本发明属于gpp芯片技术领域，尤其是涉及一种采用印刷工艺制作gpp芯片的方法。
背景技术：
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，作为钝化材料，应具备良好的电气性能、可靠性、良好的化学稳定性、可操作性以及经济性。根据上述要求，半导体钝化专用玻璃作为一种较为理想的半导体钝化材料在半导体行业中开始应用。利用半导体钝化专用玻璃制作的芯片称为玻璃钝化芯片(glasspassivationprocesschip)，即gpp芯片。gpp芯片广泛应用于各种开关电源、稳压电源、电脑电源、空调、音响、复印机、传真机、无绳电话、电磁炉、微波炉、摩托车、汽车点火线路等众多领域，市场前景广阔，发展空间较大。
现行业中主要使用3种工艺用于生产gpp芯片：刀刮工艺、电泳工艺、光阻玻璃工艺，此三种工艺中，刀刮法gpp工艺简单，成本低、但是焊接时因台面边缘及钝化玻璃上无氧化膜保护，焊锡易流到玻璃上，可靠性会降低，应用时易失效；电泳工艺沟槽尖角有钝化玻璃保护，可靠性相对较高，但是生产中需要使用大量丙酮，存在安全隐患，并且相对成本较高；光阻玻璃法采用3层钝化保护(sipos、玻璃、二氧化硅)，反向电压更高使用硅片电阻率范围更宽、可靠性高，但是生产中需3次光刻，生产成本较高。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种采用印刷工艺制作gpp芯片的方法，在提高现有产品质量的基础上进一步提高产能。
本发明采用的技术方案是：一种采用印刷工艺制作gpp芯片的方法，制备步骤包括：
s1硅片预处理；
s2扩散制绒；
s3玻钝印刷制图；
s4金属化；
s5测试分选。
其中，s3步骤玻钝印刷制图包括步骤
s3-1印刷保护胶；
s3-2沟槽腐蚀开槽；
s3-3沉淀sipos；
s3-4印刷玻璃浆钝化层；
s3-5玻璃烧成。
优选地，s3-1步骤中印刷保护胶采用丝网印刷技术；
优选地，印刷保护胶为双面印刷保护胶；
优选地，保护胶为耐酸蜡。
优选地，s3-2步骤沟槽腐蚀开槽采用激光开槽。
其中，s2步骤扩散制绒包括步骤：
s2-1扩散前处理；
s2-2磷硼一次扩散；
s2-3制绒；
优选地，扩散前处理具体为钻石线切片后进行碱腐。
优选地，s2-2步骤磷硼一次扩散是通过将磷扩散源和硼扩散源分别以印刷的方式涂布在硅片两面，将多片涂布好的硅片以顺向叠片的方式放置，进行低温扩散。
优选地，s2-3步骤制绒过程为湿法制绒或激光制绒；
优选地，湿法制绒为先通过水蒸气和氢氟酸清理硅片表面再进行表面制绒；
优选的，采用低温水汽氧化结合湿法腐蚀去除硅片表面扩散后形成的磷硅玻璃和硼硅玻璃。
其中，s4步骤金属化包括步骤：
s4-1去氧化层；
s4-2硅片表面金属化；
优选地，硅片表面金属化包括两次镀镍和一次镀金。
其中，测试分选步骤包括：
s5-1打点测试；
s5-2激光划片；
s5-3自动分选；
优选地，打点测试具体为针排多点打点测试。
其中，硅片直径为5吋，硅片采用钻石线切片。
本发明具有的优点和积极效果是：
1gpp芯片生产过程规模化、自动化、信息化、少人化；gpp芯片产品生产成本低、品质高、一致性高、市场兼容性好；印刷工艺效率高、精度高，替代现有工艺流程中涂覆、镀膜、电泳等工艺，实现自动化少人化生产的同时，提升产品一致性，降低环保、安全风险。
2与传统生产方式比较，本方案制备方法步骤少，工艺简单，缩短了芯片生产时间，从而提高了单位时间内产品生产数量，降低了时间成本，提高了生产效率。
3玻钝过程与传统方法比较减少了光刻、显影、背胶等步骤，减少了相应溶剂试剂的使用，本方案取代有机及氰化物等危险化学品(如：丙酮、氰化亚金钾)，使得本工艺更安全环保。
具体实施方式
gpp三种生产工艺：刀刮法、电泳法、光阻法，技术难度、产品品质依次升高，但整体的技术难度仍然偏低，投资低、上量迅速，随着市场需求增加，大量作坊式厂家进入，使产品供大于求，这就需要一种高产量高效率的gpp芯片制备工艺，本方案涉及一种采用印刷工艺制作gpp芯片的方法，包括硅片预处理，扩散制绒，玻钝印刷制图，金属化和测试分选几个步骤，具体为dw切片后清洗、退火、退火后清洗、硅片分选、扩散前处理、涂磷、硼源、扩散、扩散后处理、制绒、印胶、沟槽腐蚀、lpcvd沉积sipos、印玻璃浆、玻璃烧成、lpcvd沉积sio2、印胶、去除sio2和sipos、金属化、测试、激光划片、分选、包装入库。其中硅片原材料采用5吋钻石线切片获得的硅片，与原有工艺相比，硅片直径由4吋变更为5吋，相同尺寸的芯片单片出芯数增加到原来的1.5倍，单支芯片成本成本低，并且硅片由原来磨片改为dw切片，省去硅片切割后磨片、清洗工序，简化工艺步骤，提高硅片产率，降低硅片成本。
一硅片预处理
将经过钻石线切片获得的硅片进行预处理，将硅片表面杂质清理，并去除表面损伤部分，具体包括以下步骤：
a切片清洗：使硅片经过清洗液，进行碱处理和硝酸处理清洗硅片表面金属杂质，其中碱处理可以使用氢氧化钠溶液，清洗硅片是为了防止退火后玷污。
b退火：采用自动上片系统进行退火，解放人力，退火过程旨在消除氧施主对电阻率的影响。
c退火后清洗：采用氢氟酸腐蚀，以去除退火后表面形成的氧化层。
二扩散制绒
采用丝网印刷磷扩散源、硼扩散源或硼铝扩散源，并采用一次负压扩散工艺，制作均匀pn结，减轻返源情况，提高扩散效率，提高硅片导电率，并在硅片表面制绒，为玻钝模块提供基础，具体包括以下步骤：
d硅片分选：通过分选一体机对清洗后的硅片进行筛选，以检测外观和电阻率的参数标准进行打标和插蓝，分选出合格品质的硅片。
e扩散前处理：将硅片放置在0-15℃的腐蚀液中腐蚀9-50s，使硅片进行双面减薄，将硅片厚度改变到10-20μm，腐蚀结束后清洗腐蚀液，将减薄后的硅片放置在碱液中进行处理，完成后将硅片放入纯水中进行溢水清洗，去除硅片表面的碱液，再放置在酸液中进行酸处理，同样经过溢水清洗去除硅片表面的酸液，甩干去除硅片表面的水及其他杂质。
其中腐蚀液为按硝酸∶氢氟酸∶冰乙酸∶纯水为12∶6∶6∶1混合，该腐蚀液能够很好的对硅片进行腐蚀减薄。
f涂磷、硼源：采用丝网印刷工艺对处理后的硅片一面印刷磷扩散源，另一面印刷硼扩散源或硼铝扩散源，每印刷完一面均需硅片置于烘箱中，对扩散源进行烘干，烘干时间为1-30min，烘干温度为150～180℃，烘烤完成后将硅片两面喷洒上al2o3粉末或硅粉，将硅片两两相对叠片装舟，即将硅片硼源面或硼铝源面与硼源面或硼铝源面相对，将磷源面与磷源面相对进行叠片，叠片后放入碳化硅舟中，并在碳化舟前后位置放置挡片，将硅片压紧。
g扩散：将装在碳化舟的硅片在扩散炉内进行低压扩散，一般为10-101kpa，扩散炉温度由650℃升至1300℃进行恒温扩散，恒温时间为10-30h，使硅片表面形成均匀的pn结。
h扩散后处理：将扩散后的硅片置于氢氟酸中进行扩散后处理，硅片分开后冲水并使用高温水蒸气和氢氟酸混合物清洗表面，清除扩散后硅片表面磷、硼硅玻璃。
i制绒：分别配置一级清洗液，二级清洗液和三级清洗液，将处理后的硅片在50-70℃的一级清洗液中放置3-10min，冲水清洗10-20min，再移动到70-90℃的二级清洗液中放置20-30min，冲水清洗10-20min，再移动到第三清洗液中放置3-10min，冲水清洗10-20min，冲洗干净后对硅片表面粗糙度进行测试。
其中一级清洗液为双氧水、纯水和质量分数为30％的氢氧化钾溶液按照体积比为6～10:110～120:1～8的比例混合形成的溶液；
二级清洗液为质量分数为10～30％的氢氧化钾溶液、制绒添加剂和纯水按照体积比为0.35～0.42:0.04～0.09:5～10的比例混合形成的溶液；
三级清洗液为将氢氟酸、盐酸和纯水按照体积比为10～15:30～40:60～80的比例混合形成的溶液。
与传统工艺相比，本方案采用丝网印刷工艺在硅片两面分别印刷磷扩散源、硼扩散源或硼铝扩散源，使得硅片液态源的涂覆流程得到简化，且加工周期得以缩减；液态源涂覆后采用一次负压扩散工艺，减轻硅片边缘返源情况，且该扩散工艺步骤简化，提高了扩散效率；硅片液态源一次扩散能够使得制作的pn结均匀，使得硅片的加工成本降低；采用湿法制绒替代传统的干法打砂，使得硅片表面制得虫孔状绒面，提高了硅片的陷光作用，减少光的反射率，提高短路电流，增加pn结的面积，提高光电转换效率。
3玻钝印刷制图
原有工艺中氧化层起到屏蔽的作用，针对电泳工序，有氧化层的电极面电泳不上玻璃，没氧化层区域的沟槽内可电泳上玻璃，烧成后起到钝化保护扩散结深的作用；在本方案中，腐蚀后印刷玻璃代替电泳工序，直接在沟槽内印刷玻璃，电极面不需要氧化层，因此与传统工艺对比，省略掉氧化、光刻、显影背胶的步骤，从而减少了相应溶剂试剂的使用，本方案取代有机及氰化物等危险化学品(如：丙酮、氰化亚金钾)，使得本工艺更安全环保；采用先激光开槽再沟槽腐蚀的沟槽制作方式，大大缩短沟槽制作的时间，提高gpp生产效率。具体包括以下步骤：
j印刷保护胶：印刷保护胶包括上片、打标面识别、翻转硅片、硅片双面印保护胶和烘烤几个步骤，硅片双面通过丝网印刷工艺印保护胶，为后面沟槽腐蚀做准备，制作图形，保护不腐蚀区域，避免沟槽腐蚀时腐蚀掉不应该腐蚀的地方。
其中保护胶为耐酸蜡，耐酸蜡的主要成分包括：2-丁氧基乙醇、滑石粉，不含有石棉纤维、乙酸-2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯。
具体步骤为：
上片，上片的目的是为了从篮中将产品传送到印刷处，同时进行外观检测，优选使用机械手进行上片。上片处设有外观检查工位，剔除不良、破损硅片，外观检查完由单料道改为双料道。上片处添加周转缓冲站，硅片篮周转时保证不断料，优选缓冲站具有50-100片硅片的缓冲能力。
打标面识别，采用图像系统对硅片的打标面进行识别。
翻转硅片，实现硅片的整理翻转功能，翻转180度，将打标面朝上放置。
硅片双面印保护胶，为后面沟槽腐蚀做准备，避免沟槽腐蚀时腐蚀掉不应该腐蚀的地方，印刷机台前设有定位装置，保证硅片与模板对应。具体包括：反面印保护胶、烘干、翻面、正面印保护胶、烘干。其中正、反面印保护胶的步骤均为：1、吸片装置将两片硅片放在载片台上，拍照对准，调整好硅片位置；2、回墨刀回料至印刷初始位置，刮刀向下施压向前推动浆料，到达印刷结束位置，刮刀抬起；3、将印刷后产品转至传出处；4、由吸片装置将产品放置到传送带上。在整个印刷过程中要求印刷过程中持续补料；印保护胶前传送过程中增加自动收料装置，与前端出料形成互锁，存料满后前端停止出料。
烘干步骤是将产品经过高温链试炉达到烘烤印刷浆料的目的，根据工艺要求、印刷浆料的材质以及链试炉的炉温等参数的不同，硅片在链试炉烘烤的时间也不同，标准是产品出链试炉时刚好达到烘干的效果，链试炉内传送带为耐高温材质。
翻面，即对烘干后的硅片进行180度翻转。翻面操作处可设置外观检查工位，检验硅片的碎片掉角等不良，并剔除不良品。翻面操作处还可添加周转缓冲站，在硅片篮周转时保证不断料，优选缓冲站具有(50～100)片硅片的缓冲能力。与上片处周转缓冲站相对应。
装篮，将双面印保护胶并烘干后的硅片进行装篮操作，便于后续的周转。每篮均按一定的数量装篮，通常为100片/篮。
烘烤，在烘箱中对装好硅片的硅片篮进行烘烤，目的是为了进一步烘干印刷的保护胶。
k激光开槽：根据光刻胶形成的图形，用激光在沟道图形处进行开槽，目的是消除印胶造成的边缘毛刺，同时能够加快后续沟槽腐蚀速率；具体为激光在硅片表面扫描，对硅片未印刷保护胶的裸露位置进行灼烧，达到开槽的目的。
l沟槽腐蚀：通过腐蚀，去胶和清洗操作腐蚀需求的沟槽形状及深度；其中腐蚀采用混酸腐蚀，混酸为硝酸：氢氟酸：乙酸为6:4:1混合制成，包括酸腐蚀和酸清洗，获得沟槽形状后把沟槽腐蚀后硅片表面携带的混酸冲洗干净；再通过(5％～10％的koh溶液碱洗的过程去除光刻胶，经过清洗步骤将硅片表面的酸碱清洗剂及杂质、杂液去除。
mlpcvd沉积sipos：通过lpcvd技术促使沟槽底部生长多晶钝化层。
n印玻璃浆：以丝网印刷工艺在硅片上印刷玻璃浆钝化层，印刷过程包括两次印刷，每次印刷后均需烘干硅片。
其中玻璃浆料为将纤维素、触变剂和玻璃粉按照比例混合形成的浆料。
100ml的丁基卡必醇中添加2～4g的纤维素，加热搅拌30～60min；其次添加0.5～1.5％的触变剂，加热搅拌30～60min；最后添加150～220g的玻璃粉均匀搅拌30～60min即制成玻璃浆料。
印刷玻璃浆钝化层包括上片、一次印刷、烘干、二次印刷、烘干、装篮几个步骤，具体如下：
上片采用机械手上片，上片处也设有外观检查工位和周转缓冲站。
一次印刷的印刷台前设有定位装置，用于对传送来的硅片进行定位，保证硅片与模板对应。一次、二次印刷的目的均是印刷玻璃浆钝化层，具体包括：
a由吸片装置将两片硅片放在载片台上，拍照对准，并调整硅片位置在网板之下1～3mm，即版间距为1～3mm，并确保硅片水平向在合适的印刷位置；
b回墨刀回料至印刷初始位置，刮刀向下试压(优选的刮刀向下移动1～3mm)接触网板上表面，向前推动浆料，到达印刷结束位置后，刮刀抬起；其中优选的印刷各参数范围如下：印刷设备给予刮刀的力为(30～120)n，印刷速度为(50～300)mm/s，刮刀与硅片平面的角度为40°～90°，刮刀本身的材质硬度为(40～80)hrc之间；
c将印刷后产品转至传出处，吸片装置将产品放置到传送带上。
在一次印刷和二次印刷过程中需持续补料；印刷前传送过程中增加自动收料装置，与前端出料形成互锁，存料满后前端停止出料。
烘干的目的是对印刷的钝化层进行干燥，将产品经过高温链试炉来进行烘干，根据工艺要求、印刷钝化层的材质以及链试炉的炉温等参数的不同，硅片在链试炉烘烤的时间也不同，标准是产品出链试炉时刚好达到烘干的效果，链试炉内传送带为耐高温材质。
装篮：将烘干后的硅片转入硅片篮中，以便于后续周转，优选100片/篮。
o玻璃烧成：将印刷好玻璃钝化层的硅片入烧成炉烧成，使玻璃由粉末态转变为玻璃态，并去除玻璃浆内的有机物。
plpcvd沉积sio2：通过lpcvd技术沉淀sio2，在玻璃钝化层边缘制作氧化环。
q印蜡：通过丝网印刷技术在p面印刷光刻胶，作为耐腐蚀保护蜡，过程同步骤j。
r去除sio2和sipos：分别用氢氟酸和混酸去除sio2和sipos，去除电极面氧化层(sio2)和sipos而保留钝化玻璃上的氧化层(sio2)和sipos。
4金属化
在硅片表面进行镀镍金，共进行两次镀镍一次镀金，镀镍金使硅片电极面镀金属层，有利于后道焊接。
s先通过化学方法在硅片表面镀一次镍，镀镍后采用链式烧结炉进行镍硅烧结，烧结后再用化学方法在一次镍烧结后的硅片表面镀二次镍，随后再用化学方法在二次镀镍后的硅片表面镀金(镀银)。
用氟化铵腐蚀液浸泡硅片10～30min，去除硅片表面的氧化层，再将去除氧化层后的硅片在水槽中进行超声溢流清洗；将硅片用5％氢氟酸溶液对表面进行清洗，再用纯水清洗掉表面的氢氟酸；用活化液浸泡硅片，使硅片表面原子活化，活化后清水清洗；将硅片浸泡于温度60～100℃，ph值7～10镀镍液中进行镀镍，摇动花篮使其反应均匀；在500～650℃下对硅片进行烧结，使镍原子向硅内部扩散，镍层与硅层相互结合；用硝酸对硅片进行清洗，去除表面被高温氧化部分，然后纯水清洗；用活化液浸泡硅片，使硅片表面原子活化，然后纯水清洗；进行二次镀镍，将硅片浸泡于温度60～100℃，碱性镀镍液中进行镀镍，摇动花篮使其反应均匀，然后纯水清洗；用盐酸浸泡硅片，清洗中和表面碱性残留，然后用纯水清洗；将硅片浸泡于温度60～100℃，酸性镀银液中进行镀金，摇动花篮使其反应均匀，从而完成表面金属化。
5测试分选
通过测试分选测定gpp芯片制备良品率，将不良品剔除，筛选出优质芯片。
t测试：测试电性不良芯进行打点标记，剔除电性不良品，其中采用探针针排或探针针盘测试，一次能测试50～1000个芯片，替代传统抽测和单针打点测试。将产品上载到测试机，将测试针排成针排或针板，与硅片接触，测试电性性能，与预先设好的测试标准进行比对，将不良芯粒打上墨点
u激光划片：通过正面定位激光，背面切割的方式将将芯片裂成需要的尺寸。硅片沿皮带传到划片区域，利用ccd从p面进行对准，沿沟槽图形从n面进行划片，划片深度约为50～100μm，不切透。
v裂片：硅片沿皮带传到裂片区域，自动裂片棒沿横竖方向各滚动一遍，使芯片分离。
w分选：芯粒沿皮带传到分选片区域，利用ccd技术自动识别边角余料及不良品进行去除，并将良品收集起来。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，不同的厂商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述仍以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。