SU1013155A1 - Method of soldering semiconductor crystals with cases of devices - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к пайке, в частности к способам подготовки полупроводниковых кристаллов и пайке, и может быть использовано при производстве дискретных полупроводниковых приборов и интегральных схем.The invention relates to soldering, in particular to methods for preparing semiconductor crystals and soldering, and can be used in the manufacture of discrete semiconductor devices and integrated circuits.

Известны различные способы креплени  полупроводниковых кристаллов на основании корпусов приборов или подложках: пайка металлическими припо ми , пайка .стекл нными припо ми, приклеивание ГVarious methods are known for fastening semiconductor crystals on the basis of instrument cases or substrates: soldering with metal soldering, soldering with glass soldering, gluing

Выбор способа креплени  кристаллов определ етс  конструкцией прибора , его тепловыми и электрическими характеристиками и типом корпуса.The choice of method of fastening the crystals is determined by the design of the device, its thermal and electrical characteristics, and the type of housing.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ пайки полупроводниковых кристаллов с корпусами приборов, включающий нанесение на паемую сторону пластины с готовыми структурами сло  стекла, разделку пластины на отдельные кристаллы, сборку кристаллов с корпусами и нагрев до температуры оплавлени  стекла f 2 ..The closest to the technical essence of the invention is a method of soldering semiconductor crystals with instrument cases, including applying a plate with ready-made glass layers on the drilled side, cutting the plate into separate crystals, assembling crystals with cases and heating up to the glass melting temperature f 2.

Недостатком известного способа  вл етс  большой процент брака из-за растрескивани  TOficToro сло  стекла вследствие возникновени  термоупругих напр жений в процессе оплавлени  стекла.The disadvantage of this method is a large reject rate due to the TOficToro cracking of the glass layer due to the occurrence of thermoelastic stresses during the glass melting process.

Известноj что чем тоньше слой стекла, тем выше его механическа  прочность и тем большие тармоупругие напр жени , обусловленные разностью термических коэффициентов линейного расширени  системы: полупроводник- стекло- металл, можно допускать дл  обеспечени  надежного спа . Оптимальна  толщина сло  стекла должна находитьс  в пределах 20-30 мкм и его нижн   граница определ етс  диэлектрической прочностью стекла.It is knownj that the thinner the glass layer, the higher its mechanical strength and the greater the elastic elastic stresses caused by the difference in thermal coefficients of linear expansion of the system: glass-metal semiconductor, can be allowed to provide a reliable spacing. The optimum thickness of the glass layer should be in the range of 20-30 µm and its lower limit is determined by the dielectric strength of the glass.

В насто щее врем  получение свободных диэлектрических подложек из стекла такой толщины представл ет большие технологические трудности, а реально используемые подложки из стекла имеют относительно большую толщину в пределах 200-300 мкм.At present, obtaining free dielectric glass substrates of such thickness presents great technological difficulties, while the actual glass substrates used are relatively large in the range of 200-300 microns.

Целью изобретени   вл етс  повышение выхода годных изделий за счет повышени  механической прочности сло стекла.The aim of the invention is to increase the yield of products by increasing the mechanical strength of the glass layer.

Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу пайки полупроводниковых кристаллов с корпусами Приборов, включающему нанесение наThe goal is achieved by the fact that according to the method of soldering semiconductor crystals with Instrument cases, including applying to

паемую сторону пластины с готовыми структурами сло  стекла, разделку пластины на отдельные кристаллы, сборку кристаллов с корпусами и нагрев до температуры оплавлени  стекла , перед нанесением сло  стекла на па емой поверхности пластины создают сильнолегйрованный слой р+ или п+ типа, а слой стекла нанос т осаждением в электрическом поле из суспензии , содержащей частицы стекла, с последующим удалением из сло  стекла остатков дисперсионной среды и оплавлением стекла.The side of the plate with finished glass layer structures, cutting the plate into separate crystals, assembling crystals with shells and heating to the glass melting temperature, before applying a glass layer on the soldered surface of the plate, create a heavily doped layer of p + or n + type, and a glass layer is applied deposition in an electric field from a suspension containing particles of glass, followed by removal of the dispersion medium from the glass layer and glass melting.

Создание на обратной стороне пластины в едином технологическом цикле в процессе изготовлени  структур сильнолегированного сло  р+ или п+. типа с поверхностной концентрацией примесей . 5Ю® ат/см(у 0,02 Ом«см) позвол ет создавать на пластине диэлектрический тонкий калиброванный гпо толщине слой стекла, который в дальнейшем выполн ет роль припо  при соединении кристалла с основанием корпуса.Creation on the reverse side of the plate in a single technological cycle in the process of fabricating the structures of a heavily doped p + or n + layer. type with a surface concentration of impurities. 5U® at / cm (0.02 ohm "cm) allows a dielectric thin gauged glass to be formed on the plate, a layer of glass that later acts as a solder when the crystal is connected to the base of the case.

. Процесс изготовлени  сло  стекла в этом случае прост, технологичен, универсален, исключает отходы, его продолжительность не превышает 1020 с и определ етс  толщиной сло , концентрацией суспензии и напр жением на электродах.. The process of making a layer of glass in this case is simple, technological, universal, eliminates waste, its duration does not exceed 1020 s and is determined by the layer thickness, the concentration of the suspension and the voltage on the electrodes.

На чертеже показана электро-химическа   чейка дл  нанесени  сло  стекла на пластине полупроводника, снабженного сильнолегированным слоем р+ или п+ типа.The drawing shows an electro-chemical cell for applying a layer of glass on a semiconductor wafer equipped with a heavily doped p + or n + type layer.

. П р и м а р« В процессе изготовлени  структур на пластине 1 из кремни  п+ типа ср 7,5 Ом-см на обратной стороне одним из известных методов (диффузи , ионное легирование) создают сильнолегированный слой 2 р+ типа с поверхностной концентрацией -Ю ат/см- ; закрепл ют пластину в одном из электродов 3 электрохимической  чейки 4, содержащей суспензию стекла, состо щую из стеклочастиц 5 размером 1-2 мкм и дисперси - онной среды 6, таким образом, чтобы сильнолегированный слой 2 находилс  против второго электрода 7В качестве дисперсионной среды могут быть использованы: вода, этиловый изобутиловый, изопропиловый спирты, ацетон и их смеси.. In the process of fabricating structures on wafer 1 of silicon n + of type cf 7.5 ohm-cm on the reverse side, one of the known methods (diffusion, ion doping) creates a heavily doped layer of 2 p + type with surface concentration - Yu at / cm-; The plate is fixed in one of the electrodes 3 of the electrochemical cell 4 containing a glass suspension consisting of glass particles 5 of 1-2 µm in size and a dispersion medium 6, so that the heavily doped layer 2 is opposite the second electrode 7 used: water, ethyl isobutyl, isopropyl alcohols, acetone and their mixtures.

В качестве стеклочастиц используютс  частицы мелкопомолотых стеFine glass particles are used as glass particles.

Claims (1)

. СПОСОБ ПАЙКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КРИСТАЛЛОВ С КОРПУСАМИ ПРИБОРОВ, включающий нанесение на паяемую. сторону пластины с готовыми структурами слоя стекла, разделку пластины на отдельные кристаллы, сборку кристаллов с корпусами и нагрев до температуры оплавления стекла, отличающий с я тей, что,-с це лью повышения выхода годных изделий, перед нанесением слоя стекла на паяемой поверхности пластины создают сильнолегированный слой р+ или п+ типа, а слой стекла наносят осаждением в электрическом поле из суспензии, содержащей частицы стекла, с последующим удалением из слоя стекла остатков дисперсионной среды и ,·. METHOD OF SOLDING SEMICONDUCTOR CRYSTALS WITH CASES OF DEVICES, including application to the brazed. the side of the plate with the finished structures of the glass layer, cutting the plate into individual crystals, assembling crystals with cases and heating to the glass melting temperature, which differs in that, in order to increase the yield of suitable products, create a glass layer on the brazed surface of the plate before a heavily doped p + or n + type layer, and the glass layer is deposited in an electric field from a suspension containing glass particles, followed by the removal of residual dispersion medium from the glass layer and,