CN1015306B

CN1015306B - 功率晶体管的制造方法

Info

Publication number: CN1015306B
Application number: CN 89106857
Authority: CN
Inventors: 薛成山; 田淑芬; 庄惠照; 陆大荣; 任忠祥
Original assignee: Shandong Normal University
Current assignee: Shandong Normal University
Priority date: 1989-11-23
Filing date: 1989-11-23
Publication date: 1992-01-15
Also published as: CN1044013A

Abstract

本发明涉及功率晶体管的制造方法，其主要特点是：(1)集电极多层金属化时，上粘附层所采用的金属与硅芯片低温下形成金属硅化物；(2)阻挡层分别与上粘附层和下粘附层之间溅射形成交叉层；(3)将管芯焊在管壳上时采用了新软焊料，采用本方法生产功率晶体管的间歇寿命达1.5万～3万次以上。

Description

本发明涉及功率晶体管的制造方法，以提高功率晶体管的间歇寿命。

在已有技术中，功率晶体管的集电极金属化的形成是在做好上电极之后，用黑胶保护上电极，然后将集电极除去氧化物，清洗管芯，将管芯放进蒸发设备中上粘附层蒸Cr（铬）、阻挡层蒸Ni（镍）、下粘附层蒸Ag（银）或Au（金），然后分割管芯，用铅锡焊料其配比为Pb（铅）95%、Sn（锡）4%、Ag（银）1%将管芯焊在管壳上。上述工艺其弊端在于上粘附层与Si（硅）没有形成合金、粘附性差、阻挡层温度特性差、应力集中，而且采用的焊料抗拉强度低、抗剪强度低、热特性差致使采用该工艺做的管子间歇寿命很低。

本发明是针对上述常规技术的不足之处，采用系统工程的方法，在集电极制作和管芯与管座的焊接时采用了新方法，采用该方法提高了高反压功率晶体管的间歇寿命。

本发明的主要过程是：管芯在完成前工序后，进行背部多层金属化时，上粘附层低温下与硅芯片在形成金属硅化物。阻挡层分别与上粘附层和下粘层之间溅射形成交叉层。多层金属化后，取出硅片，分割管芯，用新的软焊料将管芯焊在管壳上，后接常规工艺。

采用该方法，增加了粘附力，去除了应力。而且新的软焊料抗拉强度高，热特性好。因此采用本发明生产的管子接通电1分钟，断电2～3分钟降温，下限温度30℃、上限温度90℃、△T＝60℃、Vcb＝40V的条件下进行热疲劳实验，间歇寿命可达1.5万～3万次以上，与常规工艺相比提高了100倍以上。

附图说明：1、上电极 2、硅芯片 3、上粘附层 4、6、交叉层 5、阻挡层 7、下附附层 8（A、B）、焊料 9、管座

本方法实施例为：以3DD202高反压功率三极管为例，按常规工艺做好上电极1的大硅片上涂黑胶，将上电极1保护起来，然后将集电极除去氧化物，清洗管芯，将管芯放入溅射设备内，溅射上粘附层3Ti（钛），并在温度100～300℃条件下与硅芯片2形成Ti-Si（钛-硅）化合物。上粘附层3的厚度为100～500埃溅射上粘附层3与阻挡层5的交叉层4厚度为5～100埃，溅射阻挡层5Pd（钯）、Mo（钼）、W（钨）任一种，厚度为1000～3000埃，溅射阻挡层5与下粘附层7的交叉层6厚度为5～100埃，溅射下粘附层7Ag（银）、Au（金）任一种，厚度为1000～50000埃，取出硅片分割管芯，用焊料A（8）配比为Sn（锡） 70～90%、Ag（银）5～20%、Sb（锑）2.5～8.5%、Ni（镍）0.5～1%、Cu（铜）0.049～1%、Te（碲）0.01～0.5%，或用焊料B（8）配比为Pb（铅）30～45%、Sn（锡）30～45%、Ag（银）5～30%、Sb（锑）4～9%、Cu（铜）0.5%、Te（碲）0.5%将管芯焊在管壳9上，封帽老化完成全部工艺。

Claims

1、功率晶体管的制造方法，管芯完成后，再进行多层金属化及焊接工序，其特征在于：

(1).溅射上粘附层3Ti(钛)，并在温度100-300℃条件下形成Ti-Si(钛-硅)化合物，上粘附层3的厚度为100-500埃；

(2).溅射上粘附层3和阻挡层5的交叉层4厚度为5～100埃；

(3).溅射阻挡层5Pd(钯)、Mo(钼)、W(钨)任一种，厚度为1000～3000埃；

(4).溅射阻挡层5与下粘附层7的交叉层6厚度为5～100埃；

(5).溅射下粘附层7Ag(银)、Au(金)任一种，厚度为1000～50000埃；

(6).用焊料A(8)将管芯焊在管座9上，焊料A(8)的配比为；

Sn(锡)70～90%、Ag(银)5～20%、Sb(锑)2.5～8.5%、

Ni(镍)0.5～1%、Cu(铜)0.049～1%、Te(碲)0.01～0.5%。

2、功率晶体管的制造方法，管芯完成后，再进行多层金属化及焊接工序，其特征在于：

（1）.溅射上粘附层3Ti（钛），并在温度100-300℃条件下形成Ti-Si（钛-硅）化合物，上粘附层3的厚度为100-500埃;

（2）.溅射上粘附层3和阻挡层5的交叉层4厚度为5～100埃;

（3）.溅射阻挡层5Pd（钯）、Mo（钼）、W（钨）任一种，厚度为1000～3000埃;

（4）.溅射阻挡层5与下粘附层7的交叉层6厚度为5～100埃;

（5）.溅射下粘附层7Ag（银）、Au（金）任一种，厚度为1000～50000埃;

（6）.用焊料B（8）将管芯焊在管座9上，焊料B（8）的配比为：

Pb（铅）30～45%、Sn（锡）30～45%、Ag（银）5～30%、

Sb（锑）4～9%、Cu（铜）0.5%、Te（碲）0.5%。