專利名稱：射頻臺式硅二極管電泳沉積玻璃鈍化共形膜制備方法
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)用于硅器件的表面鈍化。
在制作射頻臺式硅二極管器件芯片時(shí)，為同時(shí)達(dá)到高可靠性及減少高頻分布參量兼優(yōu)的目的，在選用玻璃鈍化技術(shù)時(shí)，除盡可能把器件設(shè)計(jì)成超小型芯片外在玻璃鈍化技術(shù)上采用電泳沉積方法形成與臺面結(jié)構(gòu)表面共形的薄玻璃膜是一種較佳的選擇，通用的電泳沉積技術(shù)可制造3～10μm的薄玻璃膜，其方法如下將特殊加工的超細(xì)玻璃粉與電介質(zhì)溶液配制成懸浮液，在其中添加電解質(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使玻璃粉泳動(dòng)附著于硅片表面。最后通過燒結(jié)而形成薄玻璃膜。但在采用傳統(tǒng)的玻璃粉電泳沉積方法時(shí)，由于沉積的玻璃膜厚度一般不厚，加上由于熱成型時(shí)玻璃流動(dòng)性等因素會造成在臺頂拐角這一特殊物理性狀位置處玻璃保護(hù)膜比別處要薄得多，特別是在淺結(jié)(如Xj＝0.3μm～5.0μm)的情況下，更難起到良好鈍化作用。
其技術(shù)原理與方法如下在傳統(tǒng)的鋅系鈍化玻璃或鉛系鈍化玻璃中摻入2％～6％的晶核劑氧化物或高熔點(diǎn)氧化物，晶核劑氧化物可采用TiO2，它在玻璃熱成型中能促進(jìn)快速微晶化；高熔點(diǎn)氧化物可采用Al2O3，它可提高玻璃熱成型時(shí)的粘度。以上作用均有利于玻璃熱成型時(shí)在器件臺面拐角處這一特殊物理性狀下形成共形膜。
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電泳沉積玻璃鈍化共形膜制備方法，該制備方方法包括采用電泳沉積技術(shù)在臺式硅二極管芯片表面沉積一層均勻的玻璃粉層；烘干后將樣品送入高溫爐，在玻璃軟化溫度區(qū)預(yù)成型形成預(yù)成型玻璃鈍化膜；繼續(xù)將樣品送入高溫爐的玻璃熱成型溫度區(qū)進(jìn)行快速微晶化熱成型；降溫退火；其特征是在鈍化玻璃原組分中按重量比添加入2％～6％TiO2或Al2O3。
本發(fā)明的目的還可以通過以下措施來達(dá)到在鈍化玻璃原組分中按重量比加入2％-5％TiO2和2％-5％Al2O3。
在鈍化玻璃原組分中按重量比加入3％TiO2和3％Al2O3。
通過以上措施可以制備3～10μm均勻的與器件臺面表面完全共形的玻璃鈍化膜。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明可解決射頻臺式硅二極管電泳沉積玻璃鈍化共形膜的制備問題。用此方法所完成的玻璃鈍化膜給出了較佳的最終效果臺面頂、臺面拐角處、臺側(cè)及臺底玻璃膜均能達(dá)到均勻共形的厚度，它對于制造圖形精度要求高，分布參量要求低的淺結(jié)微波、毫米波臺式硅二極管芯片尤其適用。
圖2是微波、毫米波臺式硅二極管管芯電泳沉積玻璃鈍化示意圖。


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。
器件名稱PIN電調(diào)衰減二極管。
芯片尺寸臺面直徑Φ90～100μm臺面高度H120μm相鄰管芯間距400μmP+N-結(jié)深5μmN-層厚度70～80μmN+N-結(jié)深120μm工藝步驟1.在原鋅系鈍化玻璃微組分中加入5％TiO2，制成新的鈍化玻璃微粉。2.將上述玻璃微粉與電介質(zhì)、電解質(zhì)按一定比例配制成電泳液。3.加一定的直流電場使帶電的玻粉泳動(dòng)附著于硅器件表面。4.在紅外燈下烘干形成預(yù)沉積的玻璃粉層。5.將硅器件送入高溫爐該玻璃的軟化溫度(620℃～650℃)區(qū)預(yù)成型30分鐘，形成預(yù)成型的玻璃鈍化膜。6.將硅器件送入高溫爐玻璃成型溫度(690℃～700℃)區(qū)熱成型30分鐘。7.降溫退火。
實(shí)施例2.在原鉛系鈍化玻璃組分中加入高熔點(diǎn)氧化物。
器件名稱PIN開關(guān)衰減二極管。
芯片尺寸臺面直徑Φ60～65μm臺面高度H80μm相鄰管芯間距300μmP+N-結(jié)深2.5μmN-層厚度30μmN+N-結(jié)深120μm工藝步驟1.在原鉛系鈍化玻璃組分中加入5％Al2O3，制成新的鈍化玻璃微粉。2.將上述玻璃微粉與電介質(zhì)、電解質(zhì)按一定比例配制成電泳液。3.加一定的直流電場使帶電的玻粉泳動(dòng)附著于硅器件表面。4.在紅外燈下烘干形成預(yù)沉積的玻璃粉層。5.將硅器件送入高溫爐該玻璃的軟化溫度(700℃～800℃)區(qū)預(yù)成型30分鐘，形成預(yù)成型的玻璃鈍化膜。6.將硅器件送入高溫爐玻璃成型溫度(850±5)℃區(qū)熱成型30分鐘。7.降溫退火。
實(shí)施例3.在原鋅系鈍化玻璃組分中加入高熔點(diǎn)氧化物。
器件名稱PIN電調(diào)衰減二極管。
芯片尺寸臺面直徑Φ90～Φ100μm臺面高度H120μm相鄰管芯間距400μmP+N-結(jié)深5μmN-層厚度70～80μmN+N-結(jié)深120μm工藝步驟1.在原鋅系鈍化玻璃組分中加入3％Al2O3，制成新的鈍化玻璃微粉。2.將上述玻璃微粉與電介質(zhì)、電解質(zhì)按一定比例配制成電泳液。3.加一定的直流電場使帶電的玻粉泳動(dòng)附著于硅器件表面。4.在紅外燈下烘干形成預(yù)沉積的玻璃粉層。5.將硅器件送入高溫爐該玻璃的軟化溫度(620℃～650℃)區(qū)預(yù)成型30分鐘，形成預(yù)成型的玻璃鈍化膜。6.將硅器件送入高溫爐玻璃成型溫度(690℃～700℃)區(qū)熱成型30分鐘。7.降溫退火。實(shí)施例4.在原鉛系鈍化玻璃組分中加入晶核劑。
器件名稱PIN開關(guān)衰減二極管。
芯片尺寸臺面直徑Φ60～Φ65μm臺面高度H80μm相鄰管芯間距300μmP+N-結(jié)深2.5μmN-層厚度30μmN+N-結(jié)深120μm工藝步驟1.在原鉛系鈍化玻璃組分中加入3％TiO2，制成新的鈍化玻璃微粉。2.將上述玻璃微粉與電介質(zhì)、電解質(zhì)按一定比例配制成電泳液。3.加一定的直流電場使帶電的玻粉泳動(dòng)附著于硅器件表面。4.在紅外燈下烘干形成預(yù)沉積的玻璃粉層。5.將硅器件送入高溫爐該玻璃的軟化溫度(700℃～800℃)區(qū)預(yù)成型30分鐘，形成預(yù)成型的玻璃鈍化膜。6.將硅器件送入高溫爐玻璃成型溫度(850±5)℃區(qū)熱成型30分鐘。7.降溫退火。
實(shí)施例5.在原鋅系鈍化玻璃組分中加入晶核劑和高熔點(diǎn)氧化物。
器件名稱PIN電調(diào)衰減二極管。
芯片尺寸臺面直徑Φ90～Φ100μm臺面高度H120μm相鄰管芯間距400μmP+N-結(jié)深5μmN-層厚度70μm～80μmN+N-結(jié)深120μm工藝步驟1.在原鋅系鈍化玻璃組分中加入3％TiO2和3％Al2O3，制成新的鈍化玻璃微粉。2.將上述玻璃微粉與電介質(zhì)、電解質(zhì)按一定比例配制成電泳液。3.加一定的直流電場使帶電的玻粉泳動(dòng)附著于硅器件表面。4.在紅外燈下烘干形成預(yù)沉積的玻璃粉層。5.將硅器件送入高溫爐該玻璃的軟化溫度(620℃～650℃)區(qū)預(yù)成型30分鐘，形成預(yù)成型的玻璃鈍化膜。6.將硅器件送入高溫爐玻璃成型溫度(690℃～700℃)區(qū)熱成型30分鐘。7.降溫退火。
實(shí)施例6.在原鉛系鈍化玻璃組分中加入晶核劑和高熔點(diǎn)氧化物。
器件名稱PIN開關(guān)衰減二極管。
芯片尺寸臺面直徑Φ60～Φ65μm臺面高度H80μm相鄰管芯間距300μmP+N-結(jié)深2.5μmN-層厚度30μmN+N-結(jié)深120μm工藝步驟1.在原鉛系鈍化玻璃組分中加入2％TiO2和5％Al2O3。2.將上述玻璃微粉與電介質(zhì)、電解質(zhì)按一定比例配制成電泳液。3.加一定的直流電場使帶電的玻粉泳動(dòng)附著于硅器件表面。4.在紅外燈下烘干形成預(yù)沉積的玻璃粉層。5.將硅器件送入高溫爐該玻璃的軟化溫度(700℃～800℃)區(qū)預(yù)成型30分鐘，形成預(yù)成型的玻璃鈍化膜。6.將硅器件送入高溫爐玻璃成型溫度(850±5)℃區(qū)熱成型30分鐘。7.降溫退火。
權(quán)利要求
1.一種射頻臺式硅二極管電泳沉積玻璃鈍化共形膜制備方法，該制備方法包括采用電泳沉積技術(shù)在臺式硅二極管芯片表面沉積一層均勻的玻璃粉層；烘干后將樣品送入高溫爐，在玻璃軟化溫度區(qū)預(yù)成型形成預(yù)成型玻璃鈍化膜；繼續(xù)將樣品送入高溫爐的玻璃熱成型溫度區(qū)進(jìn)行快速微晶化熱成型；降溫退火；其特征是在鈍化玻璃原組分中按重量比添加入2％～6％TiO2或Al2O3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述射頻臺式硅二極管電泳沉積玻璃鈍化共形膜制備方法，其特征是在鈍化玻璃原組分中按重量比加入2％-5％TiO2和2％-5％Al2O3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述射頻臺式硅二極管電泳沉積玻璃鈍化共形膜制備方法，其特征是在鈍化玻璃原組分中按重量比加入3％TiO2和3％Al2O3。
全文摘要
本發(fā)明提供一種射頻臺式硅二極管電泳沉積玻璃鈍化共形膜制備方法。即在通用的鋅系鈍化玻璃或鉛系鈍化玻璃組分中添加成核劑或能提高燒結(jié)時(shí)玻璃粘度的高熔點(diǎn)氧化物；采用電泳沉積術(shù)涂敷于硅器件表面經(jīng)熱成型后即形成一薄層均勻的旨在改善臺面拐角處這一關(guān)鍵部位在內(nèi)的與臺面共形的鈍化玻璃膜，成核劑及高熔點(diǎn)金屬氧化物可采用TiO
文檔編號H01L21/02GK1440061SQ0311305
公開日2003年9月3日 申請日期2003年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月26日
發(fā)明者林立強(qiáng), 劉萍 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所