圓形玻璃鈍化二極體晶粒的製法的製作方法

2023-06-24 20:07:46 1

專利名稱：圓形玻璃鈍化二極體晶粒的製法的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體領域，特別涉及圓形玻璃鈍化二極體晶粒的製法。
按一般傳統二極體晶粒的製法是用雷射將電路設計完成的晶片採用直線交錯方式切割成若干方格狀的晶粒，然後再使用多種化學藥劑經多次浸泡才完成。此種二極體晶粒的製法有如下缺點1)切割完成的晶粒必須經過多次多種化學藥劑的浸泡方可完成二極體的製作，不但工序複雜，而且嚴重汙染環境;
2)又因為切割完成的晶粒必須經過多次多種化學藥劑的浸泡方可完成製作，因此，容易使製作完成的晶粒表面受傷，並使二極體成品外觀不良率大增;
3)切割完成的晶粒是方塊狀，因此，其四角尖端容易發生放電作用，從而使其電性不穩定，無法使用在精密度要求高的電器設備上。
為改進上述傳統二極體晶粒製法的各種缺點，發明人有從事這項行業多年的經驗，以及經過多次不斷鑽研與實驗，終於發展設計出本發明方法。
本發明目的在於提供一種圓形玻璃鈍化二極體晶粒的製法，該製法使在後段裝配製造過程中無須經過多種多次化學藥劑的浸泡，不傷晶體表面，得到電特性穩定的、圓形無尖端二極體晶粒，並且減低對環境的汙染。
本發明目的是這樣達到的在擴數晶片上被覆一層光阻劑後烘乾;在所說的晶片的P面上端罩設一層在其上端設有若干透光圈的光罩，將該罩設有光罩的晶片放置在玻璃片上夾緊，送入曝光機內感光並以顯影液顯影;將顯影后的晶片以酸液蝕劑於未感光部分蝕刻至晶片下層N+部分，形成溝槽;將蝕刻完成的晶片浸入雙氧水與硫酸的混合液中，去除光阻劑;將去除光阻劑的晶片轉入去離子水中清洗，除去表面的混合液，使柵層顯現，然後脫水、烘乾;以玻璃漿充分填實於蝕刻完成的圓形溝槽中;在石英管內，720℃下燒結1小時，清洗;在無電電鍍液中鍍鎳後，在石英管內，650℃和通氮氣氛下燒結，再鍍鎳一次;將上端鋪設有一層白蠟的玻璃襯片置於電熱板上，使白蠟呈熔融狀，將二次鍍鎳後的晶片1N面粘固在表面熔融有白蠟的玻璃襯片上，並使白蠟覆蓋晶片整面，再將預先粘設有若干小圓鐵片的膠帶通過白蠟正確地粘貼密合在晶片上，該膠帶側面粘有面積略大於晶片1未填入玻璃漿各端面的小圓鐵片，使粘設有若干小圓鐵片的膠帶粘貼密合在晶片上時各該小圓鐵片恰可一一密貼於晶片P面未填入玻璃漿的端面上，從電熱板上取下該上端粘固有圓鐵片及下端粘固有玻璃襯片的晶片，移至自然冷卻的平板上冷卻，將冷卻後的晶片撕去膠帶，送入噴砂機內噴砂;噴砂是對於晶片粘設有小圓鐵片的一面噴砂，噴砂完成後在玻璃襯片上形成許多小圓形晶粒，將該玻璃襯片與許多小圓形晶粒浸泡在三氯乙烷中清洗、分離、脫水，並以磁鐵將小圓鐵片吸出，即得圓形玻璃鈍化二極體晶粒，從而本發明目的就完全達到了。
以下結合附圖對本發明進行詳細說明。
附

圖1為本發明方法操作程序方塊示意圖。
附圖2為擴散晶片被覆光阻劑的示意圖。
附圖3為擴散晶片經曝光顯影后的示意圖。
附圖4為擴散晶片經刻蝕後的立體示意圖。
附圖5為擴散晶片經蝕刻後所形成的柵層中填滿玻璃漿的示意圖。
附圖6為擴散晶片鍍鎳後的示意圖。
附圖7為欲將各小圓鐵片以正確位置粘貼在擴散晶片上時的立體示意圖。
附圖8為擴散晶片與玻璃襯片及各小圓形鐵片定位膠合後的剖面示意圖。
附圖9為經過噴砂後所形成圓柱狀晶粒的剖面示意圖。
附圖中標號與本發明中有關部件的對應如下擴散晶片1;光阻劑2;光罩3;玻璃片4;透光圈5;圓形溝槽6;玻璃漿7;鍍鎳層8;電熱板9;玻璃襯片10;白蠟11;小圓鐵片12;膠帶13;小圓柱形晶粒14。
本發明方法操作程序可參閱附圖1所示方塊圖。其操作程序為a)擴散晶片被覆光阻劑→b)曝光及顯影→c)蝕刻溝槽→d)去除光阻劑→e)柵層清洗→f)玻璃粉柵層被覆→g)高溫玻璃化→h)鍍鎳及燒結→i)襯片及圓鐵片定位膠合→j)噴砂及分離圓晶粒，以下分述如下a)擴散晶片被覆光阻劑預先設定烤箱的旋轉速度並將光阻劑備妥，將清洗完畢的擴散晶片1置於晶片籃架上，再放入烤箱內烘乾(半小時直至100℃)後取出，將此烘烤過的擴散晶片1逐片被覆光阻劑2，但晶片的P面與N面皆需有明顯記號，以資識別。所用光阻劑系慣用光阻劑，由二甲苯、環化的聚異戊二烯、乙苯和芳香族雙疊氮化物組成。將上好光阻刻2的晶片置於約75℃的烤箱內烘烤約半小時後取出，即可轉入下一步驟曝光及顯影，所得被覆光阻劑的晶片如附圖2所示;
b)曝光及顯影參閱附圖3，在已上好光阻劑2並烘烤完畢的擴散晶片1的P面上端罩設一層在其上端設有若干透光圈5的光罩3，將晶片1放置在玻璃片4上，將位於下層的玻璃片4、中層的擴散晶片1以及上層的光罩3夾緊平整，而後送入雙面曝光機內，使晶片1兩面的光阻劑2同時感光約10秒後取出，此時將曝光好的在P面顯現有若干圓光圈的晶片1放回晶片籃架上，再放入烤箱內烘烤約半小時，直到溫度達100℃;將經烘烤完畢的晶片1取出，分別以醋酸正丁酯及作為輔助試劑的甲苯及丙酮溶液中各15秒的顯影過程進行顯影;隨後轉入下一步驟;
c)蝕刻溝槽將預備好的混合酸置入酸槽內，該混合酸由9份硝酸、9份冰醋酸、14份氫氟酸以及4份硫酸混合組成，令混合酸保持在10℃左右;將放置在籃架上已顯影完畢的晶片1取出，並整籃放入10℃的酸槽內，蝕刻成型約5分鐘，隨後取出並及時衝水，即在流動水槽中浸泡5～10分鐘後，在該經衝水浸泡後的晶片1上端在光罩3的透光圈5感光部位之外的部分即呈現被蝕刻的溝槽6，如附圖4所示，取樣測試蝕刻深度，直到該溝槽6的深度達晶片下層N+部分，晶片即不再蝕刻，隨後進入去除光阻劑步驟;
d)去除光阻劑將蝕刻完成的晶片1浸入雙氧水與硫酸混合液中，在該混合劑中硫酸對雙氧水比例為37∶1，除去在該晶片1表面上被覆的光阻劑;
e)柵層清洗將除去光阻劑的晶片1在去離子水中衝洗以除去其表面的混合液，使柵層顯現，取出後使該晶片1在高頻率的超聲波中震蕩5分鐘，以便去除晶片1表面上所附水份，以後再用異丙醇作5分鐘的脫水震蕩，脫水後的晶片1在電熱板上以100℃溫度烘乾，完成柵層清洗;
f)玻璃粉柵層被覆如附圖5所示，預備好由玻璃粉加適量去離子水再加入5%的粘結劑充分攪拌而成玻璃漿7，當P面朝上的晶片1清洗烘乾後，用軟質塑料(聚氨基甲酸酯)製成的刮片將玻璃漿充分填實於蝕刻完成的圓形溝槽6中，並使晶片1的表面保持清潔，將填好玻璃漿7的晶片1放置在晶片籃架上，轉入下一步驟;
g)高溫玻璃化首先使擴散石英管處於720℃狀態，並將烘烤自動推拉時間的控制程序設定好後，將放有晶片1的石英架放入該石英管內進行燒結，扣上自動推拉杆後啟動電鈕，在該石英管內通氮，以防止晶片氧化而影響其電氣特性，當晶片燒結約1小時後，玻璃漿7即可完成高溫玻璃化，將該完成高溫玻璃化後的晶片1取出，並進行清洗與擦拭後，即可進行鍍鎳及燒結程序;
h)鍍鎳及燒結預先將公知無電電鍍液配製好，並加熱到75℃;同時令已完成高溫玻璃化的晶片1表面先行活化處理後，放置在鍍鎳籃架上，在無電電鍍液中進行第1次鍍鎳，取出後在水中清洗，再在異丙醇槽內進行脫水，再在電熱板上烘乾，再將其疊夾於晶片籃架上後，置入約650℃的燒結石英管內通氮燒結約1小時後取出，再將該燒結後的晶片1再鍍鎳一次(二次鍍鎳)形成鍍鎳層8，見附圖6，即可進行下一工序襯片及圓鐵片定位膠合;
i)襯片及圓鐵片定位膠合如附圖7和8所示，將玻璃襯片10置於約120℃的電熱板9上，並使白蠟11適量熔於該襯片10的表面，並將二次鍍鎳後的晶片1N面粘固在表面融熔白蠟11的玻璃襯片10上，同時還使白蠟11溶融覆蓋整塊晶片1的表面，此外，使在底側面粘設有若干小圓鐵片12的膠帶13通過白蠟11正確地粘固密合在晶片1上端，該膠帶13在底側面粘設有面積略大於晶片1未填入玻璃漿7各端面的小圓鐵片12，以使粘設有若干小圓鐵片12的膠帶13粘貼密合在晶片1上時，各該小圓鐵片12恰可一一密貼於晶片1P面未填入玻璃漿7的端面上，這樣，可在各小圓鐵片12上端加重，使各小圓鐵片12與晶片1的粘結更密切，隨後從加熱板上取下該上端粘固有的圓鐵片12及下端粘固有玻璃襯片10的晶片1，移至自然冷卻的平板上冷卻，將冷卻的晶片1撕去膠帶13，送入噴砂機內噴砂;
j)噴砂及分離圓晶粒對晶片1表面粘設有小圓鐵片12的一面進行噴砂，當噴砂完成後，應檢查該晶片1未貼設有小圓鐵片12的部位是否已吹噴穿，如已噴穿時，即可從玻璃襯片10明顯見到許多受小圓鐵片12保護而未被噴掉的晶片1部分，這些經吹穿留下的呈小圓柱形的晶片部分就是本發明欲製得的圓形玻璃鈍化二極體晶粒14，(如附圖9所示)，待噴砂步驟完成後，將噴砂完成所留下的玻璃襯片10與許多的晶粒14浸入三氯乙烷中洗淨、分離，再使用超聲波振蕩將晶粒14表面的水份除去，並以磁鐵將小圓鐵片12吸去，留下的便是周邊披覆有玻璃的圓形晶粒14。
本發明提供一種圓形玻璃鈍化二極體晶粒的製法，本發明製法無須經過多種多次化學藥劑的浸泡，不傷晶體表層，並可降低環境汙染，晶粒呈圓形無尖端，從而晶粒的電氣特性穩定。工藝簡單實用，具有產業上利用價值。
權利要求
1.一種圓形板玻璃鈍化二極體晶粒的製法，其特徵在於具有下列步驟a)在擴散晶片上被覆一層光阻劑後烘乾；b)曝光及顯影在所說晶片的P面上端罩設一層在其上端設有若干透光圈的光罩，將該罩設有光罩的晶片放置在玻璃片上夾緊，送入曝光機感光並以顯影液顯影；c)蝕刻溝槽將顯影后的晶片以酸液蝕刻於未感光部分蝕刻至晶片下層N+部分，形成溝槽；d)去除光阻劑將蝕刻完成的晶片浸入雙氧水與硫酸混合液中，除去光阻劑；e)柵層清洗將除去光阻劑的晶片在去離子水中清洗，除去其表面的混合液，使柵層顯現，然後脫水、烘乾；f)玻璃粉柵層被覆以玻璃漿充分填實於蝕刻完成的圓形溝槽中；g)高溫玻璃化在石英管內，720℃下燒結約1小時，清洗；h)鍍鎳及燒結在無電電鍍液中鍍鎳後，在石英管內，650℃和通氮氣氛下燒結，再鍍鎳一次；i)襯片及圓鐵片定位膠合將上端鋪設有一層白蠟的玻璃襯片置於電熱板上，使白蠟呈熔融狀，將二次鍍鎳後的晶片1N面粘固在表面熔融有白蠟的玻璃襯片上，並使白蠟覆蓋晶片整面，再將預先粘設有若干小圓鐵片的膠帶通過白蠟正確地粘貼密合在晶片上，從電熱板上取下該上端粘固有圓鐵片及下端粘固有玻璃襯片的晶片，移至自然冷卻的平板上冷卻，將冷卻後的晶片撕出膠帶，送入噴砂機內噴砂；j)噴砂及分離圓晶粒對晶片表面粘設有小圓鐵片的一面進行噴砂，當噴砂完成後，在玻璃襯片上形成許多小圓形晶粒，將該玻璃襯片與許多小圓形晶粒浸泡在三氯乙烷中清洗，分離，並以磁鐵將小圓鐵片吸出，即得周邊被覆有玻璃的圓形晶體。
2.按照權利要求1所說的圓形玻璃鈍化二極體晶粒的製法，其特徵在於在c)步驟中所用蝕刻酸液由9份硝酸、9份冰醋酸、14份氫氟酸和4份硫酸混合而成。
3.按照權利要求1所說的圓形玻璃鈍化二極體晶粒的製法，其特徵在於在d)步驟中去除光阻劑用的混合液中硫酸與雙氧水比例為37∶1。
4.按照權利要求1所說的圓形玻璃鈍化二極體晶粒的製法，其特徵在於在f)步驟中所說的玻璃漿由玻璃粉加去離子水再加5%的粘接劑充分攪拌而成。
5.按照權利要求1所說的圓形玻璃鈍化二極體晶粒的製法，其特徵在於在i)步驟中該膠帶在底側面粘設有若干面積略大於晶片未填入玻璃漿各端面的小圓鐵片，以使粘設有若干小圓鐵片的膠帶粘貼密合在晶片上時，各該小圓鐵片恰可一一密貼於晶片P面未填入玻璃漿的端面上。
全文摘要
本發明涉及一種圓形玻璃鈍化二極體晶粒的製法。本發明製法的操作程序為擴散晶片被覆光阻劑、曝光及顯影、蝕刻溝槽、去除光阻劑、柵層清洗、玻璃粉柵層被覆、高溫玻璃化、鍍鎳及燒結、襯片及圓鐵片定位膠合、噴砂及分離圓晶粒即得到圓形玻璃鈍化二極體晶粒。本發明方法無須經過多種多次化學藥劑的浸泡，不傷晶體表面，得到電特性穩定、圓形無尖端的二極體晶粒。
文檔編號H01L21/30GK1090089SQ93120319
公開日1994年7月27日 申請日期1993年12月3日 優先權日1993年6月26日
發明者陳鑑章 申請人:陳鑑章