[发明专利]半导体元件包覆用玻璃

说明书

技术领域

本发明涉及用于覆盖含有P-N结的半导体元件的玻璃。

背景技术

通常，在硅二极管及晶体管等半导体元件中，为防止外部污染，半导体元件的含有P-N结部的表面被玻璃覆盖。由此，能够实现半导体元件表面的稳定化，抑制性能的经时劣化。

作为半导体元件包覆用玻璃所需要的特性，可以举出（1）为了避免因该玻璃与半导体元件的热膨胀系数之差而产生裂纹等，使其热膨胀系数与半导体元件的热膨胀系数匹配；（2）为了防止半导体元件的性能劣化，使其低温（例如900℃以下）下能够实现覆盖；（3）不含对半导体元件表面具有不良影响的碱性成分等杂质等。

以往，作为半导体元件包覆用玻璃，已知有ZnO-B₂O₃-SiO₂系等锌系玻璃、PbO-SiO₂-Al₂O₃系或者PbO-SiO₂-Al₂O₃-B₂O₃系等铅系玻璃，但从可操作性角度，以PbO-SiO₂-Al₂O₃系和PbO-SiO₂-Al₂O₃-B₂O₃系等铅系玻璃为主流（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

由于PbO等铅成分是对环境有害的成分，因此，近年逐渐禁止在电气及电子设备中使用，各种材料的无铅化也得以推进。上述ZnO-B₂O₃-SiO₂系等锌系玻璃也含有少量铅成分，因此从环境角度考虑，也属于不能使用的制品。此外，锌系玻璃与铅系玻璃相比化学耐久性差，玻璃烧制后的后续工序中的耐酸性较弱，因此，需要在后续工序中进一步在包覆玻璃表面形成保护膜。

需要说明的是，当为了提高化学耐久性而使玻璃组成中富含SiO₂时，半导体元件包覆玻璃层的表面电荷密度增大、半导体元件的反向击穿电压提高，但另一方面，也会导致半导体元件的反向漏泄电流增大的不利情况。因此，在不十分需要反向击穿电压的低耐压用半导体元件所采用的半导体元件包覆玻璃中，为了抑制反向漏泄电流，需要降低表面电荷密度。

在此，本发明的目的在于提供一种对环境的负荷小、化学耐久性优异、且表面电荷密度低，特别适用于包覆低耐压用半导体元件的玻璃。

解决课题的手段

本发明人等进行深入研究后，结果发现具有特定组成的ZnO-B₂O₃-SiO₂系玻璃能够解决上述课题，将其作为本发明提出。

即，本发明提供一种半导体元件包覆用玻璃，其特征在于，作为玻璃组成，以质量%计，含有ZnO52～65%、B₂O₃5～20%、SiO₂15～35%和Al₂O₃3～6%，并且实质上不含铅成分。

本发明的半导体元件包覆用玻璃通过严格控制ZnO-B₂O₃-SiO₂系玻璃中的各组分的含量，能够抑制表面电荷密度，特别适用于包覆低耐压用半导体元件，并且化学耐久性高。此外，由于实质上不含铅，因此对环境的负荷小。

需要说明的是，本发明中的“实质上不含铅”是指作为玻璃成分并非有意添加该成分，并不意味着完全排除不可避免混入的杂质。客观而言，包括杂质的该成分的含量不足0.1质量%。

第二，本发明的半导体元件包覆用玻璃优选为，作为组成还含有Ta₂O₅0～5%、MnO₂0～5%、Nb₂O₅0～5%、CeO₂0～3%、Sb₂O₃0～3%。