在快節奏的半導體制造世界中，精度和可靠性至關重要，選擇合適的鈍化材料對于確保電子設備的最佳性能至關重要。在可行的材料庫中，玻璃因其獨特的特性和多功能性而受到廣泛關注。本文著眼于玻璃如何用于鈍化，以及哪些特性使其非常適合這項工作。

了解半導體中的鈍化

在解讀玻璃作為鈍化材料的細節之前，了解半導體制造中的鈍化概念至關重要。鈍化涉及將保護材料沉積在金屬或金屬合金的表面，以增強它們對環境因素的抵抗力。

分層材料可以是有機的或無機的，應表現出優異的電絕緣性和強大的基材附著力，并阻止化學物質的進入。對于半導體，鈍化對于防止降解和確保長期可靠性至關重要。^1,2

為什么使用玻璃進行鈍化？

玻璃因其獨特的性能組合而成為令人信服的鈍化選擇。例如，玻璃可以通過多種方式配制，常見類型包括 Pb-Si-Al、Zn-B-Si 和 Pb-Zn-B。這使得制造商能夠生產出能夠滿足低壓和高壓電氣規格的玻璃;匹配半導體材料的熱膨脹系數;并滿足低溫加工要求。^3,4

玻璃具有化學耐受性，因此可以提供惰性屏障，防止外部因素（如水分和污染物）進入，否則這些因素可能會影響半導體的性能。此外，一些玻璃（如硼硅酸鹽玻璃）的高透明度使其成為具有關鍵光學特性的應用（如光伏）的理想選擇。這種透明度實現了高效的能量傳輸和吸收，有助于提高半導體器件和太陽能電池的整體性能。^5,6

半導體是如何鈍化的？

玻璃可以通過多種方式沉積到半導體上。鈍化方法的選擇取決于半導體器件的具體要求、鈍化層的所需特性以及整個制造工藝等因素。在半導體制造中實現玻璃鈍化的方法包括：⁷

• 化學氣相沉積 （CVD），包括等離子體增強 CVD （PECVD）
• 物理氣相沉積 （PVD），包括 E 束沉積
• 濺射鍍膜
• 原子層沉積 （ALD）

在制造過程中，玻璃鈍化過程通常由化學程序取代，例如接觸窗口的蝕刻或觸點的電解沉積。這些程序可能會對玻璃的完整性構成威脅。

不同鈍化玻璃的耐化學性差異很大，是確定合適的玻璃類型和伴隨的蝕刻工藝的關鍵因素。⁸

玻璃與其他材料的比較

雖然可以使用各種材料進行鈍化，但玻璃因其在溫度、濕度和時間范圍內出色的穩定性而脫穎而出。文獻檢索顯示，缺乏與其他常見鈍化材料的頭對頭比較;但是，可以進行一般性的比較。⁶

用于太陽能電池的非晶硅 （a-Si） 薄膜具有許多優點。這些特點包括較低的沉積溫度，與電池制造中通常采用的溫度相反。然而，必須注意的是，非晶硅薄膜對后續的高溫過程表現出敏感性，這在工業制造技術中通常是必要的。⁹

同樣，AlO_x?鈍化膜可以在相對較低的溫度下應用，但在使用特定的應用方法時，可能會受到緩慢沉積速度的限制。這可能會給高通量技術帶來問題，例如太陽能電池生產。⁹

聚酰亞胺是一種常見的鈍化材料，因其強度和熱穩定性而備受贊譽，但也容易受到水分吸收。這會影響保護涂層的強度和介電性能，從而危及半導體的完整性。¹⁰

玻璃鈍化的應用

鈍化玻璃在晶圓鈍化和封裝工藝中表現出出色的性能，為各種半導體器件提供優勢，包括：⁸

• 晶閘管
• 功率晶體管
• 二極管
• 整流器
• 壓 敏 電阻

玻璃還可用于太陽能電池鈍化。在最近的一項研究中，研究人員開發了一種在降低溫度以適應金屬化過程之前使用高溫增強硼硅酸鹽玻璃 （BSG） 鈍化的方法。在此過程中，他們顯著提高了太陽能電池的效率。¹¹

在另一項研究中，發現磷酸硅酸鹽玻璃 （PSG） 可顯著提高少數載流子的實際壽命并改善太陽能電池的整體性能，尤其是在涉及納米晶硅和晶體硅的結構中。¹²

Mo-Sci 在玻璃薄膜方面的專業知識

在智能設備的日益普及以及汽車和航空航天領域的進步的推動下，半導體鈍化玻璃市場預計將在未來幾年持續增長。³

Mo-Sci 的專長在于利用玻璃的獨特特性來創建量身定制的解決方案，確保許多應用的可靠性和性能，包括玻璃密封件和玻璃涂層。聯系我們以獲取更多信息。