Способ изготовления полупроводниковых приборов на основе кремния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области пайки, в частности, к технологии изготовления полупроводниковых приборов пайкой, и может быть использовано при изготовлении симисторов и тиристоров с обратной проводимостью. Цель изобретения - уменьшение прямых падений напряжений и снижение токов переключения приборов на основе кремния. На часть контактной поверхности полупроводникового прибора наносят и вжигают слой сплава на основе серебра толщиной 0,1-5 мкм. После этого производят припаивание к контактной поверхности опорного i электрода, используя припой на основе золота. Серебряная прослойка преСП пятствует глубокому вплавлению в полупроводниковую структуру золотой фольги. 2 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 в 3

1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3865231/25-27 (22) 12.03.85 (46) 30.11.86. Бюл. В 44 (71) Саранский дважды ордена Трудового Красного Знамени завод "Электровыпрямитель" (72) В.Д. Городенский, О.П. Ксенофонтов, Ю.А. Астафьев, В.С. Панкратов и В.И. Чикин (53) 621.791.3(088.8) (56) Патент Франции - 1280155, кл. Н 01 L 1961.

Патент Великобритании Ф 1225088, кл. Н 1 К, 1970.

Авторское свидетельство СССР

В 597289, кл. Н 01 Ь 21/02, 1976. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ

y1) 4 В 23 К 31/02, Н 01 L 21/02 (57) Изобретение относится к области пайки, в частности, к технологии изготовления полупроводниковых приборов пайкой, и может быть использовано при изготовлении симисторов и тиристоров с обратной проводимостью.

Цель изобретения — уменьшение прямых падений напряжений и снижение токов переключения приборов на основе кремния. На часть контактной поверхности полупроводникового прибора наносят и вжигают слой сплава на основе серебра толщиной 0,1-5 мкм.

После этого производят припаивание к контактной поверхности опорного электрода, используя припой на осно- ве золота. Серебряная прослойка препятствует глубокому вплавлению в полупроводниковую структуру золотой ! фольги. 2 з.п. ф-лы.

1273224

Изобретение относится к пайке, в частности к способам изготовления полупроводниковых приборов пайкой, и может быть использовано при изготовлении переключающих приборов— симисторов и тиристоров с обратной проводимостью.

Цель изобретения — уменьшение прямых падений напряжений и снижение токов переключения приборов на основе кремния.

Способ осуществляют следующим образом.

После изготовления тела кремневого полупроводникового прибора, на контактную поверхность которого выходят области электронной и дырочной проводимости, на часть поверхности наносят и вжигают слой сплава на основе серебра толщиной О, 1-5 мкм, после чего производят припаивание к контактной поверхности опорного электрода, используя припой на основе золота. При использовании в качестве припоя сплава золота с акцепторной примесью (бором или галлием) серебряный сплав наносят на область кремния с электронной проводимостью, а при использовании сплава золота с донорной примесью (сурьмой или мышьяком) серебряный сплав наносят на область с дырочной проводимостью.

Серебряная прослойка мешает глубокому вплавлению в полупроводниковую структуру золотой фольги. Это происходит из-за того, что у сплава серебро — золото — кремний эвтектическая температура сплавления с кремнием вьппе температуры эвтектики золото — кремний. Так у сплава состава: 75Х золота, 257. серебра температура эвтектики с кремнием равна

490 С, а у сплава состава: 503 золоо о та, 507. серебра — 570 С. Так как тонкая серебряная прослойка предварительно вплавлена в полупроводниковую структуру, в этом месте золотой припой смачивает серебряную поверхность, но не вплавляется глубоко в кремний.

За технологическое время пайки полупроводниковой структуры золото и серебро не успевает значительно перемещаться, и в месте вплавления в кремний образуется сплав серебро — золото с преимущественным содержанием серебра, высокой температурой взаимодействия с кремнием и малой глубиной вплавления.

Вжигаемый серебряный сплав отделяет поверхность кремния с электронной проводимостью от припоя с акцепторной примесью или поверхность с

5 дырочной проводимостью от припоя с донорной примесью, что позволяет уменьшить прямые падения напряжения и снизить токи переключения.

При использовании серебряной про10 слойки толщиной менее О, 1 мкм наблюдается локальное растворение кремния в контактном сплаве, При толщине серебряной прослойки более 5 мкм в кремнии возникают

15 механические напряжения и увеличивается контактное сопротивление.

Серебряный сплав может быть нанесен на свободную от окислов поверхность кремния через шаблон путем ре20 зистивного испарения в вакууме ° Серябряный сплав может быть нанесен на всю поверхность, а затем в ненужных местах удален методом фотолитографии.

Пример. На область с электронной проводимостью кремниевой структуры симметричного тиристора напыляют серебряный сплав, содержащий никель 0 5 германий 2,5, ЗО медь 27, серебро — остальное. Напыленный сплав вплавляют в кремний в инертной среде при температуре

700 С.

На всю контактную поверхность

35 THpHcTopG наносят фольгу золотого припоя с примесью 17 галлия (толщиной 30 мкм), накладывают никелированный электрод и производят пайку в атмосфере водорода при температу40 ре б50 С.

Предварительное вплавление серебряного сплава в зону электронной проводимости кремниевого тиристора ,позволяет повысить выход годных при45 боров на 1,5-2 за счет снижения токов переключения. формула и з обретения

1. Способ изготовления полупроводниковых приборов на основе кремния, преимущественно имеющих на контактной поверхности области электронной и ды55 рочной проводимости, при котором на поверхность прибора наносят промежуточный металлический слой и припаивают опорный электрод припоем на основерхности.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при использовании

Составитель Ф. Конопелько

Техред Л.Олейник Корректор Т. Колб

Редактор Е. Копча

Заказ 6374/12 Тираж 1001

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ве золота, отличающийся тем, что, с целью уменьшения прямых падений напряжений и снижения токов переключения, в качестве металла промежуточного слоя берут сплав на основе серебра толщиной 0,1-5 мкм, нанося его на часть контактной по273224 4 припоя с акцепторной примесью бором или галлием серебряный сплав наносят на область кремния с электронной проводимостью.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю- шийся тем, что при использовании припоя с донорной примесью — сурьмой или мышьяком серебряный сплав наносят на область кремния с дырочной

1Î проводимостью.