DE3442538A1 - Verfahren zum loeten von halbleiterbauelementen - Google Patents
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Description
- Verfahren zum Löten von Halbleiterbauelementen
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löten von mit Aluminium beschichteten Halbleiterbauelementen.
- Ueblicherweise werden für die Kontaktierung die Bauelemente mit mehreren Metallschichten bedampft, um beim Weichlöten einen gut haftenden, ohmschen Kontakt zu erhalten.
- Bekannt ist z.B. die Schichtenfolge von Aluminium, Chrom, Nickel und Gold aus der DE-A-2 809 863. Zwar bildet Aluminium einen sehr guten ohmschen Kontakt zum Silizium des Halbleiterbauelementes, die Aluminiumschicht selber ist jedoch mit den üblichen Weichloten, Legierungen auf der Basis von Blei, Zinn oder Indium, nicht benetzbar.
- Nur bestimmte Metalle, wie z.B. Nickel, lassen sich mittels Weichlot gut benetzen. Eine Chromschicht zwischen Aluminium und Nickel bildet eine Diffusionsbarriere, und eine dünne Goldschicht verhindert die Oxydation des Nickels. Obwohl das Aufdampfen dieser Metallschichten weitgehend automatisch erfulgt, ist dieser Prozess doch ziemlich aufwendig und braucht mehrere teuere Metalle.
- Die in den Patentansprüchen gelöste Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einfachere und kostensparendere Art der Kontaktierung anzugeben.
- Das erfindungsgemässe Verfahren hat den wichtigen Vorteil, dass keine aufwendigen Aufdampfprozesse mehr benötigt werden und zusätzlich an Material gespart wird.
- Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
- In einem ersten Beispiel wird ein Halbleiterbauelement mit einer Aluminiumschicht bedampft und anschliessend einem fluorhaltigen Plasma ausgesetzt. Dazu wird das Bauelement, z.B. ein Thyristor vom Typ CSR 449 der Firma BBC Baden (CH), in einer Reaktiv-Ionenätz-Anlage über mehr als einer Stunde einem SF6-Plasma, unter Zugabe von bis zur Hälfte Sauerstoff als oxydierender Atmosphäre, ausgesetzt. Das Reaktiv-Ionenätz-Verfahren ist ausführlich beschrieben z.B. in IEEE Trans on El. Dev. ED29 (1981), Seite 1315 ff. Insbesondere gelten folgende Bedingungen: Durchflussrate SF6 30 Standard-cm3/min Durchflussrate 02 20 Standard-cm3/min Hochfrequenz-Leistungsdichte 0,8 W/cm2 Druck 8 Pa Kathoden-Spannung - 160 V Behandlungsdauer 90 min Das Bauelement wird nachträglich auf der Anodenseite auf ein Kupfer-Keramiksubstrat mit einem Weichlot mit mindestens 70 °Ó Blei, z.B. Pb-Sn (95 : 5) in einem Ofen unter Hochvakuum gelötet. Das Vakuum beträgt etwa 10 Pa. Bei einer Löttemperatur von 420 K war die Benetzbarkeit des Aluminiums mässig, bei einer Temperatur von 670 K jedoch ausgezeichnet.
- In einem zweiten Beispiel wird ein Halbleiterbauelement unter den gleichen Bedingungen wie vorher einem Plasma aus Freon und Sauerstoff ausgesetzt. Die Kontaktdrähte werden dann mit einem üblichen Lötkolben mit einem Weichlot mit maximal 50 °Ó Blei, z.B. Pb-Sn (40 : 60) bei einer Temperatur zwischen 470 K und 670 K gelötet, wobei bei der höheren Temperatur die besten Resultate erreicht werden.
Claims (1)
- Patentansprüche 1. Verfahren zum Löten von mit Aluminium beschichteten Halbleiterbauelementen, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Aluminiumschichten einem fluorhaltigen Plasma ausgesetzt und die derartig behandelten Oberflächen mit einem Weichlot kontaktiert werden.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen während mindestens einer Stunde einem Plasma aus SF6 ausgesetzt werden.3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das fluorhaltige Plasma aus Freon besteht.4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem fluorhaltigen Plasma Sauerstoff beigemischt ist.5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis ~4, dadurch gekennzeichnet, dass das Weichlot aus Pb-Sn besteht mit mindestens 70% Blei und im Hochvakuum bei einer Temperatur von 420 bis 670 K gelötet wird.6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Weichlot aus Pb-Sn besteht mit höchstens 50% Blei und bei einer Temperatur von.470 bis 670 gelötet wird.
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