JPS6229145A

JPS6229145A - 大口径シリコンウェハー被覆用ガラス

Info

Publication number: JPS6229145A
Application number: JP16909385A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hatano; 和夫波多野
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1985-07-30
Filing date: 1985-07-30
Publication date: 1987-02-07
Also published as: JPH0426541B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、シリコン単結晶を素材としたダイオード、サ
イリスター、トランジスタ等の半導体素子のＰＮ接合部
を含む表面を保護、あるいは安定化（バシベーシ３ン）
するために被覆するガラスに係り、特にシリコンウェハ
ーの表面に直接被覆するのに好適な半導体被覆用ガラス
に関する。

従来技術半導体被覆用ガラスに要求される特性としては、ガラス
の熱膨張係数が半導体のそれに適合すること、７００〜
９００°Ｃの温度範囲の焼成により良好な封管ができる
こと、ｆ′ｒ１極形成などの半導体製造工程のために良
好な耐薬品性、耐酸性を有すること、被覆後半導体素子
の電気的特性、特に逆耐１ｎ圧、逆洩れ電流の特性に優
れていること等があげられる。

従来、この種の被覆用ガラスとしてＺｎＯを主成分とす
るＺｎＯ−ロｚｏｓ−５１Ｃ１ｚ系の亜鉛系ガラスとｐ
ｂｏを主成分とする　ｒ’ｂｏ−ＳｉＯ２系あるいは　
Ｐｂｏ−ロｚｏｓ−ＳｉＯ２系の鉛系ガラスが用いられ
てきた。これらの従来の被覆用ガラスのうち鉛系ガラス
は亜鉛系ガラスに比べ耐薬品性に優れているという利点
を「するが熱膨張係数がシリコンウェハーと比べて大き
いため、焼成後にシリコンウェハーに反りが生じやすく
電極パターンを作成することが困難となった。この反り
は近年のようにシリコ／ウェハーの寸法が３〜５インチ
と大口径化される程顕著になっている。更にこれ以外に
も焼成後、ガラスにクラックが入りやすくなり、メサ型
シリコンウェハーの構造をガラス部分をカプトするシン
グルモート型からシリコン部分をカットするグブルモー
ト型に変更する必要が生じ、生産コストが高くなるとい
う欠点があった。

発明の目的本発明の目的は、先記半導体被覆用ガラスに要求される
諸特性に優れ、特に従来の鉛系ガラスの熱膨張特性の欠
点を改良し、寸法が３〜５インチの大口径で厚みの薄い
シリコンウェハーに直接被覆した場合にもガラスにクラ
ックが入りにくく、シリコ／ウェハーの反りもない被覆
用ガラスを提０（することである。

発明の構成本発明の半導体被覆用ガラスは、　Ｐｂｏを４０〜７０
重量％含有する非結晶性のＰｂｏ−５ｉｆｔ系あるいは
ＰｂＯ−［１２Ｏ３−ＳｉＯ２系のガラス粉末に、重量
比でウィレマイト粉末１０〜５０％、石英ガラス粉末０
．０１〜２５％の１者又は両者を混合してなることを特
徴とする。

本発明に係る被覆用ガラスで、基本組成をなすガラス粉
末としては、Ｐｂｏを４０〜７０重量％含有する非結晶
性のＰｂｏ−ＳｉＯ２系ガラス、あるいは、Ｐｂｏ−［
１ｚ（Ｉｓ−ＳｉＯ２系ガラスが選定される。例えば、
主たる成分が重量％でＰｂｏ４（１−７０％、ＳｉＯ２
３０〜５０％、＾１２０５０〜２０％からなるＰｂｏ−
ＳｉＯ２系ガラス、または主たる成分が重量％で、　Ｐ
ｂｏ　４０〜７０％、ｌ１ｚＯｘ０．１〜１５％、Ｓｉ
Ｏ２０．１〜５０％、＾ｈｏｘＯ〜２０％からなるＰｂ
ｏ−ＢｚＯｇ−ＳｉＯλ系ガラスが好ましい。

更に本発明の被覆用ガラスは、必要に応じて先記のＰｂ
Ｏ，ＳｉＯ二、ＢｔＯｓ、＾ｌｚ　Ｏｓの成分以外にも
、Ｍｎ０ｚ、Ｃｅ０ｚ、５ｂ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ３、５ｎ
Ｏｚ　、Ｎｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯを各々５％以
下含有することができる。しかしながら、Ｍｎ０ｚ　、
Ｃｅ０ｚ　、５ｂ２Ｏ３　、ＴａｔＯｓ　％５ｎＯｚ　
、Ｎｂ２Ｏ３、旧ＺＯＳの各成分が５％より多い場合は
、ガラスが不均一になると同時に熱膨張係数も高くなる
。又、２００が５％より多い場合は、ガラスが分相し、
安定したガラスが得られない。

尚、先紀のＰｂｏ−’；ｉｏｚ系あるいはＰｂｏ−１１
ｚＯｉ−ＳｉＯ２系ガラス粉末は、軟化点が５５０〜８
００℃、熱膨張係数が３０〜５５Ｘ　１０−”℃−＋（
３０〜３００℃）の特性を有することが好ましい。

以下余白下表に前記したＰｂｏ−５ｉｆｔ系ガラス及びＰＰｂＯ
−１１ｚＯｘ−５ｌｏ系ガラスの組成例と各ガラスの軟
化点、熱膨張係数を示す。

売足の鉛系のガラス粉末は、全体的に好ましいガラス特
性を「するけれども、本発明の被覆用ガラスにおいては
、熱膨張係数を低くするためさらにウイレマイト粉末１
０〜５０％、石英ガラス粉末０゜０１〜２５％の１者又
は両者を添加してなる。すなわちウイレマイト粉末は、
ガラスの熱膨張係数を低下させ、シリコンウェハーの封
着に最適なガラスに調整する作用があり、これによりシ
リコンウェハーの反りがなくなり、電極バターノを正確
に形成することができると共に被畏ガラスのクラックも
防止できる。しかしながらその添加量が１０％以下にな
るとシリコンウェハーの寸法が３〜５インチの大口径で
厚みが薄い場合、充分にガラスの熱膨張係数を下げるこ
とができず、シリコンウェハーが反りやすくなる。また
５０％以上になるとガラスの流動性が悪くなり、充分な
封着が得られな（なる。ウイレマイト（ＺｎｚＳｉＯ◆
）粉末は、亜鉛華及びシリカ粉をＺｎＯと　５ＩＯｚの
モル比が２：１になるように調合し、約１４５０℃の高
温で焼成した後、得られた焼結体を微粉砕して製造した
ものを使用する。石英ガラス粉末の添加量は、０．０１
〜２５％が好適であり、　０．０１％以下は、ガラスの
熱膨張係数が充分下がらず、２５％以上の場合は、石英
ガラス粉末とガラスが反応して流動性が損なわれ、充分
な封着が得られない。

以上説明した本発明に係る半導体被覆用ガラスを製造す
るに当たって、ｐｂｏ、ＳｉＯｘ、＾１ｚｏｓ、　Ｂ２
ＬＯｓ等の各成分の原料を調合してバッチとし、１５０
０〜１６００°Ｃの温度で約１時間溶融してガラス化す
る。この溶融したガラスを水砕した後、ボールミル等の
粉砕機により微粉砕し、３５０メツシユで分級する。

半導体素子への被覆、封着に当たっては、上述のように
して製造した被覆用ガラスを有機溶媒に分散させて、電
気泳動法によって半導体素子の表面に電着させ、次いで
半４体素子を屹燥後、電気焼成炉において７００〜８８
０°Ｃで１０〜１５分間加熱して封着する。

実　　施　　例表３は、表１．２のガラス粉末を用いて本発明における
ウイレマイト粉末及び石英ガラス粉末の添加量、熱膨張
係数、封着温度を示したものである。

表３から従来のガラス粉末にウイレマイト粉末、石英ガ
ラス粉末の１者又は両者を添加すると大幅に熱膨張係数
が低下し、また９００°Ｃ以下の比較的低い温度で封着
できることがわかる。更にこれらのガラスを設計耐圧１
５００〜２０００Ｖの半導体素子に電気泳動法により被
覆、焼成して作製した半導体装置につき電気特性を測定
した所、逆洩れ電流が少なく、設計耐圧を膚足する逆耐
電圧が得られた。

発明の効果以上のように本発明の半導体被覆用ガラスは、電気的特
性など半導体被覆用ガラスに要求される諸性性を膚足し
、特に、熱膨張係数を低くすることができるため、寸法
が３〜５インチの大口径で厚みの薄いシリコンウェハー
に直接被覆した場合にもガラスの割れがなく、シリコン
ウェハーの反りもないという優れた特性を示す。

特許出願人　　日本電気硝子株式会社代表者　　岸田清作

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｐｂｏを４０〜７０重量％含有する非結晶性のＰ
ｂｏ−ＳｉＯ＿２系あるいはＰｂｏ−Ｂ＿２Ｏ＿３−Ｓ
ｉＯ＿２系のガラス粉末に、重量比でウイレマイト粉末
１０〜５０％、石英ガラス粉末０．０１〜２５％の１者
又は両者を混合してなる半導体被覆用ガラス。
（２）Ｐｂｏ−ＳｉＯ＿２系ガラス粉末は、主成分が重
量％で、Ｐｂｏ４０〜７０％、ＳｉＯ＿２３０〜５０％
、Ａ１＿２Ｏ＿３０〜２０％からなる特許請求の範囲第
１項記載の半導体被覆用ガラス。
（３）Ｐｂｏ−Ｂ＿２Ｏ＿３−ＳｉＯ＿２系ガラス粉末
は、主成分が重量％でＰｂｏ４０〜７０％、Ｂ＿２Ｏ＿
３０．１〜１５％、ＳｉＯ＿２０．１〜５０％、Ａｌ＿
２Ｏ＿３０〜２０％からなる特許請求の範囲第１項記載
の半導体被覆用ガラス。