Abertura de canal em silício atráves de abrasão

Resumo

Os dispositivos semicondutores de potência fabricados com silício apresentam junções semicondutoras profundas, com cerca de 100µm de profundidade. Para assegurar o funcionamento dos dispositivos e minimizar os efeitos de borda nos valores de tensões de ruptura, as regiões expostas dessas junções devem apresentar um perfil definido com ângulo muito bem determinado. Este ângulo pode ser obtido através de corrosões químicas, corrosões secas (plasma), desbaste com jato de areia e desbaste com rebolos diamantados. Os processos atuais de desbaste mecânico (jato de areia e rebolos) somente podem ser utilizados para a produção de componentes redondos com diâmetros superiores a 23mm, não podem ser utilizados para produção de grandes quantidades uma vez que são processos lentos, levando de 10 a 20 minutos por componente. Os processos existentes para corrosão úmida apresentam diversos problemas como à dificuldade de controle, liberação de vapores tóxicos e grandes quantidades de descarte de produtos químicos altamente corrosivos e baixa uniformidade ao longo das lâminas de silício, resultando num rendimento baixo de 75% para o processo. No caso de corrosão seca (plasma) os equipamentos apresentam elevado custo (cerca de US$500.000,00), os canais aberto são muito verticais, os tempos de processamento são muito longos (cerca de 20 minutos por lâmina) e apresentam dificuldade de controle para canais maiores que 50µm. Atualmente não existem outros processos para a abertura dos canais citados. Após a abertura dos canais as regiões expostas das junções semicondutoras devem ser passivadas, ou seja, protegidas contra eventuais contaminações e umidade que podem debilitar o funcionamento dos componentes. A passivação pode ser feita com borracha de silicone, vidro filmes SIPOS (poli-óxido de silício), silício policristalino e nitreto de silício. O objetivo deste projeto é desenvolver um processo de abertura de canal por abrasão em equipamento de serra de silício. Nessa aplicação, o disco de serra seria substituído pelo rebolo, desenvolvido especialmente para esse fim, uma vez que os requisitos de granulometria do diamante, a sua concentração, o tipo de ligante utilizado apresentam influências no funcionamento do processo. O desenvolvimento deste novo processo eliminaria a necessidade do uso de fotomáscaras, reduziria o descarte de produtos químicos corrosivos e aumentaria o rendimento do processo, reduzindo o seu custo e possibilitando a passivação a vidro a custos muito competitivos. (AU)