Способ изготовления полупроводниковых приборов на основе кремния

(19) 0 1 Ь 2 1 / 02 4 В 23 К 3 1 ТЕН СТВ Изобретение относится к ов частности, к технологвления полупроводниковых прайкой, и может быть исполи изготовлении симисторовов с обратной проводимостизобретения - уменьшение пдений напряжений и сниженпереключения приборов наремния. На часть контактнности полупроводниковогоаносят и вжигают слой сплове серебра толщиной 0,1 -этого производят припаива и изибозоваа Тру Эле ои тиью. тро Я -сен анк мых а ков осойпри ове 55 ава5 мкмниего а ос 1225088,Патен кл. Н 1 Автор В 597289еликобритании1970. Посл к ко ектр сно-преве зол пятстполупфольги ю волотой ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ПИСАНИЕА ВТОРСКОМУ СВИ(71) Саранский дважды ордвого Красного Знамени заввыпрямитель"(56) Патент франции В 128кл. Н 01 Ь, 1961. ое свидетельство ССС кл. Н 01 Ь 2102, 19(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРО НИКОВЫХ ПРИБОРОВ НА ОСНОВЕ КРЕМН(57)пайкиготоров пно прристоЦель актнои поверхности опорн ода, используя припой ота, Серебряная просл ует глубокому вплавле дниковую структур з,п. ф-лы.Изобретение относится к пайке, вчастности 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: 753 золота, 257. серебра температура эвтектики с кремнием равна 490 С, а у сплава состава: 503 золооота, 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 с5 дырочной проводимостью от припоя сдонорной примесью, что позволяетуменьшить прямые падения напряженияи снизить токи переключения.При использовании серебряной про 1 О слойки толщиной менее О, 1 мкм наблюдается локальное растворение кремния в контактном сплаве,При толщине серебряной прослойки более 5 мкм в кремнии возникают15 механические напряжения и увеличивается контактное сопротивление.Серебряный сплав может быть нанесен на свободную от окислов поверхность кремния через шаблон путем ре 20 зистивного испарения в вакуумеСерябряный сплав может быть нанесен навсю поверхность, а затем в ненужныхместах удален методом фотолитографии.П р и м е р, На область с электронной проводимостью кремниевойструктуры симметричного тиристоранапыляют серебряный сплав, содержащий никель 0,5, германий 2,5,ЗО медь 27, серебро - остальное. Напыленный сплав вплавляют в кремнийв инертной среде при температуре700 С.На всю контактную поверхность35 тиристора наносят фольгу золотогоприпоя с примесью 17 галлия (толщиной30 мкм), накладывают никелированный электрод и производят пайкув атмосфере водорода при температу 40 ре б 50 С.Предварительное вплавление серебряного сплава в зону электронной проводимости кремниевого тиристора ,позволяет повысить выход годных приборов на 1,5-27 за счет снижения токов переключения. Формула изобретения501. Способ изготовления полупроводниковых приборов на основе кремния, преимущественно имеющих на контактной поверхности области электронной и ды рочной проводимости, при котором наповерхность прибора наносят промежуточный металлический слой и припаивают опорный электрод припоем на осноСоставитель ф. Конопелько Техред Л. Олейник Корректор Т. Колб Редактор Е. Копча Заказ 6374/12 Тираж 1001ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ве золота, о т л и ч а ю щ и й с я 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 поверхности.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при использовании 273224 4припоя с акцепторной примесью боромили галлием серебряный сплав наносятна область кремния с электронной проводимостью.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю-щ и й с я тем, что при использованииприпоя с донорной примесью - сурьмойили мышьяком серебряный сплав наносят на область кремния с дырочной 1 О проводимостью.