JP2002198515A - チップ型半導体素子の製造方法 - Google Patents
チップ型半導体素子の製造方法Info
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Abstract
接着でき、かつAlとSiからなる合金板と熱応力緩衝
板としてのMo板との接着力の信頼性も高めることので
きるチップ型半導体素子の製造方法の提案。 【解決手段】 複数のN層とP層で構成され、その角部
がパッシベーション膜15で被覆されてなる半導体素子
本体10の、先ず片面にAlを蒸着して主電極12及び
ゲート電極11を形成し、次にもう一方の面にAlを蒸
着して主電極13を形成した後、両方の主電極12,1
3に、それぞれAlとSiからなる合金板1,2を介
し、かつそれぞれMoからなる熱応力緩衝板30,31
のそれぞれの片面にAlを蒸着して形成したAl層5
0,51を介して、580℃ないし630℃の温度範囲
の還元性雰囲気中で、熱応力緩衝板30,31を接着す
るチップ型半導体素子の製造方法。
Description
子の製造方法に関するものである。
に、はんだによる外部電極板と半導体素子との熱膨張係
数の相違による熱応力が素子本体に加わらないようにす
るため、チップ型半導体素子の少なくとも片面に設けた
電極に、モリブデンなどからなる熱応力緩衝板を取付け
ることがあり、その際、アルミニウムとシリコンからな
る合金板を介して取付けることが既に提案されている。
ライアックの構造断面図で示したようなチップ型半導体
素子であって、図4(b)は、その主要部の分解図であ
る。
係るトライアックは、シリコンからなる素子本体10の
片面(図の上面)に主にアルミニウムからなる電極1
1,12を有し、電極12にはアルミニウムとシリコン
からなる合金板1を介して熱応力緩衝板としてのモリブ
デン板30が取付けられ、かつ、素子本体10のもう一
方の面(図の下面)にも同様に、アルミニウムからなる
電極13にアルミニウムとシリコンからなる合金板2を
介して熱応力緩衝板としてのモリブデン板31が取付け
られているものである。
板等に実装する際に、モリブデン板30,31を、図示
しないが銅からなる外部電極板にそれぞれ低温(融点1
80℃)はんだにより取付け、また電極11にはアルミ
ニウムからなるワイヤ(ゲートリード)をボンディング
する。ここに、モリブデン板30,31は、銅からなる
外部電極板とシリコンからなる素子本体10との熱膨張
係数の相違による熱応力が素子本体10に加わらないよ
うにする。
子本体10のシリコンとの熱膨張係数が近似しているの
で、はんだ付け時の熱処理で熱応力緩衝作用をし、これ
によって素子本体10に歪みを与えることなく外部電極
と安定なはんだ付けができるのである。
は、ユーザでの外部電極(図示していない)とのはんだ
付けを有利にするために、ニッケル層3,4が設けられ
ている。
層で構成され、その角部はガラスによるパッシベーショ
ン膜15で被覆されているものである。
ては、図5のブロック工程図に基づいて説明すると、
(1)先ず、モリブデンからなる2個の熱応力緩衝板3
0,31の片面にニッケルを蒸着してニッケル層3,4
を形成する、(2)複数のN層とP層で構成され、その
角部がパッシベーション膜で被覆されてなる半導体素子
本体10の、先ず片面にアルミニウムを蒸着して主電極
12及びゲート電極11を形成し、(3)次に、前記素
子本体10のもう一方の面にアルミニウムを蒸着して主
電極13を形成した後、(4)両方の主電極12,13
に対して、それぞれアルミニウムとシリコンからなる合
金板1,2を介して、それぞれモリブデンからなる熱応
力緩衝板30,31を取付け接着する。
し730℃の温度範囲の還元性雰囲気中で行われる。
面には、ユーザ側でのはんだ付け性を良くする為にニッ
ケル層が形成されている。
プ型半導体素子の製造方法では、アルミニウムとシリコ
ンからなる合金板1,2と熱応力緩衝板としてのモリブ
デン板30,31の接着は、アルミニウムとシリコンか
らなる合金板1,2とシリコンからなる素子本体10の
アルミニウム電極12,13を接着する際の接着温度6
90℃の還元性雰囲気炉中で行われるので、高温によっ
てシリコン半導体素子本体10の耐圧が低下する問題が
ある。
なければならない。
金板1,2の共晶温度は580℃であるから、接着に必
要な最低温度は580℃と見て、これにできるだけ近い
温度まで下げられないか検討する必要がある。
℃までのいくつかの温度レベルについて実験を重ねた。
ほど合金板1,2とモリブデン板30,31の接着面に
はボイドが生じて接着力が弱まり、現状のチップ型半導
体素子の構造および製造方法では、半導体の耐圧も低下
せず且つ合金板1,2とモリブデン板30,31との強
固な接着は望めそうにもなく無理との結論に達した。
は、チップ型半導体素子の耐圧を低下させず且つアルミ
ニウムとシリコンからなる合金板1,2と熱応力緩衝板
としてのモリブデン板30,31とのそれぞれでの接着
力を強固にできるチップ型半導体素子の製造方法を提案
することにある。
に本発明は、複数のN層とP層で構成され、その角部が
パッシベーション膜で被覆されてなる半導体素子本体
の、先ず片面にアルミニウムを蒸着して主電極及びゲー
ト電極を形成し、次にもう一方の面にアルミニウムを蒸
着して主電極を形成した後、両方の主電極に対して、そ
れぞれアルミニウムとシリコンからなる合金板を介し
て、それぞれモリブデンからなる熱応力緩衝板を取付け
てなるチップ型半導体素子の製造方法において、前記両
熱応力緩衝板のそれぞれの片面にアルミニウムを蒸着し
てアルミニウム層を形成し、このアルミニウム層を介し
てそれぞれ前記熱応力緩衝板を前記合金板に接着するチ
ップ型半導体素子の製造方法であり、更には、前記接着
する温度を580℃ないし630℃の温度範囲とする還
元性雰囲気中で、それぞれ前記熱応力緩衝板を合金板に
接着するチップ型半導体素子の製造方法である。
片面にアルミニウムを蒸着し、次にそのアルミニウム層
を介し、更に又還元雰囲気で接着温度580℃ないし6
30℃という、従来に比べて低い温度範囲で加熱接着さ
れる方法により、半導体素子本体に熱による耐圧低下を
発生させず、かつ、前記熱応力緩衝板と、アルミニウム
とシリコンからなる合金板を強固に接着することができ
る。
2を用いて詳しく説明する。
の形態におけるチップ型半導体素子の製造方法の工程ブ
ロック図である。
されたチップ型半導体素子に係るトライアックの構造例
を示す断面図で、(b)は、その主要部の分解図であ
る。
リコンからなる合金板、3,4はニッケル層、10はシ
リコン半導体素子本体、11はゲート電極,12,13
は一対の主電極、15はパッシベーション膜、30,3
1は熱応力緩衝板、50,51はアルミニウム層であっ
て、前記シリコン半導体素子本体10は、複数のN層と
P層で構成され、その角部がガラスによるパッシベーシ
ョン膜15で被覆されていて、この素子本体10の片面
には、アルミニウムからなる主電極12及びゲート電極
11が設けられていて、そのうちの主電極12に対し
て、アルミニウムとシリコンとからなる合金板1を介し
て、モリブデンからなる熱応力緩衝板30が取付けら
れ、同様に、前記素子本体10のもう一方の面に設けら
れた前記主電極13に、アルミニウムとシリコンからな
る合金板2を介してモリブデンからなる熱応力緩衝板板
31が取付けられた構造になっている。
のチップ型半導体素子の製造方法について説明する。
らなる2個の熱応力緩衝板30,31の片面にニッケル
を蒸着してニッケル層3,4を形成し、(2)次に、前
記2個の熱応力緩衝板30,31の反対面にアルミニウ
ムを蒸着してアルミニウム層50,51を形成し、
(3)次に、複数のN層とP層で構成され、その角部が
ガラスによるパッシベーション膜で被覆されてなるシリ
コン半導体素子本体10の片面に、アルミニウムを蒸着
してゲート電極11及び主電極12を形成し、(4)次
に、前記素子本体10のもう一方の面に、アルミニウム
を蒸着して主電極13を形成し、(5)次に、アルミニ
ウム層50,51を介し、580℃ないし630℃の温
度範囲の還元性雰囲気中で、2個の熱応力緩衝板30,
31を合金板1,2に、かつ同時に合金板を電極12,
13に接着する、工程からなるものである。
体10のサイズが9.2mm角で厚さ360μm、電極
12,13の厚みは2〜10μmである。
0,31の厚みは0.2〜0.5mm、片面のアルミニ
ウム層50,51の厚みは2〜10μmである。
金板1,2とを接着する条件の580℃ないし630℃
の温度範囲で還元性雰囲気中について、下限温度の58
0℃以下になるとアルミニウムとシリコンの合金の共晶
温度である580℃より低くなってしまうので、熱応力
緩衝板30,31と、アルミニウムとシリコンからなる
合金板1,2との接着はできない。
圧低下が顕著になるので好ましくない。
構成したチップ型半導体素子の製造方法では、接着温度
580℃ないし630℃の従来温度の690℃より低い
温度条件でありながら、アルミニウムとシリコンからな
る合金板1,2と熱応力緩衝板としてのモリブデン板3
0,31が強固に接着できる製造方法であることが確認
された。このため半導体素子の耐圧劣化が生じる問題が
解決し、安定したチップ型半導体素子を実現できるので
ある。
本体にトライアックで構成したものを示したが、図3に
示したようなサイリスタについても同様に実施可能であ
る。
子の製造方法は、半導体素子本体の両主電極に対して、
それぞれアルミニウムとシリコンからなる合金板を介し
て、それぞれモリブデンからなる熱応力緩衝板を接着す
るに際し、アルミニウム層を介しかつ580℃ないし6
30℃の温度範囲の還元性雰囲気中で接着するから、合
金板と熱応力緩衝板の接着力が強固なものである。
ムとシリコンからなる合金板との接着条件が従来より1
10℃〜60℃も低い温度範囲の還元性雰囲気中で行な
われるので、素子本体の耐圧低下も発生せず、安定な半
導体素子を実現することのできる優れた製造方法であ
る。
子の製造方法の工程図
に係るトライアック(3端子双方向性サイリスタ)で (a)は構造断面図 (b)は分解断面図
体素子に係わるサイリスタ(3端子一方向性サイリス
タ)の構造断面図
ライアックの構造断面図 (a)は構造断面図 (b)は分解断面図
工程図
Claims (2)
- 【請求項1】 複数のN層とP層で構成され、その角部
がパッシベーシン膜で被覆されてなる半導体素子本体
の、先ず片面にアルミニウムを蒸着して主電極及びゲー
ト電極を形成し、次にもう一方の面にアルミニウムを蒸
着して主電極を形成した後、両方の主電極に対して、そ
れぞれアルミニウムとシリコンからなる合金板を介し
て、それぞれ熱応力緩衝板を取付けてなるチップ型半導
体素子の製造方法において、前記両熱応力緩衝板のそれ
ぞれの片面にアルミニウムを蒸着してアルミニウム層を
形成し、このアルミニウム層を介して前記熱応力緩衝板
を前記合金板に接着することを特徴とするチップ型半導
体素子の製造方法。 - 【請求項2】 前記アルミニウム層を介する前記熱応力
緩衝板と前記合金板との接着は、580℃ないし630
℃の温度範囲とする還元性雰囲気中で行なわれることを
特徴とする請求項1記載のチップ型半導体素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000397699A JP4123717B2 (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | チップ型半導体素子の製造方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000397699A JP4123717B2 (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | チップ型半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002198515A true JP2002198515A (ja) | 2002-07-12 |
JP4123717B2 JP4123717B2 (ja) | 2008-07-23 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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---|---|
JP (1) | JP4123717B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7045831B2 (en) | 2004-01-14 | 2006-05-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
-
2000
- 2000-12-27 JP JP2000397699A patent/JP4123717B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7045831B2 (en) | 2004-01-14 | 2006-05-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
CN100338751C (zh) * | 2004-01-14 | 2007-09-19 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
DE102004048688B4 (de) * | 2004-01-14 | 2013-05-08 | Mitsubishi Denki K.K. | Leistungs-Halbleitervorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4123717B2 (ja) | 2008-07-23 |
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