Способ изготовления полупроводнико-вых приборов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ТИЛЬСТВУ, Сфвз Советских Социалистических Реслублик(51) М. Кл. В 23 К .1/20 с присоединением заявки йо 3 осудвретвеяямй комятет СССР яо аеавм язобретений я отармтяй(088.8) Дата опубликования описания 3005.81 П.А. Кобылянский, А.П. Андреев, Ю.1(. Утробин и К,П. Полянин 72) Авторы изобретения(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ.Изобретение относится к технологии производства полупроводниковыхприборов и может быть использованопри изготовлении силовых и сверхвысокочастотных приборов,Известен способ изготовления полупроводниковых приборов, включающий присоединение к кремниевому кристаллу контактов (выводов из тугоплавких металлов - молибдена, вольфрама) через промежуточный слой алюминия (1).Известен также способ изготовления полупроводниковых приборов, прикотором на паяемые поверхности кристалла наносят слой алюминия, осуществляют пайку с выводами изтугоплавких металлов с приложением давления н последующей герметизацнейприбора стеклянной оболочкой.Присоединение осуществляется прнотемпературе порядка 700 С. При этойтемпературе эвтектический сплав алюминий-кремний .скрепляет кристал стугоплавкими выводами 21,Прн известных способах изготовления полупроводниковых приборов .трудно получить хорошую адгезию стеклянной оболочки к выводам при герметизации .стеклом,:что связано с необходимостью окислять поверхность выводов. С другой стороны; операциюокисления трудно осуществить приданном способе изготовления, таккак зто приводит к невозможностипроведения пайки и резко увеличивает трудоемкость изготовления выводов,Цель изобретения - повышение адгезионной способности выводов приоплавлении их стеклом.Поставленная цель достигается.тем,что выводы перед пайкой окисляют,а окислы с паяемых поверхностей выводов удаляют.15 Соотношение толщины слоев алюминия иокислов тугоплавких металловсоставляет 1:20.Удаление окислов с паяемых.поверхностей происходит .в результате при ложения механической нагрузки к выводам и кристаллу .вдоль продольной оси прибора.Приложение механической нагрузкик окисленным выводам и кристаллу впроцессе пайки позволяет слоям алюминия эффективно разрушать и растворять окислы тугоплавких металлов наторцовой поверхности выводов, Процессразрушения и растворения окислов в 30 значительной степени определяется833383 20 формула изобретения Составитель ИКлючниковТехред Н.Бабурка Корректор В. Синицкая Редактбр Н. Бушаева Тираж 1148 Подписное ВНИИПИ Государственного комитЕта СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Заказ 3864/11 филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 величиной механической нагрузки итемпературой пайки.,П р и м е р. Проводится сборкаполупроводникового СВЧ р 1-п-диода,Выводы диода изготавливаются иэ молибдена цилиндрической формы. Диаметрвывода 2,9 мм, высота 1,5 мм. Р 1-п-структура представляет собой кремниевый кристалл с Рфи М+-1 переходами. Боковая поверхность кристалла предварительно защищается слоем электрофоретическн осажденного стекла толщиной 20-40 мкм. На торцовую поверхность р 1-п-структуры напыляются слои А 8 толщиной 1,5 2 мкм. Диаметр р 1-п-структуры 2,8 мм; толщина 1-области 150 мкм. Стеклянный капилляр для герметизации имеет состав, необходимый для сохранения параметров р 1-и-структуры в процессе герметизации и не содержит ионов щелочных металлов. Внутренний диаметр капилляра 2,98, высота - 2,5, толщина стенки параметра - 0,4 мм.Изготовление прибора производится следующим образом. Перед операцией напайки выводов их окисляют по общепринятой технологии (проводится разогрев на воздухе при 580-600 ф С в течение 5-10 мин). Отгонка трех- окиси молибдена производится в атмосфере сухого азота при 1000 С во течение 1-5 мин. Напайка выводов на кристалл производится в атмосфере азота при 650 ОС.В процессе пайки выводы прижима- . ются к кристаллу специальной пружиной с усилием 3 кг. Процесс пайки длится 1,5-2 мин. Качество пайки оценивается после разрушения сборки. При проведении процесса в укаэанном режиме практически все сборки разрушаются по кристаллу, в то время как паяное соединение не разрушалось. Если в процессе пайки прикладывать усилие менее 0,4 кг/ммХ, качественного соединения не происходит. Приложение же усилия более 2 кг/ммф приводит к появлению микротрещин в кристалле и необратимому изменению параметров. После пайки проводится герметизация сборки стеклянным капилляром (в среде азота при 660 ф С и подаче избыточного давления 8 атм после оплавления капилляра. Стекляннаяоболочка герметично охватывает боковую поверхность выводов и р 1-пструктуры. Пробивное напряжение полученных диодов - 1000 В, емкость 4 пф, прямое сопротивление потерьпри прямом токе 500 мА 60,2 Ом.15 Приборы успешно выдерживают комплекс механических и климатическихиспытаний. 1. Способ изготовления полупровод"никовых приборОв,при котором на паяемую поверхность кристалла наносятслой алюминия, осуществляют пайку свыводами из тугоплавких металлов сприложением давления и последующейгерметизацией прибора стеклянной оболочкой, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения адгеэионнойспособности выводов при оплавленииих стеклом, выводыперед пайкой окисляют, а окислы с паяемых поверхностей выводов удаляют.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что соотношение толщины слоев алюМяния и окисловтугоплавких металлов составляет 1:20.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе40 1. Патент франции В 2321193,кл. Н 01 Ь 21/88, 11.03.77.2. Патент Великобритании 9 151294,кл. Н 1 К,.10.05.78