JPS6022657B2 - 半導体被覆用ガラス - Google Patents
半導体被覆用ガラスInfo
- Publication number
- JPS6022657B2 JPS6022657B2 JP12267780A JP12267780A JPS6022657B2 JP S6022657 B2 JPS6022657 B2 JP S6022657B2 JP 12267780 A JP12267780 A JP 12267780A JP 12267780 A JP12267780 A JP 12267780A JP S6022657 B2 JPS6022657 B2 JP S6022657B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- coating
- reverse
- leakage current
- coated
- 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.)
- Expired
Links
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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/07—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead
- C03C3/072—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead containing boron
- C03C3/074—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead containing boron containing zinc
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- Glass Compositions (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ＰＮ接合を含む半導体装置、特にシリコンダ
イオードに通した被覆用ガラスに関するものである。
イオードに通した被覆用ガラスに関するものである。
一般に、半導体素子の外気による汚染を防止し、素子の
表面を安定化し、その特性の劣化を防ぐために、半導体
素子表面をガラスで被覆する。
表面を安定化し、その特性の劣化を防ぐために、半導体
素子表面をガラスで被覆する。
従来、この種の被覆ガラスとして、Ｚｎ○一馬０３−Ｓ
ｉ０２系ガラスが用いられていた。しかし、従来の被覆
用ガラスで被覆した半導体装置では、設計耐圧１０００
Ｖのシリコン素子を用いても、逆耐電圧は６００Ｖ程度
、逆方向洩れ亀流の大きい、いわゆるソフト・ブレイク
ダウンと呼ばれるものしか得られなかった。しかし、近
年、逆耐電圧１５００〜２０００Ｖで、逆方向洩れ電流
の小さいハード・ブレイクダウン（第１図中に口で示す
）の高信頼性半導体装置が要求されるようになってきた
。
ｉ０２系ガラスが用いられていた。しかし、従来の被覆
用ガラスで被覆した半導体装置では、設計耐圧１０００
Ｖのシリコン素子を用いても、逆耐電圧は６００Ｖ程度
、逆方向洩れ亀流の大きい、いわゆるソフト・ブレイク
ダウンと呼ばれるものしか得られなかった。しかし、近
年、逆耐電圧１５００〜２０００Ｖで、逆方向洩れ電流
の小さいハード・ブレイクダウン（第１図中に口で示す
）の高信頼性半導体装置が要求されるようになってきた
。
しかし、従来の被覆用ガラスでは、設計耐圧１０００Ｖ
のシリコン素子を２枚積層してもなお十分なものは得ら
れなかった。又、コスト的にも極めて不利であった。本
発明は、上記の欠点を除去し、高信頼性半導体装置に適
した被覆用ガラスを提供するものである。
のシリコン素子を２枚積層してもなお十分なものは得ら
れなかった。又、コスト的にも極めて不利であった。本
発明は、上記の欠点を除去し、高信頼性半導体装置に適
した被覆用ガラスを提供するものである。
本発明の他の目的は、逆耐圧が高く、、実質的に逆方向
洩れ電流の小さい高信頼性半導体装置を提供することに
ある。
洩れ電流の小さい高信頼性半導体装置を提供することに
ある。
本発明の半導体被覆用ガラスは、重量％でＺｎ０５０．
０〜７０．０％、＆０３２０．０〜３０．０％、Ｓｉ０
２５．０〜１５．０％、Ｐｂ０１．０〜１０．０％、Ｂ
ｉ２０３０．１〜２０．０％、ＳＱ０３０．１〜２．０
％、ＡＩ２０３０〜３．０％の組成を有する。
０〜７０．０％、＆０３２０．０〜３０．０％、Ｓｉ０
２５．０〜１５．０％、Ｐｂ０１．０〜１０．０％、Ｂ
ｉ２０３０．１〜２０．０％、ＳＱ０３０．１〜２．０
％、ＡＩ２０３０〜３．０％の組成を有する。
又、上記組成のガラスによって被覆された半導体装置は
逆耐電圧が高く、逆方向洩れ電流は極端に小さい。
逆耐電圧が高く、逆方向洩れ電流は極端に小さい。
本発明の被覆用ガラスは、ＺｎＯ−Ｂ２０３−Ｓｊ０２
系ガラスにＢｉ２０３とＰｂ○を添加したものである。
系ガラスにＢｉ２０３とＰｂ○を添加したものである。
このガラスで被覆された半導体装置のシリコンーガラス
界面は、Ｂｉ２０３とＰｂ○の共存により、極めて安定
化され、シリコン素子の表面電荷密度（ＮＦＢ）は制御
された量の正電荷で安定した状態に維持される。このた
め、シＩＪコン素子の逆耐圧は高く、逆方向洩れ電流は
極端に小さい。第１表に示すガラスＡは、Ｂｉ２０３及
びＰのを含まないガラスであり、ガラスＢは、Ｂｉ２０
３とＰｂ○を含むガラスである。
界面は、Ｂｉ２０３とＰｂ○の共存により、極めて安定
化され、シリコン素子の表面電荷密度（ＮＦＢ）は制御
された量の正電荷で安定した状態に維持される。このた
め、シＩＪコン素子の逆耐圧は高く、逆方向洩れ電流は
極端に小さい。第１表に示すガラスＡは、Ｂｉ２０３及
びＰのを含まないガラスであり、ガラスＢは、Ｂｉ２０
３とＰｂ○を含むガラスである。
これらのガラスをそれぞれ設計耐圧２０００Ｖのシリコ
ン素子に被覆して、逆耐圧及び逆方向洩れ電流を測定し
たところ、第１図に示す結果を得た。第１表同図のイは
ガラスＡを被覆したものであり、逆方向洩れ電流は大き
く、ソフト。
ン素子に被覆して、逆耐圧及び逆方向洩れ電流を測定し
たところ、第１図に示す結果を得た。第１表同図のイは
ガラスＡを被覆したものであり、逆方向洩れ電流は大き
く、ソフト。
ブレイクダウンを示す。同図の口は、ガラスＢで被覆し
たものであり、逆方向洩れ電流は１仏Ａ以下で、極端に
小さくハード・ブレイクダウンを示した。本発明の被覆
用ガラスは、重量でＺｎ０５０．０〜７０．０％、Ｂ０
３２０．０〜３０．０％、Ｓｉ０２５．０〜１５．０％
、ＰＯＯｌ．０〜１０．０％、Ｂｉ２０３０．１〜２０
．０％、Ｓｂ２０３０．１〜２．０％、ＡＩ２０３０〜
３．０％の組成を有する。
たものであり、逆方向洩れ電流は１仏Ａ以下で、極端に
小さくハード・ブレイクダウンを示した。本発明の被覆
用ガラスは、重量でＺｎ０５０．０〜７０．０％、Ｂ０
３２０．０〜３０．０％、Ｓｉ０２５．０〜１５．０％
、ＰＯＯｌ．０〜１０．０％、Ｂｉ２０３０．１〜２０
．０％、Ｓｂ２０３０．１〜２．０％、ＡＩ２０３０〜
３．０％の組成を有する。
この組成に限定したのは次の理由による。Ｚｎ○が５０
．０％以下のときは、熱膨張係数が大きくなり過ぎると
共に、ガラス化が困難になる。
．０％以下のときは、熱膨張係数が大きくなり過ぎると
共に、ガラス化が困難になる。
７０．０％以上になると、結晶化が急速に進行するため
、被覆面に十分に流動しなくなるので良好な被覆が得ら
れなくなる。
、被覆面に十分に流動しなくなるので良好な被覆が得ら
れなくなる。
＆０３が２０．０％以下になると、ガラスが失透し易く
なり、３０．０％以上になると均質なガラスが得にくく
なる。
なり、３０．０％以上になると均質なガラスが得にくく
なる。
Ｓｉ０２が５％以下になると、ガラスが失透し易くなり
、１５．０％以上になると均質なガラスが得にくくなる
。
、１５．０％以上になると均質なガラスが得にくくなる
。
Ｂｉ２０３が０．１％以下のときは、所期の逆耐圧及び
逆方向洩れ電流特性が得られず、２０．０％以上になる
と熱膨張係数が大きくなり過ぎ、且つ均質なガラスが得
にくくなる。
逆方向洩れ電流特性が得られず、２０．０％以上になる
と熱膨張係数が大きくなり過ぎ、且つ均質なガラスが得
にくくなる。
Ｐｂ○が１．０％以下になると、ガラスが失透し易く、
流動性が悪くなって良好な被覆が得られず、表面電荷密
度（ＮＦＢ）が変動し易くなり、所期の半導体特性が得
られなくなる。
流動性が悪くなって良好な被覆が得られず、表面電荷密
度（ＮＦＢ）が変動し易くなり、所期の半導体特性が得
られなくなる。
１０．０％以上になると、封着時にガラスが還元され易
くなる。
くなる。
Ｎ２０３はガラスを安定化し、化学的耐久性を向上させ
るが、３．０％以上加えるとガラスの粘性が上がり、良
好な被覆が得にくくなる。Ｓｂ２０３を添加すると、Ｂ
ｉ２０３の効果を高め、且つガラスの溶解性が向上する
が、０．１％以下では効果が小さく、２．０％以上添加
しても然程効果に変化がない。
るが、３．０％以上加えるとガラスの粘性が上がり、良
好な被覆が得にくくなる。Ｓｂ２０３を添加すると、Ｂ
ｉ２０３の効果を高め、且つガラスの溶解性が向上する
が、０．１％以下では効果が小さく、２．０％以上添加
しても然程効果に変化がない。
Ｚｎ○−Ｂ０３−Ｓｉ０２系被覆ガラスに、従来よく添
加されているＣｅ０２は、本発明の被覆用ガラス雲重袈
案を零貧÷亀誇る菱電鼻鶴窄議も李３の舞要Ｃｅ０２の
添加は好ましくない。
加されているＣｅ０２は、本発明の被覆用ガラス雲重袈
案を零貧÷亀誇る菱電鼻鶴窄議も李３の舞要Ｃｅ０２の
添加は好ましくない。
第２表
第２表に、本発明の被覆用ガラスの実施例の組成と３０
〜３００℃での熱風鞍張係数及び被覆封着温度を示す。
〜３００℃での熱風鞍張係数及び被覆封着温度を示す。
第２表の組成になるように調合した原料を十分溶融して
ガラス化した後、粉砕して微粉末にする。このガラス粉
末を純水或いは有機溶媒と混合してスラリ−にし、シリ
コン素子表面に塗布して封着温度に加熱する。ガラス中
のアルカリは半導体の特性を著しく損なうので、原料中
の不純物として、又、溶融、粉砕等の工程中でアルカリ
が混入しないように十分注意しなければならない。本発
明の被覆用ガラスを設計耐圧２０００Ｖのシリコン素子
に被覆して製作した半導体装置は、１枚のシリコン素子
で逆耐圧２０００Ｖ、ハード・ブレイクダウンの特性を
示す優れたものであった。なお、以上の説明では、１枚
のシリコン素子を用いたダィオード‘こついて述べたが
、本発明は、シリコン素子を鏡層した高耐圧ダイオード
や、トランジスタ、サィリスター等のパシベイション用
ガラスとしても適用できるものである。
ガラス化した後、粉砕して微粉末にする。このガラス粉
末を純水或いは有機溶媒と混合してスラリ−にし、シリ
コン素子表面に塗布して封着温度に加熱する。ガラス中
のアルカリは半導体の特性を著しく損なうので、原料中
の不純物として、又、溶融、粉砕等の工程中でアルカリ
が混入しないように十分注意しなければならない。本発
明の被覆用ガラスを設計耐圧２０００Ｖのシリコン素子
に被覆して製作した半導体装置は、１枚のシリコン素子
で逆耐圧２０００Ｖ、ハード・ブレイクダウンの特性を
示す優れたものであった。なお、以上の説明では、１枚
のシリコン素子を用いたダィオード‘こついて述べたが
、本発明は、シリコン素子を鏡層した高耐圧ダイオード
や、トランジスタ、サィリスター等のパシベイション用
ガラスとしても適用できるものである。
第１図は、半導体装置の逆耐電圧及び逆洩れ電流を示す
もので、イはＢｉ２０３及びＰのを含まないガラスで被
覆した場合、ロはＢｉ２０３及びＰのを含む本発明のガ
ラスで被覆した場合を示す。 第１図
もので、イはＢｉ２０３及びＰのを含まないガラスで被
覆した場合、ロはＢｉ２０３及びＰのを含む本発明のガ
ラスで被覆した場合を示す。 第１図
Claims (1)
- １ 重量でＺｎＯ５０．０〜７０．０％、Ｂ＿２Ｏ＿３
２０．０〜３０．０％、ＳｉＯ＿２５．０〜１５．０％
、ＰｂＯ１．０〜１０．０％、Ｂｉ＿２Ｏ＿３０．１〜
２０．０％、Ｓｂ＿２Ｏ＿３０．１〜２．０％、Ａｌ＿
２Ｏ＿３０〜３．０％の組成を有する半導体被覆用ガラ
ス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12267780A JPS6022657B2 (ja) | 1980-09-02 | 1980-09-02 | 半導体被覆用ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12267780A JPS6022657B2 (ja) | 1980-09-02 | 1980-09-02 | 半導体被覆用ガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5747742A JPS5747742A (en) | 1982-03-18 |
| JPS6022657B2 true JPS6022657B2 (ja) | 1985-06-03 |
Family
ID=14841893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12267780A Expired JPS6022657B2 (ja) | 1980-09-02 | 1980-09-02 | 半導体被覆用ガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022657B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63125078U (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-15 | ||
| JPS63125077U (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-15 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58167445A (ja) * | 1982-03-24 | 1983-10-03 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 半導体被覆用ガラス |
| MY104429A (en) * | 1988-04-15 | 1994-03-31 | Du Pont | Encapsulant composition |
-
1980
- 1980-09-02 JP JP12267780A patent/JPS6022657B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63125078U (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-15 | ||
| JPS63125077U (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-15 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5747742A (en) | 1982-03-18 |
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