JPS6035823B2 - 半導体装置の製法 - Google Patents
半導体装置の製法Info
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- JPS6035823B2 JPS6035823B2 JP17725680A JP17725680A JPS6035823B2 JP S6035823 B2 JPS6035823 B2 JP S6035823B2 JP 17725680 A JP17725680 A JP 17725680A JP 17725680 A JP17725680 A JP 17725680A JP S6035823 B2 JPS6035823 B2 JP S6035823B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置の製法に係り、特に半導体基体とこ
れに熱膨張係数の近い電極材とをろう村にて接着する方
法に関する。
れに熱膨張係数の近い電極材とをろう村にて接着する方
法に関する。
第１図、第２図は従釆の電力用半導体装置の製法におい
て半導体基体１とタングステンあるいはモリブデン等の
半導体基体と比較的熱通鞍張係数の近い電極材３をろう
材２により合金接着する際の様子を示す。
て半導体基体１とタングステンあるいはモリブデン等の
半導体基体と比較的熱通鞍張係数の近い電極材３をろう
材２により合金接着する際の様子を示す。
すなわち、所定の接合が形成された半導体基体１は熱膨
張係数が比較的近い電極材３とアルミニウム等の蒸着膜
あるいは箔からなるろう村２を間に介して、ウェイト４
により荷重がかけられた状態で治具５にセットされてい
る。この状態でろう材が半導体基体および電極材と合金
接着する温度、例えばアルミニウムがろう村の場合は約
６００つ０以上、に保持させ半導体基体１と電極材３を
接着させる。かかる従来の合金接着方法において電極材
の合金面は第１，２図に誇張して図示したように、必ず
しも平坦ではない。特に半導体基体の大口径化に伴って
電極材の径が大きくなると電極材の表面は平坦であるこ
とはまれであり、若干湾曲しているのが通常である。し
たがってこの様に湾曲している電極材に対して半導体基
体を従来の合金方法で接着させる場合、次のような問題
があった。第１図では合金接着時に合金面の中央部７に
て接着不充分な個所を生じ、第２図では合金面の周辺部
８にや接着不充分な個所を生じ易い。著しい場合それら
の接着不充分な個所は隙間となってしまうことがある。
この様に接着不十分なまま半導体装層を作成すると、第
１図によるものでは平型パッケージに組込んで半導体基
体に加圧して締付けた時、加圧により合金接着部の隙間
近傍にて局部引張り応力が発生し半導体基体が割れたり
、隙間部では電流が流れずそのために通電面積が減少し
、オン電圧が高くなってしまう恐れがある。一方第２図
によるものでは所定の耐圧を得るために半導体基体側端
面の形状をべベル等に加工する際、周辺部に生じた隙間
のため必要な形状が得られなくなり、耐圧が得られない
という欠点が生ずる。このように、電極の凹凸いずれに
しても、半導体装置の信頼性、性能が損なわれる。本発
明の目的は電極材合金面の若干の凹凸にかかわらず隙間
のない良好な合金接着状態を得る方法を提供することに
ある。
張係数が比較的近い電極材３とアルミニウム等の蒸着膜
あるいは箔からなるろう村２を間に介して、ウェイト４
により荷重がかけられた状態で治具５にセットされてい
る。この状態でろう材が半導体基体および電極材と合金
接着する温度、例えばアルミニウムがろう村の場合は約
６００つ０以上、に保持させ半導体基体１と電極材３を
接着させる。かかる従来の合金接着方法において電極材
の合金面は第１，２図に誇張して図示したように、必ず
しも平坦ではない。特に半導体基体の大口径化に伴って
電極材の径が大きくなると電極材の表面は平坦であるこ
とはまれであり、若干湾曲しているのが通常である。し
たがってこの様に湾曲している電極材に対して半導体基
体を従来の合金方法で接着させる場合、次のような問題
があった。第１図では合金接着時に合金面の中央部７に
て接着不充分な個所を生じ、第２図では合金面の周辺部
８にや接着不充分な個所を生じ易い。著しい場合それら
の接着不充分な個所は隙間となってしまうことがある。
この様に接着不十分なまま半導体装層を作成すると、第
１図によるものでは平型パッケージに組込んで半導体基
体に加圧して締付けた時、加圧により合金接着部の隙間
近傍にて局部引張り応力が発生し半導体基体が割れたり
、隙間部では電流が流れずそのために通電面積が減少し
、オン電圧が高くなってしまう恐れがある。一方第２図
によるものでは所定の耐圧を得るために半導体基体側端
面の形状をべベル等に加工する際、周辺部に生じた隙間
のため必要な形状が得られなくなり、耐圧が得られない
という欠点が生ずる。このように、電極の凹凸いずれに
しても、半導体装置の信頼性、性能が損なわれる。本発
明の目的は電極材合金面の若干の凹凸にかかわらず隙間
のない良好な合金接着状態を得る方法を提供することに
ある。
本発明は凹凸面に対しても良好な合金接着を得るために
、半導体基体と電極材とのろう付け時に、半導体基体の
電極材と対向する反対側の主表面から荷重を分散させて
印加する点にある。
、半導体基体と電極材とのろう付け時に、半導体基体の
電極材と対向する反対側の主表面から荷重を分散させて
印加する点にある。
その具体的方法としては、例えばウェイトを多数個の多
角柱あるいは円柱に分割しておく方法、あるいはウェイ
トを多数個の同じ円状の円筒体とする方法、あるいは合
金接着される温度にて流動体となる様な重い金属を合金
の温度程度では溶解しない薄い底部を有する金属容器に
入れてウェイトする方法等が利用できる。本発明の一実
施例を第３図を用いて説明する。
角柱あるいは円柱に分割しておく方法、あるいはウェイ
トを多数個の同じ円状の円筒体とする方法、あるいは合
金接着される温度にて流動体となる様な重い金属を合金
の温度程度では溶解しない薄い底部を有する金属容器に
入れてウェイトする方法等が利用できる。本発明の一実
施例を第３図を用いて説明する。
第３図は電極材３の合金面が凹状となっている場合を示
す。従来例である第１図と異なる点はウェイト４が多数
個の多角柱あるいは円柱に分割されている点である。第
１図の場合、ウェイトは一体物であり、電極材３の合金
面が凹状となっているため電極材３の周辺付近にのみ荷
重がかかり中央部分は荷重が少なくなり、合金部分の接
着が不充分になってしまう。一方第３図ではウェイトが
多数に分割されていることにより半導体基体１の主表面
各部には分割されたウェイトごとに荷重がかかり、この
分割された荷重により半導体基体１Ｇま電極材３の合金
面の凹状に応じて変形する。例えば周辺が支持されてい
る円板に本実施例でのごとく略筆分布の荷重をかけたと
きミ湾曲するたわみ量ｗは一般に下式で表わされる。Ｗ
ｒ＝。
す。従来例である第１図と異なる点はウェイト４が多数
個の多角柱あるいは円柱に分割されている点である。第
１図の場合、ウェイトは一体物であり、電極材３の合金
面が凹状となっているため電極材３の周辺付近にのみ荷
重がかかり中央部分は荷重が少なくなり、合金部分の接
着が不充分になってしまう。一方第３図ではウェイトが
多数に分割されていることにより半導体基体１の主表面
各部には分割されたウェイトごとに荷重がかかり、この
分割された荷重により半導体基体１Ｇま電極材３の合金
面の凹状に応じて変形する。例えば周辺が支持されてい
る円板に本実施例でのごとく略筆分布の荷重をかけたと
きミ湾曲するたわみ量ｗは一般に下式で表わされる。Ｗ
ｒ＝。
＝３（１−し）（５十ひね４．ｐ１８Ｅｈ３
ここでｗｒ＝ｏは円板中心におけるたわみ量、しはポア
ソン比、Ｅはヤング率、ａは円板の半径、ｈは円板の厚
さ、ｐは等分布荷重の面圧、である。
ソン比、Ｅはヤング率、ａは円板の半径、ｈは円板の厚
さ、ｐは等分布荷重の面圧、である。
この式により第５図において電極材３、半導体基体７が
円板の場合電極材３の合金部の凹状のそり量に応じて半
導体基体１をたわめるために必要な面圧が求められる。
かかる構成によって電極材の合金面が凹状になっていて
も合金面の中央部に必要な荷重を加えることができる。
円板の場合電極材３の合金部の凹状のそり量に応じて半
導体基体１をたわめるために必要な面圧が求められる。
かかる構成によって電極材の合金面が凹状になっていて
も合金面の中央部に必要な荷重を加えることができる。
その結果隙間なく良好な接着が得られる。第４図は電極
材３の合金面が凸状に湾曲している場合を示す。
材３の合金面が凸状に湾曲している場合を示す。
第４図では、電極材３の中央部が支点となり半導体基体
１の周辺部が分割されたウェイトによる荷重によりたわ
む。かかる構成においても第３図と同様に、周辺部も充
分良好な合金接着が得られる。以上のように従来の合金
方法の欠点であった電極材の合金面の湾曲に基づく接着
の不充分な個所をなくすことができ、半導体装置の信頼
性を向上することができる。なお上述の実施例において
分割されたウェイトは直接半導体基体に接しているが、
この間に少ない荷重で充分たわみ、合金温度では半導体
基体と反応しないような薄板を挿入したとしても、これ
をたわますために必要な分だけウェイトを重くすれば本
発明の目的、作用効果が据われることはない。また電極
材、半導体基体が円板状であり、電極材が全面に渡って
略筆しい曲率で湾曲している場合、ウェイトは、多数個
の同心円状の円筒体の組合せでもよい。第５図は本発明
の他の実施例を示す。
１の周辺部が分割されたウェイトによる荷重によりたわ
む。かかる構成においても第３図と同様に、周辺部も充
分良好な合金接着が得られる。以上のように従来の合金
方法の欠点であった電極材の合金面の湾曲に基づく接着
の不充分な個所をなくすことができ、半導体装置の信頼
性を向上することができる。なお上述の実施例において
分割されたウェイトは直接半導体基体に接しているが、
この間に少ない荷重で充分たわみ、合金温度では半導体
基体と反応しないような薄板を挿入したとしても、これ
をたわますために必要な分だけウェイトを重くすれば本
発明の目的、作用効果が据われることはない。また電極
材、半導体基体が円板状であり、電極材が全面に渡って
略筆しい曲率で湾曲している場合、ウェイトは、多数個
の同心円状の円筒体の組合せでもよい。第５図は本発明
の他の実施例を示す。
第３図との相異点はウェイト４として、少くとも合金時
の温度では流動体となる金属を用いている点である。こ
のウェイト４はウェイト４の重みによって充分ためむ様
な底部をもち、合金時温度では溶解したり、半導体基体
と反応したりしない材料からなる容器９に入れられてい
ることである。なおこの容器９にはカバー１０が被せら
れているが、ウェイト４の合金温度において充分蒸気圧
が小さければ不要である。例えば合金ろう村２がアルミ
ニウムの場合、ウェイト４も同じアルミニウムとするこ
とが可能である。本実施例によれば第３図における分散
させた荷重よりも更に良い等分布荷重が得られるという
効果がある。次に、具体的数値をもつて、本発明の作用
効果を説明する。
の温度では流動体となる金属を用いている点である。こ
のウェイト４はウェイト４の重みによって充分ためむ様
な底部をもち、合金時温度では溶解したり、半導体基体
と反応したりしない材料からなる容器９に入れられてい
ることである。なおこの容器９にはカバー１０が被せら
れているが、ウェイト４の合金温度において充分蒸気圧
が小さければ不要である。例えば合金ろう村２がアルミ
ニウムの場合、ウェイト４も同じアルミニウムとするこ
とが可能である。本実施例によれば第３図における分散
させた荷重よりも更に良い等分布荷重が得られるという
効果がある。次に、具体的数値をもつて、本発明の作用
効果を説明する。
直径８０柳、厚さ３肋のタングステン製の電極材３は最
大湾曲が周緑と中心間の偏差で２０ｒｍ程あり、このよ
うな電極材３を第３図あるいは第４図に示すようにカー
ボン製の治具５内にセットする。
大湾曲が周緑と中心間の偏差で２０ｒｍ程あり、このよ
うな電極材３を第３図あるいは第４図に示すようにカー
ボン製の治具５内にセットする。
更に、厚さ１０仏ｍのアルミニウムろう材２、厚さ約９
５０仏ｍの半導体基体１を電極材３の上にセットする。
半導体基体１、ろう材２の直径はともに８仇ゆである。
半導体基体１は、筒緑と中心間の偏差でみた時の最大湾
曲は４４仏ｍである。
５０仏ｍの半導体基体１を電極材３の上にセットする。
半導体基体１、ろう材２の直径はともに８仇ゆである。
半導体基体１は、筒緑と中心間の偏差でみた時の最大湾
曲は４４仏ｍである。
従って、接着前における半導体基体１と電極材３の最大
間隙は６４仏ｍに達する。半導体基体１の上に薄いカー
ボン板（第３図、第４図では示されていない。
間隙は６４仏ｍに達する。半導体基体１の上に薄いカー
ボン板（第３図、第４図では示されていない。
）を介してタングステン製のウェイトをセットした。ウ
ェイトは３分割され、中央に配置される円柱状のものと
、その外の同軸的に配置される２個の環状のものからな
る。いずれも、比重１７．７、高さ１９側の暁結体であ
る。中央の円柱状ウェイト４は外径が直径で４５．５肌
、その外側の環状ウェイト４は内径、外径がともに直径
で４６．５側，６４．５側であり、更にその外側の環状
ウェイト４は内蓬、外径がともに直径で６５．５側，８
仇舷である。このような構成で接着した時、接着後の歩
留りは９８％であった。
ェイトは３分割され、中央に配置される円柱状のものと
、その外の同軸的に配置される２個の環状のものからな
る。いずれも、比重１７．７、高さ１９側の暁結体であ
る。中央の円柱状ウェイト４は外径が直径で４５．５肌
、その外側の環状ウェイト４は内径、外径がともに直径
で４６．５側，６４．５側であり、更にその外側の環状
ウェイト４は内蓬、外径がともに直径で６５．５側，８
仇舷である。このような構成で接着した時、接着後の歩
留りは９８％であった。
一方、第１図または第２図に示す従来法で、半導体基体
１、ろう材２、電極材３は上記本発明の実施例と同じ寸
法で、ウェイト４として、比重１７．７、高さ１劫舷、
直径８仇岬のタングステン焼結体を用いたものは接着後
の歩留りが８９％であり、本発明によれば歩蟹りが９％
向上することか確認された。
１、ろう材２、電極材３は上記本発明の実施例と同じ寸
法で、ウェイト４として、比重１７．７、高さ１劫舷、
直径８仇岬のタングステン焼結体を用いたものは接着後
の歩留りが８９％であり、本発明によれば歩蟹りが９％
向上することか確認された。
なお、歩留りは超音波探傷法と破壊試験の両試験法を用
いて、接着後に半導体基体１と電極材３の間に隙間があ
るかどうかを確認して得たものである。そして、最終的
に半導体装置として組まれた後でも、本発明によって作
られたものは接着に基づいて問題を生ずることは確認さ
れなかった。
いて、接着後に半導体基体１と電極材３の間に隙間があ
るかどうかを確認して得たものである。そして、最終的
に半導体装置として組まれた後でも、本発明によって作
られたものは接着に基づいて問題を生ずることは確認さ
れなかった。
ろう材２は約１０仏ｍの厚さでしかなく、接着時の加熱
加圧で溶融変形したとしても、半導体基体１と電極材３
の隙間を埋めつくすことは不可能であるから、荷重の分
散配置は、半導体基体１をたわまし、良好な接着を得る
のに有効であることが理解できる。以上のように、本発
明によれば半導体基体と電極材との接着が良好になり、
信頼性の高い半導体装置を得るのに効果がある。
加圧で溶融変形したとしても、半導体基体１と電極材３
の隙間を埋めつくすことは不可能であるから、荷重の分
散配置は、半導体基体１をたわまし、良好な接着を得る
のに有効であることが理解できる。以上のように、本発
明によれば半導体基体と電極材との接着が良好になり、
信頼性の高い半導体装置を得るのに効果がある。
第１図および第２図は従来例の方法を説明するための略
図、第３図、第４図および第５図は本発明の実施例をそ
れぞれ説明するための略図である。 １・・・・・・半導体基体、２・・・・・・合金ろう材
、３・・・・・・電極材、４・・・・・・ウェイト、５
・・・・・・合金袷具、９…．・・ウェイト容器。 鯖ー図 第２図 ※３図 第４図 第５図
図、第３図、第４図および第５図は本発明の実施例をそ
れぞれ説明するための略図である。 １・・・・・・半導体基体、２・・・・・・合金ろう材
、３・・・・・・電極材、４・・・・・・ウェイト、５
・・・・・・合金袷具、９…．・・ウェイト容器。 鯖ー図 第２図 ※３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一対の主表面を有し、内部に所定のｐｎ接合が形成
された半導体基体の一方の主表面に支持電極を導電的に
接着する工程を有する半導体装置の製法において、上記
支持電極の接着面にろう材を介して上記半導体基体を上
記一方の主表面が上記支持電極の接着面側となるように
配置し、半導体基体の他方の主表面に所定の荷重を分散
させて印加しつつ上記ろう材が融解するまで加熱し、上
記半導体基体と上記支持電極とをろう材により接着する
工程を有することを特徴とする半導体装置の製法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、上記荷重は複数に
分割されたウエイトを半導体基体の他方の主表面に載置
することにより、分散されて印加されることを特徴とす
る半導体装置の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17725680A JPS6035823B2 (ja) | 1980-12-17 | 1980-12-17 | 半導体装置の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17725680A JPS6035823B2 (ja) | 1980-12-17 | 1980-12-17 | 半導体装置の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57102029A JPS57102029A (en) | 1982-06-24 |
| JPS6035823B2 true JPS6035823B2 (ja) | 1985-08-16 |
Family
ID=16027888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17725680A Expired JPS6035823B2 (ja) | 1980-12-17 | 1980-12-17 | 半導体装置の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6035823B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0161326U (ja) * | 1988-03-23 | 1989-04-19 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7441688B2 (en) * | 2003-11-04 | 2008-10-28 | Reactive Nanotechnologies | Methods and device for controlling pressure in reactive multilayer joining and resulting product |
| US7121402B2 (en) | 2003-04-09 | 2006-10-17 | Reactive Nano Technologies, Inc | Container hermetically sealed with crushable material and reactive multilayer material |
| CN105118789B (zh) * | 2015-07-21 | 2018-04-24 | 宁波芯科电力半导体有限公司 | 一种晶闸管芯片的低温结合方法 |
-
1980
- 1980-12-17 JP JP17725680A patent/JPS6035823B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0161326U (ja) * | 1988-03-23 | 1989-04-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57102029A (en) | 1982-06-24 |
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