JPS58169915A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS58169915A JPS58169915A JP4198183A JP4198183A JPS58169915A JP S58169915 A JPS58169915 A JP S58169915A JP 4198183 A JP4198183 A JP 4198183A JP 4198183 A JP4198183 A JP 4198183A JP S58169915 A JPS58169915 A JP S58169915A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアル１＝ウム系のろ５材を用いた半導体装置に
関する。゛ 従来、シリコン（８ｉ）やゲルマニウム（Ｇｅ）、砒化
カリウム（ＧａＡｓ）郷の半導体材料で出来た半導体素
子をリードフレームや容器の素子支持部にろう付は同定
するには、金（Ａｕ）又１ｊＡｕ ＝８ｉ共晶合金やＡ
ｕ−Ｇｅ共晶合金岬が用いられて（・た。しかしながら
、かかる半導体特にシリコンに対する拡散系数の大きな
金を含有するろう材では熱処理の際会が半導体中に速く
拡散してしまい、この結果キャリヤの寿命時間（Ｌｉｆ
ｅ Ｔｉｍｅ）が短かくなり電流増幅率ｈｆｅが小さ
くなる欠点がある。さらに金を含有するため高価になる
。
関する。゛ 従来、シリコン（８ｉ）やゲルマニウム（Ｇｅ）、砒化
カリウム（ＧａＡｓ）郷の半導体材料で出来た半導体素
子をリードフレームや容器の素子支持部にろう付は同定
するには、金（Ａｕ）又１ｊＡｕ ＝８ｉ共晶合金やＡ
ｕ−Ｇｅ共晶合金岬が用いられて（・た。しかしながら
、かかる半導体特にシリコンに対する拡散系数の大きな
金を含有するろう材では熱処理の際会が半導体中に速く
拡散してしまい、この結果キャリヤの寿命時間（Ｌｉｆ
ｅ Ｔｉｍｅ）が短かくなり電流増幅率ｈｆｅが小さ
くなる欠点がある。さらに金を含有するため高価になる
。
本発明は安価で半導体素子の電気的特性に１醤を与えず
かつ低温で抵抗接触する半導体素子用ろ５材を用（・た
半導体装置を提供するものである。
かつ低温で抵抗接触する半導体素子用ろ５材を用（・た
半導体装置を提供するものである。
本発明は半導体素子を半導体素子搭載用基板上にろう接
する際にして、半導体素子のａ面にろう接可能な金属層
を形成したことを特徴とする半導体装置である。
する際にして、半導体素子のａ面にろう接可能な金属層
を形成したことを特徴とする半導体装置である。
本発明によればろう材は安価なものでよいばかりでなく
、安定したろう接を信頼性高く達成できる。また金（Ａ
ｕ）等のような半導体中への拡散係数が大きく少数キャ
リアのライフタイムを小さくする金属が半導体中に拡散
することを防ぐこともできる。
、安定したろう接を信頼性高く達成できる。また金（Ａ
ｕ）等のような半導体中への拡散係数が大きく少数キャ
リアのライフタイムを小さくする金属が半導体中に拡散
することを防ぐこともできる。
使用するろう材としては、２０〜８０重量パ−セントの
ゲルマユ９ムと２０〜８０重量パーセントのアルミニウ
ムを含むＡｌ−Ｇｅ共晶合金が望ましい。このＡｌ−Ｇ
ｅ共晶合金には濡れ性を改善するビスマス（Ｂｉ）、ガ
リウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、二ｙケル（Ｎｉ
）、アンチモン（ｓｂ）、チタン（１”ｉ）、マグネ
シウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ ）、亜鉛（Ｚｎ）、の
うち少なくとも１ＩＩＩを合計２１に量パーセント以下
含めることができる。このＡＪ −（ｉｅ共晶合金は、
従来のＡ ｕ −Ｓ ｉ共晶合金に比し、半導体素子に
対するシ習ットキー障壁が低いのでより完全な抵抗接触
が得られる０本願のろう材の溶融温度は４２４Ｃであり
、ろう接によって半導体素子中のＰ−Ｎ接合を破壊した
り移動せしめたりすることはない、さらに本願のろう材
はフラックスを必要とせず、空気中での熱処理で容易に
ろう付けできる。
ゲルマユ９ムと２０〜８０重量パーセントのアルミニウ
ムを含むＡｌ−Ｇｅ共晶合金が望ましい。このＡｌ−Ｇ
ｅ共晶合金には濡れ性を改善するビスマス（Ｂｉ）、ガ
リウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、二ｙケル（Ｎｉ
）、アンチモン（ｓｂ）、チタン（１”ｉ）、マグネ
シウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ ）、亜鉛（Ｚｎ）、の
うち少なくとも１ＩＩＩを合計２１に量パーセント以下
含めることができる。このＡＪ −（ｉｅ共晶合金は、
従来のＡ ｕ −Ｓ ｉ共晶合金に比し、半導体素子に
対するシ習ットキー障壁が低いのでより完全な抵抗接触
が得られる０本願のろう材の溶融温度は４２４Ｃであり
、ろう接によって半導体素子中のＰ−Ｎ接合を破壊した
り移動せしめたりすることはない、さらに本願のろう材
はフラックスを必要とせず、空気中での熱処理で容易に
ろう付けできる。
またＧｅ−Ａ）合金７）′；う材中にＧｅを１０３に量
パセント以上含有せしめると圧矩屈曲等の塑性加工がほ
とんど不可能であるが、ＡＩＪ−Ｇｅ合金を２５０〜４
００Ｃで塑性加工すると良好な塑性加工性がある。従っ
てＡノーＧｅ合金を２５０〜４００Ｃで塑性加工してリ
ボン線状、棒状、箔状尋のＡ−ｅ−Ｇｅ合金ろう材を得
ることができる。
パセント以上含有せしめると圧矩屈曲等の塑性加工がほ
とんど不可能であるが、ＡＩＪ−Ｇｅ合金を２５０〜４
００Ｃで塑性加工すると良好な塑性加工性がある。従っ
てＡノーＧｅ合金を２５０〜４００Ｃで塑性加工してリ
ボン線状、棒状、箔状尋のＡ−ｅ−Ｇｅ合金ろう材を得
ることができる。
次に本発明の実施例により本発明をより好細に説明する
。
。
第１表は１〜１５の実施例のＡｎ−Ｇｅ合金ろう駒の組
成尋を示したものである。
成尋を示したものである。
まず実施例ＩＫついて説明する。約５Ｘ１０”の８ｂを
不純物として含むＮ型シリコン基板に杓子 ｌ×１０ のＰを含むＮ 型シリコンエピタキシ。
不純物として含むＮ型シリコン基板に杓子 ｌ×１０ のＰを含むＮ 型シリコンエピタキシ。
＋
ルーを約り、Ｓμ影形成、このＮ 型シリコンエピタキ
シャル層上に、真空蒸着により、アルミニウムを約１．
５μ形成し、抵抗接続部を形成し、一方、Ｎ型シリコン
基板を本発明に関与するＧｅ２Ｏ３量パ一セント残部Ｍ
からなるろう材で５μ厚のメッキされたＦｅ−Ｎｉ合金
リードフレーム上に融着した。この時の融着温度は、４
５（ｌとし、Ｎ型シリコンエピタキシャル鳩よりのシリ
コンの溶出ｌｌハろう材の約２重量パーセントであった
。本ダイオードのショットキーダイオード特性（電圧−
電流特性）の測定を行った。本特性カーグは、極性を変
えて測定したが、本発明の実施例でＦｉ第１図に示すよ
うＫｌｔ性を変えても、−直線（１１）のカーブ特性が
得られ、半導体基板との抵抗接続性は充分良好であるこ
とが判明した。
シャル層上に、真空蒸着により、アルミニウムを約１．
５μ形成し、抵抗接続部を形成し、一方、Ｎ型シリコン
基板を本発明に関与するＧｅ２Ｏ３量パ一セント残部Ｍ
からなるろう材で５μ厚のメッキされたＦｅ−Ｎｉ合金
リードフレーム上に融着した。この時の融着温度は、４
５（ｌとし、Ｎ型シリコンエピタキシャル鳩よりのシリ
コンの溶出ｌｌハろう材の約２重量パーセントであった
。本ダイオードのショットキーダイオード特性（電圧−
電流特性）の測定を行った。本特性カーグは、極性を変
えて測定したが、本発明の実施例でＦｉ第１図に示すよ
うＫｌｔ性を変えても、−直線（１１）のカーブ特性が
得られ、半導体基板との抵抗接続性は充分良好であるこ
とが判明した。
尚第１図に示した曲ＩＩら）は、半導体装置の抵抗性接
続が充分とれていないで非抵抗接触性を示す電気特性を
例示的に示したものである。
続が充分とれていないで非抵抗接触性を示す電気特性を
例示的に示したものである。
第２実施例は第１実施例と同じくＮ型シリコン基板上に
Ｎ型シリコンエピタキシャル層を形成したもののシリコ
ン基板を８０重量パーセントのＧｅと２０重１バーセン
トのアルミニウムとの共晶合金を用いて鋏メッキの施さ
れたＦｅ−Ｎｉ合金リードフレーム上に４５０Ｃで融着
したものである。シリコンのろう材中への流出はやはり
ろう材に対し２重量パーセントであった。
Ｎ型シリコンエピタキシャル層を形成したもののシリコ
ン基板を８０重量パーセントのＧｅと２０重１バーセン
トのアルミニウムとの共晶合金を用いて鋏メッキの施さ
れたＦｅ−Ｎｉ合金リードフレーム上に４５０Ｃで融着
したものである。シリコンのろう材中への流出はやはり
ろう材に対し２重量パーセントであった。
第３実施例に用いたＱｅ ５３重量パーセン）Ａ４４７
１ｋｌｌｌパーセントは、４２４Ｃに共晶点をもつろう
材で、限界融着温度５００Ｃでシリコン半導体基体から
シリコンをろう材中に４１５°パーセント溶出して、融
着できるが、融着温度が４５０Ｃになるとシリコンのろ
う材中への溶出量は約２重量パーセントとなる。融着温
度は５００Ｃを赳えてしまうと、半導体素子の破壊が起
る為、４２４Ｃ〜５００Ｃが実施可能な温度である。
１ｋｌｌｌパーセントは、４２４Ｃに共晶点をもつろう
材で、限界融着温度５００Ｃでシリコン半導体基体から
シリコンをろう材中に４１５°パーセント溶出して、融
着できるが、融着温度が４５０Ｃになるとシリコンのろ
う材中への溶出量は約２重量パーセントとなる。融着温
度は５００Ｃを赳えてしまうと、半導体素子の破壊が起
る為、４２４Ｃ〜５００Ｃが実施可能な温度である。
第４．第５．第６実施例から、半導体素子構成成分がＧ
ａ ＡｓｘＰ、−、混晶でも本発明の適用が可能なこと
が判明した。
ａ ＡｓｘＰ、−、混晶でも本発明の適用が可能なこと
が判明した。
第６実施例〜第１４実施例から、半導体素子と、ろう材
の儒ね性を改善するための添加成分、Ｂ直。
の儒ね性を改善するための添加成分、Ｂ直。
Ｉｎ、Ｎｉ、８ｂ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｎを含有した
ろう材でのろう付は可能であることが判明した０本発明
に使用のろう材は、半導体素子の汚損を避ける為、フラ
ックス等の半田付は性改良剤を使用しないで、これらの
添加成分は極めて儒れ改良に有効であることが判明した
。しかしながらこれらの添加成分は２′１に量パーセン
トを越えると、その澗れ改善作用が強すぎて、該成分の
ろう付は中での酸化が進み、ろう付は密着性が悪くなる
。
ろう材でのろう付は可能であることが判明した０本発明
に使用のろう材は、半導体素子の汚損を避ける為、フラ
ックス等の半田付は性改良剤を使用しないで、これらの
添加成分は極めて儒れ改良に有効であることが判明した
。しかしながらこれらの添加成分は２′１に量パーセン
トを越えると、その澗れ改善作用が強すぎて、該成分の
ろう付は中での酸化が進み、ろう付は密着性が悪くなる
。
第１５実施例は、Ｓｉ半導体先子のろう付は面に、あら
かじめ約１．５μ厚の抵抗接続Ａｅ層を形成した半導体
素子をＧ ｅ −ＡＩ３共晶合金で、融着したもので、
本発明は、半導体素子ろう付は面に１１（抗接続層があ
る半導体素子にも滝川可能なことが判明した。これら、
第１〜第１５実施例の半導体素子融着は、Ｆｅ−Ｎｉ合
金に鍾メッキが５μされたリードフレームを使用して行
ったものであるが、第１５実施例からも判るように、表
面にＡ２層か形成されて（・るリードフレームでも融着
可能であることは容易に判る。
かじめ約１．５μ厚の抵抗接続Ａｅ層を形成した半導体
素子をＧ ｅ −ＡＩ３共晶合金で、融着したもので、
本発明は、半導体素子ろう付は面に１１（抗接続層があ
る半導体素子にも滝川可能なことが判明した。これら、
第１〜第１５実施例の半導体素子融着は、Ｆｅ−Ｎｉ合
金に鍾メッキが５μされたリードフレームを使用して行
ったものであるが、第１５実施例からも判るように、表
面にＡ２層か形成されて（・るリードフレームでも融着
可能であることは容易に判る。
以上本発明の実施例に関して説明したが、ろう材中のゲ
ル２７ニウムの含有量が２０Ｊｋ量パーセント以下では
融着温度４５０Ｃでも固相、液相両相が混在し同相割合
か大きいので半導体素子片のろう材としてはろう付は性
が悪（・。ゲルマニウムｅ・含有量８０］Ｌ量パ一セン
ト以上でも同様にろう付は性が悪化する。東に望ましく
＃′ｉ５００ｒ以１で完全に液相になるゲルマニウム４
０〜５７沖１パーセントおよびアルミニウム４３〜５Ｃ
１ｆパーセントに選ばれる。シリコン等の半導体の含有
ｆｆ１ｔ；１椿く微量で融小が下がり、濡れ性が上って
ろう付は性を改善する。このシリコン尋の半導体の含有
ｌｌｌは望ましくｔよ０．００１〜４重１パーセントに
選定される。ビスマス、ガリウム、インジウム、二。
ル２７ニウムの含有量が２０Ｊｋ量パーセント以下では
融着温度４５０Ｃでも固相、液相両相が混在し同相割合
か大きいので半導体素子片のろう材としてはろう付は性
が悪（・。ゲルマニウムｅ・含有量８０］Ｌ量パ一セン
ト以上でも同様にろう付は性が悪化する。東に望ましく
＃′ｉ５００ｒ以１で完全に液相になるゲルマニウム４
０〜５７沖１パーセントおよびアルミニウム４３〜５Ｃ
１ｆパーセントに選ばれる。シリコン等の半導体の含有
ｆｆ１ｔ；１椿く微量で融小が下がり、濡れ性が上って
ろう付は性を改善する。このシリコン尋の半導体の含有
ｌｌｌは望ましくｔよ０．００１〜４重１パーセントに
選定される。ビスマス、ガリウム、インジウム、二。
ケル、アンチモン、チタン、マグネシウム、クロム、弁
銅に関しても同様で少なくとも（・つ１１か一種が極く
微量存在、スるだけで濡れ性が改善さね、望ましくは０
．００１〜２重量パーセントに選ばれる。
銅に関しても同様で少なくとも（・つ１１か一種が極く
微量存在、スるだけで濡れ性が改善さね、望ましくは０
．００１〜２重量パーセントに選ばれる。
半導体とし−（シリコン、ゲルマニウムの他ＶＣ砒化カ
リウム等の化合物半導体か連用できる。
リウム等の化合物半導体か連用できる。
第１図はシリコンと本−発明の実施例に用（・るろう材
との接触による電気的％性および非抵抗接触を示″′ｆ
図である。 （ａ）・・・シリコンと本願発明の実施例に用（・るろ
う劇との接触による電気的特性、（ｂ）・・・非抵抗性
接触。
との接触による電気的％性および非抵抗接触を示″′ｆ
図である。 （ａ）・・・シリコンと本願発明の実施例に用（・るろ
う劇との接触による電気的特性、（ｂ）・・・非抵抗性
接触。
Claims (1)
- 半導体素子と、核半導体素子を載置する素子載置部材と
、前記半導体素子と前記素子載ｆｉｔ部材とをろう付す
るろう材とを含み、前記半導体素子の裏面には前記ろう
材にろう接可能な全１ｉｉ層を有することを％微とする
半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4198183A JPS58169915A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4198183A JPS58169915A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 半導体装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11020275A Division JPS5916404B2 (ja) | 1975-09-10 | 1975-09-10 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58169915A true JPS58169915A (ja) | 1983-10-06 |
Family
ID=12623373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4198183A Pending JPS58169915A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58169915A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013202616A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Ｐｂを含まないＧｅ−Ａｌ系はんだ合金 |
-
1983
- 1983-03-14 JP JP4198183A patent/JPS58169915A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013202616A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Ｐｂを含まないＧｅ−Ａｌ系はんだ合金 |
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