專利名稱：一種大功率晶閘管管芯的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及大功率晶閘管管芯的制備方法，屬半導體器件制造技術領域。
背景技術：
大功率晶閘管的生產中，硅片經過一次P型雜質擴散、氧化、光刻、二次N型雜質擴散后，需要與鉬片燒結在一起，再經過磨角腐蝕保護才成為晶閘管管芯，其中最后的燒結工藝是能否制造一個良好的晶閘管管芯的關鍵工藝。
已有的生產晶閘管管芯的方法，是在經擴散和光刻后的硅片與鉬片之間，墊一片高純度的鋁箔，然后在真空下加熱到700℃左右燒結，使硅片與鉬片相互燒結在一起。已有方法的缺點是，高純鋁在高溫下流動性較大，加熱過程中容易與硅結合而形成鋁硅合金，即部分硅片被鋁“吃掉”，使最后形成的管芯中硅片與鉬片之間沒有鋁，或者最后形成的管芯中間形成空洞，使管芯徹底成為廢品，或管芯熱阻變大，減小器件的容量。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種大功率晶閘管管芯的制備方法，改變硅片與鉬片的燒結工藝，以提高大功率晶閘管的質量和成品率。
本發(fā)明提出的大功率晶閘管管芯的制備方法，包括以下步驟(1)將硅片、含硅鋁箔和鉬片按設計厚度依次裝入模具中，含硅鋁箔中的硅含量低于11.7％，含硅鋁箔的厚度為0.025～0.03mm；(2)將上述模具放進燒結爐中，抽真空至2×10-2Pa，升溫至700℃，保溫30～65分鐘；(3)按每分鐘降溫1～2℃，降溫至480℃時停止加熱；(4)繼續(xù)降溫至400℃以下停止加熱，當溫度降至250℃時停止抽真空，降溫至常溫，得到大功率晶閘管管芯。
本發(fā)明提出的大功率晶閘管管芯的制備方法，采用含硅鋁箔使硅、鉬燒結在一起，既可降低含硅鋁箔焊料的熔點，又可提高焊料的流動性和沾潤性能，還可以增強焊料與硅片和鉬片之間的相互擴散和滲透的能力，從而提高了硅、鉬的燒結質量。采用含硅鋁箔燒結，沾潤良好，不易流鋁，從而降低了硅、鋁、鉬之間的熱應力，并降低了管壓降。管芯的燒結成品率提高了10％以上。


圖1是制備管芯時的裝料示意圖。
圖1中，1是壓塊，2是石墨坩堝，3是鉬片，4是含硅鋁箔，5是硅片，6是石墨墊片。
具體實施例方式
本發(fā)明提出的大功率晶閘管管芯的制備方法，其裝料過程參見圖1，首先將清洗處理好的硅片5、含硅鋁箔4、鉬片3和石墨墊片6，根據設計厚度要求依次如圖裝入石墨坩堝2中。為了提高生產效率，可以裝入多組原料待石墨坩堝裝滿后，上面再放一塊不銹鋼壓塊1。將裝料后的石墨坩堝2推入燒結裝置的恒溫區(qū)，然后開爐升溫并開機械泵抽真空。
下面介紹本發(fā)明的一個實施例(1)采用含11％硅的高純鋁燒結代替原來的高純鋁燒結法。
(2)含硅鋁箔厚度0.028mm。
(3)將清洗處理好的硅片、硅鋁片、鉬片、石墨片裝入石墨模。
(4)石墨模裝滿后上面再放一塊不銹鋼壓塊。
(5)將裝好的石墨模推入石英管恒溫區(qū)，檢查并設定穩(wěn)定控制程序，然后開爐升溫并開機械泵抽真空。
(6)當真空度達到2×10-2Pa時推進爐體，套住石英管。
(7)將爐體完全套住石英管，升溫到700℃，恒溫50鐘開始降溫。
(8)降溫采用緩降溫方法，每分鐘降1~2℃直到480℃停止加熱。
(9)爐溫降鐘400℃以下時，把爐體移開，降至250℃時關擴散泵，降至160℃時關高閥，打開真空室取出管芯。
本發(fā)明方法所用的含硅鋁箔中，硅的含量不能高于11.7％，若硅的含量高于11.7％，則會適得其反，影響硅、鉬的燒結效果。
權利要求
1.一種大功率晶閘管管芯的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)將硅片、含硅鋁箔和鉬片按設計厚度依次裝入模具中，含硅鋁箔中的硅含量低于11.7％，含硅鋁箔的厚度為0.025～0.03mm；(2)將上述模具放進燒結爐中，抽真空至2×10-2Pa，升溫至700℃，保溫30～65分鐘；(3)按每分鐘降溫1～2℃，降溫至480℃時停止加熱；(4)繼續(xù)降溫至400℃以下停止加熱，當溫度降至250℃時停止抽真空，降溫至常溫，得到大功率晶閘管管芯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大功率晶閘管管芯的制備方法，屬于半導體器件制造技術領域。該方法首先將硅片、含硅鋁箔和鉬片按設計厚度依次裝入模具中，將模具放進燒結爐中，抽真空至2× 10
文檔編號H01L21/332GK1595623SQ20041004971
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月25日 優(yōu)先權日2004年6月25日
發(fā)明者沈首良 申請人:沈首良