[发明专利]一种控制GPP芯片玻璃沿高度的制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及半导体分立器件，特别是涉及一种控制GPP芯片玻璃沿高度的制作工艺。

背景技术

在传统的半导体分离器件产品中，主要的半导体产品表面钝化技术采用二氧化硅、氮化硅、聚酰亚胺胶、白胶、玻璃等。由于玻璃作为钝化层的低成本、高可靠性优势，逐渐替代白胶、聚酰亚胺胶等，所以玻璃已成为半导体产品表面钝化层的主流材料。

目前在电泳法钝化玻璃芯片（GPP芯片）玻璃钝化的工艺分为三种：电泳法、光阻玻璃法和刀刮法。三种工艺的钝化中，以刀刮法的可靠性最低，电泳法与光阻玻璃法可靠性最高。然而电泳法和光阻玻璃法制成的玻璃沿的高度，导致在小尺寸芯片（＜60mil）封装使用时，一直存在着芯片玻璃沿被机械损伤的问题，从而导致芯片封装良率低，不能满足芯片封装客户的要求，造成市场途径受损。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的问题，本发明提供一种采用电泳法控制GPP芯片玻璃沿高度的制作工艺。在GPP芯片制成过程中，通过增加可控的湿法刻蚀工艺，对芯片表面的二氧化硅保护层进行刻蚀，以控制留存的二氧化硅保护层的尺寸为0μm~25μm，再通过后序的电泳工艺，可有效地控制GPP芯片玻璃沿的高度为0μm~20μm，能够保证小尺寸芯片（<60mil）的高可靠性，避免后续封装造成玻璃损伤，从而实现提升封装良率，为进一步研发电泳GPP芯片技术打下良好的基础。

本发明采取的技术方案是：一种控制GPP芯片玻璃沿高度的制作工艺，其特征在于，在GPP芯片制作过程中，对硅片进行沟槽腐蚀后，采用湿法刻蚀工艺对芯片表面的二氧化硅保护层进行刻蚀，以控制留存的二氧化硅保护层的尺寸，在湿法刻蚀工艺中，设定刻蚀液温度为20~50℃；控制刻蚀液中的HF与H₂O的比例范围为；刻蚀时间为50~80s；在后序的电泳工艺中，控制沉积玻璃粉的重量为90g~110g，控制玻璃上涨的角度及厚度，最终控制GPP芯片玻璃沿高度。

本发明的有益效果是：通过增加湿法刻蚀工艺，有效地控制沟槽腐蚀后边角氧化层宽度，控制留存的二氧化硅保护层的尺寸；在电泳工艺中，通过调整沉积玻璃粉重量以控制玻璃上涨的角度及厚度，从而达到有效地控制GPP芯片玻璃沿高度的目的。

通过有效地控制GPP芯片玻璃沿的高度，使电泳GPP芯片能够满足电子元器件厂各种封装条件，在保证产品高可靠性的基础上，提升封装良率，降低封装成本，同时以高可靠性、高封装良率、低成本的优势，能够完全取代光阻玻璃法、刀刮法的GPP芯片，彻底打开了电泳GPP芯片的市场，从而满足市场对小尺寸电泳GPP芯片的应用需求。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明：

本发明通过以下对比试验，验证二氧化硅层（SiO₂）的去除量与硅刻蚀液（BOE）腐蚀时间、温度的关系，同时调整玻璃粉比例，以实现可以控制玻璃沿高度及玻璃造型，从而达到封装生产线的封装条件要求。

试验一：硅刻蚀液采用HF：H₂0=1：1，刻蚀温度尝试20℃~50℃（每升温5℃为一组进行试验），刻蚀时间从10S~40S（每刻蚀5S为一组进行试验）。

试验结论：HF浓度在50%左右时，刻蚀温度对于二氧化硅层的去除量的效果影响不大，由于HF浓度偏大，中心腐蚀速率明显比边缘快，导致产品的加工均一度差。

试验二：硅刻蚀液采用HF:H₂0=1：2，刻蚀温度尝试20℃~50℃（每升温5℃为一组进行试验），刻蚀时间从10S~80S（每刻蚀10S为一组进行试验）。

试验结论：HF浓度在30%左右时，刻蚀温度对于二氧化硅层的去除量的效果影响不大，由于HF浓度依然偏大，中心腐蚀速率明显比边缘快，导致产品的加工均一度差，可控度差。

试验三：硅刻蚀液采用HF:H₂0=1：10，刻蚀温度尝试20℃~50℃（每升温5℃为一组进行试验），刻蚀时间为30S~150S（每刻蚀10S为一组进行试验），沉积玻璃粉的重量从90g~110g。

试验结论：HF浓度在10%左右时，刻蚀温度对于二氧化硅层的去除量的效果影响明显，中心腐蚀速率与边缘腐蚀速率相当，并且与时间成正比关系，从而产品的加工均一度可控，沉积玻璃粉的重量越低，均一性越好。

试验四：硅刻蚀液采用HF:H20=1：15，刻蚀温度尝试20℃~50℃（每升温5℃为一组进行试验），刻蚀时间从30S~250S（每刻蚀20S为一组进行试验），沉积玻璃粉的重量从90g~110g。