DE3442538A1 - Verfahren zum loeten von halbleiterbauelementen - Google Patents

Verfahren zum loeten von halbleiterbauelementen

Info

Publication number
DE3442538A1
DE3442538A1 DE19843442538 DE3442538A DE3442538A1 DE 3442538 A1 DE3442538 A1 DE 3442538A1 DE 19843442538 DE19843442538 DE 19843442538 DE 3442538 A DE3442538 A DE 3442538A DE 3442538 A1 DE3442538 A1 DE 3442538A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
semiconductor components
soldering
fluorine
aluminum
containing plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19843442538
Other languages
English (en)
Inventor
Jens Dr. Gebenstorf Gobrecht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BBC Brown Boveri AG Switzerland
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BBC Brown Boveri AG Switzerland filed Critical BBC Brown Boveri AG Switzerland
Publication of DE3442538A1 publication Critical patent/DE3442538A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/20—Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/38—Selection of media, e.g. special atmospheres for surrounding the working area
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01019—Potassium [K]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01023—Vanadium [V]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01024—Chromium [Cr]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01049—Indium [In]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01074—Tungsten [W]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/014—Solder alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301—Thyristor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Molten Solder (AREA)

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)

  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.
DE19843442538 1983-12-21 1984-11-22 Verfahren zum loeten von halbleiterbauelementen Withdrawn DE3442538A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH6811/83A CH662007A5 (en) 1983-12-21 1983-12-21 Method of soldering semiconductor components

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3442538A1 true DE3442538A1 (de) 1985-07-04

Family

ID=4315391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843442538 Withdrawn DE3442538A1 (de) 1983-12-21 1984-11-22 Verfahren zum loeten von halbleiterbauelementen

Country Status (2)

Country Link
CH (1) CH662007A5 (de)
DE (1) DE3442538A1 (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990003098A1 (en) * 1988-09-15 1990-03-22 Cookson Group Plc. Preparing articles for soldering
US4921157A (en) * 1989-03-15 1990-05-01 Microelectronics Center Of North Carolina Fluxless soldering process
DE4021031A1 (de) * 1990-01-10 1991-07-11 Mitsubishi Electric Corp Halbleiterbauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE4003070A1 (de) * 1990-02-02 1991-08-08 Telefunken Electronic Gmbh Verfahren zum aufloeten eines halbleiterkoerpers auf einen traegerkoerper
WO1993019575A1 (de) * 1992-03-20 1993-09-30 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum verlöten von leiterplatten unter niederdruck
DE4316175A1 (de) * 1993-05-14 1994-11-17 Daimler Benz Ag Lötverbindung und Lötverfahren
US5407121A (en) * 1993-11-19 1995-04-18 Mcnc Fluxless soldering of copper
WO1995013896A1 (en) * 1993-11-19 1995-05-26 Mcnc Fluxless soldering pretreating system and method using fluorine-containing plasma
US5615825A (en) * 1995-05-12 1997-04-01 Mcnc Fluorinated fluxless soldering
US6013381A (en) * 1996-12-06 2000-01-11 Mcnc Fluorinated fluxless soldering
WO2003076113A1 (de) * 2002-03-08 2003-09-18 Behr Gmbh & Co. Verfahren zum löten von aluminium
US10896893B2 (en) * 2017-07-31 2021-01-19 Infineon Technologies Ag Soldering a conductor to an aluminum metallization

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3396454A (en) * 1964-01-23 1968-08-13 Allis Chalmers Mfg Co Method of forming ohmic contacts in semiconductor devices
GB1149606A (en) * 1967-02-27 1969-04-23 Motorola Inc Mounting for a semiconductor wafer which is resistant to fatigue caused by thermal stresses
US3735208A (en) * 1971-08-26 1973-05-22 Rca Corp Thermal fatigue lead-soldered semiconductor device
DE2723933A1 (de) * 1975-12-04 1978-06-01 Siemens Ag Verfahren zur erzeugung definierter boeschungswinkel bei einer aetzkante

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990003098A1 (en) * 1988-09-15 1990-03-22 Cookson Group Plc. Preparing articles for soldering
US4921157A (en) * 1989-03-15 1990-05-01 Microelectronics Center Of North Carolina Fluxless soldering process
WO1990010518A1 (en) * 1989-03-15 1990-09-20 Mcnc A fluxless soldering process
DE4021031A1 (de) * 1990-01-10 1991-07-11 Mitsubishi Electric Corp Halbleiterbauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE4003070A1 (de) * 1990-02-02 1991-08-08 Telefunken Electronic Gmbh Verfahren zum aufloeten eines halbleiterkoerpers auf einen traegerkoerper
WO1993019575A1 (de) * 1992-03-20 1993-09-30 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum verlöten von leiterplatten unter niederdruck
DE4316175A1 (de) * 1993-05-14 1994-11-17 Daimler Benz Ag Lötverbindung und Lötverfahren
US5407121A (en) * 1993-11-19 1995-04-18 Mcnc Fluxless soldering of copper
WO1995013896A1 (en) * 1993-11-19 1995-05-26 Mcnc Fluxless soldering pretreating system and method using fluorine-containing plasma
US5499754A (en) * 1993-11-19 1996-03-19 Mcnc Fluxless soldering sample pretreating system
US5615825A (en) * 1995-05-12 1997-04-01 Mcnc Fluorinated fluxless soldering
US6013381A (en) * 1996-12-06 2000-01-11 Mcnc Fluorinated fluxless soldering
WO2003076113A1 (de) * 2002-03-08 2003-09-18 Behr Gmbh & Co. Verfahren zum löten von aluminium
US10896893B2 (en) * 2017-07-31 2021-01-19 Infineon Technologies Ag Soldering a conductor to an aluminum metallization
US11450642B2 (en) 2017-07-31 2022-09-20 Infineon Technologies Ag Soldering a conductor to an aluminum metallization

Also Published As

Publication number Publication date
CH662007A5 (en) 1987-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3442538A1 (de) Verfahren zum loeten von halbleiterbauelementen
DE69005104T2 (de) Verfahren zum löten ohne flussmittel.
DE10164502B4 (de) Verfahren zur hermetischen Verkapselung eines Bauelements
DE4442960C1 (de) Lothöcker für die Flip-Chip-Montage und Verfahren zu dessen Herstellung
DE1283970B (de) Metallischer Kontakt an einem Halbleiterbauelement
DE2032872A1 (de) Verfahren zum Herstellen weichlötfähiger Kontakte zum Einbau von Halbleiterbauelementen in Gehäuse
US3632436A (en) Contact system for semiconductor devices
DE1521153B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines festhaftenden elektrisch leitenden und lötfähigen metallischen Überzuges auf nichtmetallischen festen Trägerkörpern, wie z.B. Glas oder Keramik, durch Aufdampfen
US4756467A (en) Solderable elements and method for forming same
US3253331A (en) Glass-metallizing technique
DE19546569A1 (de) Lötverbindungsverfahren und nach diesem Verfahren hergestellte Leistungshalbleitervorrichtung
DE2332822B2 (de) Verfahren zum Herstellen von diffundierten, kontaktierten und oberflächenpassivierten Halbleiterbauelementen aus Halbleiterscheiben aus Silizium
US3579375A (en) Method of making ohmic contact to semiconductor devices
US3436614A (en) Nonrectifying laminated ohmic contact for semiconductors consisting of chromium and 80% nickel
DE2528000A1 (de) Verfahren zur herstellung einer loetflaeche relativ grosser abmessungen
DE102017113515A1 (de) Verfahren zum Bilden eines elektrisch leitfähigen Kontakts und elektronische Vorrichtung
DE2500206A1 (de) Metallisierungssystem fuer halbleiter
EP0581152B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Multichipmoduls mittels Kontakhöcker
Hong et al. Gold removal from component terminations via solder dipping
DE3344462A1 (de) Verfahren zur herstellung von halbleiterbauteilen
DE3115494A1 (de) Verfahren zur verbesserung der vakuumdichtigkeit von metallteilen
DE1639366A1 (de) Verfahren zur Herstellung des Kontaktes zwischen einer Metallelektrode und einem Halbleiter
DE1283975B (de) Verfahren zur sperrfreien Kontaktierung von p-leitendem Galliumarsenid
CH652554A5 (en) Conductor track containing metal layers
US2165029A (en) External contact to copper-oxide rectifiers

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: BBC BROWN BOVERI AG, BADEN, AARGAU, CH

8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: DERZEIT KEIN VERTRETER BESTELLT

8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: RUPPRECHT, K., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 6242 KRONBER

8139 Disposal/non-payment of the annual fee