专利名称：一种钝化保护二极管芯片及其加工方法
技术领域：
本发明涉及的是一种二极管芯片及其加工方法，尤其涉及一种具有钝化保护结构的二极管芯片及其加工方法。
背景技术：
现有二极管芯片普遍采用单层钝化，一般使用玻璃等较脆的绝缘材料作钝化层， 这种二极管芯片在封装时，由于外层环氧树脂需要先软化，通过压模的方式将环氧树脂做成所设计的形状，在此过程中，环氧树脂还需要经过固化，即将软化的环氧树脂变成凝固状态(固化温度在175°C左右)，于是环氧树脂将产生一种向二极管本体内的机械应力，此应力比较大，容易将二极管芯片之钝化层挤压碎，甚至挤碎二极管芯片，从而导致器件失效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在封装温度下，能可靠地保护芯片及其钝化层，进而解决封 装隐患，且制作方法简单的钝化保护二极管芯片及其加工方法。本发明的技术方案是所述芯片上部边缘处设有钝化保护层，所述钝化保护层外还设有一层耐热、绝缘和具有弹性的缓冲保护层。本发明的加工方法是，以正面开口沟槽的晶片为原料；然后，在所述沟槽的边缘采用光刻工艺设置一层具有脆性的钝化保护层，实现PN结的钝化，接着，按以下步骤加工1)、涂布；在晶片表面均勻涂布液态的掺有增感剂的聚酰亚胺，确保其渗入所述沟槽；2)、软烤；将涂布有聚酰亚胺的晶片置入90-120°C环境中，0. 5-1小时，使涂层凝结；3)、掩膜；按晶片上沟槽规则制作掩膜板，掩膜板上沟槽处透光；将掩膜板覆盖于晶片上；4)、光照固化；对覆盖有掩膜板的晶片进行曝光，将掩膜板上的图形转移到晶片表面，经光照的涂层固化，未受光照的涂层仍为凝结状态；随即，去除仍为凝结状态的涂层；5)、烧结涂层；将上步骤加工的晶片置入280-320°C环境中，2-4小时，使固化的涂层牢固地烧结于钝化保护层表面；6)、裂片；制得。本发明的二极管芯片，包括两层钝化层，内层(钝化保护层)直接钝化PN结，外层 (缓冲保护层)保护内层，外层主要起保护内层和缓冲外界压力的作用，外层材料具有良好的耐热性能、可塑性能和绝缘性能，此层材料可以通过光刻工艺制作。本发明中缓冲保护层属于耐热性好、可塑性好及绝缘性好的材料(如聚酰亚胺等高分子材料)，二极管封装固化温度一般在175°C左右，必须要求其耐热性能良好；在封装过程中，环氧树脂由软化状态转变为固化状态时，会产生一个向芯片内的收缩力，通常叫做机械应力，此机械应力如果直接作用于芯片上玻璃质脆性的钝化层，极易导致芯片失效，所以要求外层材料的可塑性能、弹性要好；为了避免封装过程中二极管两极导通，所以要求外层材料的绝缘性能要好。本发明解决了上述因封装产生之机械应力导致芯片钝化层破碎的问题，在现有的钝化层外面再增加一层缓冲层，此缓冲层可以缓冲封装产生的机械应力，而保护钝化层和芯片，有效的克服了二极管因封装机械应力导致的失效。本发明通过涂布、软烤、掩膜、光照固化、烧结涂层等步骤，实现了外层与内层的牢固结合，从而能有效抵御在封装工序中，环氧树脂固化时，作用于芯片及钝化层上的机械应力。
图1本发明中带有钝化保护层晶片的结构示意2本发明方法中步骤1)的状态参考3是本发明方法中步骤3)的状态参考4是本发明方法中步骤3)中去除仍为凝结状态涂层后晶片的状态参考5是本发明方法中步骤5)实施后，晶片的状态参考6是本发明方法所制得的芯片的结构示意中1是钝化保护层，2是芯片，20是晶片，3是沟槽，4是聚酰亚胺涂层，5是掩膜板，41是固化的涂层，42是缓冲保护层。
具体实施例方式本发明如图6所示，所述芯片2上部边缘处设有钝化保护层1，所述钝化保护层1 外还设有一层耐热、绝缘和具有弹性的缓冲保护层42。本发明的加工方法如图1-6所示，以正面开口沟槽3的晶片20为原料；然后，在所述沟槽3的边缘采用光刻工艺设置一层具有脆性的钝化保护层1，实现PN结的钝化，接着， 按以下步骤加工1)、涂布；在沟槽3上缘带有钝化保护层1的晶片20表面均勻涂布液态的掺有增感剂的聚酰亚胺，确保其渗入所述沟槽3，形成聚酰亚胺涂层4 ；2)、软烤；将涂布有聚酰亚胺涂层4的晶片20置入90_120°C环境中，0. 5-1小时，
使聚酰亚胺涂层4凝结；3)、掩膜；按晶片20上沟槽的规则制作掩膜板5，掩膜板5上对应沟槽3处透光； 将掩膜板5覆盖于晶片20上；4)、光照固化；对覆盖有掩膜板5的晶片20进行曝光，将掩膜板5上的图形转移到晶片20表面，经光照的聚酰亚胺涂层4固化，形成固化的涂层41未受光照的聚酰亚胺涂层 4仍为凝结状态；随即，去除仍为凝结状态的涂层材料，即通过显影剂的化学原理在显定影机上把未感光的部分涂层溶解掉；5)、烧结涂层；将上步骤加工的晶片20置入280-320°C环境中，2-4小时，使固化的涂层41牢固地烧结钝化保护层表面，烧结过程中，固化的涂层41体积缩小；6)、裂片；制得单粒上部边缘处带有双层保护层的芯片2。制作时，钝化层1可采用光刻工艺将二极管芯片的PN结作钝化，其钝化材质通常采用玻璃等钝化。保护层42也可采用光刻方式制作，制作步骤如图1-6所示。下面以聚酰亚胺为原材料介绍其实施方法。
原材料选用液态聚酰亚胺，制作之前需准备设计所需图案的掩膜板，然后在聚酰亚胺里面加入适量的增:::，并搅拌均勻，此时的聚酰亚胺与增感剂的混合物具有感光性，用旋转式方法将此混合物均勻涂布于已经做好PN结钝化层的晶片表面，软烤(温度‘ -120°C )后曝光，将掩膜板上的图形转移到晶片表面；接着显影，其目的是将不需要的聚酰亚胺薄层去除；再烧结，烧结温度约为30(TC左右，经过此步骤以后，聚酰亚胺薄膜和钝化层牢固的结合在一起，最后按照晶片表面的沟槽线将晶片切割成一个一个的小芯片(即图 6所示)，按照这样的步骤方法制作出的芯片即双层钝化保护二极管芯片。
权利要求
1.一种钝化保护二极管芯片，所述芯片上部边缘处设有钝化保护层，其特征在于，所述钝化保护层外还设有一层耐热、绝缘和具有弹性的缓冲保护层。
2.—种权利要求1所述一种钝化保护二极管芯片的加工方法，以正面开口沟槽的晶片为原料；然后，在所述沟槽的边缘采用光刻工艺设置一层具有脆性的钝化保护层，实现PN 结的钝化，其特征在于，接着，按以下步骤加工1)、涂布；在晶片表面均勻涂布液态的掺有增感剂的聚酰亚胺，确保其渗入所述沟槽；2)、软烤；将涂布有聚酰亚胺的晶片置入90-120°C环境中，0.5-1小时，使涂层凝结；3)、掩膜；按晶片上沟槽规则制作掩膜板，掩膜板上沟槽处透光；将掩膜板覆盖于晶片上；4)、光照固化；对覆盖有掩膜板的晶片进行曝光，将掩膜板上的图形转移到晶片表面， 经光照的涂层固化，未受光照的涂层仍为凝结状态；随即，去除仍为凝结状态的涂层；5)、烧结涂层；将上步骤加工的晶片置入280-320°C环境中，2-4小时，使固化的涂层牢固地烧结于钝化保护层表面；6)、裂片；制得。
全文摘要
一种钝化保护二极管芯片及其加工方法。涉及一种具有钝化保护结构的二极管芯片及其加工方法。在封装温度下，能可靠地保护芯片及其钝化层，进而解决封装隐患，且制作方法简单。芯片上部边缘处设有钝化保护层，钝化保护层外还设有一层耐热、绝缘和具有弹性的缓冲保护层。本发明的加工方法包括1)涂布；2)软烤；3)掩膜；4)光照固化；5)烧结涂层；6)裂片；制得。本发明的二极管芯片，包括两层钝化层，内层(钝化保护层)直接钝化PN结，外层(缓冲保护层)保护内层，外层主要起保护内层和缓冲外界压力的作用，外层材料具有良好的耐热性能、可塑性能和绝缘性能。本发明能有效抵御在封装工序中，环氧树脂固化时的机械应力。
文档编号H01L23/29GK102244046SQ20101016846
公开日2011年11月16日 申请日期2010年5月11日 优先权日2010年5月11日
发明者裘立强, 魏兴政 申请人:扬州杰利半导体有限公司