一种二极管芯片的玻璃钝化工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体二极管芯片的玻璃钝化工艺，属于半导体器件领域。
【背景技术】
[0002]玻璃作为半导体器件的钝化材料之一，常用于保护二极管芯片的PN结。现有技术普遍采用刮涂法将玻璃浆填入二极管芯片沟槽内部，放入烘箱内将其烘干后再进行玻璃烧结，从而实现对PN结的包覆。此方法形成的玻璃厚度往往底部厚，侧面薄，为了更好的保护PN结通常需要多次刮涂作业，其底部玻璃较厚不利于二极管芯片的切割。
[0003]为了减少沟槽底部的玻璃厚度，同时更好的对二极管芯片凸台边缘的包覆，现有技术也有采用光阻法玻璃钝化工艺，即:将玻璃粉混入光阻剂中，填入二极管芯片沟槽内部，再通过光刻手段去除沟槽底部的玻璃，从而保留二极管芯片凸台边缘的玻璃和实现对PN结的包覆。此方法需要使用专用光刻设备，设备投入成本较高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种二极管芯片的玻璃钝化工艺，不必使用专用设备即可实现二极管芯片沟槽底部玻璃薄、侧壁厚，同时可实现对凸台边缘更好的包覆。
[0005]为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为:
一种二极管芯片的玻璃钝化工艺，包括以下步骤:
1)采用刮涂法将玻璃浆填入二极管芯片的沟槽内，用烘箱烘干后进行第一次玻璃烧结；
2)再用刮涂法将玻璃浆填入二极管芯片的沟槽内，然后直接将二极管芯片放置于加热板上，高温快速烘干后进行第二次玻璃烧结；
3)将玻璃浆旋转涂覆于二极管芯片表面及沟槽内，然后直接将二极管芯片放置于加热板上，高温快速烘干后进行第三次玻璃烧结；
4)将光阻剂涂于二极管芯片表面及沟槽内，通过光刻方式开出二极管芯片凸台蚀刻窗口，将窗口内玻璃钝化层去除，再去除二极管芯片表面及沟槽内的光阻剂，最后进行第四次玻璃烧结。
[0006]对上述技术方案的进一步设置如下:
所述烘箱的烘烤温度为90 ± 5 °C，烘烤时间为30 ± 5分钟。
[0007]所述加热板的烘烤温度为200±20°C，烘烤时间为2?5分钟。
[0008]所述第一次、第二次、第四次玻璃烧结温度为810 ± 5 °C，烧结时间为30?40分钟。
[0009]所述第三次玻璃烧结温度为500 ± 20°C，烧结时间为10?20分钟。
[0010]与现有技术刮涂法相比，本发明形成的玻璃钝化层具有沟槽底部薄，侧面厚的特点，有利于二极管芯片的切割，同时PN结处玻璃钝化层更厚，包覆效果更好；与现有技术光阻法相比，在不需要引进专用光刻设备的前提下，即可实现二极管芯片沟槽底部玻璃薄，侧壁厚的特点，二极管芯片凸台边缘处保留玻璃更厚，更利于凸台边缘尖角的保护。
[0011]以下通过附图和【具体实施方式】对本发明做进一步阐述。
[0012]【附图说明】:
图1为未进行玻璃钝化工艺前二极管芯片示意图；
图2为本发明第一次玻璃烧结后玻璃造型示意图；
图3为本发明第二次玻璃烧结后玻璃造型示意图；
图4为本发明第四次玻璃烧结后玻璃造型示意图。
[0013]【具体实施方式】:
结合图1至图4所示，以下给出本发明较佳实施例工艺:
1)首先用刮涂法将玻璃浆填入二极管芯片的沟槽内，将其放入90°C烘箱内烘烤30分钟，再推入810°C烧结炉内烧结30分钟，完成第一次玻璃烧结，所形成的玻璃造型如图2所不ο
[0014]2)再次用刮涂法将玻璃浆填入二极管芯片沟槽内，将其放置于200°C加热板上快速烘烤3分钟，再推入810 °C烧结炉内烧结30分钟，完成第二次玻璃烧结，所形成的玻璃造型如图3所示。
[0015]3)采用旋涂法将玻璃浆涂覆于二极管芯片表面及沟槽内，将其放置于200°C加热板上快速烘烤3分钟，再推入500°C烧结炉内烧结10分钟，完成第三次玻璃烧结。
[0016]4)将光阻剂旋涂于二极管芯片表面及沟槽内，通过光刻开出二极管芯片凸台蚀刻窗口，将窗口内的玻璃钝化层蚀刻去除，再去除二极管芯片表面剩余光阻剂后，将其推入810°C烧结炉内烧结30分钟，完成第四次玻璃烧结，所形成的最终玻璃造型如图4所示。
[0017]本发明利用第一次刮涂法常规作业方式将玻璃浆填入二极管芯片的沟槽内，此时二极管芯片沟槽内的玻璃厚度薄且主要分布在沟槽底部，不能很好的保护沟槽侧壁上裸露的PN结。再利用第二次刮涂法继续将玻璃浆填入二极管芯片的沟槽内，增加填入沟槽内的玻璃浆的量，但并不采用常规的烘烤方式，而是采用加热板高温快速对玻璃浆进行烘干，使第二次填入沟槽内的玻璃浆主要分布在沟槽侧壁上，改变传统烘烤方式形成的玻璃造型。这样，沟槽侧壁处玻璃厚能形成对PN结的较好保护，沟槽底部玻璃薄，也有利于后续二极管芯片切割作业。
[0018]对于台面型高压二极管芯片而言，由于二极管芯片凸台四周在蚀刻过程中形成尖角，在二极管芯片通电时容易造成尖端放电现象，影响二极管芯片的工作可靠性，所以需要对凸台四周的尖角进行保护。本发明利用旋涂法将玻璃浆涂覆于二极管芯片凸台上，旋涂法使涂覆的玻璃浆更厚，有利于对二极管芯片凸台四周尖角的包覆，但同时残留在凸台表面的玻璃也较厚，不利于后续的凸台窗口内玻璃的蚀刻。因此，本发明在旋转涂覆玻璃浆后进行的第三次玻璃烧结温度相对较低，使玻璃不能到达转化点温度，这样的烧结方式，有利于后续将凸台窗口内较厚的玻璃蚀刻去除，第四次玻璃烧结才是对旋涂后涂覆的玻璃层进行的最终烧结定型。
[0019]以上实施例仅用以说明本发明的较佳技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
【主权项】
1.一种二极管芯片的玻璃钝化工艺，其特征在于:包括如下步骤: 1)采用刮涂法将玻璃浆填入二极管芯片的沟槽内，用烘箱烘干后进行第一次玻璃烧结； 2)再用刮涂法将玻璃浆填入二极管芯片的沟槽内，然后直接将二极管芯片放置于加热板上，高温快速烘干后进行第二次玻璃烧结； 3)将玻璃浆旋转涂覆于二极管芯片表面及沟槽内，然后直接将二极管芯片放置于加热板上，高温快速烘干后进行第三次玻璃烧结； 4)将光阻剂涂于二极管芯片表面及沟槽内，通过光刻方式开出二极管芯片凸台蚀刻窗口，将窗口内玻璃钝化层去除，再去除二极管芯片表面及沟槽内的光阻剂，最后进行第四次玻璃烧结。2.根据权利要求1所述的一种二极管芯片的玻璃钝化工艺，其特征在于:所述烘箱的烘烤温度为90 ± 5 °C，烘烤时间为30 ± 5分钟。3.根据权利要求1所述的一种二极管芯片的玻璃钝化工艺，其特征在于:所述加热板的烘烤温度为200 ±20 °C，烘烤时间为2?5分钟。4.根据权利要求1所述的一种二极管芯片的玻璃钝化工艺，其特征在于:所述第一次、第二次、第四次玻璃烧结温度为810±5°C，烧结时间为30?40分钟。5.根据权利要求1所述的一种二极管芯片的玻璃钝化工艺，其特征在于:所述第三次玻璃烧结温度为500 ±20 °C，烧结时间为10?20分钟。
【专利摘要】本发明涉及一种半导体二极管芯片的玻璃钝化工艺，属于半导体器件领域，采用两次刮涂法将玻璃浆填入二极管芯片沟槽内，以此增加二极管芯片沟槽内的玻璃厚度，结合快速烘干方式使二极管芯片沟槽内的玻璃主要分布于沟槽侧壁上，再利用旋涂法将玻璃浆旋涂于二极管芯片凸台并快速烘干，通过光刻方式开出凸台蚀刻窗口，将窗口内玻璃钝化层去除后进行玻璃烧结。本发明具有二极管芯片沟槽底部玻璃薄、侧壁厚，凸台边缘玻璃厚的特点，有利于芯片切割，同时为PN结和凸台边缘尖角提供更好的玻璃钝化层包覆。
【IPC分类】H01L21/329
【公开号】CN105405758
【申请号】CN201510867849
【发明人】谢晓东
【申请人】浙江明德微电子股份有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月2日