Патент на изобретение №2370852

(54) МЕТОД ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТИ КРИСТАЛЛОВ p-n-ПЕРЕХОДОВ НА ОСНОВЕ ЛЕГКОПЛАВКОГО СТЕКЛА

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем, в частности к способам защиты слоем стекла поверхности кристаллов р-n-переходов от различных внешних воздействий. Техническим результатом изобретения является достижение стабильности и уменьшение температуры и длительности процесса. Сущность изобретения: в способе защиты поверхности кристаллов р-n-переходов на чистую полупроводниковую поверхность кристалла с р-n-переходом наносят слой защитного стекла, состоящий из смеси микропорошков со спиртом, в состав которой входят 63% окиси кремния – SiO₂; 20% окиси бора – В₂О₃; 7,5 окиси лития – Li₂О₃ и 5% окиси алюминия – Аl₂О₃. После термообработки в вакууме при температуре 280±10°С в течение 15±5 минут образуется стеклообразная пленка толщиной 1,0 мкм. После чего на поверхности кристаллов наращивается пленка SiO₂ разложением этилокремниевой кислоты. Далее производится ее сплавление с нижним слоем стекла при температуре 800°С.

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов 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 методами: окисления (термическое, пиролитическое, химическое и анодное), защиты пленками нитрида кремния, 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 63% окиси кремния – SiO₂; 20% окиси бора – В₂O₃; 7,5 окиси лития – Li₂O₃ и 5% окиси алюминия – Аl₂O₃.

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 63% окиси кремния – SiO₂; 20% окиси бора – В₂O₃; 7,5 окиси лития – Li₂O₃ и 5% окиси алюминия – Аl₂О₃. После термообработки в вакууме при температуре 280±10°С в течение 15±5 минут образуется стеклообразная пленка толщиной 1,0 мкм. После чего на поверхности кристаллов наращивается пленка SiO₂ разложением этилокремниевой кислоты. Далее производится ее сплавление с нижним слоем стекла при температуре 800°С.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что слой стекла, нанесенный на поверхность кристалла, связывает мигрирующие ионы, это 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 63% окиси кремния – SiO₂; 20% окиси бора – В₂O₃; 7,5 окиси лития – Li₂O₃ и 5% окиси алюминия – Аl₂O₃. Процесс термообработки в вакууме ведут при температуре 300±10°С, а длительность процесса равна 30±5 минут. Температура сплавления стекла – 900°С.

Толщина стеклообразной пленки – 2,5 мкм.

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

Температура термообработки в вакууме – 290±10°С в течение 25±5 минут.

Температура сплавления стекла – 850°С.

Толщина слоя стекла равна – 2,0 мкм.

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

Температура термообработки в вакууме – 280±10°С в течение 20±5 минут.

Температура сплавления стекла – 800°С.

Толщина слоя стекла – 1,5 мкм.

ПРИМЕР 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при следующих режимах.

Температура термообработки в вакууме – 280±10°С в течение 15±5 минут.

Температура сплавления стекла – 800°С.

Толщина слоя стекла – 1,0 мкм.

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

ЛИТЕРАТУРА

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

Формула изобретения

Метод защиты поверхности кристаллов р-n-переходов на основе легкоплавкого стекла, включающий защиту поверхности кристаллов р-n-переходов, отличающийся тем, что на чистую полупроводниковую поверхность кристалла с р-n-переходом наносят слой защитного стекла, состоящий из смеси микропорошков со спиртом, в состав которой входят 63% окиси кремния – SiO₂; 20% окиси бора – В₂О₃; 7,5 окиси лития – Li₂О₃ и 5% окиси алюминия – Аl₂О₃, после термообработки в вакууме при температуре 280±10°С в течение 15±5 мин образуется стеклообразная пленка толщиной 1,0 мкм, затем на поверхности кристаллов наращивается пленка SiO₂ разложением этилокремниевой кислоты, далее производится ее сплавление с нижним слоем стекла при температуре 800°С.