[其他]臺面半導體器件玻璃鈍化工藝

無效

• 申請號: 85100410
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100410B
• 公開（公告）日: 1987-08-19
• 發明（設計）人: 薛成山;趙富賢;田淑芬;劉瑞蘭;莊惠照
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: H01L21/316
• 分類號: H01L21/316;H01L21/318
• 代理公司: 山東省高等院校專利事務所
• 代理人: 李榮升

本發明屬于臺面半導體器件生產工藝。

在已有技術中，對于PN結臺面形成的形狀和 覆蓋PN結臺面的鈍化保護，其傳統方法是在擴散好 的單晶片上覆蓋一種蠟質膜層后，再以氫氟酸——硝 酸系腐蝕液進行腐蝕處理或用刀片切槽法來形成臺 面，然后在臺面溝槽內用二氧化硅或有機硅、氮化硅 及硅橡膠等進行保護。使用這種保護方法生產的臺 面半導體器件的穩定性、可靠性和耐壓強度等性能指 標很差。已有的利用氧化物玻璃粉涂敷PN結臺面 的方法，現在多采用淀積法、刮泥法、網漏法、電泳法 等，其中電泳法是比較先進的，但由于所用的電解質 為HF、HNO₃、NH₃、Mn(NO₃)₂等，在臺面溝槽涂敷 玻璃粉時，其均勻性和表面光潔度不易掌握，難以重 復，且玻璃粉翻出臺面，嚴重地影響了引線孔的形 成。另外，涂敷玻璃粉后的該類器件，在燒結爐內熔 燒玻璃時，傳統的方法是向爐內通入氮氣進行保護， 使用該方法的弊病是鈍化的玻璃層內所產生的氣泡 難于排除，影響了該類器件的穩定性、可靠性和耐壓 強度。

參見：日本特許公報：昭55-138263.昭55-148429. 昭56-29381.昭56-142643.昭57-208148. 昭58-132.昭58-12216.昭58-34924.

美國專刊公報：3706597.?????4156250.

HOIL專刊公報：21/316.???21/78 ??????????????23/30??25/08

本發明針對已有技術的不足之處，提供一種新的 臺面半導體器件玻璃鈍化工藝，提高該類半導體器 件，制別是高反壓器件的穩定性，可靠性和耐壓強 度。

本發明的構思是，單晶片擴散完成之后，在形成 PN結臺面溝槽時，先形成一個較寬的臺面，然后在 其中再形成一個較窄的臺面。完成后的臺面溝槽為 一個臺階狀的臺面溝槽。

上述臺面溝槽形成之后，用電泳法將玻璃粉涂敷 于臺面溝槽之中。在用傳統的電泳法涂敷玻璃粉時， 玻璃生長翻出臺面，表面的二氧化硅上也生長了玻璃 顆粒，嚴重影響了引線孔的形成。本發明解決該問題 的方法是，在酮類或醇類電泳液中配合加入鋅系、鉛 系或硼系玻璃粉形成的懸浮液中，再加入 1×10^-2克分子濃度至5×10^-8克分子濃度的高純度 硝酸鋁電解質，當電場為20V/cm-300V/cm時， 可獲得臺面溝槽內涂敷的玻璃粉不超出臺面的效 果。

對涂敷玻璃粉后的臺面，傳統的方法是在通入氮 氣的燒結爐中熔燒，其缺點是在玻璃鈍化層的內里和 表面產生許多氣泡，嚴重影響該類半導體器件的電氣 性能。本工藝是把涂敷玻璃粉后的臺面芯片放在通 入純氧的燒結爐內熔燒，根據各類玻璃的不同 DTA特性，適當掌握氧氣的流量在0.11/分- 11，分范圍內變化，可以完全解決玻璃鈍化層內的氣 泡問題。

本工藝通過改變臺面造型和在電泳液中加入適 量硝酸鋁電解質的方法，解決了傳統玻璃鈍化工藝存 在的玻璃粉生長翻出臺面，涂敷的玻璃粉的均勻性， 表面光潔性不易掌握，難以重復等問題。使臺面涂敷 的玻璃粉不超出臺面，表面光潔，厚度均勻可控。通 過改變在氮氣中熔燒玻璃為在鈍氧中熔燒，獲得了鈍 化玻璃層中完全沒有氣泡的結果，從而提高了臺面半 導體器件的可靠性、穩定性和耐壓強度等電氣性能。

本工藝的實施方法如下：以3DD系列臺面高 反玉晶體三極管為例，磷擴散完畢的片子經清洗烘干 后以光刻法先形成較寬的臺面溝槽，然后涂上保護 膜層，在其中以常規腐蝕液腐蝕較深的窄槽。溝槽形 成之后，去膠清洗干凈，然后放入上述電泳液內進行 電泳，溝槽內長滿玻璃，再將此類涂敷玻璃后的硅片 放入高溫燒結爐內熔燒，根據不同玻璃的DTA曲 線適當掌握氧氣的流量，出爐后光刻引線孔，完成后 工序。