A busca de melhores características elétricas, acompanhada de crescentes evoluções tecnológicas e novos materiais passivantes para junções semicondutoras vem sendo bastante pesquisados nas últimas décadas. Existem dois tipos de passivação: por filmes finos ou por filmes espessos. No primeiro caso são realizadas deposições de óxido de silício, carbeto de silício, nitreto de silício, enquanto que no segundo caso faz-se uso de materiais como borrachas de silicone ou vidros. A escolha entre filme fino e filme espesso está relacionada diretamente ao custo/benefício e as características do dispositivo final. Na indústria de semicondutores de potência opta-se pelos filmes espessos devido às grandes dimensões dos dipositivos e ao custo do processo empregado nas linhas de produção. Os passivantes mais utilizados em semicondutores de potência são borrachas de silicone e vidros. Os vidros inorgânicos são mais estáveis a temperaturas elevadas do que as borrachas de silicone. Neste trabalho procuramos desenvolver e controlar um processo de passivação a vidro em junções semicondutoras de dispositivos de potência para que seja usado numa linha de produção de diodos retificadores de alta estabilidade. Existem diferentes tipos de vidros para esta aplicação como os vidros de Al-Pb-B-Si e os vidros de Zn-B-Si. No presente trabalho foi realizada uma comparação entre a influência da composição química dos vidros, a granulometria do pó (frita) deste vidro, com a tensão de ruptura e corrente de fuga dos diodos levando em conta o rendimento do processo. Observou-se que fritas de vidro de Al-Pb-B-Si com granulometrias mais finas resultam em tensões de ruptura maiores com um rendimento de produção de até 33% superior aos demais casos. As correntes de fuga , à temperatura ambiente, para fritas de vidro de Zn-B-Si e Al-Pb-B-Si com diferentes granulometrias, se mostrou pràticamente a mesma. / The search for better electrical properties, new passivating materials for semiconductors junctions and the process of obtaining those ones have being studied intensively in the latest decades. There are two types of passivation layers: thick film and thin film. The first one is obtained by the deposition of silicon oxides, silicon nitride or silicon carbide, while in the second one is obtained through the application of silicon rubber or glass over the exposed juntion. The decision of using one or another depends on cost/benefit and desired electrical properties of the devices. In the semiconductor power industry the thick films are frequently used because the devices dimensions are large and the cost of these processes are cheaper than those of thin films. Silicon rubber and glass are widely used by this industry. The silicon rubbers are materials that show temperature resistance up to 2000C. The inorganic glasses are more stables at high temperatures. In this work we developed a process of glass passivation for power semiconductors devices, controlled this process and it is in use in a production line of a semiconductor power device industry. There are a few glasses for this application where the two more widely used are Al-B-Pb-Si glass and Zn-B-Si glass. In this work it was compared the influence of the glass chemical composition as well as frit grain size of the glass, over the breakdown voltage and leakage current of the devices. It was observed that glasses of Al-B-Pb-Si with smaller grain size gave better values of breakdown voltage with a production yield bigger up to 33%. It was obtained leakage current values of the same magnitude, at ambient temperature, for both kinds of glasses with different grain sizes and composition.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-06042009-174012 |
| Date | 22 August 2006 |
| Creators | Marzano, Fabiana Lodi |
| Contributors | Morimoto, Nilton Itiro |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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