[發(fā)明專利]一種鈍化保護(hù)二極管芯片及其加工方法

無效

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• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN102244046A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裘立強(qiáng);魏興政
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州杰利半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L23/29
• 分類號: H01L23/29;H01L21/312
• 代理公司: 北京連和連知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 奚衡寶

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(jì)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℃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(jī)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(shí)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℃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℃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℃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(jī)械應(yīng)力，此機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(shí)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(jī)械應(yīng)力。

附圖說明

圖1本發(fā)明中帶有鈍化保護(hù)層晶片的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2本發(fā)明方法中步驟1)的狀態(tài)參考圖

圖3是本發(fā)明方法中步驟3)的狀態(tài)參考圖

圖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)參考圖

圖5是本發(fā)明方法中步驟5)實(shí)施后，晶片的狀態(tài)參考圖

圖6是本發(fā)明方法所制得的芯片的結(jié)構(gòu)示意圖

圖中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(shí)施方式

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(shí)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℃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；