JPH1070288A - 全開放形p−n接合部をガラスによりパッシベーションを施されたシリコン半導体ダイオードチップとその製造方法 - Google Patents

全開放形p−n接合部をガラスによりパッシベーションを施されたシリコン半導体ダイオードチップとその製造方法

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JPH1070288A
JPH1070288A JP21194096A JP21194096A JPH1070288A JP H1070288 A JPH1070288 A JP H1070288A JP 21194096 A JP21194096 A JP 21194096A JP 21194096 A JP21194096 A JP 21194096A JP H1070288 A JPH1070288 A JP H1070288A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 全開放形P−N接合部をガラスによりパッシ
ベーションを施されたシリコン半導体ダイオードチップ
とその製造方法を提供すること。 【解決手段】 ダイオードの全開放形P−N接合部がパ
ッシベーション用のガラス層で被覆される。パッシベー
ション用のガラス層は各ダイオードチップの切断領域全
体に被覆され,製造工程中に別個に焼結される。又,ガ
ラスパッシベーションの施されたシリコン半導体ダイオ
ードチップの開放形P−N接合部は,面取り部が脹らん
だ切断面を有している。 【効果】 機械的な損傷や亀裂の発生をなくすことが出
来る。さらに,逆電圧抵抗が高まり,漏れの可能性が減
少する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は,全開放形P−N接合
部をガラスによりパッシベーションを施されたシリコン
半導体ダイオードチップとその製造方法に関し,特に全
開放形P−N接合部をガラスによりパッシベーションを
施されたシリコン半導体整流子チップとその製造方法に
関するものである。
【0002】この発明の製造方法には,標準の拡散プロ
セスによってシリコン整流子ダイオード・ウェーハを作
成するステップと,シリコン整流子ダイオード・ウェー
ハから個々のダイオードチップを分離するステップと,
ダイオードチップの開放されたP−N接合部を化学研磨
し,かつ酸化させるステップと,開放されたP−N接合
部にパッシベーション用のガラス粉末を被覆し,パッシ
ベーション用のガラスを焼結して,被覆ガラス層を形成
するステップとを含んでいる。
【0003】
【従来の技術】従来,シリコン半導体整流子ダイオード
の製造では,標準拡散プロセスが産業上広範囲に採用さ
れている。産業上利用されている拡散プロセスには,次
のステップが含まれている。すなわち,リン,ヒ素のよ
うな5価元素不純物,およびほう素,アルミニウム,ま
たはガリウムのような3価元素不純物をそれぞれ低密度
の不純物を含むシリコン・ウェーハのそれぞれの側に拡
散して,シリコン・ウェーハにP−N接合部と表面抵抗
がより低い正と負の電極表面とを設けるステップと,シ
リコン・ウェーハの表面とオーム接触するように(ニッ
ケルまたはアルミニウムのような)金属薄膜を形成する
ステップとが含まれている。後に続く所望のはんだ付け
プロセスでは,異なる金属が使用される。一般に,軟質
はんだ付けの場合は,ニッケルと金を使用できる。硬質
ブレージング(ろう付け)の場合はアルミニウムが使用
される。
【0004】シリコン・ダイオードウェーハを製造した
後,ウェーハはダイオードの使用目的に応じて所定の形
状と大きさを有する小ダイスに切断される。次に,チッ
プの開放形P−N接合部は,別々の切断処理によって生
じた機械的な損傷および汚染が取り除かれるように化学
研磨で処理される。次いで,チップが良好な逆電気特性
を備えるように,二酸化シリコン薄膜が,シリコン・ダ
イオードチップ上に形成された後,チップのP−N接合
部にパッシベーションを施す処理と被覆が施される。こ
のようにして,チップが製造される。
【0005】従来のダイオードチップの製造では,3つ
のカテゴリを有する方法が採用される場合が多い。以
下,これについて説明する。 1)導電性パーツとはんだ付けされたダイオードのサブ
アセンブリの場合:ダイオードウェーハはチップに切断
される。各ダイオードチップは,導電性パーツとはんだ
付けされ,はんだ付けされたサブアセンブリが形成され
る。次に,チップの開放形P−N接合部に化学処理,パ
ッシベーションおよび被覆処理を施す。この範疇に属す
る方法には,初期にウェステングハウスによって開発さ
れた“サンドイッチ・セル構造”および“軸方向リード
・プラスチック成形パッケージ”法,その他が含まれ
る。
【0006】2)ガラスによりパッシベーションを施さ
れたダイオードの場合:図1は従来例を示すもので,ガ
ラスによりパッシベーションを施されたダイオードの製
造方法のフローチャートを示している。この方法は米国
のゼネラルエレクトリック・カンパニーによって開発さ
れ,特許権を所有している。
【0007】図1に示すように,ステップ101におい
て,ダイオードウェーハが製造される。次いで,ステッ
プ102において,ダイオードウェーハにはアルミニウ
ムが蒸着され,ステップ103において,丸く面取りさ
れたチップになるようにサンドブラストされる。ステッ
プ104において,チップがフッ化水素酸および硝酸を
主成分とするエッチング液中で低温処理される。
【0008】研磨されたダイスは,ステップ105にお
いて,両側が導電性パーツとブレージングされる。電極
材料の熱膨張率がシリコンの熱膨張率に近い場合,アル
ミニウム接合の硬質ブレージングには,通常は導電性パ
ーツの結合にタングステンまたはモリブデンが使用され
る。その他の場合は,銅のリード線と電極の結合には銅
−銀−リン合金のようなブレージング材料が使用され
る。
【0009】そして,ステップ106において,ブレー
ジングされたサブアセンブリのチップの開放形P−N接
合部に第2の化学処理が施される。ステップ107にお
いて,パッシベーション用のガラスが被覆され,ステッ
プ108において,焼結されてガラス固化された被覆層
にされる。この方法はダイオードチップの製造では比較
的漸進的な方法である。
【0010】3)溝付き開放形P−N接合部をガラスに
よりパッシベーションを施されたダイオードの場合:図
2は溝付き開放形P−N接合部をガラスによりパッシベ
ーションを施されたダイオードの製造方法のフローチャ
ートを示している。図3は図2に示すフローチャートの
方法で製造されたシリコン半導体ダイオードチップの構
造を示している。
【0011】図2,図3に示すように,ステップ201
において,ダイオード・ウェーハが従来技術により製造
される。次いで,ステップ202において,ダイオード
・ウェーハが酸化され,ステップ203において,光抵
抗剤が被覆される。ステップ204において,ダイオー
ドウェーハのP側21に溝22を形成するように標準の
リトグラフ技術とエッチングが施される。溝22は分離
されるダイオードチップのエッジ部を囲んでいる。溝2
2のパターンと溝22の深さは,各々のダイオードチッ
プのP−N接合部23は露出されるが,そのベース層2
4の一部とN層(N側)25の接触が保たれるようにさ
れる。
【0012】ステップ205において,光抵抗剤が除去
され,ステップ206において,溝付きウェーハの溝2
2内にパッシベーション用のガラス26が被覆される。
ステップ207において,パッシベーション用のガラス
26が焼結される。ステップ208において,金属薄膜
をウェーハ上にメッキして電極が形成される。ステップ
209において,チップがウェーハから切断される。こ
の方法によって製造された整流チップはGPP,すなわ
ちガラスによりパッシベーションされたペレットと呼ば
れる。図3はGPP方法で製造されたシリコン半導体ダ
イオード・チップ20の構造を示している。
【0013】従来の技術の中では,GPP方法は他の方
法よりも適しており,従って,整流回路モジュールのよ
うなダイオード・モジュールの製造では,産業上広く採
用されている。この方法で製造した部品の好ましい例と
しては,ブリッジ整流器がある。さらに,GPP方法は
小さいアウトラインダイオード(SOD)にも適用でき
る。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかし,GPP方法に
は幾つかの欠点がある。例えば,GPP方法ではP−N
接合部23に窪んだ面取り部を有する切断面が生ずる。
その理由は,製造プロセス中にウェーハのP側21に溝
22がエッチングされるからである。このような構造で
あるため,逆電圧バイアスを印加して形成された空乏層
によって溝の切断輪郭のP−N接合部23に延びる逆電
界が発生する。
【0015】この問題を解決するために,チップはより
広い面積が必要になるので,“垂直切断方法”または
“脹らんだ面取り部を有する切断方法”で製造されたダ
イオードチップと同じ負荷電力が必要になってしまう。
従って,ダイオードチップの製造コストが高くなるとい
う問題がある。より具体的に述べれば,例えば,GPP
方法で製造された1アンペアの矩形ダイオードチップの
場合,P側21の表面積は,約38ミル×38ミル(但
し,1ミルは1/1000インチである)であり,N側
25の表面積は,約55ミル×55ミルである。チップ
の有効面積は,(38×38)/(55×55)と約4
7%である。GPP方法の他の欠点は,この方法では逆
電圧抵抗を得ることが困難であるという問題点がある。
【0016】それにも係わらず,GPP方法には複数の
リトグラフ・プロセスが含まれる。その理由は,ガラス
によるパッシベーション用の材料を溝内に被覆する際
に,溝22の切断線を例えば光抵抗材料で保護しなけれ
ばならないからである。金属薄膜をメッキする際,溝2
2はこれも光抵抗材料でカバーされなければならない。
その結果,GPPプロセスで製造するには高価な装置と
工程が必要であるという問題がある。
【0017】最後になるが重要な点は,GPP方法の最
終段階は,チップを分離することである。ガラス被覆層
への機械的な損傷は,切断プロセス中には避けられな
い。ガラス被覆層に生じた亀裂によって応力集中が生
じ,これが動作不良の重要な原因となる。
【0018】従って,GPP方法の問題点を克服する新
規の構造のシリコン半導体ダイオードチップ,およびダ
イオードチップを製造するための新規な方法が産業界で
は至急に求められている。
【0019】この発明の目的は,半導体ダイオードチッ
プの全開放形P−N接合部がパッシベーション用のガラ
スで被覆されたシリコン半導体ダイオードチップの新規
の製造方法を提案することにある。
【0020】この発明の他の目的は,半導体ダイオード
チップが占める面積が縮小するようなシリコン半導体ダ
イオードチップの製造方法を提案することにある。
【0021】この発明のさらに他の目的は,半導体チッ
プの全開放形P−N接合部が密封されることによって,
電気的な特性が向上したシリコン半導体ダイオードチッ
プの簡略な製造方法を提案することにある。
【0022】この発明のさらに他の目的は,ダイオード
チップのピーク逆電圧が高くなるようなシリコン半導体
チップの簡略な製造方法を提案することにある。
【0023】この発明のさらに他の目的は,簡単な工程
と装置で大量に生産できる全開放形P−N接合部をガラ
スによりパッシベーションを施されたシリコン半導体ダ
イオードチップを提供することにある。
【0024】そのために,この発明では,半導体ダイオ
ードチップの全開放形P−N接合部がパッシベーション
用のガラスによってガラスパッシベーションされて被覆
されたシリコン半導体ダイオードチップと,その製造方
法が開示される。ガラスパッシベーション用の層は半導
体ダイオードチップの各々の片上に形成され,個々に焼
結される。それによってGPP方法での切断プロセス中
のガラスパッシベーション用の層への損傷を避けること
ができるように構成されている。
【0025】そして,この発明の全開放形P−N接合部
をガラスによりパッシベーションを施されたシリコン半
導体ダイオードチップは,開放形P−N接合部で膨らん
だ面取り部を有し,ピーク逆電圧は高くなり,漏れ電流
の可能性は低くなる。
【0026】
【課題を解決するための手段】この発明は,シリコン半
導体ダイオードチップと,パッシベーション用のガラス
被覆層とからなる半導体ダイオードチップ・アセンブリ
において,このダイオードチップを囲むエッジがP−N
接合部を含むP−側からN−側までの切断面を有すると
ともに,パッシベーション用のガラス層をダイオードチ
ップの周囲エッジの切断面全体に被覆するようにしたも
のである。
【0027】さらに,この発明は,シリコン半導体ダイ
オードチップの外形が円形,丸いメサ形,角が丸い矩
形,角が丸い六角形のメサ形,またはその他の適宜の形
状にしたものであり,さらに,この発明は,切断面とN
側表面との角度が約90°になるようにしたものであ
る。
【0028】さらに,この発明は,P側表面に金属薄膜
を,また,N側表面に金属薄膜を更に備えたものであ
り,さらに,この発明は,P側またはN側の前記金属薄
膜を蒸着アルミニウム,銀メッキしたニッケル,または
金メッキしたニッケルから選択するようにしたものであ
る。
【0029】又,この発明は,外気にさらされたP−N
接合部を含むN側からP側までの切断面を有するシリコ
ン半導体ダイオードチップを製造するステップと,P−
N接合部全体を化学研磨し,かつ酸化させるステップ
と,シリコン半導体ダイオードチップの開放されたP−
N接合部の上にパッシベーション用のガラス層を被覆す
るステップと,パッシベーション用のガラスを加熱して
シリコン半導体ダイオードチップ上にガラス質の被覆層
を形成するステップとを含むシリコン半導体ダイオード
チップの製造方法において,パッシベーション用のガラ
ス層をP−N接合部を含むシリコン半導体ダイオードチ
ップの切断面全体に被覆するようにしたものである。
【0030】さらに,この発明は,シリコン半導体ダイ
オードチップの形状が丸いメサ形,角が丸い矩形のメサ
形,または,角が丸い六角形のメサ形であり,さらに,
この発明は,切断面とN側表面との角度が約90°とな
るようにしたものであり,さらに,この発明は,シリコ
ン半導体ダイオードチップのP側およびN側に金属薄膜
をメッキするステップを更に含むようにしたものであ
り,さらに,この発明は,金属薄膜が蒸着アルミニウ
ム,銀メッキしたニッケル,または金メッキしたニッケ
ルであるようにしたものである。
【0031】又,この発明は,パッシベーション用のガ
ラスを被覆するプロセスが,複数個の位置決め手段を有
する位置決め板と,複数個の成形穴を有する成形板とか
らなっていて,成形穴の直径がチップの直径よりもやや
大きい固定具にダイオードチップを固定するステップ
と,パッシベーション用のガラスをチップと成形穴の壁
との間の空隙に挿入するステップと,成形板を取り除く
ことによってチップを位置決め板上に位置決めするステ
ップとを含むようにしたものである。
【0032】又,さらに,この発明は,位置決め板の位
置決め手段が,真空コンプレッサに連結される吸引管
と,複数個の吸込口とからなり,該吸込口の直径がダイ
オードチップの直径よりもやや小さいようにしたもので
あり,さらに,この発明は,シリコン半導体ダイオード
チップを固め板へと移動するステップを更に含むように
したものである。
【0033】又,この発明は,パッシベーション用のガ
ラスを被覆するプロセスが,シリコン半導体ダイオード
チップを接着剤でローダ上に位置決めするステップと,
パッシベーション用のガラスをチップの周囲エッジの切
断面上に被覆するステップとを含むようにしたものであ
る。
【0034】この発明は,パッシベーション用のガラス
を被覆するプロセスが,ローダ板上に直径がシリコン半
導体ダイオードチップの直径よりもやや大きい複数個の
位置決め穴を備えたステンシル板を装着するステップ
と,パッシベーション用のガラスをシリコン半導体ダイ
オードチツプと位置決め穴の壁との間の空隙に被覆する
ステップと,該ステンシル板を取り外すことによってシ
リコン半導体ダイオードチップをローダ板上に位置決め
するステップとを含むようにしたものである。
【0035】又,さらに,この発明は,シリコン半導体
ダイオードチップ表面上のガラスを,このダイオードチ
ップの切断面の上を除いて擦り落とすステップを更に含
むようにしたものであり,さらに,この発明は,パッシ
ベーション用のガラスを射出によって切断面上に被覆す
るようにしたものであり,さらに,この発明は,接着剤
を焼き落とすステップを更に含むようにしたものであ
り,さらに,この発明は,シリコン半導体ダイオードチ
ップのPまたはN側に,ニッケルまたは金薄膜を化学メ
ッキによって形成するステップを更に含むようにしたも
のである。
【0036】
【発明の実施の形態】この発明の実施例を,図4〜図6
に基づいて詳細に説明する。図4は,この発明の実施例
を示すもので,全開放形P−N接合部6をガラスにより
パッシベーションを施されたシリコン半導体ダイオード
チップ1の製造方法を示すフローチャート,図5は全開
放形P−N接合部6をガラスによりパッシベーションを
施されたシリコン半導体ダイオードチップ1の要部断面
図,図6は40倍に拡大された全開放形P−N接合部6
をガラスによりパッシベーションを施されたシリコン半
導体ダイオードチップ1を示すものである。
【0037】図5に示すように,この発明の全開放形P
−N接合部6がガラスによってパッシベーションを施さ
れたシリコン半導体ダイオードチップ1を製造するため
には,まず,従来の技術を利用してシリコン半導体ダイ
オードウェーハが製造される。シリコン半導体ウェーハ
は,拡散処理によりN形基板2にN+層3とP+層4と
が形成され,それぞれN側3aおよびP側4aとなる。
さらに,ウェーハの表と裏側の双方に,すなわち,N+
層3の表面とP+層4の表面とにそれぞれ金属薄膜5が
蒸着される。次に,ウェーハは,開放形P−N接合部6
が露出した小さなチップ(ダイス)に切断される。この
際,切断面とN+層3の表面との角度が90°となるよ
うに切断される。
【0038】次いで,この発明により,上記のようにし
て製造されたダイオードチップに,化学研磨および酸化
処理が施され,全開放形P−N接合部6にパッシベーシ
ョン用のガラスが被覆され,このパッシベーション用の
ガラスを焼結して,各チップ上の全開放形P−N接合部
6にガラス固化層7が形成される。
【0039】なお,必要ならば,上記のようにして製造
されたダイオードチップのP側4aまたはN側3aに金
属薄膜5をメッキにより形成してもよい。金属薄膜5に
利用できる材料としては,アルミニウム,ニッケル,ま
たはその銀または金メッキ材料が含まれる。
【0040】次に,図4に示すフローチャートに基づい
て,この発明によるシリコン半導体ダイオードチップの
製造方法について説明する。
【0041】ステップ501において,製造されたダイ
オードウェーハは,P−N接合部6を有するように拡散
処理される。ステップ502において,ダイオードウェ
ーハの両側は電極になるように金属でメッキされ,金属
薄膜5が形成される。なお,電極は蒸着アルミニウム,
銀または金メッキされたニッケルでよい。電極材料はチ
ップの用途に応じて適宜選択される。
【0042】ステップ503において,金属化されたウ
ェーハにサンドブラスト,または化学エッチングがなさ
れ,メサ形のダイスが形成される。ウェーハをN側3a
からサンドブラストした場合,全開放形P−N接合部6
の切断面は当然脹らんだ面取り部を有する。ダイスは丸
いメサ形,角が丸い矩形のメサ形,角が丸い六角形のメ
サ形,またはその他の適宜の形状でよい。P電極側はメ
サ形の底部にある。
【0043】ステップ504において,ダイスに化学研
磨および酸化剤処理が施される。ダイスにアルミニウム
蒸着が成される場合は,切断による損傷部をエッチング
で除去し,二酸化シリコン薄膜を形成するために,ダイ
スは一般にフッ化水素酸および硝酸の成分のエッチング
材料で処理される。ダイスが銀または金メッキしたニッ
ケルでメッキされている場合は,ダイスは水酸化カリウ
ム溶液で処理される。上記のいずれの方法でも優れた特
性が得られる。
【0044】ステップ505において,チップは固定具
(図示せず)に配置され,全開放形P−N接合部6にパ
ッシベーション用のガラス粉末のペーストが塗布され
る。ステップ506において,パッシベーション用のガ
ラスが乾燥され,焼結されてガラス固化層7が形成され
る。このようにして,この発明の全開放形P−N接合部
6をガラスによりパッシベーションを施されたシリコン
半導体ダイオードチップ1が完成される。
【0045】このようにして,ダイスの全開放形P−N
接合部6にパッシベーション用のガラスが被覆されて,
ダイオードチップのそれぞれの側にガラス密封層となる
ガラス固化層7が形成される。なお,この発明の実施例
では,全開放形P−N接合部6に被覆されるパッシベー
ション用のガラスは,パッシベーション用のガラス粉末
のペーストと水,またはその他の溶液,またはその他の
適宜な材料からなるものでよい。
【0046】この発明の一実施例では,電極はウェーハ
がサンドブラスト処理されてダイスにされる前にメッキ
されるのではなく,ガラスでパッシベーションされた後
に電極がダイスにメッキされる。
【0047】図5はこの発明の方法によって製造された
全開放形P−N接合部6をガラスによりパッシベーショ
ンを施されたシリコン半導体ダイオードチップ1の構造
を示している。図5に示すように,ダイオードチップの
全開放形P−N接合部6がパッシベーション用のガラス
層で密封され,各チップは個々に部品として処理され
る。
【0048】このような工程によって製造されたチップ
は,工業用仕様に従って試験され,分類され,かつ実装
される。チップの輪郭は丸形,丸いメサ形,角が丸い矩
形のメサ形,角が丸い六角形のメサ形,またはその他の
適宜の形状でよい。
【0049】
【実施例1】実施例1はガラスパッシベーション用の層
を塗布したダイオードチップに関するもので,蒸着アル
ミニウムで金属化されたウェーハをサンドブラスト処理
して,メサの頂部のN側の直径が50ミルの丸いメサ形
ダイスを形成する。チップはサンドブラストによる損傷
をエッチングで取除き,切断領域に酸化シリコンを形成
するために硝酸,フッ化水素酸および酢酸の溶液中で処
理される。
【0050】次いで,チップを固定具に配置し,全開放
形P−N接合部6にパッシベーション用のガラス・スラ
リーを塗布する。次にチップを電気炉内で乾燥,焼結し
てガラス粉末を融解させ,ダイオードチップの全開放形
P−N接合部6にガラス固化された被覆層であるガラス
固化層7を形成する。
【0051】この実施例に適用可能な固定具としては,
複数個の位置決め真空穴を設けた位置決め板と,複数個
の成形穴を設けた成形板とが含まれている。位置決め真
空穴の直径は,ダイオードチップの直径よりも小さく形
成されている。従って,各位置決め穴は,真空室を通じ
て真空ポンプに接続されるので,ダイオードチップを位
置決め穴に位置決めできる。このように,位置決め板の
位置決め手段は,真空コンプレッサに連結される吸引管
と複数個の吸込口とからなり,さらに,この吸込口の直
径は,ダイオードチップの直径よりもやや小さくなるよ
うに形成されている。
【0052】成形板の高さはダイの高さにほぼ等しい。
成形穴の直径はダイオードチップの直径よりも大きい。
成形穴の位置は位置決め穴の位置と対応している。位置
決め板と成形板とは積層され,ダイオードチップのエッ
ジにガラス・スラリーを塗布するための固定具としての
役割を果たす。
【0053】処理されるダイオードチップは,従来形の
真空ダイス・ローダ内に搬入される。チップが真空ダイ
ス・ローダの位置決め穴内に位置するように真空ダイス
・ローダを振動させる。チップを真空ダイス・ローダか
ら位置決め穴および成形穴内の固定具へと移動させる。
【0054】パッシベーション用のガラス・スラリー
は,ペースト状溶液で製造され,へらを用いてダイスと
位置決め成形穴の壁との間の空隙に塗布される。チップ
表面上のガラス・スラリーを清掃する。ダイオードチッ
プの全開放形P−N接合部6はガラス・スラリーで被覆
される。
【0055】次いで,成形板を取り外し,ダイオードチ
ップは位置決め板の位置決め穴の位置に配置される。ガ
ラス・スラリーを乾燥させ,焼結板がダイオードチップ
上に被せられる。位置決め板を回転させ,突出しピンで
位置決め板からダイオードチップが取り出される。全開
放形P−N接合部6にパッシベーション用のガラスを被
覆したダイオードチップが焼結板上に配置される。そこ
でダイオードチップは焼結されて,ガラス被覆層である
ガラス固化層7が形成される。
【0056】上記のようにして製造されたチップの全開
放形P−N接合部6の外表面には,パッシベーション用
のガラス薄膜が被覆される。顕微鏡で観察した結果,チ
ップには機械的損傷,破損または亀裂が認められないこ
とが明らかであった。図6および参考写真として提出し
た写真は,この実施例で製造され,40倍に拡大した全
開放形P−N接合部6をガラスによりパッシベーション
を施されたシリコン半導体ダイオードチップ1を示して
いる。
【0057】このように,図6からも明らかであるよう
に,図3に示す従来のものに比較して,この発明の全開
放形P−N接合部6をガラスによりパッシベーションを
施されたシリコン半導体ダイオードチップ1が優れた特
性を有することが明らかとなった。
【0058】
【実施例2】実施例2はステンシル板−絞り出し方法で
加工されたダイオードチップに関するもので,従来技術
を用いて金属化されないダイオードウェーハが製造さ
れ,P側4aとN側3aにエッチングレジストが塗布さ
れる。
【0059】次に,ウェーハはダイシング・ソースで切
断され六角形のダイスが製造される。P−N接合部6を
含むN側3aからP側4aまでのダイスの切断領域は,
外気に曝される。チップは主成分が硝酸およびフッ化水
素酸であるエッチング剤で処理して,損傷をエッチング
で取除き,露出領域に二酸化シリコンを形成する。
【0060】チップは固定具内に配置され,P−N接合
部6を含む切断領域全体にパッシベーション用のガラス
・スラリーが塗布される。この実施例では,パッシベー
ション用のガラスがステンシル板を用いてチップの切断
領域に絞り出される。次に,チップは乾燥,焼結され,
ガラス粉末を分解および融解させ,ダイオードチップの
全開放形P−N接合部6には,ガラス固化した被覆層で
あるガラス固化層7が形成される。
【0061】この実施例に適用できる固定具には,位置
決め用接着剤を塗布したセラミックのローダ板と,複数
個の成形穴を設けたステンシル板とが含まれる。使用で
きる接着剤は,500℃の大気中で燃焼するものならい
かなるものでもよい。例えば,それにはn−ブチルカル
ビトール中のエチルセルロース溶質が含まれる。
【0062】ステンシル板は複数個の成形穴を設けた平
坦な板である。ステンシル板の厚さはダイオードチップ
の厚さとほぼ同じである。ステンシル板上での成形穴の
分布はセラミック板上でのダイオードチップの分布に対
応している。セラミック板とステンシル板とは積層さ
れ,組合わせてダイオードチップにガラス・スラリーを
塗布する一組の道具としての役割を果たすものである。
【0063】加工されるダイオードチップは,従来の真
空ダイス・ローダ内に搬入される。次いで,チップが真
空ダイス・ローダの位置決め穴内に位置するように真空
ダイス・ローダを振動させる。チップは真空ダイス・ロ
ーダからセラミック板へと移動され,前もって塗布され
た燃焼形接着剤でセラミック板に接着する。次に,ダイ
スが成形穴内に位置するようにステンシル板をセラミッ
ク板と重なるように積層する。
【0064】パッシベーション用のガラス・スラリー
は,ペースト状溶液を用いて製造され,へらを用いてダ
イスと成形穴の壁との間の空隙に塗布される。ダイス表
面上のガラス・スラリーは清掃される。ダイオードチッ
プの全開放形P−N接合部6はガラス・スラリーで被覆
される。パッシベーション用のガラスの材料にはPbO
2 ,SiO2 およびB23 が含まれる。IP−900
のようなある種の市販されている厚膜もこの発明に適用
することが出来る。
【0065】次いで,ステンシル板が取り外され,パッ
シベーション用のガラスを被覆したダイオードチップ
は,セラミックのローダ板上に配置される。ガラス・ス
ラリーは乾燥,焼結され,固着剤が燃焼され,ガラス固
化層7が形成される。
【0066】必要ならば,従来技術を利用してダイオー
ドチップのP側4aまたはN側3aにニッケルまたは金
の薄膜がメッキされる。
【0067】上記のようにして製造したチップの開放形
P−N接合部6の輪郭面全体が,パッシベーション用の
ガラス薄膜で被覆される。顕微鏡で観察した結果,チッ
プには,機械的損傷,破損または亀裂が認められないこ
とが明らかであった。
【0068】
【実施例3】実施例3は,パッシベーション用のガラス
を射出成形したダイオードチップに関するもので,実施
例2の方法に基づいて六角形のダイオードチップが得ら
れる。このチップは板上に配置されて接着され,射出成
形によって開放形P−N接合部6にパッシベーション用
のガラスが被覆される。次に,チップの接着が剥がさ
れ,焼結されて全開放形P−N接合部6にガラス固化層
7が形成される。
【0069】パッシベーション用のガラス射出成形成分
は,ガラス粉末に熱可塑性結合剤を添加して製造され
る。可塑性結合剤として使用できる材料は,500℃の
大気中で燃焼するものでよい。例えば,LDPE(Low
Density Polyethylene:低密度ポリエチレン),ステア
リン酸およびパラフィン・ワックスがある。
【0070】加工されるダイオードチップは,従来の真
空ダイス・ローダ内に配置される。チップが真空ダイス
・ローダの位置決め空洞内に位置するように真空ダイス
・ローダを振動させる。チップは真空ローダから位置決
め板へと移動し,前もって塗布された接着剤で接着され
る。
【0071】ダイス保持板が射出成形金型内に配置され
る。パッシベーション用のガラス成分が空洞内に射出さ
れ,各ダイスのエッジ面に成形素子が形成される。
【0072】次に,ダイオードチップを焼結して結合剤
を燃焼させ,ガラス固化層7が形成される。
【0073】必要ならば,従来技術を利用してダイオー
ドチップのP側4aまたはN側3aにニッケルまたは金
の薄膜がメッキされる。
【0074】顕微鏡で観察した結果,ガラス素子には機
械的損傷,破損または亀裂が認められないことが明らか
になった。
【0075】下記に示す表1は,この発明の方法によっ
て製造されたダイオードチップの逆電気特性を測定した
ものである。測定結果が示すように,測定された全ての
逆電圧抵抗は1200ボルト以上であり,平均の逆電圧
抵抗は1400ボルトであることが明らかである。
【0076】
【表1】
【0077】以上,この発明の好ましい実施例を参照し
て説明したが,この発明の趣旨と範囲を離れることなく
上記の,およびその他の変更が可能であることは明らか
である。
【0078】
【発明の効果】この発明は,シリコン半導体ダイオード
チップと,パッシベーション用のガラス被覆層とからな
る半導体ダイオードチップにおいて,このダイオードチ
ップを囲むエッジがP−N接合部を含むP側からN側ま
での切断面を有するとともに,パッシベーション用のガ
ラス層をダイオードチップの周囲エッジの切断面全体に
被覆するようにしたもので,ダイオードチップの開放形
P−N接合部にパッシベーション用のガラスが被覆され
る。さらに,各チップは別個に処理されるので,機械的
な損傷や亀裂の発生をなくすことが出来る。
【0079】さらに,この発明の全開放形P−N接合部
をガラスによりパッシベーションを施されたシリコン半
導体ダイオードチップは,簡単で低コストの装置で大量
生産でき,低コストの簡略な工程と,多様に金属化され
た電極面と,向上した特性を達成できる。
【0080】上記のようにして製造した開放形P−N接
合部の切断面は脹らんだ面取り部を有しているので,ピ
ーク逆電圧を高め,逆電流漏れを低減することができ
る。
【0081】又,この発明の方法で製造されたチップ
は,平滑なガラス表面を有し,自動的な給送および固定
具への配置のような製造工程に適応できる。
【0082】この発明のチップ・アセンブリと製造方法
は,多様な整流子,およびブリッジ整流子のような整流
回路モジュールに利用できる。この発明は小輪郭ダイオ
ード整流子(SOD)の製造にも適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来例を示すもので,ガラスによりパッシベー
ションを施されたダイオードの製造方法のフローチャー
トである。
【図2】従来例を示すもので,溝付き全開放形P−N接
合部をガラスによってパッシベーションを施されたダイ
オードの製造方法のフローチャートである。
【図3】従来例を示すもので,GPP方式で製造された
シリコン半導体ダイオードチップの構造を示す図であ
る。
【図4】この発明の実施例を示すもので,全開放形P−
N接合部をガラスによりパッシベーションを施されたシ
リコン半導体ダイオードチップの製造方法のフローチャ
ートである。
【図5】この発明の実施例を示すもので,全開放形P−
N接合部をガラスによりパッシベーションを施されたシ
リコン半導体ダイオードチップの構造図である。
【図6】この発明の実施例を示すもので,40倍に拡大
した全開放形P−N接合部をガラスによりパッシベーシ
ョンを施されたシリコン半導体ダイオードチップであ
る。
【表1】この発明の方法に従って製造されたダイオード
チップの逆電気特性を測定した結果を示す表である。
【符号の説明】
1 全開放形P−N接合部をガラスによりパッシ
ベーションを施されたシリコン半導体ダイオードチップ 3a N側 4a P側 5 金属薄膜 6 開放形P−N接合部 7 ガラス固化層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596118220 8/F No.2,Alley 16,La ne 235,Pao Chiao Rd., Hsin Tien,Taiwan (72)発明者 エイ ポン ジョーン アール・オー・シー・タイワン,チャイエ 市,ミン セン サウス街,レーネ433, ナンバー21 (72)発明者 ヒュエイ ジェング チュサイ アール・オー・シー・タイワン,チャイエ 市,ツイ ヤン街,ナンバー266

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリコン半導体ダイオードチップと,パ
    ッシベーション用のガラス被覆層とからなるシリコン半
    導体ダイオードチップにおいて,このダイオードチップ
    を囲むエッジがP−N接合部を含むP側からN側までの
    切断面を有するとともに,パッシベーション用のガラス
    層を前記ダイオードチップの周囲エッジの切断面全体に
    被覆したことを特徴とするシリコン半導体ダイオードチ
    ップ。
  2. 【請求項2】 前記ダイオードチップの外形が円形,丸
    いメサ形,角が丸い矩形,角が丸い六角形のメサ形,ま
    たはその他の適宜の形状であることを特徴とする請求項
    1に記載のシリコン半導体ダイオードチップ。
  3. 【請求項3】 前記切断面とN側表面との角度が約90
    °であることを特徴とする請求項1に記載のシリコン半
    導体ダイオードチップ。
  4. 【請求項4】 P側表面に金属薄膜を,また,N側表面
    に金属薄膜を更に備えたことを特徴とする請求項1に記
    載のシリコン半導体ダイオードチップ。
  5. 【請求項5】 P側またはN側の前記金属薄膜を蒸着ア
    ルミニウム,銀メッキしたニッケル,または金メッキし
    たニッケルから選択したことを特徴とする請求項4に記
    載のシリコン半導体ダイオードチップ。
  6. 【請求項6】 外気にさらされたP−N接合部を含むN
    側からP側までの前記切断面を有するシリコン半導体ダ
    イオードチップを製造するステップと,前記P−N接合
    部全体を化学研磨し,かつ酸化させるステップと,前記
    シリコン半導体ダイオードチップの開放された前記P−
    N接合部の上にパッシベーション用のガラス層を被覆す
    るステップと,パッシベーション用のガラスを加熱して
    シリコン半導体ダイオードチップ上にガラス質の被覆層
    を形成するステップとを含むシリコン半導体ダイオード
    チップの製造方法において,前記パッシベーション用の
    ガラス層を前記P−N接合部を含む前記シリコン半導体
    ダイオードチップの切断面全体に被覆することを特徴と
    するシリコン半導体ダイオードチップの製造方法。
  7. 【請求項7】 前記シリコン半導体ダイオードチップの
    形状が丸いメサ形,角が丸い矩形のメサ形,または角が
    丸い六角形のメサ形であることを特徴とする請求項6に
    記載のシリコン半導体ダイオードチップの製造方法。
  8. 【請求項8】 切断面とN側表面との角度が約90°で
    あることを特徴とする請求項6に記載のシリコン半導体
    ダイオードチップの製造方法。
  9. 【請求項9】 シリコン半導体ダイオードチップのP側
    およびN側に金属薄膜をメッキするステップを更に含む
    ことを特徴とする請求項6に記載のシリコン半導体ダイ
    オードチップの製造方法。
  10. 【請求項10】 前記金属薄膜が蒸着アルミニウム,銀
    メッキしたニッケル,または金メッキしたニッケルであ
    ることを特徴とする請求項6に記載のシリコン半導体ダ
    イオードチップの製造方法。
  11. 【請求項11】 前記パッシベーション用のガラスを被
    覆するプロセスが,複数個の位置決め手段を有する位置
    決め板と,複数個の成形穴を有する成形板とからなり,
    前記成形穴の直径がチップの直径よりもやや大きい固定
    具にダイオードチップを固定するステップと,パッシベ
    ーション用のガラスをチップと前記成形穴の壁との間の
    空隙に挿入するステップと,前記成形板を取り除くこと
    によってチップを前記位置決め板上に位置決めするステ
    ップとを含むことを特徴とする請求項6から請求項10
    のいずれか一項に記載のシリコン半導体ダイオードチッ
    プの製造方法。
  12. 【請求項12】 位置決め板の位置決め手段が,真空コ
    ンプレッサに連結される吸引管と,複数個の吸込口とか
    らなり,該吸込口の直径がダイオードチップの直径より
    もやや小さいことを特徴とする請求項11に記載のシリ
    コン半導体ダイオードチップの製造方法。
  13. 【請求項13】 シリコン半導体ダイオードチップを固
    定具へと移動するステップを更に含むことを特徴とする
    請求項11に記載のシリコン半導体ダイオードチップの
    製造方法。
  14. 【請求項14】 前記パッシベーション用のガラスを被
    覆するプロセスが,シリコン半導体ダイオードチップを
    接着剤でローダ板上に位置決めするステップと,パッシ
    ベーション用のガラスをチップの周囲エッジの切断面上
    に被覆するステップとを含むことを特徴とする請求項6
    から請求項10のいずれか一項に記載のシリコン半導体
    ダイオードチップの製造方法。
  15. 【請求項15】 パッシベーション用のガラスを被覆す
    るプロセスが,前記ローダ板上に直径がシリコン半導体
    ダイオードチップの直径よりもやや大きい複数個の位置
    決め穴を備えたステンシル板を装着するステップと,パ
    ッシベーション用のガラスをシリコン半導体ダイオード
    チツプと位置決め穴の壁との間の空隙に被覆するステッ
    プと,該ステンシル板を取り外すことによって,シリコ
    ン半導体ダイオードチップを前記ローダ板上に位置決め
    するステップとを含むことを特徴とする請求項14に記
    載のシリコン半導体ダイオードチップの製造方法。
  16. 【請求項16】 シリコン半導体ダイオードチップ表面
    上のガラスを,このダイオードチップの切断面の上を除
    いて擦り落とすステップを更に含むことを特徴とする請
    求項11に記載のシリコン半導体ダイオードチップの製
    造方法。
  17. 【請求項17】 パッシベーション用のガラスを射出に
    よって切断面上に被覆することを特徴とする請求項14
    に記載のシリコン半導体ダイオードチップの製造方法。
  18. 【請求項18】 前記接着剤を焼き落とすステップを更
    に含むことを特徴とする請求項17に記載のシリコン半
    導体ダイオードチップの製造方法。
  19. 【請求項19】 シリコン半導体ダイオードチップのP
    側またはN側に,ニッケルまたは金薄膜を化学メッキに
    よって形成するステップを更に含むことを特徴とする請
    求項17に記載のシリコン半導体ダイオードチップの製
    造方法。
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