一种硅台面二极管的玻璃钝化方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于硅器件表面钝化技术领域，具体地涉及一种硅台面二极管的玻璃钝化 方法。
【背景技术】
[0002] 对于硅台面二极管器件，由于PN结裸露在空气中，对外界的影响尤为敏感，表面沾 污和表面电荷会对器件参数产生影响。利用钝化膜可以钝化活性的半导体Si表面，改善器 件的性能，强化器件的密封性，屏蔽外界杂质、离子电荷、水汽等对器件的有害影响，增强器 件的稳定性和可靠性。
[0003] 玻璃钝化技术，是将钝化玻璃粉末涂覆于硅器件表面，通过加热烧结制成玻璃介 质膜的工艺过程。玻璃钝化形成的介质膜，结构致密，具有良好的化学稳定性，能够有效的 抵御外界杂质气体的渗透，膜中自由离子迀移率低，且其与Si的热匹配性能和粘润性良好。 由玻璃钝化膜钝化表面的台面器件，其可靠性可以得到有效的提高。
[0004] 对于需要玻璃钝化的台面功率器件，其钝化部分应能够得到完全、严密的覆盖保 护，所引入的杂质沾污应尽可能少，图形的均匀性要好，成品率高，钝化方法要易于操作、重 复性好。
[0005] 在进行玻璃钝化之后，二极管还需要在台顶制作电极窗口，因此往往希望台顶在 玻璃钝化之后没有残余的玻璃或残余的台顶玻璃尽可能的薄。
[0006] 目前半导体制造商使用的方法主要有传统刮涂法、电泳法以及光刻法。
[0007] -般刮涂法是将玻璃浆料涂覆在晶片表面，高温烧结使玻璃成型，一般台顶会存 在一层3~ΙΟμπι的玻璃介质膜，在台顶电极制作前需通过光刻掩膜，使用湿法腐蚀的方式将 晶片台顶玻璃清除，因台顶玻璃较厚，光刻和湿法腐蚀玻璃的工艺步骤往往不能一次完成， 需重复多遍才可将台顶玻璃清除干净，且腐蚀窗口图形质量较差。
[0008] 电泳法是将玻璃粉料泳到晶片表面，通过高温烧结使晶片表面形成一层玻璃介质 膜，一般在台顶玻璃膜厚度在1~3wii左右，之后通过光刻、腐蚀的方式将台顶玻璃清除。此 方法形成的玻璃介质膜较薄，对中高压的二极管钝化效果略差，且工艺操作繁琐。
[0009] 光刻法是使用光刻胶和玻璃粉料混合，将混合料涂覆在晶片表面，利用光刻显影 的方法将台顶不必要的玻璃粉和光刻胶去除，再高温下烧结成玻璃介质膜。光刻法简化了 烧结后腐蚀台顶玻璃的工艺步骤，但其需要有用于光刻玻璃的光刻显影设备，该方法对设 备要求较高，增加了生产成本。
【发明内容】
[0010] 发明目的：为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种操作工艺简单、 效率高、腐蚀电极窗口图形质量好、对设备要求低的硅台面二极管的玻璃钝化方法。
[0011] 技术方案:为实现上述技术目的，本发明提出了一种硅台面二极管的玻璃钝化方 法，包括如下步骤：
[0012] (1)玻璃浆料的配制:将乙基纤维素与稀释剂混合配成浆料溶剂，然后将浆料溶剂 与玻璃粉混合配成玻璃浆料；
[0013 ](2)玻璃涂覆:将玻璃浆料使用刀口平整的刮刀均匀的涂覆在已经ffjij做PN结和芯 片台面沟槽的硅晶片上，使台侧壁沟槽内填满玻璃浆料；
[0014] (3)多余台顶玻璃清除：烘干步骤(2)得到的涂覆有玻璃浆料的晶片，将晶片放置 在平坦的石英板上，使用硅胶粘尘滚轮在晶片上均匀滚过，通过硅胶粘尘滚轮上粘尘介质 的粘度将台顶玻璃粉料粘除；
[0015] (4)玻璃烧结成型：将待成型的晶片在烧结炉中烧结成型，烧结温度为810~865 °C，烧结过程通纯度至少为99.99 %的氧气；
[0016] (5)重复步骤(2)~(4)步骤的1~3次。
[0017] 具体地，步骤（1)中，乙基纤维素与稀释剂按Ig: 25ml~Ig: 40ml的比例混合配制成 浆料溶剂，然后将浆料溶剂与玻璃粉按Iml: 2. Og~Iml: 3.4g混合制成玻璃浆料;优选地，步 骤（1)中，乙基纤维素与稀释剂按lg:30ml~lg:35ml的比例混合配制成浆料溶剂，然后将浆 料溶剂与玻璃粉按Iml: 2. Og~Iml: 3.4g的比例配混合制成玻璃浆料，浆料溶剂与玻璃粉的 具体比例应根据具体产品的工艺条件选择。
[0018] 优选地，所述的稀释剂为有机溶剂，包括但不限于丙酮、丁基卡必醇、丁基卡必醇 醋酸酯中的任意一种
[0019] 优选地，步骤（1)中，所述的混合采用球磨机进行混合，球磨转速150~250转/分， 球磨时间不少于6小时。
[0020] 优选地，步骤(2)中，所示的刮刀的材质为不锈钢或橡胶。
[0021] 优选地，步骤(3)中，通过红外灯烘干步骤(2)得到的涂覆有玻璃浆料的晶片。
[0022] 为了达到更好的去除多余台顶玻璃的效果，步骤(3)中，使用硅胶粘尘滚轮在晶片 上均匀滚过的步骤重复若干次，每次使用的硅胶粘尘滚轮上的粘尘介质应是干净的。对于 粘尘介质的材质不做限制，市售的可以用于粘趁的硅胶类材质均可实现本发明的目的。 [0023]为了达到台面侧壁的钝化效果，在步骤(4)和步骤(5)中，烧结的温度为810~865 °C，烧结过程中通入纯度至少为99.99%的氧气，且最后一次玻璃烧结的时间为20~30min， 其余每次烧结时间为5~15min。
[0024] 有益效果:本发明的玻璃钝化工艺方法主要用于钝化中高电压的硅台面二极管， 其与一般刮涂法相比，其技术优势在于本方法在玻璃成型之前增加了使用粘尘滚轮将多余 的台顶玻璃清除的工艺步骤，减少了台顶玻璃的残余量和残余厚度，降低了烧结之后使用 湿法腐蚀电极窗口的工艺难度，提高了腐蚀电极窗口的图形质量，缩短工艺时间；与光刻法 相比，其技术优势在于本方法无需增加用于光刻玻璃胶的光刻显影设备，对设备的依赖性 小，工艺简单易于操作。
[0025] 本发明提供了合适的玻璃浆料的配制比例，采取粘除法清除台顶玻璃，之后再进 行玻璃烧结的工艺方法。本发明对于硅台面二极管可以达到理想的钝化效果(通过漏电流 指标体现），并很大程度的减小了台顶玻璃的残余厚度，降低了清除台顶玻璃的工艺难度， 缩短工艺时间，且制作出的电极窗口图形质量较佳。
【附图说明】
[0026]图1涂覆玻璃浆料的晶片效果图；
[0027]图2台顶玻璃粘除效果图；
[0028]图3粘尘滚轮示意图；
[0029]图4本发明的工艺流程图；
[0030] 图5本方法制作的某产品腐蚀电极窗口的图形
[0031] 图6-般刮涂法(未进行台顶玻璃清除工艺步骤)的某产品腐蚀电极窗口的图形；
【具体实施方式】
[0032] 本发明提出了一种硅台面二极管的玻璃钝化方法，其工艺流程如图4所示，包括如 下步骤：
[0033] (I )PN结台面的制作:使用扩散或注入的方式制作PN结，通过掩蔽腐蚀的方法制作 出芯片台面沟槽。