KR820002261B1

KR820002261B1 - Glass sealed semiconductor

Info

Publication number: KR820002261B1
Application number: KR7900951A
Authority: KR
Inventors: 이. 죤슨 죠세프; 에이. 오스탑 죤; 엘. 무어 데이비드
Original assignee: 알. 이브. 가버트; 웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀
Priority date: 1979-03-28
Filing date: 1979-03-28
Publication date: 1982-12-08

Abstract

A glass sealed semiconductor diode is disclosed. The diode includes a fusion which comprises a body of semiconductor material having a PN junction therein and metal electrodes affixed to opposed major surfaces of he semiconductor body. The fusion is encircled by and annular-shaped glass member with an inner surface of the annular-shaped glass member fused to an edge surface of the fusion to form a protective layer over the PN junction. An annular metallic member encircles the annular glass member with an inner surface thereof fused to an outer surface of the annular glass member.

Description

Glass sealed semiconductor devices

제1도는 본 발명의 우선적인 실시예를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of the present invention.

제2도는 다이오드에 사용한 반도체 재료의 몸체를 예시한 반도체의 도면.2 is a diagram of a semiconductor illustrating a body of semiconductor material used for a diode.

제3도는 다이오드의 제1전극을 예시한 도면.3 illustrates a first electrode of a diode.

제4도는 다이오드의 제2전극을 예시한 도면.4 illustrates a second electrode of a diode.

제5도는 다이오드에 사용한 환상형 유리부재를 표시한 도면.5 shows an annular glass member used for a diode.

제6도는 다이오드에 사용한 환상형 금속부재를 표시한 도면.6 shows an annular metal member used for a diode.

제7도는 본 발명의 2번째 실시예의 단면도.7 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.

제8도는 본 발명의 3번째 실시예의 단면도.8 is a sectional view of a third embodiment of the present invention.

제9도는 본 발명의 4번째 실시예의 단면도.9 is a sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

제10도는 다이오드를 만드는데 사용된 유리를 미리 형성한 것을 보인 도면.FIG. 10 shows preformed glass used to make diodes.

제11도는 융착(fusion)과정동안 다이오드 성분을 보존하기 위해 사용된 지그(jig)의 단면도.11 is a cross sectional view of a jig used to preserve the diode components during the fusion process.

제12도는 다이오드의 PN접합 위에 보호 밀봉층을 만들기 위해 미리 형성한 유리를 반도체 끝에 퓨우전 시키는데 사용되는 용광로의 시간대 온도 관계를 표시한 도표.12 shows a time zone temperature relationship of a furnace used for fusion of preformed glass at the end of a semiconductor to form a protective sealing layer over a PN junction of a diode.

본 발명은 일반적으로 반도체 디바이스에 관한 것이며, 특히 캡슐화된 반도체 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates generally to semiconductor devices, and more particularly to encapsulated semiconductor devices.

PN접합층을 보호할 목적으로 다이오드의 반도체 부분에 유리를 직접 퓨우전 시킨 종래의 반도체 다이오드는 비교적 소형이면서 저 전류용으로 한정되고 있다. 그와 같은 다이오드는 유니트로우드(unitrode)사 에서 제작 판매하는 uT 4005타입을 예로 들수 있다. 또한 종래 기술에서는 열경화성 수지 절연재로 반도체 디바이스를 캡슐화 시키고 있다.Conventional semiconductor diodes in which glass is fused directly to the semiconductor portion of the diode for the purpose of protecting the PN junction layer are relatively small and limited for low current. Such a diode is, for example, the uT 4005 type manufactured and sold by unitrode. In the prior art, a semiconductor device is encapsulated with a thermosetting resin insulating material.

수지절연재를 사용하여 밀봉한 다이오드 디바이스의 예는 특허 제3,475,662호; 제3,476,987호; 제3,476,988호; 제3,486,084호에 언급되어 있다.Examples of diode devices sealed using resin insulating materials are disclosed in Patents Nos. 3,475,662; 3,476,987; 3,476,987; 3,476,988; 3,476,988; 3,486,084.

전력 반도체 디바이스를 만들기 우한 현재의 캡슐화 기법은 디바이스 패키지의 하드웨어(hardware)가 보통 반도체 융착보다 훨씬 비용이 더 많이 들기 때문에 비교적 비싸게 먹힌다.Current encapsulation techniques for making power semiconductor devices are relatively expensive because the hardware of the device package is usually much more expensive than semiconductor fusion.

본 발명의 목적은 저렴한 캡슐화 기법을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide an inexpensive encapsulation technique.

본 발명은 넓게 생각하면 2개의 대향표면-이들 사이에 한 연부있음-음 지닌 반도체 장치 본체로된 반도체 장치에 있는 바, 상기 연부에 붙어있는 제1 절연 링(ring)과 이 제1링을 둘러싸고 있는 제2 링으로 된 구조물에 특징이 있다.The present invention is broadly conceived in a semiconductor device comprising a body of a semiconductor device having two opposite surfaces—one edge between them—near a first insulating ring attached to the edge and surrounding the first ring. It is characterized by a structure with a second ring.

제1도는 어떤 다이오드(20)의 우선적인 실시예를 보인 도면이다.1 shows a preferred embodiment of a diode 20.

다이오드(20)는 우선적으로 실리콘인 반도체 재료(22)(제2도에 별도로 예시 하였음)인 본체와 제1, 제2전극(24) 및 (26) (제3, 4도에서 별도로 예시하였음)의 융착을 이용한 것이다. 전극(24), (26)은 내화성(耐火性)재료인 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈등과 같은 것이다.Diode 20 preferentially consists of a body of semiconductor material 22 (illustrated separately in FIG. 2) that is silicon and first and second electrodes 24 and 26 (illustrated separately in FIGS. 3 and 4). Fusion is used. The electrodes 24 and 26 are made of molybdenum, tungsten, tantalum, or the like which are fire resistant materials.

반도체 재료로된 본체(22)는 P전도형 영역(28)과 N전도형 영역(38)의 접촉영역에 있는 PN접합(29)을 포함하고 있다.The main body 22 made of a semiconductor material includes a PN junction 29 in the contact region of the P conductive region 28 and the N conductive region 38.

전도형 영역(28)은 PN접합(29)으로 부터 본체(22)의 상부면(32)까지 뻗어있는 반면, N전도형 영역(30)은 PN접합(29)으로부터 본체(22)의 하부면(34)까지 뻗어 있다.Conductive region 28 extends from PN junction 29 to top surface 32 of body 22, while N-conductive region 30 extends from PN junction 29 to lower surface of body 22. Extends to (34).

전극(24)은 컵 형상인데, 본체(22)의 상부면(32)에 붙어있는 하부면(40)을 포함하고 있다. 마찬가지로, 전극(26)(제4도에 따로 예시했음)은 본체(22)의 하부면(34)에 붙어있는 상부표면(41)을 포함하고 있다.The electrode 24 is cup-shaped and includes a lower surface 40 attached to the upper surface 32 of the main body 22. Likewise, electrode 26 (illustrated separately in FIG. 4) includes an upper surface 41 affixed to lower surface 34 of body 22.

반도체 재료인 본체(22)와 전극(24), (26)의 구성으로된 융착은 동축으로 위치한 환상형 전기절연 유리부재(제5도에 별도로 예시했음)에 의해서 둘러싸여 있다. 환상형 유리부재(44)의 내부 표면(46)은 본체(22)의 연부 부분(33)에 또한 전극(24)와 (26)의 외부표면 (38)과 (43)에 각각 융착 되어있다.The fusion composed of the main body 22 and the electrodes 24 and 26, which are semiconductor materials, is surrounded by an annular electrically insulating glass member (illustrated separately in FIG. 5) located coaxially. The inner surface 46 of the annular glass member 44 is fused to the edge 33 of the body 22 and to the outer surfaces 38 and 43 of the electrodes 24 and 26, respectively.

본체(22)의 외곽 연부 부분(48)과 환상형 유리부재(44)의 내부 표면(46)을 따라 융착되어 형성된 접합은 PN접합(29)을 보호하기 위해 기밀 봉착 형태를 취한다.The joint formed by fusion along the outer edge portion 48 of the body 22 and the inner surface 46 of the annular glass member 44 takes the form of a hermetic seal to protect the PN junction 29.

또 다른 보호는 환상형 유리부재(44)의 안쪽 표면(46)과 전극(24)와 (26)의 외부표면 (38)과 (43)사이에 융착된 접합에 의해 마련된다. 환상형 유리부재(44)는 우선적으로 동축으로 위치시킨 환상형 또는 링 모양의 금속성 부재(48)(제6도에 별도로 예시했음)에 의해서 둘러싸여 있다.Another protection is provided by fusion bonding between the inner surface 46 of the annular glass member 44 and the outer surfaces 38 and 43 of the electrodes 24 and 26. The annular glass member 44 is surrounded by an annular or ring-shaped metallic member 48 (illustrated separately in FIG. 6) that is preferentially coaxially positioned.

환상형 금속성부재(48)의 안쪽 표면(50)은 환상형 유리부재(44)의 외부표면(52)에 융착, 접촉되고 있다. 우선적인 실시예에서, 환상형 금속성부재(48)과 환상형 유리부재(44)의 온도 팽창계수는 정상 동작 온도하에서 환상형 금속성부재(48)가 환상형 유리부재(44)를 압축상태로 유지할 수 있도록 선택된다.The inner surface 50 of the annular metallic member 48 is fused and contacted to the outer surface 52 of the annular glass member 44. In a preferred embodiment, the temperature expansion coefficients of the annular metallic member 48 and the annular glass member 44 are such that the annular metallic member 48 keeps the annular glass member 44 in a compressed state under normal operating temperatures. Is chosen to be.

환상형 금속성부재(48)는 우선적으로 닉켈 20%, 코발트 17%, 망간 0.2%와 나머지 철로 구성된 합금이며, 이것은 상표 KOVAR 또는 FENICO로 판매되고 있다. 또한 위의 금속과 거의 같은 팽창계수를 갖는 강철 제품도 사용될 수 있다.The annular metallic member 48 is preferentially an alloy composed of 20% Nickel, 17% Cobalt, 0.2% Manganese and the remaining iron, which is sold under the trademark KOVAR or FENICO. In addition, steel products with coefficients of expansion nearly equal to those of the above metals may be used.

지르콘(Zrsio₄), 물라이트(3Al₂o₃2sio₂), 포슬린(porcelain), 티탄(Tio₂), 그리고 스피넬(MgAl₂O₄)을 포함한 세라믹도 또한 사용될 수 있다.Ceramics including zircon (Zrsio ₄ ), mullite (3Al ₂ o ₃ 2sio ₂ ), porcelain (porcelain), titanium (Tio ₂ ), and spinel (MgAl ₂ O ₄ ) can also be used.

맨 아래 전극(26)은 환상형 금속성부재(48)의 아래쪽 표면과 환상형 유리부재(44)의 아래쪽표면을 넘어서 뻗어있다. 이에 따라 맨 아래 전극(26)에의 접촉이 환상형의 금속성부재(48)에 의한 간섭없이 평편한 표면을 통해 이루어지게 된다.The bottom electrode 26 extends beyond the bottom surface of the annular metallic member 48 and the bottom surface of the annular glass member 44. Accordingly, contact with the bottom electrode 26 is made through the flat surface without interference by the annular metallic member 48.

제7도는 유리 캡슐화된 다이오드(120)의 두번째 실시예이다. 맨 위 전극은 제1도의 동일 부분에다 100을 더한 번호 124로 지칭하였다. 맨 위 전극(124)은 평원반이다. 이 실시예는 환상형 유리부재(144)가 상이한 유형의 유리인 2개의 영역(144a), (144b)을 포함하도록 구조하였다.7 is a second embodiment of a glass encapsulated diode 120. The top electrode is referred to by number 124 in the same part of Figure 1 plus 100. The top electrode 124 is a disc. This embodiment is structured such that the annular glass member 144 includes two regions 144a and 144b which are different types of glass.

제8도는 본 발명의 3번째 실시예인 바, 같은 부분을 표시하기 위해 제1도의 숫자에다 200을 더한 수로 나타내었다.FIG. 8 is a third embodiment of the present invention, in which the number in FIG. 1 is added to 200 to indicate the same parts.

이 다이오드는 2개의 컵 모양의 전극(226)과 (224)(제1도)를 포함하고 있다.This diode includes two cup-shaped electrodes 226 and 224 (FIG. 1).

제9도는 다이오드(320)의 네번째 실시예이다. 같은 부분을 표시하기 위해서 제1도에다 300을 더한 수로 나타내었다.9 is a fourth embodiment of a diode 320. In order to indicate the same parts, 300 is added to FIG.

다이오드(320)는 2개의 영역(344), (354)을 갖는 환상형 유리부재를 포함하도록 수정하였다. 제1영역(354)은 PN접합(329)위에 놓여있는 얇은 층이다. 이 구조물은 PN접합(329)에 있을 수 있는 오염을 최소로 줄이기 위해서 PN 접합(329)위에 놓여있는 산화 실리콘의 영역(354)을 사용한 것이다.The diode 320 was modified to include an annular glass member having two regions 344 and 354. The first region 354 is a thin layer overlying the PN junction 329. This structure uses a region of silicon oxide 354 overlying the PN junction 329 to minimize contamination that may be in the PN junction 329.

다이오드(20)를 제작하는 첫번째 단계는 융착을 형성하도록 맨 아래 전극(26)과 맨 위 전극(24)을 반도체 재료인 본체(22)에 붙이는 것이다. 우선적인 실시예에서, 맨 아래 전극(26)은 그 맨 위 표면(41)을 본체(22)의 맨 아래쪽 주 표면(34)에다 은땜질을 함으로써 본체(22)에 부착시킨다.The first step in fabricating the diode 20 is to attach the bottom electrode 26 and the top electrode 24 to the body 22, which is a semiconductor material, to form a fusion. In a preferred embodiment, the bottom electrode 26 attaches its top surface 41 to the body 22 by silver soldering to the bottom major surface 34 of the body 22.

은으로 때우는 과정은 800℃에서 900℃의 온도범위에서 수행된다. 맨 위쪽 전극(24)은 500℃ -550℃에서 알미늄을 사용하여 본체(22)의 꼭대기 표면(32)에다 전극(24)의 맨 아래쪽 표면(40)을 땜질함으로써 본체(22)의 맨 위쪽 표면(32)에 부착시킨다.Filling with silver is carried out in the temperature range from 800 ° C to 900 ° C. The top electrode 24 is the top surface of the body 22 by soldering the bottom surface 40 of the electrode 24 to the top surface 32 of the body 22 using aluminum at 500 ° C.-550 ° C. (32).

전극(24), (26)을 반도체 물질의 본체(22)에 부착 시킨후, 반도체 물질의 본체(22)의 모서리는 융착을 완전히 하도록 하기위해 비스듬히 되어있다.After attaching the electrodes 24 and 26 to the body 22 of the semiconductor material, the corners of the body 22 of the semiconductor material are angled to complete the fusion.

다이오드(20)는 상술한 미리 형성된 유리(60)(제10도)와 환성형의 금속성부재(48)(제5도)의 융착에 의해 구조된다. 다이오드(20)를 제조하는 첫 단계는 이들 부분을 깨끗게 하는 것이다.The diode 20 is constructed by fusion of the above-mentioned preformed glass 60 (FIG. 10) and the annular metallic member 48 (FIG. 5). The first step in manufacturing the diode 20 is to clean these parts.

깨끗하게 한 다음, 모든 구성물들은 제11도에서 보인 것처럼 지그안에 조립된다. 지그는 2개의 동심원적인 원형의 오목한 두부분(64)와 (66)을 갖고 있는 흑연 베이스부재(62)를 이용하고 있다. 첫번째 오목한 부분(64)은 맨 아래쪽의 전극(26)보다도 약간 더 큰 지금을 갖고 있다. 두번째 오목한 부분(66)은 첫번째 오목한 부분(64)과 동심원을 이루고 있으며, 환상형의 금속성부재(48)의 외곽지름보다도 약간 큰 지름을 갖고 있다.After cleaning, all the components are assembled in a jig as shown in FIG. The jig utilizes a graphite base member 62 having two concentric circular concave portions 64 and 66. The first concave portion 64 has a slightly larger edge than the bottom electrode 26. The second concave portion 66 is concentric with the first concave portion 64 and has a diameter slightly larger than the outer diameter of the annular metallic member 48.

다이오드(20)의 구성물을 지그안에 조립하는데 있어서, 아래쪽 전극(26)이 첫번째 오목한 부분(64)안에 있도록 융착이 자리잡게 된다. 환상형의 금속성부재(48)는 보다 큰 오목한 부분(66)안에 놓여진다. 미리 형성하는 유리(60)는 환상형의 금속성부재(48)과 융착 사이에 놓여진다.In assembling the components of the diode 20 into the jig, the fusion is established so that the lower electrode 26 is in the first concave portion 64. The annular metallic member 48 is placed in the larger concave portion 66. The glass 60 to be formed in advance is placed between the annular metallic member 48 and the fusion.

내부벽을 따라서 오목한 부분(71)을 갖고 있는 흑연 지지 실린더(70)는 환상형의 금속성부재(48)에 걸쳐 배치된다. 지지 실린더(70)의 내부벽 안에 있는 오목한 부분(71)과 베이스 부재(62)안에 있는 보다큰 오목한 부분(66)은 환상형의 금속성부재(48)의 상부표면이 베이스부재(62) 및 지지 실린더(70)와 접촉하도록 되어있다.The graphite support cylinder 70 having the concave portion 71 along the inner wall is disposed over the annular metallic member 48. The recessed portion 71 in the inner wall of the support cylinder 70 and the larger recessed portion 66 in the base member 62 have an upper surface of the annular metallic member 48 with the base member 62 and the support cylinder. Contact 70.

외부 지름이 지지 실린더(70)의 내부 지름보다 약간 작고 내부지름이 맨 위쪽 전극(24)의 외부 지름보다도 약간 큰 흑연 압축 실린더(72)는 미리 만든 유리(60)를 누루게 위치시킨다. 그후 분동(74)을 압축 실린더(72)위에 배치하여 지그 구성품의 조립을 완성시킨다. 압축 실린더(72)와 분동(74)의 결합무게는 20g에서 110g의 범위 안에있다.The graphite compression cylinder 72 having the outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the support cylinder 70 and the inner diameter slightly larger than the outer diameter of the top electrode 24 rests against the previously made glass 60. The weight 74 is then placed on the compression cylinder 72 to complete the assembly of the jig component. The combined weight of the compression cylinder 72 and the weight 74 is in the range of 20 g to 110 g.

그후 제11도에서 조립된 것과 같은 구성물 및 지그를 350℃범위의 초기온도를 갖는 융착 용광로안에 배치시켜 제어기압하에서 가열시킴에 따라, 미리 형성된 유리(60)가 융착의 외곽 연부 및 환상형부재(48)의 내측 연부에 융착된다. 융착단계가 완료된후, 미리 형성된 유리는 환성형 유리부재(44)(제1도)가 된다.Then, the components and jig as assembled in FIG. 48) is fused to the inner edge of. After the fusion step is completed, the preformed glass becomes an annular glass member 44 (FIG. 1).

수증기 5내지 20%를 포함한 니트로겐으로 된 상술한 제어기압은 용광로안에서 설정된다.The above-mentioned controller pressure of nitrogen containing 5 to 20% of water vapor is set in the furnace.

제12도는 소결시의 분으로 나타낸 시간과 온도의 관계를 보인것이다. 미리 형성한 유리(60)는 700℃이하의 온도에서 녹으므로, 미리 형성한 유리(60)가 고점질(高粘質)을 형성하면서 녹도록 용광로 온도를 700-720℃정도에서 20분간 유지한다. 압축 실린더(72)에 기인하는 압축과 분동(74)은 전극(24), (26)의 외부 연부(42), (34), 환상형의 금속성부재(48)의 내부 연부(50), 그리고 본체(22)의 연부를 따라서 용융된 유리가 균일하게 흐르도록 한다. 410℃의 온도를 30분간 유지한후, 용광로 온도를 분당 10℃정도의 비율로 실내온도로 급격히 낮춘다.Figure 12 shows the relationship between time and temperature in minutes at sintering. Since the pre-formed glass 60 melts at a temperature of 700 ° C. or lower, the furnace temperature is maintained at about 700-720 ° C. for 20 minutes so that the pre-formed glass 60 melts while forming a high viscosity. . Compression and weight 74 due to the compression cylinder 72 may include the outer edges 42, 34 of the electrodes 24, 26, the inner edge 50 of the annular metallic member 48, and The molten glass flows uniformly along the edge of the main body 22. After maintaining the temperature of 410 ℃ for 30 minutes, the furnace temperature is rapidly lowered to the room temperature at a rate of about 10 ℃ per minute.

이러한 온도의 순환 과정은 있을 수 있는 해로운 응력들의 형성이 유리부재 내에서 전개되지 않도록 한다.This temperature cycling process prevents the formation of possible harmful stresses in the glass member.

제7도와 8도에서 보여준 실시예의 제조과정은 제1도에서 보여준 실시예의 제조과정과 같은 것이다. 추가적으로 하나의 처리단계가 더 요구되는데, 그것은 제9도에서 보여준 실시예의 PN접합을 보호하는 절연층(354)을 형성하는 것이다. 제11도에 예시한 지그안에서 다이오드의 구성물을 조립하기 전에, 절연층(354)은 산화 실리콘을 증착시킴으로써 반도체 분체(22)의 모서리 위에 형성될 수도 있다. 그후 다이오드(320)의 퓨우전 및 기타 구성물들은 지그안에서 조립되고 상술한 대로 처리된다.The manufacturing process of the embodiment shown in FIGS. 7 and 8 is the same as the manufacturing process of the embodiment shown in FIG. In addition, one more processing step is required, which is to form the insulating layer 354 to protect the PN junction of the embodiment shown in FIG. Before assembling the components of the diode in the jig illustrated in FIG. 11, an insulating layer 354 may be formed over the edge of the semiconductor powder 22 by depositing silicon oxide. The fusion and other components of diode 320 are then assembled in a jig and processed as described above.

환상형 유리 부재(44) 뿐만 아니라 그것을 에워싸고 있는 금속 링(48)의 열 팽창계수는 반도체 본체(22)의 열 팽창계수와 매칭되거나 또는 더 커야 한다. 또한 이 유리의 열 팽창계수는 환상형 금속 링(48)의 온도 팽창계수 보다 더 작아야 한다.The coefficient of thermal expansion of the annular glass member 44 as well as the metal ring 48 surrounding it should match or be greater than the coefficient of thermal expansion of the semiconductor body 22. In addition, the coefficient of thermal expansion of the glass should be smaller than the temperature coefficient of expansion of the annular metal ring 48.

이러한 관계가 유지된다면, 링(48)은 유리가 반도체 본체(22)의 연부 들로부터 분리되거나 깨어지지 않게 하면서 유리 절연부재(44)를 압축상태로 유지할 것이다.If this relationship is maintained, the ring 48 will keep the glass insulating member 44 in a compressed state while the glass does not separate or break from the edges of the semiconductor body 22.

본 발명에 사용하기에 알맞는 유리는 4.0에서 6.0×10^-6㎝/㎝/sec범위의 온도 확장 계수를 가져야 하며 근본적으로 모두 알카리 이온이 없는 것이어야 한다.Glass suitable for use in the present invention should have a coefficient of temperature expansion in the range of 4.0 to 6.0 × 10 ⁻⁶ cm / cm / sec and essentially all free of alkali ions.

추가사항:More details:

1) 유리는 구조적 안전성을 가져야 한다. 즉 유리를 밀봉하고 달구어 서서히 식히는 기간동안 유리질이 제거되지 않아야하고 위상분리(phase separation)를 겪지 않아야 한다.1) Glass must have structural safety. In other words, the glass should not be removed during the period of sealing, heating and cooling slowly and should not undergo phase separation.

2) 유리는 주위 환경이나 습도에 대해 좋은 화학적 저항을 가져야 한다.2) Glass should have good chemical resistance to the environment and humidity.

3) 유리의 열 팽창계수가 실리콘의 그것과 양립할 수 있어야 한다.3) The coefficient of thermal expansion of glass should be compatible with that of silicon.

4) 유리는 액체이어야 하며 실리콘 본체에 붙어야 한다.4) The glass must be liquid and adhered to the silicone body.

5) 유리는 충분히 적게 흐르도록 점질을 가져야 한다.5) Glass must be viscous enough to flow.

6) 유리는 손상이 될 정도로 화학적으로 디바이스 표면에 반응해서는 안된다.6) The glass must not react chemically to the device surface enough to damage it.

7) 유리의 열 특성은 응력이 장치의 온도 제한 내에서 완화될 수 있도록 해야 한다.7) The thermal properties of the glass should ensure that the stress is relaxed within the temperature limits of the device.

8) 유리의 융착 온도는 디바이스의 열화 온도 이하여야 한다.8) The fusion temperature of glass should be below the deterioration temperature of the device.

9) 완성된 디바이스는 열적 쇼크, 열적 순환에 대해 탄력적이어야 하고 좋은 기계적 강도를 가져야 한다.9) The finished device must be elastic against thermal shock, thermal cycling and have good mechanical strength.

다음과 같이 구성된 유리들이 적합한 것으로 알려졌다.It is known that glass composed as follows is suitable.

특히 다음의 구성식을 갖는 유리는 만족스러운 것으로 발견되고 있는바, 타입 번호 IP 745로 시판되고 있다.In particular, glass having the following structural formula has been found to be satisfactory and is commercially available under the type number IP 745.

다이오드를 제조하기 위해 사용된 미리 형성된 유리(제10도)는 다음과 같은 치수를 갖고 있다.The preformed glass (Fig. 10) used to manufacture the diode has the following dimensions.

우선적인 실시예에서, 미리 형성한 유리(68)는 1개의 고체부재이다. 그러나, 미리 형성한 유리(68)는 다른 타입의 유리인 두 부분(69a), (69b)으로 나누어질 수 있다.In a preferred embodiment, the preformed glass 68 is one solid member. However, the preformed glass 68 can be divided into two parts 69a, 69b, which are different types of glass.

두 부분(69a), (69b)으로된 미리 형성된 것을 사용할 때, 제1부분(69a)은 반도체 재료인 본체(122)의 연부 부분(30) 및 맨 위의 전극(124)의 연부(138)에 융착된다. 제2 부분(69b)은 맨 아래의 전극(126)의 연부(143)에 융착된다.When using a preformed of two parts 69a and 69b, the first part 69a is the edge portion 30 of the body 122 which is a semiconductor material and the edge 138 of the top electrode 124. Is fused to. The second portion 69b is fused to the edge 143 of the bottom electrode 126.

이에 따라 환상형 유리 부재(144)는 2개의 영역(144a), (144b)을 갖을 뿐만 아니라 점선(160)로 표시한 접합부를 갖게 된다.As a result, the annular glass member 144 has not only two regions 144a and 144b but also a joining portion indicated by a dotted line 160.

이 실시에에서는 제1 부분(144a)용 유리가 PN접합(129)에 대해 최적의 보호를 마련할 수 있는 특성을 지니도록 선택하고 있다. 제2부분용 유리는 1차적으로 기타의 전기적 내지 열적 특성에 맞도록 선택할 수 있다.In this embodiment, the glass for the first portion 144a is selected so as to have a property capable of providing optimum protection for the PN junction 129. The glass for the second part can be chosen primarily to suit other electrical and thermal properties.

또한, 부분(69a)의 맨 아래 코오너를 제10도에서는 둥글게 도시하였지만, 이 코오너는 근본적으로는 사각형으로도 될 수 있다는 것을 명심해야 한다. 어떤 경우에서든 높이는(치수 0)는 환상형 금속성재료(48)의 높이(치수 d)보다 크다는 것을 명심해야 한다. 이에 따라 압축 실린더(72)(제10도)는 퓨우전 과정동안 미리 형성한것 위에 압력을 유지할 것이고, 환상형 유리 부재(44)(제1도)가 환상형 금속성부대(48)의 맨 위쪽 및 맨 아래쪽 연부와 근본적으로 평평한 맨 위쪽 및 맨 아래쪽 연부를 갖도록 충분한 유리가 이용될 것이라는 것은 확실하다.In addition, although the bottom co-owner of the portion 69a is shown round in FIG. 10, it should be borne in mind that the co-owner may be essentially square. In any case, it should be noted that the height (dimension 0) is greater than the height (dimension d) of the annular metallic material 48. Accordingly, the compression cylinder 72 (FIG. 10) will maintain pressure over the preformed shape during the fusion process, and the annular glass member 44 (FIG. 1) will be at the top of the annular metallic bag 48 And it is certain that enough glass will be used to have the top and bottom edges that are essentially flat with the bottom edge.

Claims

At the same time having a circular edge and having parallel first and second surfaces parallel to each other, a PN junction is formed having at least two regions of different conduction types ending in the edge, one of which is A semiconductor device having a disk-shaped body extending to a first surface and extending to the second surface, wherein the semiconductor device is provided with electrodes attached to the first and second surfaces. The outer edge of the ring-shaped glass member 44 is coaxially enclosed between the ring-shaped glass member 44 and the ring-shaped glass member 44 which are fused and formed to form a protective sealing layer along the edge of the main body. And a ring-shaped metallic member (48) in contact with the semiconductor device.