｂＯおよびＡｌ＿２Ｏ＿３を
    含有するガラスを製造する方法において、水和物原料を
    含む出発原料である混合物から、上記組成を有し、水を
    含むガラスを製造することを特徴とするガラスの製造方
    法。 ５ 上記出発原料である混合物を融解し、融解した混合
    物を均質化し、ガラスを常温以下の温度で急冷する特許
    請求の範囲第４項記載の方法。
JP52052153A 1976-05-10 1977-05-09 ガラスおよびその製造方法 Expired JPS596269B2 (ja)

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NL000007604951 1976-05-10
NL7604951A NL7604951A (nl) 1976-05-10 1976-05-10 Glas voor het passiveren van halfgeleider- inrichtingen.

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Publication Number Publication Date
JPS52136211A JPS52136211A (en) 1977-11-14
JPS596269B2 true JPS596269B2 (ja) 1984-02-09

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JP (1) JPS596269B2 (ja)
AU (1) AU508674B2 (ja)
BE (1) BE854424A (ja)
CA (1) CA1075271A (ja)
DE (1) DE2720639C2 (ja)
FR (1) FR2351065A1 (ja)
GB (1) GB1568156A (ja)
IT (1) IT1085541B (ja)
NL (1) NL7604951A (ja)
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