Способ посадки кристалла на основание корпуса

Авторы патента:

Исмаилов Тагир Абдурашидович (RU)

Шангереева Бийке Алиевна (RU)

Шахмаева Айшат Расуловна (RU)

Казалиева Эльмира (RU)

H01L21/58 - крепление полупроводникового прибора на опоре

H01L21/50 - сборка полупроводниковых приборов с использованием способов или устройств, не предусмотренных ни одной из подгрупп H01L 21/06- H01L 21/326

H01L2021/60007 - Основные элементы электрического оборудования

Владельцы патента RU 2792837:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дагестанский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Способ формирования пленки Ti-Ge на поверхности кремниевой пластины включает размещение кремниевой пластины в установке вакуумного напыления и напыления Ti-Ge в едином технологическом цикле, пленку напыляют толщиной 1,5±0,5 мкм и время напыления составляет 4±2 мин. Изобретение обеспечивает повышение надежности контакта кристалла с основанием корпуса и стабильность процесса присоединения, при использовании пленки при посадке кристалла на основание корпуса. 3 пр.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Известны различные способы посадки кремниевого кристалла на основание корпуса [1-3].

Сущность способа заключается в напылении на обратную сторону пластин слоя металлов хром-никель, между поверхностями кристалла и основания размещают припойную прокладку оловянно-свинцовую, нагревают детали до формирования паяного соединения [4].

Недостатком способа является сложная технология, высокие температуры, низкая производительность процесса и ненадежность контактного соединения.

Напыление двух слоев титан-германий - Ti-Ge (металл-полупроводник), осуществляют, как правило, в одной установке, т.е. не нарушая вакуума. Использование титана обеспечивает хорошую адгезию к окисной пленке (или пленке нитрида кремния, применение, которого часто бывает целесообразно); кроме того, титан обладает способностью геттерировать примеси из SiO₂ (в частности, ионы натрия) и тем самым стабилизировать p-n переход. Толщина напыляемого слоя титана выбирается исходя из требуемой величины стабилизирующего сопротивления.

Основным способом крепления кристаллов полупроводниковых приборов в корпус является соединение с помощью контактно-реактивной пайки. Между соединяемыми металлами в результате контактного плавления образуется эвтектический сплав, заполняющий зазор и кристаллизующийся с образованием паяного соединения. Соединение получается без применения флюса в среде азота в результате разрушения и удаления окисных пленок с соединяемых поверхностей в процессе притирки.

В современных способах посадки кристаллов полупроводниковых приборов используют основания корпусов уже с напыленным слоем золота. Слой эвтектики, полученный в результате плавления кремния и золота, дает прочное соединение. Температура посадки кристалла достаточно высокая (370°С). Данное сочетание композиций металлов обеспечивает высокую надежность контакта и высокую теплопроводность соединения.

Сущность способа заключается в том, что процесс проводят в едином технологическом цикле. Путем экспериментальных исследований выбраны оптимальные толщины и режимы напыления слоя на установке «Оратория-9». Выбранный слой обеспечивает прочное соединение кристалла к основанию, уменьшение влияния высоких температур на электрические параметры транзисторных структур.

Качество посадки контролируется методом отрыва с определенным усилием и визуально под микроскопом. При проведении контроля посадки кристалла с двухслойной металлизацией кристалл не отрывается от основания корпуса при приложении соответствующего усилия, а при приложении большего усилия разламывается сам кремний. Это объясняет то, что посадка кристалла качественная. Кроме того, контроль площади распределения припоя по основанию кристалла с помощью рентгеновского микроскопа показал 100% распределение припойного слоя по площади кристалла без пор, что улучшает тепловые свойства прибора.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами:

ПРИМЕР 1. Процесс проводят в установке вакуумного напыления, в которой размещены кремниевые пластины. Задают режимы напыления слоя: титан-германий. Процесс проводят в едином технологическом цикле, на поверхности полупроводника формируется тонкая металлическая пленка. Толщина 2,5±0,5 мкм, время напыления 8±2 мин.

Процент выхода годных на операции «Посадка кристалла» составляет 94-96%.

ПРИМЕР 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Задают режимы напыления слоя: титан-германий.

Толщина 2,0±0,5 мкм, время напыления 6±2 мин. Процент выхода годных на операции «Посадка кристалла» составляет 96-98%.

ПРИМЕР 3. Процесс проводят в установке вакуумного напыления, в которой размещены кремниевые пластины. Задают режимы напыления слоя: титан-германий. Процесс проводят в едином технологическом цикле, на поверхности полупроводника формируется тонкая металлическая пленка.

Толщина 1,5±0,5 мкм, время напыления 4±2 мин. Процент выхода годных на операции «Посадка кристалла» составляет 98-100%.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет повысить надежность контакта кристалла с основанием корпуса при проведении процесса напыления титан-германий (Ti-Ge) в едином технологическом цикле.

1 п.ф.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пат. РФ №2343586 «Способ формирования контактного слоя титан-германий» / Т.А. Исмаилов, А.Р. Шахмаева, Б.А. Шангереева.

2. Пат. РФ №2375787 «Способ посадки кремниевого кристалла на основание корпуса» / Т.А. Исмаилов, Б.А. Шангереева, А.Р. Шахмаева.

3. Исмаилов Т.А., Алиев Ш.Д., Шахмаева А.Р., Шангереева Б.А. Контроль качества посадки кристалла на основание корпуса (тезисы докладов). Измерение, контроль, информатизация: сборник трудов Международной научно-технической конференции. - Барнаул: АГТУ, 2004. - С. 55-56.

4. Мазель Е.З., Пресс Ф.П. Планарная технология кремниевых приборов. Москва, «Энергия», 1974 г., стр. 318-321.

Способ формирования пленки Ti-Ge на поверхности кремниевой пластины, включающий размещение кремниевой пластины в установке вакуумного напыления и напыления Ti-Ge в едином технологическом цикле, отличающийся тем, что пленку напыляют толщиной 1,5±0,5 мкм и время напыления составляет 4±2 мин.

Изобретение относится к устройствам, специально предназначенным для изготовления или обработки полупроводниковых приборов или приборов на твердом теле или их частей, а именно к креплению полупроводникового прибора на опоре для сборки и пайки матриц лазерных диодов. Устройство для сборки и пайки матрицы лазерных диодов (МЛД)) включает основание 1, в котором сформирован паз ступенчатого профиля 2 под установку субмодулей 3 МЛД, состоящих из линеек лазерных диодов 4 (ЛЛД) и теплоотводов, ограничитель 5, к которому вплотную устанавливают первый субмодуль 3 (фиг.

Способ изготовления полупроводникового прибора // 2737722

Изобретение относится к электронной технике, а более конкретно к способам изготовления полупроводниковых приборов и микросхем, предназначенных для сборки в корпус с использованием эвтектической пайки и может быть использована для широкого круга изделий электронной техники. Техническим результатом изобретения является расширение области использования при покрытии посадочного места серебром, повышение производительности труда при сборке и повышение качества пайки.

Способ пайки лазерных диодов // 2691152

Изобретение может быть использовано для получения пайкой неразъемных соединений полупроводниковых лазерных излучателей. Осуществляют соединение первого тела 1, в качестве которого использовано теплоотводящее основание, и второго тела 5, в качестве которого использован лазерный диод, с помощью композиционного припоя 4, который формируют с начального слоя золота 4.1 и наносят на вспомогательный слой, состоящий из адгезионного слоя 2, граничащего с верхней поверхностью теплоотводящего основания 1, и барьерного слоя 3.

Полупроводниковое устройство и способ изготовления полупроводникового устройства // 2678509

Способ изготовления полупроводникового устройства включает в себя нанесение проводящей пасты, содержащей металлические частицы, на заданную область в электродной пластине, включающей в себя выемку на поверхности электродной пластины, причем заданная область находится рядом с выемкой, размещение полупроводниковой микросхемы на проводящей пасте так, чтобы внешний периферийный край полупроводниковой микросхемы располагался над выемкой, размещение оправки в положении над выемкой и вблизи внешнего периферийного края полупроводниковой микросхемы с обеспечением зазора между оправкой и внешней периферийной частью электродной пластины, которая представляет собой часть, расположенную дальше во внешней периферийной стороне, чем выемка, и затвердевание проводящей пасты путем нагревания проводящей пасты при приложении давления к полупроводниковой микросхеме в направлении электродной пластины.

Способ монтажа микросборок в корпус модуля // 2661337

Изобретение относится к способам монтажа микросборок в корпусах электронных модулей и может быть использовано при осуществлении сборки сверхвысокочастотных (СВЧ) модулей активных фазированных антенных решеток (АФАР). Технический результат - снижение трудоемкости при сборке модулей, а также повышение качества исполнения паяных соединений в процессе монтажа микросборок.

Способ пайки кристаллов дискретных полупроводниковых приборов к корпусу // 2636034

Изобретение относится к области изготовления полупроводниковых приборов путем бесфлюсовой пайки в защитной среде и может быть использовано при сборке кристаллов в корпуса силовых и усилительных приборов. Способ пайки кристаллов дискретных полупроводниковых приборов к корпусу включает предварительное облуживание нижней металлизированной поверхности кристалла и корпуса в расплавленном припое, перемещение кристалла, его прижим к полированной зеркальной неметаллизированной поверхности и выдержку при охлаждении, поднятие и перемещение кристалла к месту предполагаемого соединения, прижим кристалла к основанию и его притирку.

Способ 2d-монтажа (внутреннего монтажа) интегральных микросхем // 2604209

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении печатных плат, применяемых при конструировании радиоэлектронной техники. Технический результат - повышение степени интеграции и снижение массогабаритных показателей ИМС.

Способ изготовления электронного узла // 2581155

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технологии производства многокристальных модулей, микросборок и модулей с внутренним монтажом компонентов. Технический результат - снижение массы и габаритов, уменьшение трудоемкости и повышение надежности электронных узлов.

Способ формирования контакта к коллекторной области кремниевого транзистора // 2534449

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем. Изобретение обеспечивает уменьшение температуры посадки кристалла на основание корпуса, повышение надежности контакта кристалла с основанием корпуса и применение недорогостоящих материалов при сохранении стабильности процесса.

Способ формирования контакта к стоковой области полупроводникового прибора // 2534439

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем. Изобретение обеспечивает повышение надежности контакта кристалла с основанием корпуса и стабильности процесса присоединения.

Дисплейный узел и способ его изготовления, а также дисплейное устройство // 2726190

Изобретение относится к технологиям изготовления дисплеев, а именно, к дисплейному узлу и к способу его изготовления, а также к дисплейному устройству. Технический результат – исключение паразитной емкости с проводниками в области отображения на подложке матрицы.