TVS二极管GPP（玻璃钝化）工艺有哪些？

二极管芯片制造主要有OJ（酸洗）工艺制程和GPP（玻璃钝化）工艺制程两大类，GPP工艺制程要领先于OJ工艺制程。OJ工艺产品技术性能及可靠性要低于GPP工艺产品，且生产过程中污染大。GPP（玻璃钝化）制程又可分为刀刮法工艺（Doctor Blade）、电泳法工艺（Electrophoresis）和光阻法工艺（Photo Glass）三种。接下来，TVS二极管厂家东沃电子针对GPP（玻璃钝化）制程的三种工艺进行详细解说。

刀刮法工艺（Doctor Blade）

刀刮法工艺（Doctor Blade）是指采用手工的方法用刀片将玻璃浆涂在晶片表面，形成对芯片PN结钝化保护的芯片生产工艺，是最古老、最传统简单的GPP芯片生产工艺，只有一层玻璃钝化保护。具体工艺过程是：采用手工的方法用刀片将玻璃浆涂在晶片表面，再经过低温烧结将玻璃浆中的有机成份去掉，然后用手工擦拭的方法除掉焊接面的玻璃粉，留下玻璃粉填满整个沟槽，最后再经过高温烧结，将粉状的玻璃烧结成固态玻璃体，从而起到钝化保护 PN结的作用。

电泳法工艺（Electrophoresis）

电泳法工艺（Electrophoresis）是指应用电泳原理，将玻璃粉在电场的作用下沉积在芯片PN 表面，形成对芯片PN 结钝化保护的芯片生产工艺。具体工艺过程是：将带电的玻璃粉配成玻璃浆，采用电泳设备将硅片通上电，在电场的作用下，带电的玻璃粉就会向相反电极的芯片沟槽中的PN表面沉积成玻璃膜，芯片上不需要覆盖玻璃的地方因为有氧化层的阻隔不能导电就不会沉积玻璃，无氧化层的地方（沟槽内）通电后在电场的作用下沉积玻璃，最后再经过高温烧结，将粉状的玻璃烧结成固态玻璃体，从而起到钝化保护PN结的作用。

光阻法工艺（Photo Glass）

光阻法工艺（Photo Glass）指的是采用三层钝化保护（SIPOS半绝缘多晶硅膜/玻璃/LTO低温氧化膜）高可靠性芯片生产工艺。具体工艺过程是：先在PN结表面化学气相沉积一层SIPOS 膜，再通过光刻法上玻璃，即将光刻胶和玻璃粉混合在一起称为Photo Glass，采用光刻的原理，通过匀胶机自然旋转的方法在晶片表面均匀覆盖一层光阻玻璃，然后通过烘烤、曝光、显影去掉切割道及焊接面上的玻璃，只在PN结的表面留下需要钝化保护的光阻玻璃，最后通过低温玻璃的烧结的工艺将光阻玻璃中的光阻剂去掉，最后在高温下将粉状玻璃烧结成致密的固态玻璃体，然后再在玻璃沉积一层LTO膜，从而起到绝缘性能较好的钝化保护作用。 

总结：

1）刀刮法/电泳法

① 核心工艺特点：

√ 一般仅有一层Glass钝化保护；
√ 切割道有玻璃，裂片时有隐裂风险；

② 产品特点：

√ 反向耐压等级最高可达到1200V；
√ 耐高温：可通过在Tj125℃~150℃条件下的1000h高温可靠性测试；
√ 抗热疲劳能力：可通过5000次高低温（-55℃~150℃）的冷热冲击测试；
√ 成本相对较低；

2）光阻法

① 核心工艺特点：

√ PN节采用SIPOS+GLASS+LT0三层钝化保护；
√ 切割道无玻璃，避免切割时的隐裂风险；
√ SIPOS工序涉及到高真空、特殊气体、高温成膜以及特别配方，生产控制难度系数较高；
√ 光阻法整体工艺制程控制难度均高于刀刮和电泳；

②产品特点：

√ 反向耐压等级最高可达到3000V；
√ 耐高温：可通过在Tj125℃~175℃条件下的1000h~3000h高温可靠性测试，达到车规级测试标准；
√ 抗热疲劳能力强：可通过10000次高低温（-55℃~150℃）的冷热冲击测试；
√ 成本相对较高；

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