玻璃钝化深度讲义

对于中小电流，击穿电压低于1600V的器件，用玻璃钝化是相当普遍的。可以在金属化和划片之前使用简单的腐蚀造型法。玻璃料是由来自某些粘合剂（如异丙基醇，二乙二醇丁醚）中的精制玻璃粉末悬浮液涂敷上去的，在高温下粘合剂被烧掉了，玻璃熔化并在整个结的表面上形成密封保护层。涂敷玻璃主要有三种方法：医用手术刀法，电泳法和旋转匀涂法。

淋式显影的方法来实现选择性保护。这种方法能实现均匀的涂层并利于大批量生产。还可以减轻由于热膨胀系数不匹配产生的应力和变形，并有利于划片。特别适用于具有场环或结终端延伸结构的全平面器件。其缺点是投入略大，材料浪费较多。

沉积之后，粘合剂在低于玻璃熔点的温度上被烧掉，若有微量的粘合剂存在，就会使熔化的玻璃结构变形。粘合剂烧除以后，将温度升至玻璃熔点以上，降温后玻璃粉就会熔化并结晶。熔凝典型温度在650-900℃之间。它与玻璃成分有关。理想的情形是：温度低一点，使熔凝过程对已完成扩散的器件特性影响最小，并使由此产生热应力最低。如果可能，让金属化在玻璃钝化之前进行，以减少相互之间的影响。可惜低熔点玻璃的热膨胀系数较大，若涂层较厚就会造成龟裂现象，而厚涂层因击穿电压较高又是常被乐于采用的。钝化用玻璃所需具备的特性：

；b.同硅近似的热膨胀系数；c.较低的玻璃烧结温a.可控制的表面电荷密度N

度；d.对p-n结性能无害。

钝化玻璃的关键特性是玻璃中所含有的固定电荷的数量及类型。它们能改变反偏p-n结空间电荷区的扩展范围。对于p+-n结来说，希望玻璃层中含有负电荷，以促使空间电荷区展宽，降低表面峰值电场。然而过多的负电荷会使空间电荷区过分展宽，可能使n基区穿通，漏电流增大，或产生场感应结，使击穿在表面进行并降低击穿电压。玻璃中固定电荷的数量和极性与玻璃的类型和工艺条件有关：锌硼硅酸盐玻璃具有纯的正电荷，该正电荷随融凝温度的增高而减少；也随着在氧气中加入氮气而减少。铅铝硅酸盐玻璃带有负电荷，它随着融凝过程中氧气浓度的增加而变得更负。通氧可以减少硅表面悬挂键，从而降低漏电流。划片工艺气压：6.5—7.2kg/cm2；转速500-700r/s；速度6-18mm/s；余高5μm；刃宽25--50μm裂片工艺，用纯水粘在不锈钢板上冷冻（-18℃／30min）,取出后剥下蓝膜，用水冲入不锈钢筛网内，开水烫后在丙酮里浸泡20分钟后，异丙醇超声三到四次，脱水烘干（如有光刻胶残留须在白炽灯下30—50℃烘干）

由于硼铝在800℃以上会向n基区扩散，且镀镍亦易导致芯片耐压降低，因此，

在条件可能时应在玻璃层内外用LPCVD或 APCVD(TEOS+O

3)淀积SiO

或SIPOS。

熔凝温度在Tcs与Tc1之间。结晶温度的变化会导致玻璃热膨胀系数的变化。由微分热分析结果来解释，Tcs与Tc1之间的温差小一些较为有利（结晶迅速，晶粒小）。降温时在Tf与Ts之间，晶核生长，此时降温速度宜快一些，微晶体直径小，玻璃应力消失快；（用具有大晶体的玻璃钝化的器件具有很大的漏电流）而Ts与Tt之间，降温要慢一些，使应力在玻璃固化过程中消除。表面电荷都是负电荷并随烧结温度的上升而增加。但在获得低热膨胀系数的工艺条件下不易得到高的击穿电压。开槽之后，在槽内先生长1—2nm厚的氧化层可能对阻断电压的形成更为有利。800℃／5min或720℃／10—15min可以生长1.5nm左右的氧化层。（不包括10埃左右的原生氧化层）

电泳方法

1）.异丙醇（IPA)和乙基醋酸纤维素(EA)作为悬浮媒介，以体积比IPA:EA=50:50混合。

2）.每100cc悬浮液中加入2—4g玻璃粉，超声4—5min后静置4—5 min后将其倒入石英或具有特氟隆涂层的不锈钢液槽内。

3）.按2.0—4.0cc/L的比例加入28%的氨水（或通氨鼓泡至浓度为0.03mol/L）. 4）.上述电解液添加好后超声混合4min然后将携带硅片及其反电极的装置浸入电解液中，硅片和反电极的最佳距离是2cm。

5）.悬浮液静置30sec后由直流电源通过电泳装置的端子（如鳄鱼夹）加以100—200V/cm场强2—4min。

6）.装置将电极和硅片带出的速度为5mm/sec。

7）.硅片烘干约5min后，进入石英管熔凝。一般须通入干氧气氛。

8）.芯片电极尽量由蒸发形成，以免在金属化过程中钝化层受到腐蚀导致芯片耐压下降。

旋转匀涂法

1）.将450cp负性光刻胶与玻璃粉按重量比40 ：60球磨4h或旋转搅拌30h以上。

2）.匀胶：600—1000rpm/min,30—40sec.

3) .前烘：80℃/25min,110℃/25min.

4) .曝光：50μw/cm2,60sec.

5) .显影：90+90sec，60+60sec.

6) .坚膜：140℃/40min.

7) .去胶：500—520℃，15—20min, O

6L/min

手术刀法

1）.玻璃粘合剂—乙基纤维素：丁基卡必醇 = 1.5 -2.5g ：100 ml 加热至150℃使全部溶解，或加热至80℃以上超声至全部溶解。

2）.玻璃乳浆—玻璃粘合剂：玻璃粉 = 1 ：1.4— 2.1

稍加搅拌后超声40-60 min 成悬浮液。乳浆的黏度决定玻璃层的厚度，而粘合剂的配比则决定了玻璃乳浆的黏度。粘合剂的纯度可能对钝化玻璃的致密性产生较大的影响，从而影响器件的电特性。

3）.用玻璃棒蘸1-2 滴玻璃乳浆涂到置于真空吸盘上的硅片上，用刀片沿矩形芯片对角线方向刮涂两次，将硅片旋转90°再刮涂两次，使槽中填满玻璃乳浆。4）.将硅片置于110±2℃烤盘上烘烤2min后在1000rpm下用橡胶圆块轻轻擦去硅片表面残留的玻璃粉，然后以一定间隔竖立插放在石英舟上准备进炉。

5）.烧粉软化。推拉速度为2inch/min，炉口预热及冷却各5—10min。

6). 沿对角线方向轻擦去硅片表面残留的玻璃粉（此步骤根据效果取舍）。

一种玻璃粉以ZnO,B

,SiO

为主，而另一种以PbO，SiO

，Al

为主。玻璃

中加入B

后，在硅氧四面体网络中形成硼氧四面体构成的负电中心，可减少离

子迁移率，还可降低熔点，从而使这种玻璃适用于工作温度较高的器件（如大功率三极管），但热膨胀系数却增加了。通常把ZnO加到这种玻璃粉中以调整热膨胀系数。采用高熔点（780℃以上）含硼玻璃时，由于有掺杂效应，玻璃不能直

接生长在硅上，必须在中间加一层SiO

阻挡层。锌硼硅酸盐玻璃降低了离子迁移率，高温特性更好，但抗化学腐蚀的能力不高，限制了它的使用。

加入SiO

能提高玻璃的化学稳定性，但也提高了成型温度。含PbO的玻璃具有良好的化学稳定性，但在125℃以上时，铅离子迁移率很高，限制了器件的

工作温度，适合可控硅等大功率器件。Al

因为高介电常数，较好的抗化学腐

蚀性以及与B

相似的负电荷效应因而有极佳的阻挡Na+迁移的能力而备受欢迎。

钝化玻璃中Na+迁移率比在SiO

中低六个数量级。

确定的电阻率，扩散浓度及结深即即有一个对应的理想击穿电压BVpp(假设为平面）。为提高器件耐压，必须使p-n结能达到或接近p-n结体击穿电压，这需要解决两个问题：其一必须使p-n结表面的沾污和单晶的结构缺陷得以消除并使表面得到有效的绝缘保护，其二必须使p-n结表面有个合理的形状以使p-n结表面电场不高于或接近于体内电场强度。

对于普通二极管，腐蚀线宽应在240—300μm，直角边缘应采用一定的圆弧以降低棱角电场，其半径应至少大于最大空间电荷区宽度，一般应放2—3倍的余量。

对于台面斜角造型，由于电中性原理，空间电荷区在p-n结表面处必然弯曲。正斜角对耗尽区展宽有利，而负斜角只有很小的角度（3°——6°）才能达到令人满意的效果。

负斜角的最大场强在高浓度一侧，正斜角的最大场强在低浓度一侧。用于玻璃钝化工艺的沟槽台面，在理论上同样也存在着正负斜角，光刻腐蚀的沟槽台面众所周知，如果不考虑其他因素，勉强可以接受的负角角度为10°—30°或75°—90°。而实际上光刻腐蚀的沟槽台面所形成的负角一般为30°--60°对于设法提高器件击穿电压来讲，这样的角度是令人失望的。但较小的角度会损失很大的芯片面积，而要形成75°—90°的负角，则需要腐蚀较深的槽并且横向腐蚀要小，这是很困难的。

由于沟槽太深而导致工艺执行困难，虽然类正斜角对降低表面电场强度有益，实际上却很少采用。

好在玻璃粉提供了一定数量的负电荷（20—30μm ,N

= 2X1011cm-2—

1.5x1012cm-2）,并且会由于在熔凝过程中通入氧气而变得更负。负电荷虽然对降

低p-n 结表面电场强度有利（即可获得接近体内雪崩击穿的反向电压），但是过多的负电荷（如N FB >2X1011cm -2）确是危险的：由于负电荷的感应使槽底下面的N 区耗尽甚至反型，从而使p-n 结空间电荷区过分展宽直至划片裸露断面，使断面也承受一定的电场强度，有资料表明划片裸露断面所承受一定的电场强度可能从0（Nss>=0）直至250kV/cm ，这将导致漏电流（特别是高温漏电流）成倍甚至数倍地增加。

根据栅控二极管理论，引起表面反型的负电荷密度 Nss ’= -(2εo εs V B C NB /q)0.5 p-n 结空间电荷区宽度

Xm = (2εo εr μn ρn V BF ) 0.5 = (2εr εo U R /(qN B )) 0.5= 5.29X10-5 (ρn V B ) 0.5 雪崩击穿电压（单边突变结近似）

V B = (2A)-0.25 (εo εs /(qN B )) 3/4 = 5.34X1013(N B )- 3/4= 100ρn 0.75

(ρn 在20

——260Ωcm 之内计算值偏高) GE 公司和三菱公司的经验值分别为

V B = 94ρn 0.75 V B = 126ρn 0.63±0.01 由于硼铝双质扩散浓度在硼结深以下铝的分布接近线性缓边结，加反向电压时空间电荷区在P 区会扩展的多一些，因此雪崩击穿电压会比计算值高10%——30%。击穿时空间电荷区最大宽度与最大场强分别为 X mB =21/2(2A)-1/8(εo εs /(qN B ) )7/8 = 2.7X1010 N B -7/8 E mB =( 8qN B /(A εo εs ))1/8 = 4.0X103 N B 1/8

其中，εo = (36πX1011

) -11

εs = 11.7 q = 1.602X10-19

C μn = 1300V/cm 2s ρn =(q μn N B )-1 A = 1.8X10-35 有效电离系数 αeff = Aexp(-BE -1) 与实验吻合很好的经验公式 αeff = 1.8X10-35 E 7 通过对二维深槽台面电场的分析得出下列结论： 1.玻璃有效电荷密度对电压特性有较大的影响，对于相同的硅片材料和相同的工艺条件来说存在着一个最佳值

Nss （0

这时最大电场强度在体内p-n 结，接近理想的体特性， 2.过量的负电荷会在槽底产生场感应结，感应结的最大电场大于体内p-n 结的最大电场，击穿电压有感应结决定。

3.正电荷使最大电场增加并位于表面，表现为远低于理想击穿电压的表面击穿。

4.表面钝化介质的介电常数（εd ）的增加可使表面电场下降从而对击穿有利。 [εd 的确定：抛光片电泳熔凝玻璃后蒸铝形成MGS 结构，经C-V 测试估算 εd = c*d/(ε0*A) A 金属栅面积 d 玻璃层厚度 c 电容量 ]

5.表面电荷对台面角度θ也有一定的调制作用对于P+n 结类负斜角来说，正电荷使θ减小，负电荷使θ增大。

6.由于表面空间电荷区的展宽，在切割裸露表面仍存在一定电场，将形成较大的漏电流，高温时更加严重。

7.槽深Dep须超过Xjp，且槽深的增加意味着负角的增大，因而在一定范围内可有效提高击穿电压。

8.临界击穿场强在205——225kV/cm之间。

9. 在一定范围内增加Xjp可有效提高击穿电压。

建议：

1.槽应适当放宽一点。

2.尽量减少划片对硅片本身以及玻璃形成的损伤。

3.在烧结后最好在切割表面再裹一层硅橡胶既保护硅片又减少压塑对芯片造成

玻璃钝化深度讲义

玻璃钝化深度讲义 (2009-09-26 16:27:31) 转载对于中小电流，击穿电压低于1600伏的器件，用玻璃钝化是相当普遍的。可以在金属化和划片之前使用简单的腐蚀造型法。玻璃料是由来自某些粘合剂（如异丙基醇，二乙二醇丁醚）中的精制玻璃粉末悬浮液涂敷上去的，在高温下粘合剂被烧掉了，玻璃熔化并在整个结的表面上形成密封保护层。涂敷玻璃主要有三种方法：医用手术刀法，电泳法和旋转匀涂法。淋式显影的方法来实现选择性保护。这种方法能实现均匀的涂层并利于大批量生产。还可以减轻由于热膨胀系数不匹配产生的应力和变形，并有利于划片。特别适用于具有场环或结终端延伸结构的全平面器件。其缺点是投入略大，材料浪费较多。沉积之后，粘合剂在低于玻璃熔点的温度上被烧掉，若有微量的粘合剂存在，就会使熔化的玻璃结构变形。粘合剂烧除以后，将温度升至玻璃熔点以上，降温后玻璃粉就会熔化并结晶。熔凝典型温度在650-900℃之间。它与玻璃成分有关。理想的情形是：温度低一点，使熔凝过程对已完成扩散的器件特性影响最小，并使由此产生热应力最低。如果可能，让金属化在玻璃钝化之前进行，以减少相互之间的影响。可惜低熔点玻璃的热膨胀系数较大，若涂层较厚就会造成龟裂现象，而厚涂层因击穿电压较高又是常被乐于采用的。钝化用玻璃所需具备的特性： a. 可控制的表面电荷密度N FB b. 同硅近似的热膨胀系数。 c. 较低的玻璃烧结温度。 d. 对p-n结性能无害。

玻璃粉的制备：分别称取各成份所需的重量，纯度要求大于99.99%，并在旋转的搅拌器中混合后，将这些粉末在1300℃下在空气中熔化，然后倒入冷水中，将产生的玻璃料放入球磨机中磨成细粒，平均直径为4μm。常用的玻璃粉是铅铝硅酸盐玻璃和锌硼硅酸盐玻璃。铅系玻璃的热膨胀系数较低，适用于厚层；而锌系玻璃的温度稳定性较高，且在高场强下也较稳定，但它的熔凝温度要比铅系玻璃高一些。钝化玻璃的关键特性是玻璃中所含有的固定电荷的数量及类型。它们能改变反偏pn结空间电荷区的扩展范围。对于p+n结来说，希望玻璃层中含有负电荷，以促使空间电荷区展宽，降低表面峰值电场。然而过多的负电荷会使空间电荷区过分展宽，可能使n基区穿通，漏电流增大。（或产生场感应结，使击穿在表面进行并降低击穿电压。）玻璃中固定电荷的数量和极性与玻璃的类型和工艺条件有关：锌硼硅酸盐玻璃具有纯的正电荷，该正电荷随融凝温度的增高而减少；也随着在氧气中加入氮气而减少。铅铝硅酸盐玻璃带有负电荷，它随着融凝过程中氧气浓度的增加而变得更负。通氧可以减少硅表面悬挂键，从而降低漏电流。划片工艺气压：6.5—7.2kg/cm2转速500-700r/s 速度6-18mm/s 余高5μm 刃宽 25--50μm 裂片工艺用纯水粘在不锈钢板上冷冻（-18℃ 30min）,取出后剥下蓝膜，用水冲入不锈钢筛网内，开水烫后在丙酮里浸泡20分钟后，异丙醇超声三到四次，脱水烘干（如有光刻胶残留须在白炽灯下30—50℃烘干）由于硼铝在800℃以上会向n基区扩散，且镀镍亦易导致芯片耐压降低，因此，在条件可能时应在玻璃层内外用LPCVD或 APCVD(TEOS+O 3)淀积SiO 2 或SIPOS。

光蚀法制作硅二极管GPP芯片工艺技术

光蚀法制作硅二极管GPP芯片工艺技术随着半导体技术的发展，对半导体表面钝化的要求越来越高，作为二极管一种钝化材料，无疑应具备：一是良好的电气性能和可靠性。包括电阻率、介电强度、离子迁移率等。材料的引入不应给器件带来副作用；二是良好的化学稳定性。半导体工艺是用化学试剂开展的工艺，作为器件的钝化材料，应有一定的抗化学腐蚀能力；三是可操作性。工艺要简单，重复性好，能与器件制造工艺相容，材料的膨胀系数要与硅材料相一致或接近；四是经济性。可大批量生产，制造成本要低，有市场竞争力，材料和工艺有强大的生命力和开发潜力。根据上述要求，近年来市场上出现的利用半导体钝化专用玻璃制作玻璃钝化硅二极管（GPP）芯片就是一种较为理想的半导体钝化材料。目前，使用玻璃钝化硅二极管（GPP）芯片的呼声越来越高，并得到电子行业内人士的普遍认可。这种GPP芯片工艺为半导体平面工艺、台面工艺和玻璃烧结工艺于一体，是在硅扩散片金属化之前（玻璃钝化工艺温度允许也可之后），使用光刻胶掩膜及刻蚀V型槽（或机械式划V型槽）的台面。然后，在结表面涂敷玻璃粉以便进行台面钝化处理。玻璃粉料是由某些粘合剂及高纯度的微细玻璃粉混合组成的悬浮液。将玻璃粉悬浮液按一定的工艺方法涂敷于V型槽内，在高温下粘合剂被烧掉，玻璃熔化并在整个结的表面上形成密封保护层。涂敷玻璃常用的主要有三种方法：医用手术刀法、电泳法和光致抗蚀剂法。本文重点介绍光致抗蚀剂法制作玻璃钝化二极管芯片工艺。

这是一种将玻璃钝化与光刻技术结合起来的新的钝化方式，国外用得较多，许多公司提供的ＧＰ芯片就是采用这种办法制造的。它采用一种配有玻璃粉的特殊光刻胶，用光刻的办法淀积玻璃粉，大大简化了钝化工艺。采用光刻法淀积时必须注意：第一，由于光刻胶粘度及制造工艺之间的差异，批与批之间结果不尽相同，故对每批胶都要进行先行试验；第二，用这种方法制造较厚钝化膜，应采用红外对准或背面对准方式，否则会发生光刻套准的困难；第三，由于爆光对象的变化，爆光时间及爆光灯光强均耍加强，光强要比普通增加３～５倍，时间要以分来计；第四，显影要分二步，先用喷射方式显光刻胶（一般喷射压力为2.5公斤／㎝?左右）；再用甲醇显玻璃粉。要真正做到以上几点，又保证片子不碎，对一般厂家来讲，就不那么容易了。光刻法一般适用于较薄钝化层的场合，或者台面器件要求划片时不刺到钝化层，而其它方式又无法进行的场合；光致抗蚀剂法制作玻璃钝化二极管芯片的工艺流程如下：选择硅片→硅片清洗→磷预淀积→单面喷砂（减薄）→硼扩散及磷再分布→双面喷砂去氧化层→氮气或氧气退火（需要时）→铂扩散及扩散后的表面腐蚀处理和清洗（需要时）→一次光刻沟槽图形－→一次腐蚀V型槽－→二次光刻沟槽图形－→二次腐蚀V型槽台面－→生长二氧化硅膜或LPCVD淀积氮化硅膜（钝化保护）－→旋转匀涂含玻璃粉光刻胶悬浮液－→三次光刻沟槽图形→玻璃钝化→ＨＦ漂洗（腐蚀）硅表面→双面镀镍（电极）→晶圆划片－→分片、清洗、包装。主要相关生产工艺介绍如下：

刮涂法制作GPP二极管芯片工艺技术

刮涂法制作GPP二极管芯片工艺技术随着半导体技术的发展，对半导体表面钝化的要求越来越高，作为二极管一种钝化材料，无疑应具备：一是良好的电气性能和可靠性。包括电阻率、介电强度、离子迁移率等。材料的引入不应给器件带来副作用；二是良好的化学稳定性。半导体工艺是用化学试剂开展的工艺，作为器件的钝化材料，应有一定的抗化学腐蚀能力；三是可操作性。工艺要简单，重复性好，能与器件制造工艺相容，材料的膨胀系数要与硅材料相一致或接近；四是经济性。可大批量生产，制造成本要低，有市场竞争力，材料和工艺有强大的生命力和开发潜力。根据上述要求，近年来市场上出现的利用半导体钝化专用玻璃制作玻璃钝化硅二极管（GPP）芯片就是一种较为理想的半导体钝化材料。目前，使用玻璃钝化硅二极管（GPP）芯片的呼声越来越高，并得到电子行业内人士的普遍认可。这种GPP芯片工艺为半导体平面工艺、台面工艺和玻璃烧结工艺于一体，是在硅扩散片金属化之前（玻璃钝化工艺温度允许也可之后），使用光刻胶掩膜及刻蚀V型槽（或机械式划V 型槽）的台面。然后，在结表面涂敷玻璃粉以便进行台面钝化处理。玻璃粉料是由某些粘合剂及高纯度的微细玻璃粉混合组成的悬浮液。将玻璃粉悬浮液按一定的工艺方法涂敷于V型槽内，在高温下粘合剂被烧掉，玻璃熔化并在整个结的表面上形成密封保护层。涂敷玻璃常用的主要有三种方法：医用手术刀法、电泳法和光致抗蚀剂法。本文重点介绍医用刀片刮涂法制作玻璃钝化二极管芯片工艺。这种方法是将丁基卡必醇乙酸乙酯和醋酸纤维按一定比例（一般为２％，具体可视膜厚要求定）配制粘合剂，然后加入玻璃粉配制成玻璃乳浆。操作时只要用医用刀片将玻璃乳浆刮入开好沟道的台面即可。由于这种方法工艺简单，不需要任何复杂设备，重复也好。并且能用来制造较厚的玻璃钝化膜，尤其适合于台面型功率器件，如大功率高电压器件和电力电子器件等。目前大多数半导体功率器件芯片玻璃钝化工艺均采用这种刀片刮涂法。但缺点是膜厚均匀性差，玻璃浆中的结块等异常情况工艺本身无法加以剔除，刮涂时不锈钢刀片容易损伤硅片的表面结构；钝化结束后，片子表面存在一层钝化玻璃，需用ＨＦ腐蚀或机械方

硅二极管GPP芯片电泳法玻璃钝化工艺

硅二极管GPP芯片电泳法玻璃钝化工艺随着半导体技术的发展，对半导体表面钝化的要求越来越高，作为二极管一种钝化材料，无疑应具备：一是良好的电气性能和可靠性。包括电阻率、介电强度、离子迁移率等。材料的引入不应给器件带来副作用；二是良好的化学稳定性。半导体工艺是用化学试剂开展的工艺，作为器件的钝化材料，应有一定的抗化学腐蚀能力；三是可操作性。工艺要简单，重复性好，能与器件制造工艺相容，材料的膨胀系数要与硅材料相一致或接近；四是经济性。可大批量生产，制造成本要低，有市场竞争力，材料和工艺有强大的生命力和开发潜力。根据上述要求，近年来市场上出现的利用半导体钝化专用玻璃制作玻璃钝化硅二极管（GPP）芯片就是一种较为理想的半导体钝化材料。目前，使用玻璃钝化硅二极管（GPP）芯片的呼声越来越高，并得到电子行业内人士的普遍认可。这种GPP芯片工艺为半导体平面工艺、台面工艺和玻璃烧结工艺于一体，是在硅扩散片金属化之前（玻璃钝化工艺温度允许也可之后），使用光刻胶掩膜及刻蚀V型槽（或机械式划V型槽）的台面。然后，在结表面涂敷玻璃粉以便进行台面钝化处理。玻璃粉料是由某些粘合剂及高纯度的微细玻璃粉混合组成的悬浮液。将玻璃粉悬浮液按一定的工艺方法涂敷于V型槽内，在高温下粘合剂被烧掉，玻璃熔化并在整个结的表面上形成密封保护层。涂敷玻璃常用的主要有三种方法：医用手术刀法、电泳法和光致抗蚀剂法。本文重点介绍电泳法制作玻璃钝化二极管芯片工艺。这种方法机理是将玻璃粉和有机溶剂（甲醇或异丙醇）配制成悬浮液，井在悬浮液内加入适量的活性剂28%的氨水和醋酸纤维素。活性剂的作用是使玻璃粉粒子带负电，以增强颗粒运动，形成致密坚实的玻璃层。醋酸纤维素作粘接剂，在直流电场作用下，带负电的玻璃颗粒向正电极上硅片方向运动，并淀积在硅片上。电泳法淀积需一固定的电子装置，硅片被固定在电极上（正电）。电泳时，将直流电压加到100--200V/cm场强，直流电流在0.5ｍＡ之间，这时，可用注射器向电泳液内加入活性剂，直流电流随之升至１ｍＡ，并维持到淀积结束。电泳法淀积的特点是可以进行选择性钝化，而且硅片两面可以同时淀积，尤其适宜于可控硅器件的钝化膜制造。但在电泳法中活性剂对淀积成功很关键，活性剂的加入会降低电泳液寿命，随着电泳液寿命的变化，活性剂加入量每次都不一样，工艺宽容度较小，加上其他各种原因，使电泳法的批次重复性较差。电泳法制作玻璃钝化二极管芯片的工艺流程如下：选择硅片→ 硅片清洗→ 磷预淀积→ 单面喷砂（减薄）→ 硼扩散及磷再分布→ 双面喷砂去氧化层→ 氮气或氧气退火（需要时）→ 铂扩散及扩散后的表面腐蚀处理和清洗（需要时）→V型槽台面腐蚀→ 生长二氧化硅膜或LPCVD 淀积氮化硅膜（钝化保护）→ 玻璃钝化→ＨＦ漂洗（腐蚀）硅表面→ 双面镀镍（电极）→ 晶圆划片－→分片、清洗、包装。主要相关生产工艺介绍如下： 1、挑选具有合适电阻率和厚度的N型硅单晶片采用N型直拉单晶硅。硅片电阻率：15-20、20-25Ω·cm，选择原始硅片厚度约270±10?m；电阻率25-30、30-35、35-40、40-45、45-50Ω·cm，应选择厚度约290±10μm。

刮涂法制作GPP二极管芯片工艺技术

刮涂法制作 GPP 二极管芯片工艺技术随着半导体技术的发展，对半导体表面钝化的要求越来越高，作为二极管一种钝化材料，无疑应具备：一是良好的电气性能和可靠性。包括电阻率、介电强度、离子迁移率等。材料的引入不应给器件带来副作用；二是良好的化学稳定性。半导体工艺是用化学试剂开展的工艺，作为器件的钝化材料，应有一定的抗化学腐蚀能力；三是可操作性。工艺要简单，重复性好，能与器件制造工艺相容，材料的膨胀系数要与硅材料相一致或接近；四是经济性。可大批量生产，制造成本要低，有市场竞争力，材料和工艺有强大的生命力和开发潜力。根据上述要求，近年来市场上出现的利用半导体钝化专用玻璃制作玻璃钝化硅二极管（GPP）芯片就是一种较为理想的半导体钝化材料。目前，使用玻璃钝化硅二极管（GPP）芯片的呼声越来越高，并得到电子行业内人士的普遍认可。这种GPP芯片工艺为半导体平面工艺、台面工艺和玻璃烧结工艺于一体，是在硅扩散片金属化之前（玻璃钝化工艺温度允许也可之后），使用光刻胶掩膜及刻蚀V 型槽（或机械式划V 型槽）的台面。然后，在结表面涂敷玻璃粉以便进行台面钝化处理。玻璃粉料是由某些粘合剂及高纯度的微细玻璃粉混合组成的悬浮液。将玻璃粉悬浮液按一定的工艺方法涂敷于 V 型槽内，在高温下粘合剂被烧掉，玻璃熔化并在整个结的表面上形成密封保护层。涂敷玻璃常用的主要有三种方法：医用手术刀法、电泳法和光致抗蚀剂法。本文重点介绍医用刀片刮涂法制作玻璃钝化二极管芯片工艺。这种方法是将丁基卡必醇乙酸乙酯和醋酸纤维按一定比例（一般为２％，具体可视膜厚要求定）配制粘合剂，然后加入玻璃粉配制成玻璃乳浆。操作时只要用医用刀片将玻璃乳浆刮入开好沟道的台面即可。由于这种方法工艺简单，不需要任何复杂设备，重复也好。并且能用来制造较厚的玻璃钝化膜，尤其适合于台面型功率器件，如大功率高电压器件和电力电子器件等。目前大多数半导体功率器件芯片玻璃钝化工艺均采用这种刀片刮涂法。但缺点是膜厚均匀性差，玻璃浆中的结块等异常情况工艺本身无法加以剔除，刮涂时不锈钢刀片容易损伤硅片的表面结构；钝化结束后，片子表面存在一层钝化玻璃，需用ＨＦ腐蚀或机械方