Способ формирования контакта к коллекторной области кремниевого транзистора

Способ формирования контакта к коллекторной области кремниевого транзистора

Реферат

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Известен способ формирования контакта к коллекторной области транзистора при посадке кристалла транзистора на основание корпуса полупроводникового прибора [1].

Сущность изобретения заключается в том, что на соединяемые поверхности кристалла и основание корпуса наносят слои металла: на кристалл - магний, на основание - алюминий, между ними размещают припойную прокладку из алюминий-магниевого сплава электрического состава, нагревают детали до 450-750°C, при которой образуется жидкая прослойка, выдерживают и охлаждают до формирования паяного соединения.

Недостатком способа является сложная технология, высокие температуры, низкая производительность процесса.

Известен способ формирования контакта к коллекторной области транзистора методом посадки кремниевого кристалла на основание корпуса [2]. Сущность способа заключается в напылении на обратную сторону пластин слоя металлов хром-никель (Cr-Ni), между поверхностями кристалла и основания размещают припойную прокладку оловянно-свинцовую, нагревают детали до формирования паяного соединения.

Недостатком способа является ненадежность контактного соединения за счет окисления никеля.

Известен способ посадки кремниевого кристалла на основание корпуса. Сущность способа заключается в напылении на обратную сторону пластин слоя металлов титан-германий, между поверхностями кристалла и основания размещают припойную прокладку оловянно-свинцовую, нагревают детали до формирования паяного соединения [3].

Недостатком способа является дороговизна германия и высокие температуры.

Целью изобретения является уменьшение температуры посадки кристалла на основание корпуса, повышение надежности контакта кристалла с основанием корпуса и применение недорогостоящих материалов при сохранении стабильности процесса.

Сущность способа заключается в том, что на обратную сторону кремниевой пластины наносят последовательно в едином технологическом цикле два металла: титан-медь. Разделяют пластину на кристаллы и производят пайку кристаллов к основанию корпуса при температуре 250-280°C в течение 3-5 с. Данное сочетание напыляемых металлов обеспечивает получение надежного контакта кристалла с основанием корпуса, 100% распределение припоя по поверхности кристалла, отсутствие пор в припое, улучшение выходных характеристик прибора.

Качество посадки контролируется методом отрыва с определенным усилием и визуально под микроскопом. При проведении контроля посадки кристалла с двухслойной металлизацией кристалл не отрывается от основания корпуса при приложении соответствующего усилия, а при приложении большего усилия разламывается сам кремний. Это объясняет то, что посадка кристалла качественная. При визуальном контроле под микроскопом со всех сторон кристалла по периметру проступает припой на 0,3-0,8 мм от края, что показывает удовлетворительное распределение припоя по всей площади кристалла. Кроме того, контроль площади распределения припоя по основанию кристалла с помощью рентгеновского микроскопа показал 100% распределение припойного слоя по площади кристалла без пор, что улучшает тепловые свойства прибора.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

ПРИМЕР 1. Процесс проводят в установке вакуумного напыления, в которой размещены кремниевые пластины. Задают режимы напыления металлов: титан-медь. Процесс проводят в едином технологическом цикле, на поверхности полупроводника формируется тонкая металлическая пленка. Процент выхода годных на операции «Посадка кристалла» составляет 96-98%.

ПРИМЕР 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Задают режимы напыления металлов: титан-медь. Процент выхода годных на операции «Посадка кристалла» составляет 99-100%.

Использование данного способа позволяет уменьшить стоимость процесса напыления и повысить надежность контакта кристалла с основанием корпуса при проведении процесса напыления слоя металлов: титан-медь в едином технологическом цикле.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мазель Е.З. Пресс Ф.П. Планарная технология кремниевых приборов. - М.: Энергия, 1974, с. 318-321.

2. АС СССР №1674293, Н01L 21/58, 30.08.91.

3. Патент №2375787, Н01L 21/58, 10.12.2009.

Способ формирования контакта к коллекторной области транзистора при посадке кристалла транзистора на основание корпуса полупроводникового прибора, включающий последовательное напыление на посадочную поверхность кристалла слоев металлов, отличающийся тем, что с целью повышения надежности соединения, уменьшения температур и экономичности процесса используют два металла титан-медь, процесс проводят в едином технологическом цикле, температура процесса посадки составляет 250-280°C.