專利名稱：一種鈍化保護(hù)二極管芯片及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種二極管芯片及其加工方法，尤其涉及一種具有鈍化保護(hù)結(jié)構(gòu)的二極管芯片及其加工方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有二極管芯片普遍采用單層鈍化，一般使用玻璃等較脆的絕緣材料作鈍化層， 這種二極管芯片在封裝時，由于外層環(huán)氧樹脂需要先軟化，通過壓模的方式將環(huán)氧樹脂做成所設(shè)計的形狀，在此過程中，環(huán)氧樹脂還需要經(jīng)過固化，即將軟化的環(huán)氧樹脂變成凝固狀態(tài)(固化溫度在175°C左右)，于是環(huán)氧樹脂將產(chǎn)生一種向二極管本體內(nèi)的機械應(yīng)力，此應(yīng)力比較大，容易將二極管芯片之鈍化層擠壓碎，甚至擠碎二極管芯片，從而導(dǎo)致器件失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在封裝溫度下，能可靠地保護(hù)芯片及其鈍化層，進(jìn)而解決封 裝隱患，且制作方法簡單的鈍化保護(hù)二極管芯片及其加工方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是所述芯片上部邊緣處設(shè)有鈍化保護(hù)層，所述鈍化保護(hù)層外還設(shè)有一層耐熱、絕緣和具有彈性的緩沖保護(hù)層。本發(fā)明的加工方法是，以正面開口溝槽的晶片為原料；然后，在所述溝槽的邊緣采用光刻工藝設(shè)置一層具有脆性的鈍化保護(hù)層，實現(xiàn)PN結(jié)的鈍化，接著，按以下步驟加工1)、涂布；在晶片表面均勻涂布液態(tài)的摻有增感劑的聚酰亞胺，確保其滲入所述溝槽；2)、軟烤；將涂布有聚酰亞胺的晶片置入90-120°C環(huán)境中，0. 5-1小時，使涂層凝結(jié)；3)、掩膜；按晶片上溝槽規(guī)則制作掩膜板，掩膜板上溝槽處透光；將掩膜板覆蓋于晶片上；4)、光照固化；對覆蓋有掩膜板的晶片進(jìn)行曝光，將掩膜板上的圖形轉(zhuǎn)移到晶片表面，經(jīng)光照的涂層固化，未受光照的涂層仍為凝結(jié)狀態(tài)；隨即，去除仍為凝結(jié)狀態(tài)的涂層；5)、燒結(jié)涂層；將上步驟加工的晶片置入280-320°C環(huán)境中，2-4小時，使固化的涂層牢固地?zé)Y(jié)于鈍化保護(hù)層表面；6)、裂片；制得。本發(fā)明的二極管芯片，包括兩層鈍化層，內(nèi)層(鈍化保護(hù)層)直接鈍化PN結(jié)，外層 (緩沖保護(hù)層)保護(hù)內(nèi)層，外層主要起保護(hù)內(nèi)層和緩沖外界壓力的作用，外層材料具有良好的耐熱性能、可塑性能和絕緣性能，此層材料可以通過光刻工藝制作。本發(fā)明中緩沖保護(hù)層屬于耐熱性好、可塑性好及絕緣性好的材料(如聚酰亞胺等高分子材料)，二極管封裝固化溫度一般在175°C左右，必須要求其耐熱性能良好；在封裝過程中，環(huán)氧樹脂由軟化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣袒癄顟B(tài)時，會產(chǎn)生一個向芯片內(nèi)的收縮力，通常叫做機械應(yīng)力，此機械應(yīng)力如果直接作用于芯片上玻璃質(zhì)脆性的鈍化層，極易導(dǎo)致芯片失效，所以要求外層材料的可塑性能、彈性要好；為了避免封裝過程中二極管兩極導(dǎo)通，所以要求外層材料的絕緣性能要好。本發(fā)明解決了上述因封裝產(chǎn)生之機械應(yīng)力導(dǎo)致芯片鈍化層破碎的問題，在現(xiàn)有的鈍化層外面再增加一層緩沖層，此緩沖層可以緩沖封裝產(chǎn)生的機械應(yīng)力，而保護(hù)鈍化層和芯片，有效的克服了二極管因封裝機械應(yīng)力導(dǎo)致的失效。本發(fā)明通過涂布、軟烤、掩膜、光照固化、燒結(jié)涂層等步驟，實現(xiàn)了外層與內(nèi)層的牢固結(jié)合，從而能有效抵御在封裝工序中，環(huán)氧樹脂固化時，作用于芯片及鈍化層上的機械應(yīng)力。


圖1本發(fā)明中帶有鈍化保護(hù)層晶片的結(jié)構(gòu)示意2本發(fā)明方法中步驟1)的狀態(tài)參考3是本發(fā)明方法中步驟3)的狀態(tài)參考4是本發(fā)明方法中步驟3)中去除仍為凝結(jié)狀態(tài)涂層后晶片的狀態(tài)參考5是本發(fā)明方法中步驟5)實施后，晶片的狀態(tài)參考6是本發(fā)明方法所制得的芯片的結(jié)構(gòu)示意中1是鈍化保護(hù)層，2是芯片，20是晶片，3是溝槽，4是聚酰亞胺涂層，5是掩膜板，41是固化的涂層，42是緩沖保護(hù)層。
具體實施例方式本發(fā)明如圖6所示，所述芯片2上部邊緣處設(shè)有鈍化保護(hù)層1，所述鈍化保護(hù)層1 外還設(shè)有一層耐熱、絕緣和具有彈性的緩沖保護(hù)層42。本發(fā)明的加工方法如圖1-6所示，以正面開口溝槽3的晶片20為原料；然后，在所述溝槽3的邊緣采用光刻工藝設(shè)置一層具有脆性的鈍化保護(hù)層1，實現(xiàn)PN結(jié)的鈍化，接著， 按以下步驟加工1)、涂布；在溝槽3上緣帶有鈍化保護(hù)層1的晶片20表面均勻涂布液態(tài)的摻有增感劑的聚酰亞胺，確保其滲入所述溝槽3，形成聚酰亞胺涂層4 ；2)、軟烤；將涂布有聚酰亞胺涂層4的晶片20置入90_120°C環(huán)境中，0. 5-1小時，
使聚酰亞胺涂層4凝結(jié)；3)、掩膜；按晶片20上溝槽的規(guī)則制作掩膜板5，掩膜板5上對應(yīng)溝槽3處透光； 將掩膜板5覆蓋于晶片20上；4)、光照固化；對覆蓋有掩膜板5的晶片20進(jìn)行曝光，將掩膜板5上的圖形轉(zhuǎn)移到晶片20表面，經(jīng)光照的聚酰亞胺涂層4固化，形成固化的涂層41未受光照的聚酰亞胺涂層 4仍為凝結(jié)狀態(tài)；隨即，去除仍為凝結(jié)狀態(tài)的涂層材料，即通過顯影劑的化學(xué)原理在顯定影機上把未感光的部分涂層溶解掉；5)、燒結(jié)涂層；將上步驟加工的晶片20置入280-320°C環(huán)境中，2-4小時，使固化的涂層41牢固地?zé)Y(jié)鈍化保護(hù)層表面，燒結(jié)過程中，固化的涂層41體積縮?。?)、裂片；制得單粒上部邊緣處帶有雙層保護(hù)層的芯片2。制作時，鈍化層1可采用光刻工藝將二極管芯片的PN結(jié)作鈍化，其鈍化材質(zhì)通常采用玻璃等鈍化。保護(hù)層42也可采用光刻方式制作，制作步驟如圖1-6所示。下面以聚酰亞胺為原材料介紹其實施方法。
原材料選用液態(tài)聚酰亞胺，制作之前需準(zhǔn)備設(shè)計所需圖案的掩膜板，然后在聚酰亞胺里面加入適量的增:::，并攪拌均勻，此時的聚酰亞胺與增感劑的混合物具有感光性，用旋轉(zhuǎn)式方法將此混合物均勻涂布于已經(jīng)做好PN結(jié)鈍化層的晶片表面，軟烤(溫度‘ -120°C )后曝光，將掩膜板上的圖形轉(zhuǎn)移到晶片表面；接著顯影，其目的是將不需要的聚酰亞胺薄層去除；再燒結(jié)，燒結(jié)溫度約為30(TC左右，經(jīng)過此步驟以后，聚酰亞胺薄膜和鈍化層牢固的結(jié)合在一起，最后按照晶片表面的溝槽線將晶片切割成一個一個的小芯片(即圖 6所示)，按照這樣的步驟方法制作出的芯片即雙層鈍化保護(hù)二極管芯片。
權(quán)利要求
1.一種鈍化保護(hù)二極管芯片，所述芯片上部邊緣處設(shè)有鈍化保護(hù)層，其特征在于，所述鈍化保護(hù)層外還設(shè)有一層耐熱、絕緣和具有彈性的緩沖保護(hù)層。
2.—種權(quán)利要求1所述一種鈍化保護(hù)二極管芯片的加工方法，以正面開口溝槽的晶片為原料；然后，在所述溝槽的邊緣采用光刻工藝設(shè)置一層具有脆性的鈍化保護(hù)層，實現(xiàn)PN 結(jié)的鈍化，其特征在于，接著，按以下步驟加工1)、涂布；在晶片表面均勻涂布液態(tài)的摻有增感劑的聚酰亞胺，確保其滲入所述溝槽；2)、軟烤；將涂布有聚酰亞胺的晶片置入90-120°C環(huán)境中，0.5-1小時，使涂層凝結(jié)；3)、掩膜；按晶片上溝槽規(guī)則制作掩膜板，掩膜板上溝槽處透光；將掩膜板覆蓋于晶片上；4)、光照固化；對覆蓋有掩膜板的晶片進(jìn)行曝光，將掩膜板上的圖形轉(zhuǎn)移到晶片表面， 經(jīng)光照的涂層固化，未受光照的涂層仍為凝結(jié)狀態(tài)；隨即，去除仍為凝結(jié)狀態(tài)的涂層；5)、燒結(jié)涂層；將上步驟加工的晶片置入280-320°C環(huán)境中，2-4小時，使固化的涂層牢固地?zé)Y(jié)于鈍化保護(hù)層表面；6)、裂片；制得。
全文摘要
一種鈍化保護(hù)二極管芯片及其加工方法。涉及一種具有鈍化保護(hù)結(jié)構(gòu)的二極管芯片及其加工方法。在封裝溫度下，能可靠地保護(hù)芯片及其鈍化層，進(jìn)而解決封裝隱患，且制作方法簡單。芯片上部邊緣處設(shè)有鈍化保護(hù)層，鈍化保護(hù)層外還設(shè)有一層耐熱、絕緣和具有彈性的緩沖保護(hù)層。本發(fā)明的加工方法包括1)涂布；2)軟烤；3)掩膜；4)光照固化；5)燒結(jié)涂層；6)裂片；制得。本發(fā)明的二極管芯片，包括兩層鈍化層，內(nèi)層(鈍化保護(hù)層)直接鈍化PN結(jié)，外層(緩沖保護(hù)層)保護(hù)內(nèi)層，外層主要起保護(hù)內(nèi)層和緩沖外界壓力的作用，外層材料具有良好的耐熱性能、可塑性能和絕緣性能。本發(fā)明能有效抵御在封裝工序中，環(huán)氧樹脂固化時的機械應(yīng)力。
文檔編號H01L23/29GK102244046SQ20101016846
公開日2011年11月16日 申請日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者裘立強, 魏興政 申請人:揚州杰利半導(dǎo)體有限公司