JPS597217B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS597217B2 JPS597217B2 JP10386077A JP10386077A JPS597217B2 JP S597217 B2 JPS597217 B2 JP S597217B2 JP 10386077 A JP10386077 A JP 10386077A JP 10386077 A JP10386077 A JP 10386077A JP S597217 B2 JPS597217 B2 JP S597217B2
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- Japan
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- manufacturing
- semiconductor device
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- heat
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、半導体ウェハと支持電極部材のろう着工程
において、大口径の半導体ウェハの場合でも均一にろう
着ができるようにした半導体装置の製造方法に関するも
のである。
において、大口径の半導体ウェハの場合でも均一にろう
着ができるようにした半導体装置の製造方法に関するも
のである。
サイリスタやダイオードで大電流容量のものでは、大口
径の半導体ウェハをそのままの形状で１つの素子として
用いるので、半導体ウェハの機械的保護を行つた素子構
成とする必要がある。
径の半導体ウェハをそのままの形状で１つの素子として
用いるので、半導体ウェハの機械的保護を行つた素子構
成とする必要がある。
このため機械的保護と電流出入（オーミックコンタクト
）の目的を同時に兼ね備えたものとして、半導体ウェハ
の少なくとも一方の主表面に支持電極部材をろう着する
方法が一般的に用いられている。この支持電極部材とし
ては通常ＭｏやＷなどの比較的厚い金属円板が、またろ
う材としては、たとえばＡＩＳＩあるいはＡｌの薄板、
薄層（蒸着による層）などが使用されている。ところが
半導体ウェハ、支持電極部材（円形の場合直径）が大き
くなるにつれてろう着部分の全領域にわたつて均一に両
者をろう着することが困難になり、部分的にろう着され
ない部分（通常巣といわれる）が発生しやすい。
）の目的を同時に兼ね備えたものとして、半導体ウェハ
の少なくとも一方の主表面に支持電極部材をろう着する
方法が一般的に用いられている。この支持電極部材とし
ては通常ＭｏやＷなどの比較的厚い金属円板が、またろ
う材としては、たとえばＡＩＳＩあるいはＡｌの薄板、
薄層（蒸着による層）などが使用されている。ところが
半導体ウェハ、支持電極部材（円形の場合直径）が大き
くなるにつれてろう着部分の全領域にわたつて均一に両
者をろう着することが困難になり、部分的にろう着され
ない部分（通常巣といわれる）が発生しやすい。
このような状態では、半導体素子の特性、とくに耐圧、
サージ電流耐量などを低下させ′る他、動作中に発生す
る熱サイクルにより特性劣化をおこすなど信頼性を著し
く低下させるという致命的な欠陥になる。
サージ電流耐量などを低下させ′る他、動作中に発生す
る熱サイクルにより特性劣化をおこすなど信頼性を著し
く低下させるという致命的な欠陥になる。
これを図面を用いてさらに説明する。第１図ａはシリコ
ンウェハ１とＭｏ円板２をＡｌ薄板３をはさんで重ね合
せた組立部材４の断面図である。この組立部材４を真空
中で６３０〜６５０℃の温度で熱処理して冷却すると、
第１図ｂに示すようにシリコンウェハ１とＭｏ円板２は
ろう着するが周辺にＡｌを主成分とするろう材がはみ出
す。５はそのはみ出したろう材を示す。
ンウェハ１とＭｏ円板２をＡｌ薄板３をはさんで重ね合
せた組立部材４の断面図である。この組立部材４を真空
中で６３０〜６５０℃の温度で熱処理して冷却すると、
第１図ｂに示すようにシリコンウェハ１とＭｏ円板２は
ろう着するが周辺にＡｌを主成分とするろう材がはみ出
す。５はそのはみ出したろう材を示す。
このろう材５はシリコンウェハ１とＭｏ円板２ではさむ
ろう着領域６の溶融金属が矢印Ｔのように周辺に移動し
た結果生ずるものであり、その結果、溶融金属が不足す
る部分ができ、いわゆる巣８が点在することになる。こ
の巣８の発生機構をさらに追跡するために、発明者等は
熱処理中の素子の温度分布を詳細に調査した結果、熱処
理工程中の冷却過程（６５０〜５４『Ｃ）での素子内温
度分布と巣８の発生に強い相関があることを見出した。
ろう着領域６の溶融金属が矢印Ｔのように周辺に移動し
た結果生ずるものであり、その結果、溶融金属が不足す
る部分ができ、いわゆる巣８が点在することになる。こ
の巣８の発生機構をさらに追跡するために、発明者等は
熱処理中の素子の温度分布を詳細に調査した結果、熱処
理工程中の冷却過程（６５０〜５４『Ｃ）での素子内温
度分布と巣８の発生に強い相関があることを見出した。
この関係を第２図に示す。すなわち、第２図の温度分布
では、中央領域と周辺領域で２０〜５０℃の温度差（シ
リコンウエハ１の直径６０ｍｍφのとき）があり、この
温度差が大きい程溶融金属の流れる量が多くなり、巣８
が発生しやすくなることが明らかになつた。
では、中央領域と周辺領域で２０〜５０℃の温度差（シ
リコンウエハ１の直径６０ｍｍφのとき）があり、この
温度差が大きい程溶融金属の流れる量が多くなり、巣８
が発生しやすくなることが明らかになつた。
この現象の原因としては、たとえばＡ１とＳｌの合金状
態を考えた場合、溶融金属中のＳｉの溶解度が温度差に
よつて差ができるため、最初に周辺領域が固着するとき
に溶融金属の移動がおこることが考えられる。したがつ
て巣８の発生を防ぐためには、この温度差を極力小さく
する必要があるが、従来の熱処理方法では冷却時間を非
常に長くする以外に良策はなく、また、たとえこの方法
においても再現性よく、量産的に温度差を小さくするこ
とが非常に困難であつた。
態を考えた場合、溶融金属中のＳｉの溶解度が温度差に
よつて差ができるため、最初に周辺領域が固着するとき
に溶融金属の移動がおこることが考えられる。したがつ
て巣８の発生を防ぐためには、この温度差を極力小さく
する必要があるが、従来の熱処理方法では冷却時間を非
常に長くする以外に良策はなく、また、たとえこの方法
においても再現性よく、量産的に温度差を小さくするこ
とが非常に困難であつた。
この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、半導体ウエハと支持電極部材がろう材をはさん
で重ねられた組立部材の少なくとも片側面に熱耐量が中
央領域より周辺領域の方で大きい熱蓄積部材を接触させ
て、組立部材内の温度分布が、熱処理工程の冷却過程で
も均一になるようにし、新規で、かつ量産性の高い半導
体装置の製造方法を提供するものである。
もので、半導体ウエハと支持電極部材がろう材をはさん
で重ねられた組立部材の少なくとも片側面に熱耐量が中
央領域より周辺領域の方で大きい熱蓄積部材を接触させ
て、組立部材内の温度分布が、熱処理工程の冷却過程で
も均一になるようにし、新規で、かつ量産性の高い半導
体装置の製造方法を提供するものである。
以下この発明について詳細に説明する。第３図はこの発
明の第１の実施例を示す断面図で、１１は直径６０ｍ１
Ｌφのダイオード機能をもつシリコンウエハ、１２は直
径６２ｍＴＩＬφ、厚み３ｍｍφのＭＯ円板、１３は直
径６０ｍｍφ、厚み３０μｍ（７）ＡＩ薄板、１４は前
記シリコンウエハ１１、ＭＯ円板１２、Ａｌ薄板１３を
図示のように重ね合わせた組立部材、１５はステンレス
の熱蓄積部材で、その形状はリング状であり、その寸法
は、たとえばａ＝３５龍φ，ｂ＝８０ｍｍφ，ｃ＝８７
７！ｍに形成される。
明の第１の実施例を示す断面図で、１１は直径６０ｍ１
Ｌφのダイオード機能をもつシリコンウエハ、１２は直
径６２ｍＴＩＬφ、厚み３ｍｍφのＭＯ円板、１３は直
径６０ｍｍφ、厚み３０μｍ（７）ＡＩ薄板、１４は前
記シリコンウエハ１１、ＭＯ円板１２、Ａｌ薄板１３を
図示のように重ね合わせた組立部材、１５はステンレス
の熱蓄積部材で、その形状はリング状であり、その寸法
は、たとえばａ＝３５龍φ，ｂ＝８０ｍｍφ，ｃ＝８７
７！ｍに形成される。
Ａは中央領域、Ｂは周辺領域である。なお、熱蓄積部材
１５の寸法は、組立部材１４の大きさおよび熱処理条件
によつて変るものであり、これに限られるものではない
。熱蓄積部材１５はＭＯ円板１２に接触させることによ
り、組立部材１４、熱蓄積部材１５を熱処理した場合、
中央領域Ａと周辺領域Ｂの温度差が５℃以内に入り、良
好なろう着状態が得られた。さらに温度差を小さくする
ためには、第４図に示す第２の実施例のごとく、もう１
つの熱蓄積部材１６をシリコンウエハ１１側に重ねて接
触させる方法を用いればよい。
１５の寸法は、組立部材１４の大きさおよび熱処理条件
によつて変るものであり、これに限られるものではない
。熱蓄積部材１５はＭＯ円板１２に接触させることによ
り、組立部材１４、熱蓄積部材１５を熱処理した場合、
中央領域Ａと周辺領域Ｂの温度差が５℃以内に入り、良
好なろう着状態が得られた。さらに温度差を小さくする
ためには、第４図に示す第２の実施例のごとく、もう１
つの熱蓄積部材１６をシリコンウエハ１１側に重ねて接
触させる方法を用いればよい。
第５図はこの発明の第３の実施例を示す断面図であり、
１７は熱蓄積部材で、ＭＯ円板１２側に設けられ、周辺
領域Ｂから中央領域Ａへいくにつれて厚みを薄くした形
状になつており、これによれば熱容量を連続的に変化さ
せることができる。
１７は熱蓄積部材で、ＭＯ円板１２側に設けられ、周辺
領域Ｂから中央領域Ａへいくにつれて厚みを薄くした形
状になつており、これによれば熱容量を連続的に変化さ
せることができる。
この形状はやはり組立部材１４および熱処理条件によつ
て異なるが、たとえばシリコンウエハ１１，の直径６０
ｍｍφ，ＭＯ円板１２の直径６２７１ｔ１Ｌφ、厚さ３
ｍｍの場合、ｄを１０ｍｍ，ｅを２ｍｍ程度にすること
により均一な温度分布を得ることができる。この場合も
さらに他の同様な熱蓄積部材１８をシリコンウエハ１１
側から接触させて効果を上げることも可能である。第６
図はこの発明の第４の実施例を示す断面図で、１９はＭ
Ｏ円板１２側に設けられた円板形の熱蓄積部材であり、
主表面に穴２０があけられ、この穴２０の数は中央領域
Ａで高密度に、周辺Ｂで低密度に設けられることにより
、中央領域Ａの熱容量を周辺領域Ｂより小さくしている
。
て異なるが、たとえばシリコンウエハ１１，の直径６０
ｍｍφ，ＭＯ円板１２の直径６２７１ｔ１Ｌφ、厚さ３
ｍｍの場合、ｄを１０ｍｍ，ｅを２ｍｍ程度にすること
により均一な温度分布を得ることができる。この場合も
さらに他の同様な熱蓄積部材１８をシリコンウエハ１１
側から接触させて効果を上げることも可能である。第６
図はこの発明の第４の実施例を示す断面図で、１９はＭ
Ｏ円板１２側に設けられた円板形の熱蓄積部材であり、
主表面に穴２０があけられ、この穴２０の数は中央領域
Ａで高密度に、周辺Ｂで低密度に設けられることにより
、中央領域Ａの熱容量を周辺領域Ｂより小さくしている
。
この方法によつてもこの発明の効果が十分発揮されるこ
とは明らかである。なお、上記各実施例では熱蓄積部材
１５，１６，１７，１８，１９としてステンレスを用い
たものについて説明したが、この発明はこれに限らず他
の材料、たとえば銅、モリブデン、タングステンなど、
あるいはこれらの組合せ材料など熱蓄積効シ果のあるも
のであればよい。
とは明らかである。なお、上記各実施例では熱蓄積部材
１５，１６，１７，１８，１９としてステンレスを用い
たものについて説明したが、この発明はこれに限らず他
の材料、たとえば銅、モリブデン、タングステンなど、
あるいはこれらの組合せ材料など熱蓄積効シ果のあるも
のであればよい。
またろう材としてＡ１薄板を用いているが、これに限ら
ず他の材料、たとえばＡｌＳｉ，Ａｇ，ＮｉなどＳｉ，
ＭＯと合金状態をつくるものでもよい。
ず他の材料、たとえばＡｌＳｉ，Ａｇ，ＮｉなどＳｉ，
ＭＯと合金状態をつくるものでもよい。
もちろん、半導体ウエハ、支持電極部材はそれぞれＳｉ
，ＭＯに限らず、他の物質であつても同様の効果が得ら
れる。以上説明したようにこの発明によれば、とくに大
口径半導体ウエハ、支持電極部材のろう着に効果があり
、とくに年々結晶成長技術の向上とともに大口径化しつ
つあるサイリスタ、ダイオード等の製造に十分寄与する
ものである。
，ＭＯに限らず、他の物質であつても同様の効果が得ら
れる。以上説明したようにこの発明によれば、とくに大
口径半導体ウエハ、支持電極部材のろう着に効果があり
、とくに年々結晶成長技術の向上とともに大口径化しつ
つあるサイリスタ、ダイオード等の製造に十分寄与する
ものである。
またこの発明では、冷却過程における温度分布を強制的
に均一化できるので、冷却時間が短くてよく、量産性の
高い製造が可能になる等の利点がある。
に均一化できるので、冷却時間が短くてよく、量産性の
高い製造が可能になる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
第１図Ａ，ｂは従来の半導体装置のろう着方法を説明す
るための断面図、第２図は第１図のろう着時における温
度分布を示す図、第３図、第４図、第５図、第６図はそ
れぞれこの発明の第１、第２、第３、第４の各実施例を
示す断面図である。
るための断面図、第２図は第１図のろう着時における温
度分布を示す図、第３図、第４図、第５図、第６図はそ
れぞれこの発明の第１、第２、第３、第４の各実施例を
示す断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つのｐｎ接合を有する半導体ウェハの
主表面にろう材を介して支持電極部材をろう着する方法
において、中央領域より周辺領域の熱容量が大きい熱蓄
積部材を前記支持電極部材と前記半導体ウェハを一体化
した組立部材の少なくとも片側面に接触させてろう着熱
処理することを特徴とする半導体装置の製造方法。 ２ 熱蓄積部材は、リング状である特許請求の範囲第１
項記載の半導体装置の製造方法。 ３ 熱蓄積部材は、その厚みが中央領域で薄く、周辺領
域で厚く形成されたものである特許請求の範囲第１項記
載の半導体装置の製造方法。 ４ 熱蓄積部材は、板状で少なくとも一方の主面に穴が
設けられており、この穴の数は周辺領域より中央領域で
密になつているものである特許請求の範囲第１項記載の
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10386077A JPS597217B2 (ja) | 1977-08-29 | 1977-08-29 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10386077A JPS597217B2 (ja) | 1977-08-29 | 1977-08-29 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5437572A JPS5437572A (en) | 1979-03-20 |
| JPS597217B2 true JPS597217B2 (ja) | 1984-02-17 |
Family
ID=14365193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10386077A Expired JPS597217B2 (ja) | 1977-08-29 | 1977-08-29 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597217B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5939779U (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-14 | 株式会社豊田自動織機製作所 | 産業車輌の冷却装置 |
| JPH0475128U (ja) * | 1990-11-13 | 1992-06-30 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4232727B2 (ja) | 2004-10-21 | 2009-03-04 | 株式会社デンソー | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1977
- 1977-08-29 JP JP10386077A patent/JPS597217B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5939779U (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-14 | 株式会社豊田自動織機製作所 | 産業車輌の冷却装置 |
| JPH0475128U (ja) * | 1990-11-13 | 1992-06-30 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5437572A (en) | 1979-03-20 |
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