Способ защиты кристаллов на основе стекла

Изобретение относится к технологии изготовления силовых кремниевых транзисторов и интегральных схем, в частности к способам защиты слоем стекла, с целью защиты поверхности кристаллов р-n-переходов от различных внешних воздействий. Сущность способа заключается в том, что на чистую полупроводниковую поверхность кристалла с р-n-переходом наносят слой защитного стекла, состоящий из смеси микропорошков со спиртом, в состав которого входят 55% окиси кремния SiO₂; 13% окиси бора В₂О₃; 5,0 окиси лития Li₂O₃ и 3% окиси алюминия Al₂O₃. После термообработки в вакууме при температуре 230±10°С в течение 12±3 минут образуется стеклообразная пленка толщиной 0,9±1 мкм. После чего на поверхности кристаллов наращивается пленка SiO₂ разложением этилокремниевой кислоты. Далее производится ее сплавление с нижним слоем стекла при температуре 700°С. Технический результат заключается в достижении стабильности и уменьшении температуры и длительности процесса.

 

Изобретение относится к технологии изготовления силовых кремниевых транзисторов и интегральных схем (ИС), в частности к способам защиты слоем стекла, с целью защиты поверхности кристаллов р-n- переходов от различных внешних воздействий.

Известны способы защиты, сущность которых состоит в том, что поверхность полупроводниковых приборов р-n- переходов защищают различными способами: окисления (термическое, пиролитическое, химическое и анодное), защиты пленками окислов металлов и др. [1].

Основными недостатками этих способов является нестабильность, высокая температура и длительность процесса.

Целью изобретения является достижение стабильности и уменьшение температуры и длительности процесса.

Поставленная цель достигается использованием пленки стекла, состоящего из смеси микропорошков со спиртом в состав, которого входят 55% окиси кремния -SiO₂; 15% окиси бора -B₂O₃; 5,0 окиси лития -Li₂O₃ и 3% окиси алюминия -Al₂O₃.

Сущность способа заключается в том, что на чистую полупроводниковую поверхность кристалла с р-n- переходом наносят слой защитного стекла состоящий из смеси микропорошков со спиртом, в состав которого входят 55% окиси кремния -SiO₂; 13% окиси бора -B₂O₃; 5,0 окиси лития -Li₂O₃ и 3% окиси алюминия -Al₂O₃. После термообработки в вакууме при температуре 230±10°С в течение 12±3 минут образуется стеклообразная пленка толщиной 0,9±1 мкм. После чего на поверхности кристаллов наращивается пленка SiO₂ разложением этилокремниевой кислоты. Далее производится ее сплавление с нижним слоем стекла при температуре 700°С.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что слой стекла, нанесенный на поверхность кристалла, связывает мигрирующие ионы, которое способствует улучшению стабильности приборов и его надежности. Далее этот слой стекла герметизирует активный элемент (р-n- переходов) от внешних воздействий.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами:

ПРИМЕР 1. Процесс проводят с предварительной очисткой поверхности кристаллов. На чистую полупроводниковую поверхность кристалла с р-n- переходом наносят слой защитного стекла, состоящий из смеси микропорошков со спиртом в состав, которого входят 55% окиси кремния -SiO₂; 13% окиси бора -B₂O₃; 5,0 окиси лития -Li₂O₃ и 3% окиси алюминия -Al₂O₃. Процесс термообработки в вакууме ведут при температуре 250±10°С, а длительность процесса равно 10±5 минут. Температура сплавления стекла -850°С.

Толщина стеклообразной пленки -1,8±0,2 мкм.

ПРИМЕР 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при следующих режимах:

Температура термообработки в вакууме -240±10°С в течение 10±5 минут.

Температура сплавления стекла -750°С.

Толщина слоя стекла -1,3±0,2 мкм.

ПРИМЕР 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при следующих режимах:

Температура термообработки в вакууме -230±10°С в течение 12±3 минут.

Температура сплавления стекла -700°С. Толщина слоя стекла -1,0±0,2 мкм.

Таким образом, предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что слой стекла, нанесенный на поверхность кристалла, связывает мигрирующие ионы, которое способствует улучшению стабильности приборов и его надежности, а также герметизирует активный элемент (р-n- переходов) от внешних воздействий.

1 п. ф.

ЛИТЕРАТУРА

1. А.И. Курносов. Материалы для полупроводниковых приборов и интегральных схем. - М.: «Высшая школа». 1980. 327 с

Способ защиты кристаллов на основе стекла, включающий защиту поверхности кристаллов р-n-переходов, отличающийся тем, что на поверхность кристалла наносят слой защитного стекла, состоящий из смеси микропорошков со спиртом, в состав которого входят 55% окиси кремния SiO₂; 13% окиси бора B₂O₃; 5,0 окиси лития Li₂O₃ и 3% окиси алюминия Al₂O₃, после термообработки в вакууме при температуре 230±10°С в течение 12±3 минут образуется стеклообразная пленка толщиной 1,0±0,2 мкм, далее производится ее сплавление с нижним слоем стекла при температуре 700°С.