Claims (3)
4: Изобретение относитс к пайке, в частности к способам изготовлени полупроводниковых приборов пайкой, и может быть использовано при изготовлении переключающих приборов симисторов и тиристоров с обратной проводимостью. Цель изобретени - уменьшение пр мьк падений напр жений и снижение токов переключени приборов на основ кремни . Способ осуществл ют следутощим образом. После изготовлени тела кремневого полупроводникового прибора, на контактную поверхность которого выхо д т области электронной и дьфочной проводимости, на часть поверхности нанос т и вжигают слой сплава на основе серебра толщиной 0,1-5 мкм, поеле чего производ т припаивание к контактной поверхности опорного элек трода, использу припой на основе зо лота. При использовании в качестве припо сплава золота с акцепторной примесью (бором или галлием) серебр ный сплав нанос т на область кремни с электронной проводимостью, а при использовании сплава золота с донорной примесью (сурьмой или мьш1ь ком) серебр ный сплав нанос т на область с дырочной проводимостью. Серебр на прослойка мешает глубокому вплавлению в полупроводниковую структуру золотой фольги. Это происходит из-за того, что у сплава серебро - золото - кремний эвтектическа температура сплавлени с кремнием выше температуры эвтектики золото - кремний. Так у сплава состава: 75% золота, 25% серебра температура эвтектики с кремнием равна 490 С, а у сплава состава: 50% золота , 50% серебра - 570 С. Так как тон ка серебр на прослойка предварительно вплавлена в полупроводниковую структуру, в этом месте зо готой припой смачивает серебр ную поверхность но не вплавл етс глубоко в кремний. За технологическое врем пайки полупроводниковой структуры золото и серебро не успевает значительно переме щатьс , и в месте вплавлени в кремний образуетс сплав серебро - золото с преимущественным содержанием се ребра, высокой температурой взаимодействи с кремнием и малой глубиной вплавлени . 1273 5 242 Вжигаемый серебр ньш сплав отдел ет поверхность кремни с электронной проводимостью от припо с акцепторной примесью или поверхность с дырочной проводимостью от припо с донорной примесью, что позвол ет уменьшить пр мые падени напр жени и снизить токи переключени . При использовании серебр ной прослойки толщиной менее О,1 мкм наблюдаетс локальное растворение кремни в контактном сплаве. При толщине серебр ной прослойки более 5 мкм в кремнии возникают механические напр жени и увеличиваетс контактное сопротивление. Серебр ный сплав может быть нанесен на свободную от окислов поверхность кремни через шаблон путем резистивного испарени в вакууме, Сер бр ный сплав может быть нанесен на всю поверхность, а затем в ненужных местах удален методом фотолитографии . Пример. На область с электронной проводимостью кремниевой структуры симметричного тиристора напыл ют серебр ный сплав, содержащий никель 0,5, германий 2,5, медь 27j серебро - остальное. Напыленный сплав вплавл ют в кремний в инертной среде при температуре 700С. На всю контактную поверхность тиристора нанос т фольгу золотого припо с примесью 1% галли (толщиной 30 мкм), накладывают никелированньй электрод и производ т пайку в атмосфере водорода при температуре 650с. Предварительное вплавление серебр ного сплава в зону электронной проводимости кремниевого тиристора позвол ет повысить выход годных приборов на 1,5-2% за счет снижени токов переключени . Формула изобретени 1. Способ изготовлени полупроводниковых приборов на основе кремни , преимущественно имеющих на контактной поверхности области электронной и дырочной проводимости, при котором на поверхность прибора нанос т промежуточньм металлический слой и припаивают опорный электрод припоем на основе золота, отличающийс тем, что, с целью уменьшени пр мых падений напр жений и снижени токов переключени , в качестве металла промежуточного сло берут сплав на основе серебра толщиной 0,1-5 мкм, нанос его на часть контактной поверхности . 4: The invention relates to soldering, in particular, to methods for producing semiconductor devices by soldering, and can be used in the manufacture of switching devices for triac and thyristors with reverse conductivity. The purpose of the invention is to reduce direct voltage drops and lower switching currents of devices on silicon bases. The method is carried out in the following manner. After the silicon semiconductor device has been fabricated, on the contact surface of which the electron and digital conductivity regions are output, a part of the surface is coated and ignited with a layer of silver-based alloy 0.1–5 µm thick, which is soldered to the contact surface of the reference electr trod using gold-based solder. When a gold alloy with an acceptor impurity (boron or gallium) is used as a solder, the silver alloy is applied to the region of silicon with electronic conductivity, and when using a gold alloy with donor impurity (antimony or mass), the silver alloy is applied to the hole area conductivity. Silver on the interlayer prevents deep penetration into the semiconductor structure of gold foil. This is due to the fact that the alloy silver - gold - silicon has a eutectic temperature of fusion with silicon above the eutectic temperature of gold - silicon. Thus, in the alloy of composition: 75% gold, 25% silver, the temperature of eutectic with silicon is 490 С, and in the alloy of composition: 50% gold, 50% silver - 570 C. Since the silver on the interlayer is pre-fused into a semiconductor structure, In this place, the solder wetts the silver surface but does not melt deep into silicon. During the technological time of soldering of the semiconductor structure, gold and silver do not have time to move significantly, and at the point of melting into silicon, an alloy of silver is formed - gold with a predominant content of silver, a high temperature of interaction with silicon and a small depth of melting. 1273 5 242 A combustible silver alloy separates the surface of silicon with electronic conductivity from the solder with acceptor impurity or the surface with hole conductivity from the solder with donor impurity, which reduces the direct voltage drops and reduces switching currents. When using a silver interlayer with a thickness of less than 0 μm, local dissolution of silicon in the contact alloy is observed. When the thickness of the silver layer is more than 5 microns, mechanical stresses occur in silicon and the contact resistance increases. A silver alloy can be deposited on an oxide-free silicon surface through a template by resistive evaporation in a vacuum, a gray alloy can be deposited on the entire surface, and then removed at unnecessary places by photolithography. Example. A silver alloy containing nickel 0.5, germanium 2.5, copper 27j silver — the rest is deposited on the region with the electronic conductivity of the silicon structure of a symmetric thyristor. The deposited alloy is fused into silicon in an inert atmosphere at a temperature of 700 ° C. Gold solder foil with an admixture of 1% gallium (30 µm thick) is deposited on the entire contact surface of the thyristor, nickel-plated electrode is applied and soldered in an atmosphere of hydrogen at 650 s. The preliminary melting of the silver alloy into the zone of the electronic conductivity of the silicon thyristor makes it possible to increase the output of suitable devices by 1.5–2% by reducing the switching currents. Claim 1. Method of manufacturing silicon-based semiconductor devices, mainly having electron and hole conduction regions on the contact surface, in which an intermediate metal layer is applied to the surface of the device and the reference electrode is soldered on the basis of gold, in order to reduce direct voltage drops and reduction of switching currents, an alloy based on silver 0.1-5 µm thick is taken as the metal of the intermediate layer, depositing it on a part of the contact surface rhnosti.
2. Способ по п. 1, отличающ и и с тем, что при использовании припо с акцепторной примесью бором или галлием серебр ный сплав нанос т на область кремни с электронной проводимостью . 2. The method according to claim 1, is also distinguished by the fact that when using solder with an acceptor impurity with boron or gallium, the silver alloy is applied to the region of silicon with electronic conductivity.
3. Способ по п. 1, отличающий с тем, что при использовании припо с донорной примесью - сурьмой или мышь ком серебр ный сплав нанос т на область кремни с дьфочной проводимостью.3. A method according to claim 1, characterized in that, when using solder with a donor impurity — antimony or a mouse, a silver alloy is applied onto the silicon area with a hard conductivity.