專利名稱：晶閘管管芯結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體器件，尤其涉及一種晶閘管。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)焊接式晶閘管管芯的制造是采用“雙擴(kuò)散_鍍鎳法”，通過將經(jīng)過硼擴(kuò)散(一 次擴(kuò)散)和磷擴(kuò)散(二次擴(kuò)散)的單晶硅片，表面進(jìn)行化學(xué)鍍鎳，使之可以實(shí)現(xiàn)可焊接特 性，再通過搪鉛，將單晶硅片與同樣經(jīng)過化學(xué)鍍鎳的鉬片焊接在一起，在經(jīng)過常規(guī)的磨角、 表面腐蝕等工藝處理后，形成可焊接的晶間管管芯，僅僅適用于焊接式晶間管封裝制造，此 法的優(yōu)點(diǎn)在于由于管芯中的核心部分抓單晶硅片，其表面經(jīng)過化學(xué)鍍鎳處理后，可以順利 引出陰極電極，同時(shí)也使管芯具備了可焊接性，簡(jiǎn)化了封裝工藝，提高了焊接式晶閘管管芯 生產(chǎn)效率；但是不足之處在于通過此種工藝制成的晶間管管芯動(dòng)態(tài)參數(shù)的重復(fù)性、一致性 較差，高溫特性差(焊接式晶閘管管芯根據(jù)電工類行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T8950. 1-1999，電流小于 100A的晶閘管高溫狀態(tài)下的工作結(jié)溫通常為115°C)，制成的管芯耐壓等級(jí)低(通常焊接管 芯耐壓等級(jí)最高只能達(dá)到2000V)，等級(jí)合格率不高等缺點(diǎn)；而且由于采取的是傳統(tǒng)的手工 搪鉛，將單晶硅片與經(jīng)過化學(xué)鍍鎳處理后的鉬片(傳統(tǒng)工藝中鉬片需要進(jìn)行化學(xué)鍍鎳后方 可進(jìn)行搪鉛處理)進(jìn)行搪鉛工藝焊接形成管芯，人為因素干擾較多，導(dǎo)致管芯制造工效偏 低，成品質(zhì)量很難得到保證；更重要的是目前焊料通常是采用鉛錫作為原輔料，致使成品管 芯的鉛含量明顯過高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，從而制開發(fā)一種既可焊接封裝又 可壓接封裝的完整的晶閘管管芯結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種晶閘管管 芯結(jié)構(gòu)，其特征在于具有硅片SCR結(jié)構(gòu)，所述硅片SCR結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別有鉬片層與鋁層，在 所述鉬片層與鋁層外面有鎳層，在所述鎳層外面有銀層。本實(shí)用新型在原始的N型硅片上形成P-N-P-N四層結(jié)構(gòu)(即jl結(jié)、j2結(jié)和j3 結(jié))，再以高純鋁作為單晶硅片與鉬片的鍵合介質(zhì)，在單晶硅片表面形成一層有效的保護(hù) 膜，由于高純鋁的金屬離子較之傳統(tǒng)工藝采用的鉛在表面腐蝕過程中更易于清除，這樣可 以確保管芯動(dòng)態(tài)特性的穩(wěn)定和一致，最后在燒結(jié)鍍膜好的管芯表層分別進(jìn)行鍍鎳和鍍銀處 理，在管芯兩端引出可焊接的陽(yáng)極與陰極，從而可以在摒除傳統(tǒng)搪鉛工藝的同時(shí)，制備出可 以適用既可焊接封裝又可壓接封裝的完整的晶閘管管芯。因此，本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型對(duì)燒結(jié)后的單晶硅片分別經(jīng)過鍍鎳和鍍銀處理，從而借助鎳、銀的金 屬鍍層的金屬特性，使管芯不經(jīng)過傳統(tǒng)的搪鉛工藝即可具備可焊接的特性，不僅可以在管 芯的上表層(單晶表層)形成多層金屬鍍層(由內(nèi)至外依次為鋁、鎳、銀)，同時(shí)也在管芯 的下表層也形成多層金屬鍍層(由內(nèi)至外依次為鎳、銀)，通過單晶硅片表層蒸發(fā)鍍膜形成的鋁層和金屬鍍層-鎳之間形成有效的歐姆接觸，再利用鍍銀層中良好的導(dǎo)電性能，可 以大大提高晶閘管管芯的焊接特性。由于過程中完全摒除了傳統(tǒng)的制備焊接式晶閘管管芯 所必備的搪鉛，徹底實(shí)現(xiàn)了管芯無(wú)鉛化生產(chǎn)，同時(shí)也使產(chǎn)品的耐壓等級(jí)可以從常規(guī)工藝中 的最高2000V提升到3000V以上，極大地改良了管芯的高溫特性(新工藝制造的焊接式晶 閘管管芯可以將高溫狀態(tài)下的工作結(jié)溫可以統(tǒng)一提升到125°C )產(chǎn)品參數(shù)特性得到大大增 強(qiáng)。本實(shí)用新型，既可以焊接封裝，同時(shí)也可以壓接封裝。由于管芯外表層是鍍銀層，由于 銀的良好導(dǎo)電性能，使壓接封裝的時(shí)候，管芯與管殼、管帽的內(nèi)表層形成更好的接觸?？朔?了傳統(tǒng)工藝制備的晶閘管管芯接觸壓降高的缺點(diǎn)。高溫特性優(yōu)良，大大提升了管芯的動(dòng)態(tài) 參數(shù)的穩(wěn)定性和可靠性。

附圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1是陽(yáng)極，2是銀層，3是鎳層，4是鉬片層，5是硅片SCR結(jié)構(gòu)，6是鋁層，9是 控制極，10是陰極。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。實(shí)施例如圖1所示的晶閘管管芯結(jié)構(gòu)，具有硅片SCR結(jié)構(gòu)5，所述硅片SCR結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分 別有鉬片層4與鋁層6，在所述鉬片層4與鋁層6外面有鎳層3，在所述鎳層外面有銀層2。本實(shí)用新型在原始的N型硅片上使之形成P-N-P-N四層結(jié)構(gòu)(即jl結(jié)、j2結(jié)和 j3結(jié))，再以高純鋁作為單晶硅片與鉬片的鍵合介質(zhì)，在真空高溫的條件下進(jìn)行燒結(jié)鍵合， 同時(shí)在單晶硅片表面形成一層有效的保護(hù)膜，由于高純鋁的金屬離子較之傳統(tǒng)工藝采用的 鉛在表面腐蝕過程中更易于清除，這樣可以確保管芯動(dòng)態(tài)特性的穩(wěn)定和一致，最后在燒結(jié) 鍍膜好的管芯表層分別進(jìn)行鍍鎳和鍍銀處理，在管芯兩端引出可焊接的陽(yáng)極1與陰極10以 及控制極9，從而可以在摒除傳統(tǒng)搪鉛工藝的同時(shí)，制備出可以適用既可焊接封裝又可壓接 封裝的完整的晶閘管管芯。
權(quán)利要求一種晶閘管管芯結(jié)構(gòu)，其特征在于具有硅片SCR結(jié)構(gòu)，所述硅片SCR結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別有鉬片層與鋁層，在所述鉬片層與鋁層外面有鎳層，在所述鎳層外面有銀層。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種晶閘管管芯結(jié)構(gòu)，其特征在于具有硅片SCR結(jié)構(gòu)，所述硅片SCR結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別有鉬片層與鋁層，在所述鉬片層與鋁層外面有鎳層，在所述鎳層外面有銀層。本實(shí)用新型在原始的N型硅片上形成P-N-P-N四層結(jié)構(gòu)(即j1結(jié)、j2結(jié)和j3結(jié))，再以高純鋁作為單晶硅片與鉬片的鍵合介質(zhì)，在單晶硅片表面形成一層有效的保護(hù)膜，最后在燒結(jié)鍍膜好的管芯表層分別進(jìn)行鍍鎳和鍍銀處理，在管芯兩端引出可焊接的陽(yáng)極與陰極，從而可以在摒除傳統(tǒng)搪鉛工藝的同時(shí)，制備出可以適用既可焊接封裝又可壓接封裝的完整的晶閘管管芯。
文檔編號(hào)H01L29/43GK201584417SQ20092031781
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者何加利 申請(qǐng)人:浙江四方電子有限公司