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Info
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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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- C22C32/001—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides
- C22C32/0015—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides with only single oxides as main non-metallic constituents
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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）２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）３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。
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）３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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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）２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）２またはAl（NO3）２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。
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）２またはAl（NO3）２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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
も常に小さい。
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
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)
- 【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。 - 【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。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8503023 | 1985-11-05 | ||
| NL8503023A NL8503023A (nl) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | Diode en metalen stud daarvoor. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62109348A JPS62109348A (ja) | 1987-05-20 |
| JPH0744248B2 true JPH0744248B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=19846808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61260825A Expired - Fee Related JPH0744248B2 (ja) | 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 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4758874A (ja) |
| EP (1) | EP0223286B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0744248B2 (ja) |
| KR (1) | KR950000206B1 (ja) |
| DE (1) | DE3677570D1 (ja) |
| HK (1) | HK15793A (ja) |
| NL (1) | NL8503023A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4442161C1 (de) * | 1994-11-27 | 1996-03-07 | Bayerische Metallwerke Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Formteils |
| US5847498A (en) * | 1994-12-23 | 1998-12-08 | Philips Electronics North America Corporation | Multiple layer composite electrodes for discharge lamps |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3551992A (en) * | 1965-10-15 | 1971-01-05 | Battelle Development Corp | Method of producing ductile-tungsten base sheet alloy |
| DE1533395A1 (de) * | 1966-03-11 | 1969-12-18 | Tokvo Shibaura Electric Co Ltd | Wolframstoffe mit verbesserter Biegsamkeit,Methode fuer deren Bearbeitung sowie aus diesen Stoffen hergestellte Bauteile |
| GB1209969A (en) * | 1968-02-29 | 1970-10-28 | Wieland Werke Ag | Die for extruding metallic materials |
| US3698055A (en) * | 1970-12-28 | 1972-10-17 | Crucible Inc | Heat resistant alloys of iron, cobalt and/or nickel and articles thereof |
| US3927815A (en) * | 1971-11-22 | 1975-12-23 | Ngk Insulators Ltd | Method for producing multilayer metallized beryllia ceramics |
| US3996602A (en) * | 1975-08-14 | 1976-12-07 | General Instrument Corporation | Passivated and encapsulated semiconductors and method of making same |
| JPS606910B2 (ja) * | 1981-12-09 | 1985-02-21 | 日本碍子株式会社 | 金属セラミツクス接合体 |
-
1985
- 1985-11-05 NL NL8503023A patent/NL8503023A/nl not_active Application Discontinuation
-
1986
- 1986-03-13 US US06/839,249 patent/US4758874A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-11-03 DE DE8686201914T patent/DE3677570D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-11-03 EP EP86201914A patent/EP0223286B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-11-03 KR KR1019860009237A patent/KR950000206B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1986-11-04 JP JP61260825A patent/JPH0744248B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1986-12-18 US US06/944,292 patent/US4748493A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-02-25 HK HK157/93A patent/HK15793A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62109348A (ja) | 1987-05-20 |
| EP0223286A1 (en) | 1987-05-27 |
| DE3677570D1 (de) | 1991-03-28 |
| HK15793A (en) | 1993-03-05 |
| NL8503023A (nl) | 1987-06-01 |
| EP0223286B1 (en) | 1991-02-20 |
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