Способ изготовления полупроводниковых приборов Советский патент 1986 года по МПК B23K1/12 H01L21/02 

ьо

о: со со со

Изобретение относится к производству силовых полупроводниковых приборов, в частности к способам изготовления приборов с присоединением контактных элементов пайкой, и может быть использовано в электротехнической и электронной промышленности.

изобретения является повышение качества приборов и выхода годных.

Способ осуществляют следующим образом.

Пайку полупроводникового кристалла с контактными элементами производят припоями на основе сплавов олово-свинец или свинца за один или два приема. Затем кристалл с контактными элементами подвергают термообработке при температуре ниже температуры начала плавления наиболее легкоплавкого из применяемых при пайке припоев, но не менее 0,6 ее значения, и длительности в часах не менее величины, определяемой из соотнощения ., где То«р - температура термообработки в °С.

После термообработки полупроводниковый кристалл подвергают травлению, производят контроль параметров прибора, нанесение защитного покрытия и герметизацию прибора.

Проведение травления после пайки, а также введение промежуточной термообработки позволяют снизить остаточные механические напряжения в спаях и полупроводниковом кристалле, что повьипает качество приборов и стабильность их характеристик.

Пример. Полупроводниковый кремниевый кристалл с тиристорной структурой в нем паяют с основанием корпуса и вьгводами (арматура тиристора) в водородной конвейерной печи одновременно - за один температурно-временной цикл. Все паяные швы выполняют припоем одного и того же состава (марки ПОС 2, температура полного расплавления которого близка к 320°С. Пайку ведут при 400± 10°С. Полученную паяную арматуру подвергают щелочному травлению в кипящей КОН с целью очистки поверхности фаски на кристалле. В ходе операции травления контролируют электрические параметры и вольтамперные характеристики, по которым оценивают годность изделий. Перед операцией травления снимают остаточные механические напряжения в спаях и кристалле дополнительной

термической обработкой арматуры при пониженной температуре - ниже 320°С,но не менее 0,6-320 ; 190°С. Максимальное значение этой температуры ограничивают требованием исключения вторичного расплавления паяных щвов при случайном отклонении температуры в большую сторону, а также окисления поверхности деталей при термообработке на воздухе. Минимальное значение - 190°С - определено из экспериментов как те.мпература, при которой за короткое время обеспечивается повышение выхода годных арматур на операции травления фаски хЮ реально возможного, а также снижение до нуля числа отказов при испытаниях на термоциклостойкость. При более низких значениях температуры Товр, (ниже 190°С) указанная цель не достигается. Для арматуры тиристора Т122 выбирают Тобр.200°С, так как при более высокой температуре имеет место потускне0 ние покрытий, что недопустимо. Минимальную длительность inm термообработки арматур при выбранном значении температуры 200°С - установили 8 ч.

Когда для пайки нескольких соединений в одном изделии применяют припои

5 различного состава, при выборе оптимальной температуры обработки перед травлением учитывают значение температуры плавления наиболее легкоплавкого из применяемых припоев.

Формула изобретения

Способ изготовления полупроводниковых приборов, включающий пайку полупроводникового кристалла с контактными эле.ментами, травление напаянного кристалла, контроль параметров прибора, нанесение защитного покрытия и герметизацию прибора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и выхода годных приборов, травление кристалла производят после

пайки контактных элементов, а перед травлением паяный кристалл с контактными элементами подвергают термообработке при температуре ниже температуры начала плавления наиболее легкоплавкого из применяемых при пайке припоев, но не менее

0,6 ее значения, и длительности в часах не менее величины, определяемой из соотношения 210+ 7Тобр, где Тобр. - температура термообработки в °С.

Изобретение относится к области производства силовых полупроводниковых приборов, в частности к способам изготовления приборов с присоединением контактных элементов пайкой, и позволяет повысить качество приборов и выхода годны.к. После пайки контактных элементов полупровОлТ.никовый кристалл подвергают термообработке при температуре ниже температуры начала плавления наиболее легкоплавкого из применяемых при пайке припоев, но не менее 0,6 ее значения, и длительности в часах не менее величины, определяемой из соотношения 2-10 /Т-обр., где Товр- температура термообработки в °С. После термообработки полупроводниковый кристалл подвергают травлению. Проведение травления после пайки, а также введение промежуточной термообработки позволяют снизить остаточные механические напряжения в спаях и полупроводниковом кристалле, что повышает качество приборов и стабильность их ха рактеристик. (Л