玻璃钝化深度讲义

玻璃钝化深度讲义 对于中小电流，击穿电压低于 1600V的器件，用玻璃钝化是相当普遍的。可以在金属化和划片之前使用简单的腐蚀造型法。玻璃料是由来自某些粘合剂（如异丙基醇，二乙二醇丁醚）中的精制玻璃粉末悬浮液涂敷上去的，在高温下粘合剂被烧掉了，玻璃熔化并在整个结的表面上形成密封保护层。涂敷玻璃主要有三种方法：医用手术刀法，电泳法和旋转匀涂法。 淋式显影的方法来实现选择性保护。这种方法能实现均匀的涂层并利于大批量生产。还可以减轻由于热膨胀系数不匹配产生的应力和变形，并有利于划片。特别适用于具有场环或结终端延伸结构的全平面器件。其缺点是投入略大，材料浪费较多。 沉积之后，粘合剂在低于玻璃熔点的温度上被烧掉，若有微量的粘合剂存在，就会使熔化的玻璃结构变形。粘合剂烧除以后，将温度升至玻璃熔点以上，降温后玻璃粉就会熔化并结晶。熔凝典型温度在 650-900℃之间。它与玻璃成分有关。理想的情形是：温度低一点，使熔凝过程对已完成扩散的器件特性影响最小，并使由此产生热应力最低。如果可能，让金属化在玻璃钝化之前进行，以减少相互之间的影响。可惜低熔点玻璃的热膨胀系数较大，若涂层较厚就会造成龟裂现象，而厚涂层因击穿电压较高又是常被乐于采用的。钝化用玻璃所需具备的特性： a.可控制的表面电荷密度 NFB；b.同硅近似的热膨胀系数；c.较低的玻璃烧结温度；d.对 p-n结性能无害。 玻璃粉的制备：分别称取各成份所需的重量，纯度要求大于 99.99%，并在旋转的搅拌器中混合后，将这些粉末在 1300℃下在空气中熔化，然后倒入冷水中，将产生的玻璃料放入球磨机中磨成细粒，平均直径为4μ m。常用的玻璃粉是铅铝硅酸盐玻璃和锌硼硅酸盐玻璃。铅系玻璃的热膨胀系数较低，适用于厚层；而锌系玻璃的温度稳定性较高，且在高场强下也较稳定，但它的熔凝温度要比铅系玻璃高一些。 钝化玻璃的关键特性是玻璃中所含有的固定电荷的数量及类型。它们能改变反偏p-n结空间电荷区的扩展范围。对于 p+-n结来说，希望玻璃层中含有负电荷，以促使空间电荷区展宽，降低表面峰值电场。然而过多的负电荷会使空间电荷区过分展宽，可能使 n基区穿通，漏电流增大，或产生场感应结，使击穿在表面进行并降低击穿电压。玻璃中固定电荷的数量和极性与玻璃 的类型和工艺条件有关：锌硼硅酸盐玻璃具有纯的正电荷，该正电荷随融凝温度的增高而减少；也随着在氧气中加入氮气而减少。铅铝硅酸盐玻璃带有负电荷，它随着融凝过...