一种GPP芯片的制作工艺的制作方法

本发明涉及芯片加工领域，尤其涉及一种gpp芯片的制作工艺。

背景技术

目前，二极管台面产品玻璃钝化工艺一般使用doctorblade（即刀刮或简称db）或者photoglass（简称pg）工艺，常规的doctorblade工艺沟槽内存在较厚的玻璃，将晶圆切割成若干gpp芯片时要切割玻璃，玻璃比较脆，切割时容易导致玻璃损伤，从而降低玻璃的钝化保护性能，导致成品材料信赖性能力不足。

photoglass工艺是将光阻剂和玻璃粉混合后，通过旋涂方法覆盖在pn结的表面，此方法虽然切割时不需要切割玻璃，但其台面有玻璃（高度20-30um），封装时焊接面远小于db工艺，而且玻璃钝化时光阻玻璃中的光阻剂与pn结紧密接触，其杂质污染了pn结，最终影响二极管的整体耐压及可靠性，导致产品质下降。

在半导体市场竞争越演越烈的今天，拥有一流的测试技术，保证产品质量是每个半导体分立器件制造厂必备的利器，因此为了保证半导体分立器件使用的可靠性，研究一种提升二极管产品可靠性的gpp工艺具有很重要的意义。

技术实现要素：

本发明针对以上问题，提供了一种既可有效避免切割隐裂，增加台面可用面积，又能提升pn结处洁净度的新型玻璃包裹及钝化工艺，进而提高二极管产品可靠性的gpp芯片的制作工艺。

本发明的技术方案是：包括以下步骤：

s1、扩散；在晶片表面沉积一层磷和硼，形成p+-n-n+结构；

s2、选择性光刻；将晶片区域化成晶粒，并在晶粒表面将待蚀刻的区域暴露出来，其它区域用光阻剂保护；

s3、沟槽蚀刻；对晶粒表面暴露出来的区域进行蚀刻；

s4、刀刮；

s4.1、旋涂玻璃浆；采用旋涂的方式将玻璃粉涂在晶片表面，用美工刀或硬质塑料刮刀沿晶粒对角方向进行浆料刮涂；

s4.2、烘烤；在烘烤平台上烘烤后，在烧结炉口烘烤；

s4.3、表面玻璃粉擦拭；使用无尘布沿晶粒对角方向擦拭，将晶片表面玻璃粉擦拭干净；

s5、去除台面及沟槽底部玻璃粉；采用光刻胶旋涂在晶片表面旋涂一层光刻胶，然后选择性光刻，在显影时去除台面及沟槽底部光阻剂及玻璃粉；

s6、烧结及玻璃熔融；通过烧结将玻璃粉表面的光阻剂排除；

s7、电极面氧化膜去除；通过光刻的方法将晶粒台面氧化膜去除，为后续金属化做准备；

s8、金属化：在晶片表面镀一层电极金属，加工完毕。

s3中，蚀刻道深度70-160um，宽度200-1500um。

s4.1中，旋转转速：100-500rpm，旋涂时间：5-15s。

s4.2中，烘烤平台的烘烤温度：150-200℃，烘烤时间：10-20min，烧结炉温度：300-700℃，时间：5-30min。

s6中，烧结温度低于玻璃转化温度，时间为15-20min；

玻璃熔融温度为640-830℃，时间为15-20min。

本发明在工作中，将刀刮与pg工艺相结合，在刀刮后、玻璃熔融前增加一道光刻工艺，使填满玻璃粉的沟槽底部玻璃粉被去除，然后进行烧结、玻璃熔融等后续工艺，其优势在于：a.沟槽内部的玻璃粉内无光祖剂，烧结时气泡少，可减少pn结处杂质污染，降低反向漏电流，提升产品可靠性；b.切割道无玻璃，可减少切割时对沟槽内玻璃损伤的几率，方便切割，不存在切割隐裂问题；c.沟槽边缘的台面几乎无玻璃，既增加晶粒台面可利用面积，又可避免封装时玻璃隐裂及台面焊锡膏少的问题，提升产品能力。

本发明方便操作，提升了产品品质。

附图说明

图1是本发明中s1的结构示意图，

图2是本发明中s2的结构示意图，

图3是本发明中s3的结构示意图，

图4是本发明中s4的结构示意图一，

图5是本发明中s4的结构示意图二，

图6是本发明中s5的结构示意图，

图7是本发明中s6的结构示意图，

图8是本发明中s7的结构示意图，

图9是本发明中s8的结构示意图；

图中1是光阻剂，2是沟槽，3是玻璃粉，4是光刻胶，5是玻璃，6是氧化层，7是金属电极。

具体实施方式

本发明如图1-9所示，包括以下步骤：

s1、扩散；在晶片表面沉积一层磷和硼，形成p+-n-n+结构；

s2、选择性光刻；将晶片区域化成多颗晶粒（如4寸晶片扩散后表面没有任何图形，通过这步选择性光刻将晶片划分成多颗具有一定尺寸的晶粒），并在晶粒表面将待蚀刻的区域暴露出来，其它区域用光阻剂1保护；通过s2光刻的目的是为了沟槽蚀刻做准备；

s3、沟槽2蚀刻；对晶粒表面暴露出来的区域进行蚀刻；

s2中的光阻剂在沟槽蚀刻后去除，去除方法：硫酸浸泡去除；

s4、刀刮；

s4.1、旋涂玻璃浆；采用旋涂的方式将玻璃粉3涂在晶片表面，用美工刀或硬质塑料刮刀沿晶粒对角方向进行浆料刮涂；

沿对角方向刮涂的目的使得沟槽内玻璃粉分布均匀，降低刀刮时沟槽内玻璃粉被带走的风险；

s4.2、烘烤；在烘烤平台上烘烤后，在烧结炉口烘烤；烘烤平台上烤是将表面玻璃浆初步烘干，炉口烘烤是为了去除玻璃浆中的有机物；

s4.3、表面玻璃粉擦拭；使用无尘布沿晶粒对角方向擦拭，将晶片表面玻璃粉擦拭干净；

s5、去除台面及沟槽底部玻璃粉；采用正常光刻胶旋涂程式（即通过旋转的方法将光刻胶均匀批覆在晶片表面）在晶片表面旋涂一层光刻胶4，然后选择性光刻，在显影时去除台面及沟槽底部光阻剂及玻璃粉；

s5的作用是通过将这次光刻选择性的晶片上不需要玻璃粉的区域--玻璃粉去除；

由于表面玻璃粉简单通过擦拭的方法将厚玻璃粉变薄，擦拭不干净，仍然有玻璃粉残留，需再次去除；

s6、烧结及玻璃熔融；通过烧结将玻璃粉表面的光阻剂排除，在玻璃熔融时将玻璃粉转化成玻璃覆盖在pn结表面，保护沟槽内的pn结；

烧结温度稍低于玻璃转化温度（400-550℃），时间保持15-20min；

玻璃熔融温度要高于软化点温度，一般在：640-830℃，时间：15-20min，气体：n2和o2；

s6的作用是将玻璃粉分转化成玻璃5，保护沟槽内的pn结；

s7、电极面氧化膜去除：通过光刻的方法将晶粒台面氧化膜去除，为后续金属化做准备；

上述烧结及玻融过程均在高温下作业，会产生薄层氧化层6，通过光刻的方法选择性的将台面要去除氧化膜的地方暴露出来，然后采用boe腐蚀液去除；

s7的作用是将电极面氧化膜去除，氧化膜具有绝缘性，由于金属只有直接跟硅接触才会导通，因此，将其去除。

s8、金属化：在晶片表面镀一层电极金属（ti/ni/ag或者ni/au），形成金属电极7，加工完毕。

s3中，蚀刻道深度70-160um，宽度200-1500um。适应晶片片厚、扩散时间以及所需求的电压档位。

s4.1中，旋转转速：100-500rpm，旋涂时间：5-15s。

由于玻璃浆比较稀，旋转时转速过大会将沟槽内玻璃浆甩出，导致沟槽内玻璃浆不满，玻融后玻璃包裹不完整，影响产品可靠性。

s4.2中，烘烤平台的烘烤温度：150-200℃，烘烤时间：10-20min，烧结炉温度：300-700℃，时间：5-30min。

1）烘烤平台的温度太低烘烤时间更长，浪费产能，温度过高，晶片表面玻璃粉不易擦拭；2）炉口烘烤的温度可有效去除玻璃浆中的有机物。