КОРПУС ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА Советский патент 1997 года по МПК H01L23/02 

Изобретение относится к производству полупроводниковых приборов и, главным образом, к корпусам мощных высокочастотных транзисторов.

Известны конструкции керамических деталей, покрытых тугоплавким металлом, методом вакуумного напыления. [1]
Однако широкого распространения подобные конструкции не нашли применительно к корпусам полупроводниковых приборов. Это можно объяснить тем, что в корпусах полупроводниковых приборов, которые, как правило, собираются с помощью пайки в атмосфере водорода, необходима высокая адгезия металлизационного покрытия, без чего невозможно обеспечить высокую надежность корпуса. Металлизационное покрытие должно быть из материала, имеющего близкий коэффициент температурного расширения с полупроводниковым материалом, и иметь высокую теплопроводность. Металл, позволяющий обеспечить всю совокупность указанных свойств при нанесении вакуумным напылением на керамику, пока еще на подобран.

Наиболее близким по технической сущности является конструкция корпуса, в которой на керамическом основании последовательно размещены слои тугоплавкого материала и молибдена [2]
Недостатком такой конструкции является низкая надежность и высокое тепловое сопротивление.

Целью настоящего изобретения является снижение теплового сопротивления и повышение надежности.

Это достигается за счет того, что в корпусе полупроводникового прибора, содержащем керамическое основание с последовательно размещенными на нем слоями из тугоплавкого материала и молибдена, в качестве тугоплавкого материала используют твердый раствор молибдена в титане со следующим соотношением компонентов, мас. Mo 12,5 16,6; Ti 83,4 87,5.

Размещение на поверхности двигателя, выполненного из керамики, двухслойного покрытия, состоящего из твердого раствора молибдена в титане и слоя молибдена, обеспечивает снижение теплового сопротивления корпуса и повышение надежности полупроводникового прибора за счет того, что керамика с двухслойными покрытием подвергается высокотемпературной вакуумной обработке, обеспечивающей активное взаимодействие титана с керамикой и, как следствие, высокую адгезию металла с керамикой, что обеспечивает снижение теплового сопротивления корпуса и повышение надежности прибора.

На чертеже представлена конструкция держателя корпуса, представляющего собой диск 1 из окиси бериллия, на поверхность которого напылен слой 2 молибдена. Между слоем молибдена и керамикой размещен промежуточный слой 3 твердого раствора молибдена в титане.

Твердый раствор молибдена в титане имеет высокую адгезию с керамикой, т. к. титан активно взаимодействует при высокотемпературной обработке с керамикой. Кроме того, указанный твердый раствор не гидрируется в водороде. Это позволяет припаивать к металлизации вывода корпуса и другую конструктивную арматуру твердыми припоями в среде водорода. Если бы промежуточным слоем был титан, то при пайке в водороде, который легко проходит при высокой температуре через молибден, происходило бы гидрирование титана по границе титан-керамика, что вызывает увеличение параметров решетки и отслоение металлизационного слоя от керамики.

Описанную выше конструкцию, корпуса можно выполнить следующим образом: на поверхность керамики напыляем в вакууме титан толщиной 0,3-3 мкм при температуре 800±50^oC; на слой титана напылен в вакууме слой молибдена толщиной 3-15 мкм при температуре 1100±100^oC; проводим затем температурную обработку в вакууме или среде с инертным газом в течение 3 мин при температуре 1000-1200^oC, в результате чего под слоем молибдена получаем твердый раствор молибдена в титане; по слою металлизации проводим фотолитографию для получения требуемого рисунка металлизации; к металлизации припаиваем выводы припоем типа ПСр 72 в среде водорода.

Предложенная конструкция позволяет улучшить параметры приборов.

Корпус полупроводникового прибора, содержащий керамическое основание с последовательно размещенными на нем слоями из тугоплавкого материала и молибдена, отличающийся тем, что, с целью снижения теплового сопротивления и повышения надежности, в качестве тугоплавкого материала используют твердый раствор молибдена в титане со следующим соотношением компонентов, мас.%:
Mo - 12,5% - 16,6%
Ti - 83,4% - 87,5%е

Корпус полупроводникового прибора, содержащий керамическое основание с последовательно размещенными на нем слоями из тугоплавкого материала и молибдена, отличающийся тем, что, с целью снижения теплового сопротивления и повышения надежности, в качестве тугоплавкого материала используют твердый раствор молибдена в титане со следующим соотношением компонентов, мас.

Mo 12,5 16,6
Ti 83,4 87,5