[发明专利]半导体覆盖用玻璃和使用该玻璃形成的半导体覆盖用材料

说明书

本申请是2012年07月27日进入中国国家阶段、国家申请号为201180007607.7、发明名称为“半导体覆盖用玻璃和使用该玻璃形成的半导体覆盖用材料”的分案申请。

技术领域

本发明涉及用作含有P-N结的半导体装置的覆盖用的玻璃以及使用该玻璃的半导体覆盖用材料。

背景技术

通常，在硅二极管和晶体管等半导体装置中，为防止外部气体导致的污染，半导体元件的含有P-N结的表面由含有玻璃的材料覆盖。由此，能够使半导体元件表面稳定，抑制随时间推移的特性劣化。

作为用作半导体覆盖用材料的玻璃所要求的特性，可举出：(1)热膨胀系数与半导体的热膨胀系数相应，使得覆盖时不会因与半导体元件的热膨胀系数之差引发裂纹等；(2)为了防止半导体元件的特性劣化，能够以低温(例如900℃以下)进行覆盖；(3)不含对半导体元件表面造成不良影响的碱组分等杂质；(4)作为半导体元件表面覆盖后的电性能，具有反向击穿电压高、漏泄电流少等高可靠性。

以往，作为半导体覆盖用玻璃，已知有ZnO-B₂O₃-SiO₂系等锌系玻璃、PbO-SiO₂-Al₂O₃系或PbO-SiO₂-Al₂O₃-B₂O₃系等铅系玻璃。其中，从可操作性的方面，PbO-SiO₂-Al₂O₃系和PbO-SiO₂-Al₂O₃-B₂O₃系等铅系玻璃成为主流(例如，参照专利文献1～4)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特公平1-49653号公报

专利文献2：日本国特开昭50-129181号公报

专利文献3：日本国特开昭48-43275号公报

专利文献4：日本国特开2008-162881号公报

发明内容

发明要解决的课题

因为PbO等铅成分是对环境有害的成分，因此，近年，随着其在电气设备和电子设备中的被禁用，各种材料的无铅化也得到发展。由于上述ZnO-B₂O₃-SiO₂系等锌系玻璃中也含有少量铅成分，因此，从环境方面考虑，不能采用。此外，即使是无铅组成，由于半导体表面覆盖后的表面电荷密度低的材料是主流，因此，难以因应高耐压用半导体元件。

因此，本发明的第一课题在于，提供一种即使不含铅成分，半导体表面覆盖后的表面电荷密度也很大的半导体覆盖用玻璃。

而且，锌系玻璃与铅系玻璃相比，化学耐久性差，玻璃烧制后的使用侧工序中对酸的耐受性较弱。因此，有必要在覆盖玻璃表面进一步形成保护膜实施使用侧工序。

因此，本发明的第二课题在于，提供一种即使不含铅成分，半导体表面覆盖后的表面电荷密度也很大，且化学耐久性优异的半导体覆盖用玻璃。

解决课题的手段

本发明人在深入研究后，结果发现：具有特定组成的ZnO-B₂O₃-SiO₂系玻璃能够解决上述第一课题和第二课题，由此提出本发明。

即，解决第一课题的本发明的半导体覆盖用玻璃的特征在于，以质量％计，含有ZnO50～65％、B₂O₃19～28％、SiO₂7～15％、Al₂O₃3～12％、Bi₂O₃0.1～5％的组成，且实质上不含铅成分。

解决第一课题的本发明的半导体覆盖用玻璃，由于相对于ZnO-B₂O₃-SiO₂系玻璃，含有特定量的Al₂O₃和Bi₂O₃，因此，适用于半导体表面覆盖后的表面电荷密度大的高耐压用半导体元件的覆盖。此外，由于实质上不含铅成分，因此环境负荷小。