專利名稱：一種雙向晶閘管的燒結(jié)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用鉻-鎳-銀形成的金屬阻擋層改進(jìn)雙向晶閘管的燒結(jié)工藝。
眾此周知，電力半導(dǎo)體器件是分立器件，對那些中大功率的器件，其硅片面積較大，為了起到支撐硅片、歐姆接觸及散熱作用，要把硅片燒結(jié)到鉬片上，現(xiàn)有的燒結(jié)工藝是用純鋁或硅鋁片，在680℃-700℃和真空下把硅片和鉬片燒結(jié)在一起，這種工藝對普通的單一導(dǎo)電類型的硅片的燒結(jié)還可以，但對那些有p、n不同導(dǎo)電類型的硅片表面燒結(jié)，例如雙向晶閘管，逆導(dǎo)晶閘管等，若控制不好，將導(dǎo)致n型硅在燒結(jié)后被受主雜質(zhì)鋁“吃掉”，而反型，至少會使其施主雜質(zhì)被部分補(bǔ)償。這樣，將使器件的Ⅲ象限的通態(tài)壓降變大、dv/dt耐量降低。而且，這種燒結(jié)工藝在磨角時常發(fā)現(xiàn)有孔洞和翻鋁現(xiàn)象，使器件的阻斷特性變差，另一方面，因為燒結(jié)形成的合金結(jié)深而不平坦(

圖1)，影響了雙向晶閘管參數(shù)的一致性和器件的成品率。
為了避免n型硅在燒結(jié)時被鋁“吃掉”或被部分補(bǔ)償，提高器件的燒結(jié)成品率，改善器件的通態(tài)壓降、dv/dt耐量、反向阻斷特性和各參數(shù)的一致性，改善器件的散熱效果，本發(fā)明在硅片和鋁片之間建立一個Cr、Ni、Ag三層金屬的阻擋層。
將硅片、鉬片處理干凈后，在硅片上先后蒸發(fā)上Cr、Ni、Ag金屬膜，用硅鋁片在真空燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)。先蒸Cr是因為Cr與Si片接觸性好。最后一層是Ag，是因為Ag與Al易形成合金。
由于Cr，Ni，Ag阻擋層的作用，阻擋了燒結(jié)時鋁往硅片內(nèi)的深擴(kuò)散，避免了燒結(jié)端n型硅被“吃掉”或被部分補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)象，從根本上解決了燒結(jié)沾潤不好而產(chǎn)生的孔洞和鋁局部深擴(kuò)散而產(chǎn)生的翻鋁現(xiàn)象，使燒結(jié)形成的合金結(jié)淺而平坦(圖2)。因此，改善了器件的通態(tài)壓降、dv/dt耐量、反向阻斷特性和各參數(shù)的一致性，改善了器件的散熱效果，可以在硅片直徑不變的情況下，使器件獲得更大的功率。用這種燒結(jié)工藝，實(shí)驗證明，器件的成品率至少提高20%。
圖1是現(xiàn)有的燒結(jié)端面。
圖2是本發(fā)明的燒結(jié)端面。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最好方式是Cr膜厚度為1200-1500 ，Ni膜厚度為4200-4500 ，Ag膜厚度為8000-8500 ，硅鋁片厚度為25-30μm，燒結(jié)溫度為680-690℃。蒸發(fā)前，硅片表面要進(jìn)行活化，其具體做法是將硅片放入①三氯乙烯溶液10分鐘，②二甲苯30秒，③甲醇Ⅰ30秒，④甲醇Ⅱ30秒。浸泡后大量去離子水沖凈。
權(quán)利要求
1.一種雙向晶閘管的燒結(jié)工藝其特征在于在硅片和鋁片之間建立一個有Cr、Ni、Ag三層金屬組成的阻擋層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Cr、Ni、Ag金屬阻擋層其特征在于硅片在蒸發(fā)前的活化技術(shù)。
全文摘要
本發(fā)明是一種用鉻-鎳-銀形成的金屬阻擋層改進(jìn)雙向晶閘管的燒結(jié)工藝。這種新的帶有Cr·Ni·Ag阻擋層的燒結(jié)工藝，避免了燒結(jié)端n型硅被“吃掉”或被部分補(bǔ)償現(xiàn)象，從根本上解決了燒結(jié)沾潤不好和翻鋁現(xiàn)象，而且燒結(jié)形成的合金結(jié)淺而平坦。因此，提高了器件燒結(jié)的成品率，改善了器件的通態(tài)壓降、dv/dt耐量、反向阻斷特性和參數(shù)一致性。該發(fā)明工藝先進(jìn)，而且這種燒結(jié)工藝散熱效果好，可以在硅片直徑不變大的情況下使器件獲得較大的功率，因此，將會創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號H01L21/324GK1062239SQ9110456
公開日1992年6月24日 申請日期1991年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月10日
發(fā)明者趙善麒 申請人:吉林大學(xué)