СПОСОБ МОНТАЖА КРИСТАЛЛА КРЕМНИЕВОГО ТРАНЗИСТОРА Российский патент 2024 года по МПК H01L21/316 

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

Известен способ посадки кристалла полупроводникового прибора [1]. Сущность изобретения заключается в том, что на соединяемые поверхности кристалла и основания 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°С, при которой образуется жидкая прослойка, выдерживают и охлаждают до формирования паяного соединения.

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

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

Недостатком способа является ненадежность контактного соединения.

Целью изобретения является повышение надежности контакта кристалла с основанием корпуса и стабильности процесса присоединения.

Сущность способа заключается в том, что на обратную сторону кремниевой пластины наносят последовательно в едином технологическом цикле четыре металла: хром-никель-олово-серебро (Cr-Ni-Sn-Ag). Разделяют пластину на кристаллы и производят пайку кристаллов к основанию корпуса при температуре 300°С в течение 3-5 с. Данное сочетание напыляемых металлов обеспечивает получение надежного контакта кристалла, 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 четырехслойной 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 6-0,8 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 магнетронного напыления в которой размещены кремниевые пластины. Задают режимы напыления металлов: хром-никель-олово-серебро (Cr-Ni-Sn-Ag). Процесс проводят в едином технологическом цикле, на поверхности полупроводника формируется тонкая металлическая пленка из четырех металлов, напыленных последовательно: Cr-Ni-Sn-Ag.

Толщина каждого слоя соответствует следующим значениям:

Cr - 0,06±0,01 мкм; Ni - 0,6±0,02 мкм; Sn - 0,07±0,02 мкм; Ag - 0,4±0,5 мкм.

Скорость напыления металлов равна:

Cr - 15,0 А°/c

Ni - 10,0 А°/c

Sn - 15,0 А°/c

Ag - 20,0 А°/c

Процент выхода годных пластин на операции «Посадка кристалла» составляет 96-98%.

ПРИМЕР 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Задают режимы напыления металлов: хром-никель-олово-серебро.

Толщина каждого слоя соответствует следующим значениям:

Cr - 0,05±0,01 мкм; Ni - 0,5±0,02 мкм; Sn - 0,06±0,02 мкм; Ag - 0,5±0,5 мкм.

Скорость напыления металлов равна:

Cr - 15,0 А°/c

Ni - 12,0 А°/c

Sn - 15,0 А°/с

Ag - 25,0 А°/с

Процент выхода годных пластин на операции «Посадка кристалла» составляет 99-100%.

Использование данного способа позволяет повысить надежность контакта кристалла с основанием корпуса при проведении процесса напыления четырех металлов: хром-никель-олово-серебро (Cr-Ni-Sn-Ag) в едином технологическом цикле.

1. п.ф.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент RU 2375787, H01L 21/58, 21.10.2009.

2. Патент RU 2359360, H01L 21/58, 20.06.2009.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем. Сущность способа заключается в том, что на обратную сторону кремниевой пластины наносят последовательно в едином технологическом цикле четыре металла: хром-никель-олово-серебро (Cr-Ni-Sn-Ag), затем разделяют пластину на кристаллы и производят пайку кристаллов к основанию корпуса при температуре 300°С в течение 3-5 с. Технический результат: повышение надежности контакта кристалла с основанием корпуса и стабильность процесса присоединения.

Способ монтажа кристалла кремниевого транзистора, включающий последовательное напыление в едином технологическом цикле на посадочную поверхность кристалла слоев металлов и пайку кристалла к основанию, отличающийся тем, что проводят последовательное напыление четырех металлов хром-никель-олово-серебро, а пайку кристалла к основанию корпуса проводят при температуре 300°С в течение 3 – 5 с.