JPS6337660A - 加圧接続型ｇｔｏサイリスタ - Google Patents

加圧接続型ｇｔｏサイリスタ

Info

Publication number
JPS6337660A
JPS6337660A JP62162200A JP16220087A JPS6337660A JP S6337660 A JPS6337660 A JP S6337660A JP 62162200 A JP62162200 A JP 62162200A JP 16220087 A JP16220087 A JP 16220087A JP S6337660 A JPS6337660 A JP S6337660A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode
pressurized
wafer
pressure
connection type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP62162200A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2594278B2 (ja
Inventor
アンドレ　ジャックリーン
ティボル　パコツィー
ヴォルフガンク　ツィンマーマン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BBC Brown Boveri AG Switzerland
BBC Brown Boveri France SA
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
BBC Brown Boveri France SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=4247464&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPS6337660(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by BBC Brown Boveri AG Switzerland, BBC Brown Boveri France SA filed Critical BBC Brown Boveri AG Switzerland
Publication of JPS6337660A publication Critical patent/JPS6337660A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2594278B2 publication Critical patent/JP2594278B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/482—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body
    • H01L23/4824—Pads with extended contours, e.g. grid structure, branch structure, finger structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/71—Means for bonding not being attached to, or not being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/72—Detachable connecting means consisting of mechanical auxiliary parts connecting the device, e.g. pressure contacts using springs or clips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01014—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01015—Phosphorus [P]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01019—Potassium [K]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0102—Calcium [Ca]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0103—Zinc [Zn]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01032—Germanium [Ge]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01039—Yttrium [Y]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01042—Molybdenum [Mo]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01052—Tellurium [Te]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01068—Erbium [Er]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01074—Tungsten [W]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01076—Osmium [Os]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301—Thyristor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301—Thyristor
    • H01L2924/13034—Silicon Controlled Rectifier [SCR]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901—Structure
    • H01L2924/1904—Component type
    • H01L2924/19043—Component type being a resistor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Thyristors (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は加圧接続型ＧＴＯサイリスタに関するものであ
る。
本発明は特に陰極側と陽極側との間に複数の不純物添加
層が配置された半導体つエバを有しており、このウェハ
の陰極側は、複数個の突出した陰極突出部を有し、これ
ら陰極突出部が比較的低く位置するゲート領域によって
囲まれている段状のゲート陰極構造を有し、陰極突出部
上のウェハは、金属性の陰極層で覆われており、陰極層
及び陽極層に対して加圧されて、これらに接続される円
板状の陰極側加圧接触部と陽極側加圧接触部とを有する
加圧接続型ＧＴＯサイリスタに関するものである。
（従来の技術） エネルギー伝送及びエネルギー制御又は、電動モータの
分野においてますますパワーエレクトロニクスが普及す
ることにより、より許容出力の大きなパワー半導体、特
に、より大きな直径のつエバを用いてより大きな負荷容
量と阻止電圧を有するダイオード及びサイリスタの開発
が行われた。
この種の負荷容量の大きなパワー半導体を製造する際に
生じる問題は、より大きなウェハを作り出すことそれ自
体にあるばかりでなく、特に、適切なケーシング内への
ウェハの組込みの際にも問題がある。
ウェハ組込みの際には、ウェハと周囲との間の良好な電
気的接触及び温度的接触に注意を払うばかりでなく、十
分な負荷の交番性能を有する様、つまり、負荷が交番す
る際に組込まれた素子が疲労しない様に十分に保護する
必要がある。
この場合特に重要なのは、当然ケーシング内におけるウ
ェハの接触である。
パワー半導体に対しいわゆる「はんだ付けされた加圧接
触部ｊを用いることは古（から知られているが（例えば
ジエイ・クツブロッホ（Ｊ。
Ｋｎｏｂｌｏｃｈ）　、ビー・プロー（Ｐ、　Ｐｒｏｕ
ｇｈ）が１９７７年のＩＡＳ会議録中に記載している「
大きな直径のはんだ付されていないシリコン大電力構造
（Ｓｏｌｄｅｒ〜１ｅｓｓ　　Ｃｏｎ５ｔｒｕｃｔｉｏ
ｎ　　ｏｆ　　Ｌａｒｇｅ　　Ｄｉａｍｅｔｅｒ　Ｓｉ
ｌｉｃｏｎＰｏｗｅｒ　Ｄｅｖｉｃｅｓ）　Ｊを参照）
、その場合、ウェハの一方側は、特殊なはんだ（例えば
アルミニウム合金）を用いて金属基板（例えばモリブデ
ン又はタングステン製の）上へはんだ付けされ、金属円
板が他方の側に圧迫されて加圧接触されている。
はんだ付けにより生れた半導体金属層構造は、熱の膨張
係数に無視できない差異があるため、ウェハの直径が大
きくなるに伴い機械的な曲げ応力もより大きなものとな
る。この曲げ応力は、素子の負荷に対する耐交番性能に
後々までも悪影響を与える。
従って、従来のサイリスタ及びダイオードの場合、はん
だ付けされる加熱接触部の代わりにウェハと両側から加
圧接触する金属円板いわゆるｒ直接的な加圧接触部」が
用いられることになった（例えばジエイ・クツブロッホ
（Ｊ、　Ｋｎｏｂｌｏｃｈ）等又はブラウン・ボベリ　
（Ｂｒｏｗｎ　Ｂｏｖｅｒｉ）の上記の論文ＭｉＨ１（
１９７９）　、り−１０頁を参照）。
この種の接触部は、両側が平坦な表面を呈しているウェ
ハを有する従来のサイリスタの場合にはその真価が認め
られている。その理由は、表面が平坦である故に、ウェ
ハ内において十分に均等な圧力分散が保証されるからで
ある。
しかし、段状のゲート陰極構造（例えば、米国特許筒４
．１２７，８６３号を参照）の場合は、事情が別である
。この段状のゲート陰極構造の場合、加圧接触の為には
陰極側上部に複数の突出した陰極突出部のみが設けられ
ており、この陰極突出部は、全体と比較して小さな面積
で比較的高い圧力を受容し且つ出来る限り均等にウェハ
の内部へ圧力を分散しなければならない。ＤＳ　−０３
２７１９２１９（第６Ｆ図及びそれに関連した記載）に
おいては、原則として直接的な加圧接触をこの種のＧＴ
Ｏサイリスタにも使用することが提案されている。この
提案は、原理的な範囲内にとどまっており、ＧＴＯサイ
リスタを使用するに際しての困難な諸条件の下に直接的
な加圧接触を実現させる特別な記載はこの提案中には全
く見当らない。
段状のゲート陰極構造を有するＧＴＯを使用する際の条
件は、実際に面倒であると言うことがＤＥ−０３３１３
４０７４（第２０頁、２−２１行）から判る。そこでは
単純にはんだ付けされる加圧接触部が用いられているに
もかかわらず陰極突出部の圧力を軽減する為にゲート領
域は陰極突出部の高さにされている。
上述のＧＴＯサイリスタにおける直接的な加圧接触部に
関する技術面での障害があるために、今まで市場で入手
できた高出力ＧＴＯは、はんだ付けされる加圧接触部を
有するものだけであった（例えば、電子装置に関するＩ
ＥＥＥ会報、総ＥＤ−２８巻、第３巻、１９８１年３月
号、２７０−２７４頁を参照）。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、直接的に加圧接触されており且つ十分
な負荷に対する耐交番性を備える加圧接続型ＧＴＯサイ
リスタを提供することにある。
〔問題点を解決する為の手段〕
この課題は、上述の加圧接触型ＧＴＯサイリスタにおい
て、 −　加圧接触部及びウェハの荷重接触面は、±５μ糟よ
り小さな平面偏差を有しており、−少くとも陽極側加圧
接触部のウェハに面した側の角は、面取りされているか
、又は丸味がつけられており、 −対向する加圧接触部は、それらの中心軸線間のずれが
５００μ−より小さくなる様に合わされていることによ
り解決された。
これらの措置が共に作用することにより、素子に生ずる
負荷の交番が、それによって生じる機械的応力を通じて
素子の機能性に影響を及ぼすことを効果的に阻止してい
る。
本発明に基づいたサイリスタの加圧接触部は、モリブデ
ン又はタングステンから成っていることが好ましい。
平坦性の偏差が±１μ翔より小さく且つ中心軸線のずれ
が１００μ−より小さい場合、非常に良好な結果が得ら
れる。
加圧接触部の直径が大きくなるにつれて圧力配分もより
良好となるので、２０１■よりも大きな直径の加圧接触
部を選択することが望ましい。
これらのすべての措置は、専門知識の範囲内において予
測されたものではな（、この措置により偶然、本来の仮
定に反し実用性のあるＧＴＯサイリスタが実現できたの
であることをつけ加えてお（。
〔実施例〕
次に図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。
上述したように、直接的な加圧接触部の使用は、実際に
は、大きな陰極面を有するパワー半導体、特にダイオー
ド及びトランジスタに対して、タングステン又はモリブ
デンから成り、陰極面と同じ大きさの適合する金属製加
圧接触円板が用いられる場合に従来限定されている。
この場合量も重要なことは陰極の接続面が単純であると
いうことである。極端な場合には、数個の溝が設けられ
ているだけであり（例えばいわゆる「フィンガゲート」
のわきに）、これら？ｎは陰極面のわずかな部分しか占
めていない。それ故に、面の主要部分により均等な圧力
関係が保証されているので、いずれにせよ縁領域におい
ては、部分的にわずかに圧力が高くなるだけであろうこ
とが考えられる。
ＧＴＯサイリスタの場合、ウェハは、陰極側にのみ複数
の縦長で島状の陰極突出部を有しており、該陰極突出部
は、多くの場合ローゼット構造（例えばＤＥ−Ｏ３３１
３４０７４の第３図を参照）内に配置されている。陽極
側の接触面は、これとは反対に細分されていない。
この種のサイリスタが図示されている。配置における中
心素子は、不純物が添加された複数の層を有するウェハ
２であり、核層の列の境は、点線で示されている。
ウェハの陰極側（図面の上側）には、段状のゲート陰極
構造が設けられており、ゲート陰極構造内では、複数の
突出した陰極突出部７がより低く位置しているゲート領
域によって囲まれている。
陰極突出部７は、例えばアルミニウムから成る金属性陰
極層６によって覆われている。陰極突出部の間に位置す
るゲートＳＩ域も金属性のゲート電極５を有しており、
該ゲート電極は、陰極層６よりも低く位置している。
ウェハ２の陽極側（図面の下側）は、はり全面に渡って
同じくアルミニウムから成る陽極層４で覆われている。
ウェハ２の縁は、通常の如く面取りされており且つ縁の
不動態化部分９を有している。図示の実施例においては
加圧接触されていないが、ゲート電極５は保護の為に、
例えばポリイミド絶縁層８によって覆われている。
直接的な加圧接触部は、モリブデン円板又はタングステ
ン円板から成るものであれば好都合であるが、金属円板
状の陰極側加圧接触部ｌと陽極側加圧接触部３とを有し
ている。両方の加圧接触部ｌ及び３は、構造素子内にお
ける電気的及び温度的接触を保証するために十分な圧力
Ｐでウェハ２を押している。
ローゼット構造内に見られる陰極突出部７により、陰極
接触面Ａえに対する陽極接触面ＡＡの典型的な関係　２
＜Ａａ／Ａｘ＜５　　が生ずる。
許容できる熱伝導を確実に保証する為には、陽極面に見
られる圧力が、この種の構造において一般的な値である
例えば１０〜１５ＭＰａである必要がある。陰極側へか
＼る圧力については、ＡＡ／ＡＫの関係に基づきより高
い値が生ずる。
面の不利な状態が原因で高（なる圧力の他に、部分的に
圧力が高くなることも考慮する必要がある、つまり （ａ）　　加圧接合部の縁の近くにおける著しい圧力の
増加（いわゆるスタンプ効果） （ｂｌ　　ウェハの中心部領域における圧力の増加これ
らの機械的な応力は、先に与えられている幾何学に対し
値が数値で計算できる（例えば、ニー・シー・ツインキ
ープ４ｙチ（Ａ、Ｃ，Ｚｉｎｋｉｅｗｉｃｚ）、ワイ・
ケイ・キョン（Ｙ、に、　Ｃｈｅｎｎｇ）著の構造・連
続体力学における有限要素法（Ｔｈｅ　ｆｉｎｉｔｅｅ
ｌｅｍｅｎｔ　　ｍｅｔｈｏｄ　　ｉｎ　　５ｔｒｕｃ
Ｌｕｒａｌ　　ａｎｄ　　ｃｏｎｔｉｎｕｕｓ＋ｍｅｃ
ｈａｎｉｃｓ　）　、マグロ−ヒル、１９７０年を参照
）。
実際には、圧力増加＋８）は、例えば、陰極又は陽極層
６又は４の縁において弾性限界に至らしめる。
この種のわずかなひずみが生じることによって、自動的
に圧力超過が調整される。従って一般には、この場合圧
カニ学士、金属化された領域面が著しく膨張しない限り
危険ではない。
（ｂｌタイプの圧力増加は、しわを引き起こす。典型的
な実施例を理論的に計算すると、ウェハ２における部分
的な応力は、２倍以上に増加する。この付加的応力は、
非常に危険である。理由は、この応力の他に、種々の金
属の熱膨張により誘発される引張り応力又はせん断応力
が加わるからである０機械的に圧縮された薄片の厚さの
減小の方が圧縮されていない領域の横方向の伸張よりも
十分大きい場合（ＧＴＯの場合には、陰極突出部７間の
すき間の横方向の伸張）には、応力は、ウェファ内で陰
極表面の間隔が増加することで完全に均一化される。こ
の効果は、セント・ヴエナント（Ｓａｉｎｔ−Ｖｅｎａ
ｎｔ）の原理として知られている（例えばアイ・ツァボ
（ｌ　５ｚａｂｏ）著の「工業機械工学入門（Ｆｉｎｆ
ｕｈｒｕｎｇ　ｉｎ　ｄｉｅ　Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ　
Ｍｅｃｈａｎｉｋ）　Ｊ第７版、スブリンガー出版社、
１９６６年、１３０頁を参照）。この効果は、はんだ付
けされる加圧接触部にとって有効である。ウェハ及びは
んだ付けされた基板は、単一体のウェハとして比較的厚
さが厚くなるからである。
圧縮されたウェハがはんだ付けされない直接的な加圧接
触部の場合には、上述の条件は満たされない。機械的応
力は、ウェハ全体において不均一であり、部分的に応力
の方向が反転する（いわゆるＦｉｌｏｎ効果、つまり、
圧縮されたウェハの平坦な裏側面の部分的な突出）。こ
の理由により、前記島状構造の場合、直接的な加圧接合
は、ウェハを破壊に導びくと言うことを前提とせざるを
えない。
直接的な加圧接触部を有するＧＴＯサイリスタについて
著しい圧縮荷重と温度荷重下で一連の実験が行われたが
、偶然にも、特定の措置が施されている場合には、構造
化されている陰極表面を有するＧＴＯにおいて直接的な
加圧接触を実際に使用することが可能であることが判明
した。
この場合に先づ重要なことは、平坦性である。
つまり、相互に接触状態にあるウェハと加圧接触部との
表面が平坦であることである。ごれらの表面の非平坦性
、つまり平面偏差は、１μｍより小さければ好都合であ
るが５μ鶴より大きくてはならない。
更に、加圧接触部ｌ及び３の縁は、角ぼっていてはなら
ない。加圧接触部の終端がウェハの表面内に位置してい
る場合、前述のひずみの原因となるからである。
これはいずれにせよ陽極側に関することであるので（図
面を参照）、少くとも陽極側の加圧接触部３のウェハ２
に面した側の角は、面取りされるか、又は丸味がつけら
れていなければならない。
更に、対向して位置している加圧接触部１及び３の外側
の境界は、小さな許容誤差内に納められていなければな
らない。ここでは、加圧接触部１及び３の中心軸線間の
ずれは、５００μｍより小さければ十分である。このず
れは再加圧接触部が同じ大きさの直径を有する場合、半
径差（Δｒ）（図示されている）と同じ大きさになる。
誤差が１００μ曙よりも小さければ好都合である。
陰極側の加圧接触部１の直径は、その縁が陰極突出部７
から横方向に突出している様に選択されていれば好都合
である。両方の加圧接触部１及び３に対し比較的小さな
直径を選択することも可能である（図面中に点線で示さ
れている）。
細部について説明すると、この配列においては、下記の
寸法であることが好ましい。
加圧接触部の直径　　　　　　〉２０１鳳陰極突出部の
中　　　　　　　＞　Ｑ、　ｌ　＊＊陰極突出部の長さ
　　　　　　＞　ｌ　ａｍ陰極突出部間の溝の深さ　　
　５−５０μ繭陰極突出部の数　　　　　　　＞１００
上述の実験には、直径４８．６　ｍｍ、厚さ３５０■ｌ
のウェハが使用された。モリブデンから成る加圧接触部
の直径は４４．５　ｍｍ、厚さは２鰭であった。
陰極側加圧接触部は、中央に直径８龍の孔を有していた
く図面を参照）。
ウェハは、加圧接触部と共の各々３インチのサイリスタ
ケーシング中へ組込まれ、５つの素子毎にパイルが張ら
れ、２０乃至４０ＫＮの力が加えられた。
この力は、陽極側の圧力１３乃至２７ＭＰａに相当する
一方、陰極側の圧力では（面積が小さいことに応じて）
それの４倍に相当する。
テスト素子は、最高１８０℃まで加熱され、冷風で室温
にまで冷却された。
温度の交換回数は、≧２０回であった。
第２の実験シリーズにおいては、ＧＴＯ構造素子の電流
負荷を用いて負荷の交換が行われたが、１２５度までの
温度上昇が生じた（負荷の交換は１２０００回；陽極側
の圧力は約１４ＭＰａ）。
両方の場合においては、ウェハの電気的固有値は、実験
で用いられた負荷により測定許容誤差の範囲でのみ変化
した。
アルミニウムの熱によるひずみの限界は、陰極側では越
えたものの、圧力に起因する比較的わずかな変化がアル
ミニウムから成る陽極層及び陰極層に認められた。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明に基づいた直接的な加圧接触部を有する
ＧＴＯサイリスタ構造の横断面図を示している。 参照番号 １・・・・・・陰極側加圧接触部　　　２・・・・・・
ウェハ３・・・・・・陽極側加圧接触部　　　４・・・
・・・陽極層５・・・・・・ゲート電極　　　　　　６
・・・・・・陰極層７・・・・・・陰極突出部　　　　
　　８・・・・・・絶縁層９・・・・・・縁の不動態化
部　　　　Ｐ・・・・・・加圧力Δｒ・・・・・・半径
の差

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ａ）不純物が添加された複数の層が陰極側と陽極
    側との間に配置された半導体ウェハ（２）を有し、 ｂ）前記ウェハ（２）は、陰極側に複数の突出した陰極
    突出部（７）を備え、この陰極突出部は、比較的低く位
    置しているゲート領域によって囲まれている段状のゲー
    ト陰極構造を有し、 ｃ）前記ウェハ（２）の前記陰極突出部（７）が各々金
    属性の陰極層（６）で覆われており、陽極側は金属性の
    陽極層（４）で覆われており、 ｄ）前記陰極層（６）及び陽極層（４）に対して加圧さ
    れて、これらに接続される円板状の陰極側加圧接触部と
    、陽極側加圧接触部（１、３）とを有する加圧接続型Ｇ
    ＴＯサイリスタにおいて、 ｅ）前記加圧接触部（１、３）と前記ウェハ（２）上の
    荷重のかけられている接触面の平面偏差は、±５μｍよ
    りも小さく、 ｆ）少くとも前記陽極側加圧接触部（３）の前記ウェハ
    （２）に面した側の角は、面取りされているか又は丸味
    がつけられており、 ｇ）前記加圧接触部（１、３）は、それらの中心軸線の
    ずれが５００μｍより小さな値になる様に整列されてい
    ることを特徴とする加圧接続型ＧＴＯサイリスタ。
  2. （２）前記加圧接触部（１、３）は、モリブデン又はタ
    ングステンから成ることを特徴とする特許請求の範囲第
    （１）項に記載の加圧接続型ＧＴＯサイリスタ。
  3. （３）前記加圧接触部（１、３）及びウェハ（２）の平
    面偏差は、±１μｍよりも小さいことを特徴とする特許
    請求の範囲第（２）項に記載の加圧接続型ＧＴＯサイリ
    スタ。
  4. （４）前記加圧接触部（１、３）のそれぞれの中心軸線
    間のずれは、１００μｍより小さいことを特徴とする特
    許請求の範囲第（３）項に記載の加圧接続型ＧＴＯサイ
    リスタ。
  5. （５）前記加圧接触部（１、３）の直径は、２０ｍｍよ
    りも大きいことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
    に記載の加圧接続型ＧＴＯサイリスタ。
  6. （６）ａ）前記陰極突出部（７）の巾は、０．１ｍｍよ
    りも大きく、 ｂ）前記陰極突出部（７）の長さは、１ｍｍよりも大き
    く、 ｃ）前記陰極突出部（７）間の溝の深さは、５μｍと５
    ０μｍとの間であり、 ｄ）前記陰極突出部（７）の数は、約１００又はそれ以
    上であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に
    記載の加圧接続型ＧＴＯサイリスタ。
  7. （７）前記陰極側の加圧接触部（１）は、その縁が前記
    陰極突出部（７）を越えて突出している様な直径を有し
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記
    載の加圧接続型ＧＴＯサイリスタ。
JP16220087A 1986-07-30 1987-06-29 加圧接続型ｇｔｏサイリスタ Expired - Lifetime JP2594278B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH304986 1986-07-30
CH03049/86-4 1986-07-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6337660A true JPS6337660A (ja) 1988-02-18
JP2594278B2 JP2594278B2 (ja) 1997-03-26

Family

ID=4247464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16220087A Expired - Lifetime JP2594278B2 (ja) 1986-07-30 1987-06-29 加圧接続型ｇｔｏサイリスタ

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0254910B1 (ja)
JP (1) JP2594278B2 (ja)
CN (1) CN1003203B (ja)
DE (1) DE3781972D1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02143563A (ja) * 1988-11-25 1990-06-01 Fuji Electric Co Ltd サイリスタ
JPH11191618A (ja) * 1997-10-24 1999-07-13 Asea Brown Boveri Ag ストップ層を有するゲートターンオフサイリスタ

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2215125B (en) * 1988-02-22 1991-04-24 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JPH0693468B2 (ja) * 1988-08-09 1994-11-16 株式会社東芝 圧接平型半導体装置
EP0355359B1 (de) * 1988-08-19 1993-03-17 Asea Brown Boveri Ag Abschaltbares Halbleiterbauelement
DE58905844D1 (de) * 1989-02-02 1993-11-11 Asea Brown Boveri Druckkontaktiertes Halbleiterbauelement.
DE19821240C1 (de) * 1998-05-12 1999-08-12 Siemens Ag Abschaltbarer Thyristor
WO2000003437A1 (de) * 1998-07-08 2000-01-20 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung und verfahren zu deren herstellung
CN220474611U (zh) * 2020-08-31 2024-02-09 日立能源有限公司 电子器件和用于其的封装和半导体芯片

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5380979A (en) * 1976-12-27 1978-07-17 Toshiba Corp Semiconductor device
JPS56124238A (en) * 1980-03-05 1981-09-29 Hitachi Ltd Semiconductor device
JPS5739575A (en) * 1980-08-21 1982-03-04 Mitsubishi Electric Corp Gate turn-off thyristor

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1446767A (fr) * 1964-09-12 1966-07-22 Siemens Ag Soupape contrôlable à semi-conducteur du type pnpn
DE2257078A1 (de) * 1972-11-21 1974-05-30 Siemens Ag Halbleiterbauelement mit druckkontakt
US4127863A (en) * 1975-10-01 1978-11-28 Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. Gate turn-off type thyristor with separate semiconductor resistive wafer providing emitter ballast
US4402004A (en) * 1978-01-07 1983-08-30 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha High current press pack semiconductor device having a mesa structure
DE2821268C2 (de) * 1978-05-16 1986-10-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Halbleiterbauelement mit Druckkontakt
JPS55121654A (en) * 1979-03-13 1980-09-18 Toshiba Corp Compression bonded semiconductor device
JPS57181131A (en) * 1981-04-30 1982-11-08 Toshiba Corp Pressure-contact type semiconductor device
JPS59134876A (ja) * 1983-01-20 1984-08-02 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JPH067592B2 (ja) * 1986-07-14 1994-01-26 株式会社日立製作所 ゲ−トタ−ンオフサイリスタ
JPH0642542B2 (ja) * 1988-04-08 1994-06-01 株式会社東芝 高耐圧半導体装置の製造方法
EP0355359B1 (de) * 1988-08-19 1993-03-17 Asea Brown Boveri Ag Abschaltbares Halbleiterbauelement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5380979A (en) * 1976-12-27 1978-07-17 Toshiba Corp Semiconductor device
JPS56124238A (en) * 1980-03-05 1981-09-29 Hitachi Ltd Semiconductor device
JPS5739575A (en) * 1980-08-21 1982-03-04 Mitsubishi Electric Corp Gate turn-off thyristor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02143563A (ja) * 1988-11-25 1990-06-01 Fuji Electric Co Ltd サイリスタ
JPH11191618A (ja) * 1997-10-24 1999-07-13 Asea Brown Boveri Ag ストップ層を有するゲートターンオフサイリスタ

Also Published As

Publication number Publication date
CN1003203B (zh) 1989-02-01
EP0254910A1 (de) 1988-02-03
JP2594278B2 (ja) 1997-03-26
DE3781972D1 (de) 1992-11-05
EP0254910B1 (de) 1992-09-30
CN87105600A (zh) 1988-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1093699A (en) Conduction-cooled circuit package and method for making same
JP3588503B2 (ja) 圧接型半導体装置
JPS5846073B2 (ja) 半導体素子支持用熱伝導性導電性支持体
US4996589A (en) Semiconductor module and cooling device of the same
JPS6337660A (ja) 加圧接続型ｇｔｏサイリスタ
JP3956405B2 (ja) 熱電モジュールの製造方法
JPH0246742A (ja) 圧接平型半導体装置
JPH01217974A (ja) ゲートターンオフ半導体素子
JP2978673B2 (ja) 半導体装置のボンディング装置
JPS63224242A (ja) 熱伝達装置
JP3364423B2 (ja) 半導体スタック
JPH03228339A (ja) ボンディングツール
JPS634354B2 (ja)
US5063436A (en) Pressure-contacted semiconductor component
JPS5846177B2 (ja) 半導体装置
JPS5844594Y2 (ja) 半導体ペレツト
JPS615533A (ja) 加圧接触形半導体装置
JPH07176797A (ja) 熱電変換装置
JPS61134064A (ja) 半導体装置
JPS5814604Y2 (ja) 半導体装置
JPS5931035A (ja) 半導体装置
JPS62291122A (ja) 半導体装置
JP3258146B2 (ja) 半導体装置
JPH02139976A (ja) 熱電変換モジュール
JPH01321640A (ja) 圧接型半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071219

Year of fee payment: 11