[發明專利]半導體覆蓋用玻璃和使用該玻璃形成的半導體覆蓋用材料

有效

• 申請號: 201180007607.7
• 申請日: 2011-01-19
• 公開（公告）號: CN102741185A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 西川欣克
• 申請（專利權）人: 日本電氣硝子株式會社
• 主分類號: C03C8/04
• 分類號: C03C8/04;C03C8/14;C03C8/20;H01L21/316
• 代理公司: 北京泛誠知識產權代理有限公司 11298
• 代理人: 陳波;朱弋

技術領域

本發明涉及用作含有P-N結的半導體裝置的覆蓋用的玻璃以及使用該玻璃的半導體覆蓋用材料。

背景技術

通常，在硅二極管和晶體管等半導體裝置中，為防止外部氣體導致的污染，半導體元件的含有P-N結的表面由含有玻璃的材料覆蓋。由此，能夠使半導體元件表面穩定，抑制隨時間推移的特性劣化。

作為用作半導體覆蓋用材料的玻璃所要求的特性，可舉出：（1）熱膨脹系數與半導體的熱膨脹系數相應，使得覆蓋時不會因與半導體元件的熱膨脹系數之差引發裂紋等；（2）為了防止半導體元件的特性劣化，能夠以低溫（例如900℃以下）進行覆蓋；（3）不含對半導體元件表面造成不良影響的堿組分等雜質；（4）作為半導體元件表面覆蓋后的電性能，具有反向擊穿電壓高、漏泄電流少等高可靠性。

以往，作為半導體覆蓋用玻璃，已知有ZnO-B₂O₃-SiO₂系等鋅系玻璃、PbO-SiO₂-Al₂O₃系或PbO-SiO₂-Al₂O₃-B₂O₃系等鉛系玻璃。其中，從可操作性的方面，PbO-SiO₂-Al₂O₃系和PbO-SiO₂-Al₂O₃-B₂O₃系等鉛系玻璃成為主流（例如，參照專利文獻1～4）。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本國特公平1-49653號公報

專利文獻2：日本國特開昭50-129181號公報

專利文獻3：日本國特開昭48-43275號公報

專利文獻4：日本國特開2008-162881號公報

發明內容

發明要解決的課題

因為PbO等鉛成分是對環境有害的成分，因此，近年，隨著其在電氣設備和電子設備中的被禁用，各種材料的無鉛化也得到發展。由于上述ZnO-B₂O₃-SiO₂系等鋅系玻璃中也含有少量鉛成分，因此，從環境方面考慮，不能采用。此外，即使是無鉛組成，由于半導體表面覆蓋后的表面電荷密度低的材料是主流，因此，難以因應高耐壓用半導體元件。

因此，本發明的第一課題在于，提供一種即使不含鉛成分，半導體表面覆蓋后的表面電荷密度也很大的半導體覆蓋用玻璃。

而且，鋅系玻璃與鉛系玻璃相比，化學耐久性差，玻璃燒制后的使用側工序中對酸的耐受性較弱。因此，有必要在覆蓋玻璃表面進一步形成保護膜實施使用側工序。

因此，本發明的第二課題在于，提供一種即使不含鉛成分，半導體表面覆蓋后的表面電荷密度也很大，且化學耐久性優異的半導體覆蓋用玻璃。

解決課題的手段

本發明人在深入研究后，結果發現：具有特定組成的ZnO-B₂O₃-SiO₂系玻璃能夠解決上述第一課題和第二課題，由此提出本發明。

即，解決第一課題的本發明的半導體覆蓋用玻璃的特征在于，以質量%計，含有ZnO?50～65%、B₂O₃?19～28%、SiO₂?7～15%、Al₂O₃?3～12%、Bi₂O₃?0.1～5%的組成，且實質上不含鉛成分。

解決第一課題的本發明的半導體覆蓋用玻璃，由于相對于ZnO-B₂O₃-SiO₂系玻璃，含有特定量的Al₂O₃和Bi₂O₃，因此，適用于半導體表面覆蓋后的表面電荷密度大的高耐壓用半導體元件的覆蓋。此外，由于實質上不含鉛成分，因此環境負荷小。

需要說明的是，在解決第一課題的本發明半導體覆蓋用玻璃中，“實質上不含鉛成分”意為并非作為玻璃成分有意添加，但并不意味著完全排除不可避免混入的雜質。客觀而言，意味著含雜質的鉛成分的含量不足0.1質量%。