[其他]提高場效應晶體管柱絕緣性的方法

無效

• 申請號: 87104018
• 申請日: 1987-06-01
• 公開（公告）號: CN87104018B
• 公開（公告）日: 1988-08-10
• 發明（設計）人: 胡縉昌;龐金興;丁振亞
• 申請（專利權）人: 武漢工業大學
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L23/30
• 代理公司: 湖北省專利事務所
• 代理人: 李延瑾,朱盛華

本發明是一種處理場效應晶體管柱，提高其絕緣性的方法。

近幾年來，電子工業的迅速發展，要求提供高絕緣電阻值的半導 體器件，其絕緣電阻≥10¹³歐姆·厘米，高的甚至要≥10¹⁴～ 10¹⁵歐姆·厘米，并在潮濕情況下保持不變。電真空封裝玻璃是電 子工業重要的原材料之一，其中的DM-308玻璃具有與可伐件良 好匹配的性能，沿用達三十年之久，但它的最大缺點是化學穩定性差， 尤其在潮濕情況下，使半導體的絕緣電阻值下降1～2個數量級，嚴 重影響產品質量。因此增加DM～308玻璃的化學穩定性，提高其 電阻值成為急待解決的問題。以往一般采用改變玻璃的成分或微晶熔 封，來達到改良玻璃性能，提高其電阻值的目的。但玻璃性能雖經改 進，但其電阻值還是小于10¹³歐姆·厘米，達不到高電阻值的要求。 而且穩定性還是差，特別是在潮濕情況下，尤為突出。

美國專利US4455330為提高玻璃纖維或玻璃纖維塑料的絕緣性， 采用有機硅烷對它們進行浸泡處理，絕緣性一般可提高到10¹³～ 10¹⁵歐姆·厘米，最高可達到10¹⁷歐姆·厘米，他們使用的有機 硅烷是單官能團的有機硅烷，而且在配制有機硅烷溶液時所用的溶劑 為有毒的甲醇。

本發明的目的是為提高玻璃封裝場效應晶體管柱的絕緣性，尋求 一種有機硅烷對其進行處理，處理后，使其絕緣電阻可達到10¹³歐姆·厘米，最高可達10¹⁵歐姆·厘米，而且在潮濕等情況影響下， 絕緣電阻無明顯變化。

本發明的內容是用有機硅烷溶液處理玻璃封裝場效應晶體管柱及 處理過程。

將場效應晶體管柱封裝的玻璃表面用有機溶劑清洗后，用有機硅 烷溶液進行處理。處理過程是：玻璃表面先用石油醚、乙醚、丙酮、 氯仿等有機溶液清洗，再用紅外燈干燥后浸入到有機硅烷溶液中1～ 5分鐘，取出，再用紅外燈干燥，而后置于烘箱中固化，固化溫度為 160～175℃，固化時間為5～30分鐘。然后置于脂肪提取器 中進行反復抽取，抽取時間約24小時。抽取后取出再用紅外燈干燥， 如此反復8～7次(見附圖)后，再將管柱置于干燥器中干燥。

有機硅烷以雙官能團帶苯基〔Ph₂Si(OR)₂〕為好，式 中R表示烷基，一般是甲基或乙基。有機硅烷的配制方法是：用95％ 的乙醇作溶劑，將???????????純度為95％以上的有機硅烷 〔(C₆H₅)₂Si(OC₂H₅)₂〕溶于其中，用醋酸調節其PH值為5， 溶液濃度為0.5～1摩爾。

玻璃由連續三維網絡結構構成，每個陽離子被數目相當于其配位 數的氧原子所圍繞。由于玻璃中多數陽離子很小，且具有較大的場強， 它們對臨近的陽離子施加一定的作用力，這些力在玻璃內部達到平衡， 但在表面則不然，結果形成表面力，使玻璃表面活性較大。當玻璃置 于大氣中，表面則吸附一層超微的水層：

接近玻璃層的水分子依與玻璃結合

玻璃表面

這樣使得玻璃表面在潮濕條件下，電阻率下降。

本方法采用有機硅烷對玻璃封裝的場效應管柱表面進行處理時， 由于有機硅烷水解可形成結構，它可與玻璃表面的 產生以下的縮水作用：

這樣鍵合的結果，提高了玻璃封裝場效應晶體管柱的憎水性，抗濕性 及絕緣性。

本方法工藝過程簡單，易于操作，無毒害作用。場效應晶體封裝 的玻璃表面經本法處理后，其表面的變化肉眼觀察不出來。

經過本方法處理過的玻璃封裝場效應晶體管柱其絕緣性大大提高， 而且水泡、鹽霧、潮濕、酸泡等情況，對管柱的絕緣性沒有影響或無 明顯影響，由此說明管柱具有良好的憎水性、抗濕性及高絕緣性，這 從以下的實驗可以看出。