JPH0744248B2 - ダイオ−ドおよびそれに用いる金属スタツド - Google Patents

ダイオ−ドおよびそれに用いる金属スタツド

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JPH0744248B2
JPH0744248B2 JP61260825A JP26082586A JPH0744248B2 JP H0744248 B2 JPH0744248 B2 JP H0744248B2 JP 61260825 A JP61260825 A JP 61260825A JP 26082586 A JP26082586 A JP 26082586A JP H0744248 B2 JPH0744248 B2 JP H0744248B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、pn接合を有する半導体ウエハが金属スタッド
間に内蔵された電気絶縁エンベロープと、それぞれの金
属スタッドに接続してエンベロープ外に突出する電流導
体とを含んでなり、該金属スタッドは主としてタングス
テンと金属焼結活性剤とを含む焼結体であるダイオード
に関し、更に本発明は、かゝるダイオードにおける使用
に好適な金属スタッドに関する。かゝるダイオードは、
特開昭58−75862号(東邦金属株式会社、昭和58年5月
7日公開)により公知である。
公知ダイオードのスタッドのタングステンには焼結前に
0.5重量%未満のNiが添加されている。添加によって、N
i無添加の場合よりも低温(1800〜1950℃)でスタッド
を焼結することが可能となる。Niの添加をしない場合
は、焼結方法は操作を約1/2時間という順当な期間内に
達成し得るためには、少なくとも2200℃で実施すべきで
ある。
焼結活性剤としてのNi使用の欠点は、前記特許出願中の
写真からも明らかなように、可成り粗い構造の焼結体が
生ずることである。構造が粗くなる場合は、金属スタッ
ドの機械的強度の減少を来たすことが確認されている。
タングステン焼結体は金属焼結活性剤としてNiの代わり
にFeまたはCoを含有し得ることが特開昭55−123,135号
(東京芝浦電気株式会社、昭和55年9月22日公開)から
公知である。更にまた、パラジウムが好適な代替品であ
ることが確認されている。
本発明は、主としてタングステンよりなり、容易に製作
し得て、強度大なる焼結金属スタッド(を有するダイオ
ード)を提供することを目的とする。
本発明によれば、この目的は、序節に記載した種類のダ
イオードにおいて、またこのダイオードに適する金属ス
タッドにおいて、金属スタッドがY2O3,SiO2,Al2O3,ZrO2
およびThO2よりなる群から選ばれた物質を含有すること
で達成し得る。
スタッドへの少量のこの添加物は、スタッドの大きい強
度と同時に微細な構造を齎すことが確認された。これは
また、金属焼結活性剤が、前記特許出願によれば最早や
容認し得ない量、例えば0.5重量%以上存在する場合に
も真実である。
上記酸化物の存在の利点は、金属焼結活性剤(焼結工程
を助長する金属)が比較的多量、例えば0.1〜2重量%
の量、特に0.2乃至0.8重量%の量で存在し得ることであ
る。焼結スタッドの高密度と大強度とを可成り低温で短
期間内に既に達成し得ることが事実判明している。約15
00℃、例えば1425〜1600℃の焼結温度を約15乃至30分間
作用させれば、最大可能密度の95%以上(95%=18.3g/
cm3)の密度が得られる。
前記酸化物の添加は、少量で充分であるから、スタッド
の電気的性質には実質的に影響しない。概して、0.2乃
至1重量%の量で全く充分である。
本発明によるダイオードの二つの実施例が添付図面中に
側面図で示されている。
第1図において、pn接合を有する半導体材料のウエハ1
はガラスエンベロープ2内に金属スタッド3,4の間で内
蔵され、金属スタッドはエンベロープ外に突出したそれ
ぞれの電流導体5,6に接続する。図示の実施例におい
て、ガラスエンベロープ2はスタッド3,4をウエハ1に
対し両側面に押圧する。
第2図において、第1図の各部分に対応する部分は同一
符号で表示する。同図は、ガラスエンベロープ12がドロ
ップの形状をしているドロップダイオードを示す。スタ
ッド3,4はこの実施例にあっては鑞付けによってウエハ
1に接合する。
両図において、金属スタッド3,4は焼結体であって、主
としてタングステンと焼結工程を促進する金属とを含ん
でなり、またY2O3,,Al2O3,SiO2ZrO2およびThO2よりなる
群から選ばれた物質をも含有する。
金属スタッドは次の如くにして取得された。
タングステン粉末をNi(NO3の脱イオン水溶液に加
えた。混合物を2時間振盪し、次いで真空内、100℃で
乾燥した。引続き、粉末をY(NO3水溶液に加え、
2時間振盪し、次いで真空乾燥した。塩をNiとY2O3とに
それぞれ変換するために、粉末を水素中850℃で加熱し
た。Niの含量は、Y2O3の含量と同様に、0.5重量%であ
った。
得られた粉末をドライバインダと混合し、次いで脱イオ
ン水に加えて顆粒化した。顆粒は、44〜144μmの分画
を単離するために篩別した。
顆粒を圧縮して成形品となし、その後成形品を水素/水
蒸気中1000℃で脱炭素処理した。
成形品を、1分間当り25℃で1000℃から最終温度まで昇
温し、該成形品をこの温度に若干の間保持して焼結しス
タッドを形成した。
比較のために、0.5重量%のNiしか含有しないタングス
テンスタッドを同様の方法で作製した。
両方のタイプのスタッド(すなわち、Y2O3を含有するも
のと含有しないもの)について密度を測定した。この密
度は、最大可能密度の%で表わして、第1表に示してあ
る。密度が少なくとも95.0%の焼結体について、強度を
測定した。第1表は焼結体を1%だけ変形するに要した
圧力を示す。
Y2O3を含有するスタッドは、同様な方法で作製されたが
Y2O3を含有しないスタッドよりも常に高い密度を有する
ことがこの表から明かである。Y2O3を含有するスタッド
の構造はY2O3を含有しないスタッドのそれより可成り微
細であることが常に確認された。
更に、Y2O3を含有するスタッドは、同様な方法で作製さ
れたがY2O3を含有しないスタッドよりも可成り大なる強
度を有することも上表から明かである。
更に、スタッドを1425℃乃至1500℃の範囲の低温で焼結
したならば非常に有利であることも第1表から明らかで
ある。第1表に記載したものを製作するのに使用した方
法と若干異なる方法で他の金属スタッドを取得した。
タングステン粉末にNi(NO3)またはCo(NO3を含浸
し、引続いて前述の通りに乾燥した。取得した粉末に次
いでY(NO3またはAl(NO3を前述の如くに含浸
して真空内、70℃で乾燥した。得られた混合物から粒径
44〜144μmの顆粒を篩別した。
顆粒を圧縮して成形品とした。成形品は、塩をNi,Co,Y2
O3およびAl2O3にそれぞれ変換するために水素中850℃で
加熱した。
温度を1分間当り25℃ずつ1000℃から最終温度まで上昇
させ、若干時間その状態に維持することによって、成形
品を焼結してスタッドを形成した。
製作したすべてのスタッドについて密度を測定し、最大
可能密度の%で表示した。作製したスタッドの強度は破
損荷重、すなわちスタッドが破壊する圧力の測定によっ
て判定した。この強度はN/mm2で表示する。
結果を第2表〜第4表に示す。Ni,Co,Al2O3およびY2O3
の量は重量%である。
第2表から、0.25重量%という低いY2O3の量で、非常に
高い密度と強度のスタッドを生ずるのに充分であること
が明らかである。等量のNiが存在するならば、これらの
パラメータは最高となる。すべてのスタッドの密度と強
度とは、Y2O3を含有しない比較例と対比すれば可成り改
善される。Y2O3を含有するスタッドの構造はY2O3を含有
しないスタッドの構造よりも微細であり。Y2O3とNiとの
比が高い程、より微細な構造となる。
第3表は、Niに加えてAl2O3が存在するときは、高密度
と非常に高強度のスタッドを取得し得ることを示す。該
スタッドはAl2O3を欠如するスタッドより遥かに微細な
構造を有する。
第4表からは、Coの他にAl2O3を添加するときは、遥か
に高密度で非常に高強度のスタッドを得られることが明
かである。本発明のスタッドは非常に微細な構造を有す
る。Al2O3を欠如する比較例のスタッドの密度は容認不
能な程低い。
ニッケルを含有するタングステン粉末を1500℃でまたは
コバルト含有のものを1550℃で、共に15分間焼結して製
造したスタッドからダイオードを製作した。該ダイオー
ドの電気伝導度を、タングステンと0.5%のニッケルと
よりなる焼結スタッドを有するダイオード、および引抜
きタングステン線のスタッドを有するダイオードの伝導
度と対比した。25℃と165℃との両方における伝導度
を、1mAまたは100mAの電流がダイオードを通過する際の
ダイオード上の電圧降下を計測することによって測定し
た。
これらの試験の結果を第5表に表わす。
これらのデータから、Y2O3またはAl2O3の添加は、それ
ら酸化物を含有するスタッドを有するダイオードの電気
伝導度に有意に影響しないと結論される。
本発明によるスタッドの粗度は最大許容粗度5μmより
も常に小さい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明ダイオードの一態様を示す側面図であ
り、 第2図は本発明ダイオードの別の態様を示す同じく側面
図である。 1……ウエハ 2,12……ガラスエンベロープ 3,4……金属スタッド、5,6……電流導体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−123135(JP,A) 特開 昭55−65452(JP,A) 特開 昭58−75862(JP,A) 実開 昭58−442(JP,U)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】pn接合を有する半導体ウエハが金属スタッ
    ド間に内蔵された電気絶縁エンベロープと、それぞれの
    金属スタッドに接続してエンベロープ外に突出する電流
    導体とを含んでなり、該金属スタッドは主としてタング
    ステンと金属焼結活性剤とを含む焼結体であるダイオー
    ドにおいて、上記金属スタッドが更にY2O3,SiO2,Al2O3,
    ZrO2およびThO2よりなる群から選ばれた物質を含有する
    ことを特徴とするダイオード。
  2. 【請求項2】主としてタングステンと金属焼結活性剤と
    を含む焼結体を含んでなり、且つ該金属スタッドが更に
    Y2O3,SiO2,Al2O3,ZrO2およびThO2よりなる群から選ばれ
    た物質を含有することを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載のダイオードに用いる金属スタッド。
JP61260825A 1985-11-05 1986-11-04 ダイオ−ドおよびそれに用いる金属スタツド Expired - Fee Related JPH0744248B2 (ja)

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NL8503023 1985-11-05
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JPS62109348A JPS62109348A (ja) 1987-05-20
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DE (1) DE3677570D1 (ja)
HK (1) HK15793A (ja)
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EP0223286A1 (en) 1987-05-27
KR950000206B1 (ko) 1995-01-11
DE3677570D1 (de) 1991-03-28
HK15793A (en) 1993-03-05
KR870005454A (ko) 1987-06-09
NL8503023A (nl) 1987-06-01
EP0223286B1 (en) 1991-02-20
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US4758874A (en) 1988-07-19

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