專利名稱：射頻臺式硅二極管玻璃鈍化制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硅器件表面鈍化技術(shù)領(lǐng)域，主要應(yīng)用于射頻臺式硅二極管的表面鈍化。
玻璃鈍化技術(shù)的應(yīng)用為射頻硅二極管向高耐壓、大功率、高可靠或高頻無封裝器件芯片的發(fā)展提供了重要的支撐技術(shù)，用于硅二極管的玻璃鈍化技術(shù)可由以下四項(xiàng)技術(shù)組成鈍化玻璃粉的制造與配制技術(shù)；玻璃粉在器件表面的涂敷或沉積技術(shù)；燒結(jié)熱成型及退火技術(shù)；玻璃膜的光刻、切割等加工技術(shù)。在以上的諸項(xiàng)技術(shù)中，玻粉在器件表面的涂敷或沉積是其中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，對于高臺面淺結(jié)器件而言尤其顯得重要。
現(xiàn)有使用的玻璃鈍化涂敷技術(shù)主要是1.電泳法，它是將經(jīng)特殊加工的超細(xì)玻璃粉與電介質(zhì)溶液配制成懸浮液，其中添加電解質(zhì)使玻璃顆粒表面帶電(帶正電荷或負(fù)電荷)。然后在直流電場的作用下泳動附著于硅片表面。該方法的優(yōu)點(diǎn)是精度高，可適用于淺結(jié)(如Xj＝0.5μm～5.0μm)器件，缺點(diǎn)是對于玻璃顆粒度及均勻性要求較高，對電泳液的潔凈度(指離子性沾污)較敏感，工作效率低，重復(fù)性不好，難于形成共形膜，特別在高臺面的場合，熱成型后臺頂拐角處的玻璃層較薄，難于起到對淺結(jié)很好地純化作用。
2.刮涂法，它是將玻璃粉與粘合劑配成一定濃度的粘稠液，使用時(shí)均勻涂布于硅樣品表面然后用刮刀將臺面頂玻璃刮干擦凈，保留臺側(cè)及臺底玻璃，該方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝操作簡單，重復(fù)性好，效率高，缺點(diǎn)是玻粉燒結(jié)熱成型后由于收縮，臺頂拐角處不受保護(hù)，此法僅適用于深結(jié)器件(如結(jié)深Xj＝15μm～25μm)。
在本發(fā)明之前，國外在制造射頻臺式高壓大功率硅二極管中采用了先SiO2鈍化保護(hù)，而后再加刮涂法玻璃鈍化的辦法以解決高臺面臺頂拐角處P+N-結(jié)的保護(hù)問題，但此辦法不僅需要兩種不同的鈍化工藝，顯得復(fù)雜，而且臺面拐角處由于玻粉燒結(jié)熱成型后收縮，有的地方往往只有SiO2在起純化作用，因?yàn)椴Ａб咽湛s到淺結(jié)的下方。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達(dá)到一種射頻臺式硅二極管玻璃鈍化制備方法，其特征在于a.將配制好的玻璃漿液均勻的涂敷于射頻臺式硅二極管表面；b.用刮刀沿臺面頂刮除玻璃漿液；c.烘干，形成沿臺面起伏的預(yù)沉積玻璃粉層；d.將樣品送入高溫爐，在玻璃軟化溫度下預(yù)成型形成預(yù)成型玻璃鈍化膜；e.重復(fù)以上步驟至少一次，最后一次將樣品送入高溫爐在玻璃成型區(qū)溫度下進(jìn)行最終熱成型處理。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明可解決高臺面、淺結(jié)射頻硅器件的玻璃鈍化問題，用此方法所完成的玻璃鈍化膜復(fù)蓋狀態(tài)給出了較佳的最終效果臺面頂、臺面拐角處，臺側(cè)及臺底均能達(dá)到完整的保護(hù)，臺面頂玻璃層達(dá)10μm～15μm的均勻厚度；臺面拐角處的玻璃層基本保持與臺面頂玻璃層共形的厚度；臺底玻璃層較厚，減少了臺頂、臺底玻璃高度差并使臺側(cè)玻璃形成較緩變的坡度。
由于采用刮涂預(yù)沉積一預(yù)成型的組合工藝，并重復(fù)循環(huán)，使臺面頂及臺頂拐角處的玻璃由于每次的補(bǔ)償控制了均勻性，形成10μm～15μm的共形膜。臺面底的玻璃由于每次都得到比較多的補(bǔ)充，上升速度較快，這樣相應(yīng)減少了臺頂、臺底玻璃高度差，相應(yīng)也使臺側(cè)玻璃坡度變緩。
本方法具有操作方便，效率高，重復(fù)性、均勻性、一致性好的優(yōu)點(diǎn)。


圖1中 1是P+區(qū) 2是N+區(qū) 3是N-區(qū)圖2中 4是臺頂玻璃層 5是臺底玻璃層 6是臺頂拐角處玻璃層 7是臺側(cè)玻璃層
2.用滴管將配制好的玻璃漿液均勻地涂敷于硅片表面。
3.用刮刀沿臺面頂刮除玻璃漿液。
4.在紅外燈下烘干形成沿臺面起伏的預(yù)沉積玻璃粉層。
5.將硅片送入高溫爐，在除氣溫度區(qū)550℃-580℃下除氣10分鐘，再進(jìn)入該玻璃的軟化區(qū)700℃-800℃，預(yù)成型10分鐘，形成預(yù)成型的玻璃鈍化膜；樣品退出時(shí)，在玻璃的軟化區(qū)停留10分鐘，然后再在爐口滯留10分鐘。
6.重復(fù)以上步驟一次，最后一次將樣品送入高溫爐玻璃成型區(qū)845℃-855℃下熱成型30分鐘。
7.關(guān)爐降溫退火。
實(shí)施例2PIN衰減二極管芯片尺寸臺面直徑Φ 85μm～95μm臺面高度H40μm～50μm相鄰管芯間距D330μmP+N-結(jié)深 2.8μm～3.2μmN-層厚度15μm～20μmN+N-結(jié)深 100μm～120μm工藝步驟1.將腐蝕好臺面的圓片進(jìn)行嚴(yán)格的化學(xué)清洗并烘干。
2.用滴管將配制好的玻璃漿液均勻地涂復(fù)于硅片表面。
3.用刮刀沿臺面頂刮除玻璃漿液。
4.在紅外燈下烘干形成沿臺面起伏的預(yù)沉積玻璃粉層。
5.將硅片送入高溫爐，在除氣溫度區(qū)550℃-580℃下除氣10分鐘，再進(jìn)入該玻璃的軟化區(qū)700℃-800℃，預(yù)成型15分鐘，形成預(yù)成型的玻璃鈍化膜；樣品退出時(shí)，在玻璃的軟化區(qū)停留10分鐘，然后再在爐口滯留10分鐘。
6.重復(fù)以上步驟二次，最后一次將樣品送入高溫爐玻璃成型區(qū)845℃-855℃下熱成型30分鐘。
7.關(guān)爐降溫退火。
權(quán)利要求
1.一種射頻臺式硅二極管玻璃鈍化制備方法，其特征在于a.將配制好的玻璃漿液均勻的涂敷于射頻臺式硅二極管表面；b.用刮刀沿臺面頂刮除玻璃漿液；c.烘干，形成沿臺面起伏的預(yù)沉積玻璃粉層；d.將樣品送入高溫爐，在玻璃軟化溫度下預(yù)成型形成預(yù)成型玻璃鈍化膜；e.重復(fù)以上步驟至少一次，最后一次將樣品送入高溫爐在玻璃成型區(qū)溫度下進(jìn)行最終熱成型處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻臺式硅二極管玻璃鈍化制備方法，其特征在于樣品送入高溫爐后，先在除氣溫度區(qū)550℃-580℃下除氣10分鐘，然后再進(jìn)入該玻璃的軟化區(qū)預(yù)成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻臺式硅二極管玻璃鈍化制備方法，其特征在于樣品退出時(shí)，在玻璃的軟化區(qū)停留10分鐘，然后再在爐口滯留10分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻臺式硅二極管玻璃鈍化制備方法，其特征在于玻璃成型區(qū)溫度為845℃-855℃。
全文摘要
本發(fā)明提供一種射頻臺式硅二極管玻璃鈍化制備方法，即將玻粉涂敷，預(yù)沉積，預(yù)成型，充分組合起來形成一個(gè)完整的操作循環(huán)并重復(fù)進(jìn)行，以達(dá)到自動補(bǔ)償，控制均勻和厚度差的目的。該制備方法其工藝步驟如下a.將配制好的玻璃漿液均勻的涂敷于射頻臺式硅二極管表面；b.用刮刀沿臺面頂刮除玻璃漿液；c.烘干，形成沿臺面起伏的預(yù)沉積玻璃粉層；d.將樣品送入高溫爐，在玻璃軟化溫度下預(yù)成型形成預(yù)成型玻璃鈍化膜；e.重復(fù)以上步驟至少一次，最后一次將樣品送入高溫爐在玻璃成型區(qū)溫度下進(jìn)行最終熱成型處理。
文檔編號H01L21/02GK1397992SQ0213811
公開日2003年2月19日 申請日期2002年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月15日
發(fā)明者林立強(qiáng), 劉萍 申請人:信息產(chǎn)業(yè)部電子第五十五研究所