CS270365B1 - Výkonová polovodičová součástka - Google Patents

Abstract

Výkonová polovodičová součástka obsahuje polovodičový eyetáa (1); kluzné uložený mezi dvčme poniklovanými mčdénými elektrodami (2, 3). Polovodičový systém (1) Je^tvořen polovodičovou deskou (4) a alespoň jedním PN přechodem z Jedná strany tvrdé napájenou vrstvou (5) slitiny na bázi hliníku ne první stranu dilatační elektrody (6) z molybdenu nebo křemíku. Druhá etrana dilatační elektrody (6) je opatřena vrstvou (71 etřibra a druhá strana polovodičová desky (4) je opatřena kontaktem » tvořeným vrstvou (8) kovu ze ekuptny stříbro, hliník; titan. Využiti výkonových diodových a tyrietorových polovodičových systémů umožni sníženi technologické nák ročnoetl a úsporu drahých kovů.

Description

Vynález ee týká výkonové polovodičové součástky,' obsahující křemíkovou desku e alespoň jedním PN přechode· s alespoň jednou dilatační elektrodou.

Výkonová polovodičová součástka e tzv. tvrdým spojen je v podstatě složena ze křemíkové desky spojené slitinou na bázi hliníku · wolframovou nebo molybdenovou dilatační elektrodou, která chrání křemíkovou deeku před mechanickým poškozením a zajišťuje dobré tepelné a elektrické vlastnosti součástky. K druhé stranš křemíkové desky je kluzně uložens molybdenová dilatační elektroda. Celý systém je rovněž kluzně uložen mezi elektrodami hermeticky uzavřeného pouzdra. Při spojeni křemíkové desky e dilatační elektrodou^ které ss provádí při teplotách 600 až 750 °c; dochází k bimetalickému jevu, jež ee projevuje prohnutím soustavy křemík-elsktroda. Zmíněné prohnutí soustavy as napříz- _f nivě projevuje při dilated dílů součástky ze provozu. Pro potlačení těchto jevů je nutné vytvořit na kluzných plochách vhodné pokoveni.

Současný stav využívaný u výkonových polovodičových součástek s tvrdě pájenou křemíkovou deskou slitinou na bázi hliníku k dilatační elektrodě je následující:

U součástek se zlatým katodovým kontaktem je mezi horní měděnou poniklovanou elektrodou pouzdra a polovodičovým systémem kluzně uložena molybdenová dilatační elektroda obouatranně poniklované. Polovodičový systé· je tvořen křemíkovou deskou tvrdě napájenou na jednu střeny molybdenové nebo wolframové dilatační elektrody, jejíž druhá strana je opatřena zlatým kontaktem. Druhá etrana křemíkové deeky je rovněž opatřena zlotým kontakte·. Celý polovodičový systém kluzně dosedá ne dolní poniklovanou měděnou elektrodu pouzdra.

U součástek e hliníkovým katodovým kontaktem je mezi horní měděnou poniklovanou elektrodou pouzdra a polovodičový· ayeténe· kluzně uložena nolybdenová dilatační elektroda, na otřeně k elektrodě pouzdro pozlecená a na atraně ke křemíkové desce poniklované. Polovodičový oyotén je tvořen křemíkovou deekou tvrdě napájenou ne jednu stranu ·. Molybdenové nebo wolframové dilatační elektrody. Jejíž druhá etrana je opetřeno zlatým kontaktem; který kluzně dosedá ne dolní poniklovenou Měděnou elektrodou pouzdra. Druhá strana křemíkové desky je opetřeno hliníkový· kontaktem.

Uvedené konstrukce zaručuji dobré elektrické a tepelné vlostnoeti součástek při zachování jejich dlouhodobé životnosti. Používání zlatého kontaktu na dilatačních elektrodách u tvrdě pájených eyeténO je nezbytné z důvodu zajištěni vysoké odolnosti tohoto kontaktu při kyaelén leptáni fazety. Spolu e druhou vrstvou zlaté vo styku s nikle·, tj. zlatého katodového kontaktu nebo vretvy zlaté na molybdenové dileteční elektrodě u hliníkového katodového kontaktu, tak byly zajištěny i potřebná adhezní vlastnosti při tepolné dilataci celé soustavy. Nevýhodou tohoto zpúaobu je vysoká cena a značná technologická náročnost.

Uvedenou nevýhodu stávejiciho provedení řeší výkonová polovodičová součástks podle * vynálezu,' Jehož podstato spočívá v ton, že druhá strana dilatační elektrody je opatřena vratvou stříbra o druhá etrana polovodičové desky Je opatřena kontakte· tvořený· vratvou kovu ze skupiny stříbře, hliník, titsn.

Dále je s výhodou nozi pokovenou polovodičovou desku s poniklovanou měděnou elektrodu kluzně uložena dilatační molybdenová elektroda s drsnosti povrchu 0,1 až 0,4/um.

Výhodou vynálezu jo eniženl technologické náročnosti. Zatímco zlatý kontakt Je technologicky vytvářen napeřenln vrstvy zlato na dilatační elektrodu a následným tepelným zažíhnutí·, stříbrný kontakt je vytvářen galvanickým pokovením; což je technologická operace úspornější z hlediska časové náročnosti a nevyžaduje použití vakuových napařovacích a zažihávacích zařízeni.

Vyšší účinky vynálezu spočívají dálo vo 100% úspoře zlata při výrobě výkonových polovodičových součástek podle vynálezu. Náklady na vytvářeni stříbrného kontaktu před2 CS 270 365 Bl stavuji vzhledán k jeho tloušťce cca 25 % nákladů zlatého kontaktu.

Výkonová polovodičová součástka podle vynálezu jo sohsmatioky znázorněna na výkrseu. Polovodičový eyetán JL je kluzně uložen nozi měděné poniklované elektrody 2 o 3. Polovodičový eyotén ,1 je tvořen polovodičovou dečkou 4; které je z jedné otřeny tvrdě napájena vretvou 5 alitiny na bázi hliníku na první stranu dilatační elektrody 6 z molybdenu nebo křemíku. Druhá etrana dilatační elektrody 6 je opatřena vretvou 7 stříbra,' a druhá etrana polovodičové desky 4 js opatřena kontaktem tvořeným vrstvou 8 kovu ze skupiny stříbro, hliník; titan.

Řešeni výkonové polovodičové ooučéetky podle vynálezu zcela odetraňuje zlatý kontakt na dilatační elektrodě, k niž je tvrdě napájena křemíkový deska a nahrazuje jej kontaktem stříbrným, zaručujícím lapěl adhezní vlaetnoati a zajišťujícím i vysokou odolnost při použiti změněného způsobu leptání fázety.

Za provozu výkonové polovodičové ooučéetky dochází vlivem tepelných změn k dilatacl soustavy, z níž se součástka skládá. Využiti postříbřené dilatační elektrody z molybdenu nebo křemíku; na které je napájena polovodičová deaka a aleepoň jedním PN přechodem; je podmíněno eoučaeným použitím katodového kontaktu křemíkové desky zo skupiny stříbra, hliníku nebo titanu. Tím jeou po uložení této eouotevy mezi dvě měděné elektrody pouzdra pokovené niklem zaručeny potřebné adhezní vlaatnoati celé soustavy za provozu a vhodné tepelné a elektrické vlaatnoati eoučáetky. U velkoplošných eoučáatek nebo eoučáetek ee složitou vertikálně i horizontálně členěnou strukturou přispívá ks zlepšení adhezních vlaetnoetí vloženi kluzné molybdenové elektrody e dranoatí povrchu meněi než 0,4jum mezi kontakt polovodičové deeky a elektrodu pouzdra.

Příkladem využiti vynálezu jo např. tyrietor na křemíkové desce o průměru 28 mm, která je slitinou A1S1 12 připájenik molybdenové elektrodě no etraně k pouzdru pokovené vretvou atřiba o tloušťce Ijum. Katodový kontakt křemíkové deeky je hliníkový, a kluzně na něj dosedá nepokovená molybdenová dilatační elektroda e dranoatí povrchu 0,20 Aim. Celá teto aouatava je kluzně uložena mezi dvě měděné elektrody pouzdra pokovené niklem o a lie vrat vy 3>um·

Vynález nalezne uplatněni při výrobě výkonových polovodičových součástek, u nichž je křemíková deeka a alespoň jedním PN přechodem připojena k dilatační elektrodě elitinou na bázi hliníku. Využití vynálezu přineeo úsporu kovů o pracnosti při výrobě výkonových polovodičových součástek.

Claims (2)

1. Výkonová polovodičová součástka, obaahujicí mezi dvěma poniklovanými měděnými elektrodami kluzně uložený polovodičový aystém tvořený polovodičovou deskou s alospoň «i jedním PN přechodem; z jedné atrany tvrdě napájenou elitinou na bázi hliníku na první stranu dilatační elektrody z molybdenu nebo křemíku,¹ vyznačující ae tím, že druhá strana dilatační elektrody (6) jo opatřena vretvou (7) stříbra a druhá etrana polovodičové deeky (4) je opatřena kontaktem tvořeným vretvou (8) kovu zo okupiny stříbro,hliník, titan.

2. Výkonová polovodičová eoučáetka podle bodu 1/ vyznačená tím,' že mezi pokovenou polovodičovou deekou (4) a poniklovanou měděnou elektrodou (2) pouzdra je kluzně uloženo molybdenová elektroda a dranoatí povrchu 0,'l až 0/4 um.