随着半导体技术的发展，对半导体表面钝化的要求越来越高，作为二极管一种钝化材料，无疑应具备：一是良好的电气性能和可靠性。包括电阻率、介电强度、离子迁移率等。材料的引入不应给器件带来副作用；二是良好的化学稳定性。半导体工艺是用化学试剂开展的工艺，作为器件的钝化材料，应有一定的抗化学腐蚀能力；三是可操作性。工艺要简单，重复性好，能与器件制造工艺相容，材料的膨胀系数要与硅材料相一致或接近；四是经济性。可大批量生产，制造成本要低，有市场竞争力，材料和工艺有强大的生命力和开发潜力。根据上述要求，近年来市场上出现的利用半导体钝化专用玻璃制作玻璃钝化硅二极管（GPP）芯片就是一种较为理想的半导体钝化材料。目前，使用玻璃钝化硅二极管（GPP）芯片的呼声越来越高，并得到电子行业内人士的普遍认可。这种GPP芯片工艺为半导体平面工艺、台面工艺和玻璃烧结工艺于一体，是在硅扩散片金属化之前（玻璃钝化工艺温度允许也可之后），使用光刻胶掩膜及刻蚀V型槽（或机械式划V型槽）的台面。然后，在结表面涂敷玻璃粉以便进行台面钝化处理。玻璃粉料是由某些粘合剂及高纯度的微细玻璃粉混合组成的悬浮液。将玻璃粉悬浮液按一定的工艺方法涂敷于V型槽内，在高温下粘合剂被烧掉，玻璃熔化并在整个结的表面上形成密封保护层。涂敷玻璃常用的主要有三种方法：医用手术刀法、电 泳法和光致抗蚀剂法。本文重点介绍医用刀片刮涂法制作玻璃钝化二极管芯片工艺。
这种方法是将丁基卡必醇乙酸乙酯和醋酸纤维按一定比例（一般为２％，具体可视膜厚要求定）配制粘合剂，然后加入玻璃粉配制成玻璃乳浆。操作时只要用医用刀片将玻璃乳浆刮入开好沟道的台面即可。由于这种方法工艺简单，不需要任何复杂设备，重复也好。并且能用来制造较厚的玻璃钝化膜，尤其适合于台面型功率器件，如大功率高电压器件和电力电子器件等。目前大多数半导体功率器件芯片玻璃钝化工艺均采用这种刀片刮涂法。但缺点是膜厚均匀性差，玻璃浆中的结块等异常情况工艺本身无法加以剔除，刮涂时不锈钢刀片容易损伤硅片的表面结构；钝化结束后，片子表面存在一层钝化玻璃，需用ＨＦ腐蚀或机械方法去除，这都会给钝化层带来不良影响。刀片刮涂法制作玻璃钝化二极管芯片的工艺流程如下： 选择硅片→ 硅片清洗→ 磷预淀积→ 单面喷砂（减薄）→ 硼扩散及磷再分布→双面喷砂去氧化层→ 氮气或氧气退火（需要时）→ 铂扩散及扩散后的表面腐蚀处理和清洗（需要时）→V型槽台面腐蚀→ 生长二氧化硅膜或LPCVD淀积氮化硅膜（钝化保护）→ 玻璃钝化→ＨＦ漂洗（腐蚀）硅表面→ 双面镀镍（电极）→ 晶圆划片－→分片、清洗、包装。主要相关生产工艺介绍如下：
1、挑选具有合适电阻率和厚度的N型硅单晶片
采用N型直拉单晶硅。硅片电阻率：15-20、20-25Ω·cm，选择原始硅片厚度约270±10?m；电阻率25-30、30-35、35-40、40-45、45-50Ω·cm，应选择厚度约290±10?m；以上电阻率所对应的击穿电压VR大约为：600-900、900-1100、1000-1200、1200-1400、1400-1600、1500-1600、1600-1700。
2、硅片的清洗
硅片表面清洗是制造半导体器件的重要环节，用混合酸、清洗剂和纯水在清洗槽或超声波清洗机内清洗硅片，使其表面洁净并烘干。
清洗过程：3号液腐蚀3-5分钟－→1号液煮沸2－3分钟－→2号液煮沸2－3分钟－→超纯水冲洗。
⑴ 1号液配比：氨水：H2O2：超纯水＝1：2：5；
⑵ 2号液配比：HCI：H2O2：超纯水＝1：2：8；
⑶ 3号液配比：硝酸：：冰醋酸=3：3：1。
最后用HF:H2O＝1：10漂10－20秒，除去硅片表面自然氧化层，用超纯水冲洗、烘干备用。
3、磷预淀积扩散
磷源：美国Filmtronics公司P60纸质源。
在每两片硅片中间放一张磷源纸，将硅片排列整齐并压紧在石英舟中。在洁净的石英管内，经过1220℃高温2小时左右，使磷原子扩散到硅片内。磷表面方块电阻<0.1Ω/□、Xjn≈20?m。磷预沉积结束后，硅片会黏结成圆柱形。
4、磷扩散片泡酸分离及喷砂减薄
⑴ 将此“圆柱体”浸泡在中，数天后使硅片互相分离开；
⑵ 硅片经自来水清洗后，喷砂去除未附磷纸那一面的扩散层，同时减薄硅片去除约15?m；
⑶ 用混合酸、清洗剂和纯水在清洗槽或超声波清洗机内清洗硅片，去除硅片表面的缺陷，金属杂质，可动离子和有机物，使其表面洁净并烘干。
5、硼扩散及磷再分布扩散
硼源：a、 美国Filmtronics公司B40纸质源；b、 无水乙醇∶硝酸铝∶三氧化二硼＝150：5：8。
⑴ 第一种硼源是在磷面背靠背的两片喷砂面中间放一张硼源纸，将硅片排列整齐并压紧在石英舟中；
第二种磷源是在喷砂面涂覆（喷涂法或旋敷涂法）一层溶有三氧化二硼和硝酸铝的混合溶剂，烘烤后再次排放在石英舟中并压紧；
⑵ 在专用石英管中，经过1250℃高温21～35小时进行硼（或含铝）的扩散。同时，进行磷的再分布扩散；
⑶ 扩散后检测扩散结深和掺杂浓度。硼表面方块电阻<0.1Ω/□、Xjn≈60?m；结深：Xjp 45～90?m（扩硼）或60～110?m（扩硼铝）；
⑷ 基区宽度控制在大约100?m左右。
6、硼扩散片泡酸分离及喷砂去氧化层
⑴ 再次将此硼扩散“圆柱体”浸泡在中，数天后使硅片互相分离开。
⑵ 经自来水清洗后，双面喷砂去除约10?m两面的磷、硼扩散形成的氧化层。
⑶ 用混合酸、清洗剂和纯水在清洗槽或超声波清洗机内清洗硅片，使其表面洁净并烘干。
7、光刻沟槽
⑴ 预烘。所有硅片在甩胶前需在175℃烘箱内预烘60分钟；
⑵ 甩胶。在转盘上放置硅片，在硅片表面上滴入适量SC450cp,按下真空开关开始甩胶。第一步低速匀胶：转速800转、时间10秒；第二步高速甩胶：转速1500～2000转、时间10～15秒；
⑶ 前烘。将甩胶好的片子装入载片盒放入85℃烘箱内预烘10分钟，再置入110℃胶膜前烘箱内烘30分钟；
⑷ 曝光。光强度500毫焦/平方厘米、时间30～45秒；
⑸ 显影。将曝光好的片子装入载片盒放入显影缸中显影45秒，再置入定影缸中定影30秒。注意：显影时应来回晃动载片盒数次；
⑹ 坚膜。显影后将硅片晾干，然后放入145℃的坚膜烘箱内坚膜30分钟。
8、腐蚀V型槽
⑴ 腐蚀V型槽。腐蚀液配比，硝酸：：冰醋酸=3～6：3：1，腐蚀在冰水中进行，时间20-25min（腐蚀时间随槽深而确定），槽深80-120μm ，关键是控制好腐蚀速率。并使管芯形成尽量大的（40°-75°）负斜角台面。
⑵ V型槽台面腐蚀。腐蚀液配比，硝酸：：冰醋酸：硫酸=9：9：10-12：4。温度20℃±2℃，时间45s--90s。
⑶ 表面钝化：钝化液配比，过氧化氢：磷酸：去离子水=1：1：2-4；温度70℃±5℃，时间40s--60s。
⑷ 去光刻胶 ：温度500--520℃，时间15--20min，通气O2，6L/min或化学方法去除光刻胶。
9、氧化生长SiO2层（要求厚度1～2nm）
氧化炉温800℃，通湿氧5分钟或720℃，通湿氧10--15分钟。可生长1.5nm左右的SiO2层。
注：在槽内先生长1～2nm厚的氧化层可能对硅表面阻断电压的形成有利。
10、涂敷玻璃粉及玻璃熔凝（烧成）
⑴ 玻璃粘合剂配方：乙基纤维素 ：丁基卡必醇= 1.5--2.5g ：100ml。加热至150℃使全部溶解，或加热至80℃以上超声至全部溶解。
⑵ 玻璃乳浆配方：玻璃粘合剂 ：玻璃粉= 1：1.4--2.1。稍加搅拌后超声40 – 60 min成悬浮液。乳浆的黏度决定玻璃层的厚度，而粘合剂的配比则决定了玻璃乳浆的黏度。粘合剂的纯度对钝化玻璃的致密性产生较大的影响，从而影响器件的电特性。
⑶ 用玻璃棒蘸1–2滴玻璃乳浆涂到置于旋转真空吸盘上的硅片上，用刀片沿矩形芯片对角线方向刮涂两次，将硅片旋转90°再刮涂两次，使槽中填满玻璃乳浆。
⑷ 将硅片置于110±2℃烤盘上烘烤2min，置于旋转真空吸盘在转速800～1000rpm下用橡胶圆块轻轻擦去硅片表面残留的玻璃粉（也可拿个小刷子轻轻扫涂有玻璃粉的硅片表面，保证涂层均匀再入炉），然后以一定间隔竖立插放在石英舟上准备进炉。
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