Полупроводниковый прибор

Полезная модель относится к полупроводниковой технике и может быть использована при создании новых приборов полупроводниковой электроники. Техническим результатом, который обеспечивается полезной моделью, является повышение качества и термостойкости прибора. Указанный технический результат обеспечивается тем, что в полупроводниковом приборе размещенная между двумя токопроводящими дисками полупроводниковая структура соединена с ними эвтектической пайкой и заключена в стеклянный корпус, к другим торцам токопроводящих дисков из молибдена припаяны элементы из меди, предназначенные для контактирования полупроводникового прибора с другими приборами или элементами электрических схем. Корпус выполнен путем заливки стекла в полость между элементами из меди, предназначенными для контактирования полупроводникового прибора с другими приборами или элементами электрических схем, и последующего его оплавления. Токопроводящие диски выполняются из молибдена, покрытого слоем серебра толщиной не менее 0,1 мкм с последующим его вжиганием в молибден при температуре не более 900°С. Поверхности полупроводниковой структуры, прилегающие к токопроводящим дискам, покрываются алюминием толщиной не менее 0,1 мкм.

Полезная модель относится к полупроводниковой технике и может быть использована при создании новых приборов полупроводниковой электроники.

Известен полупроводниковый прибор, содержащий полупроводниковую структуру, расположенную между токоподводами с мембранами и помещенную в изолирующий корпус, при этом на внутреннюю поверхность, по крайней мере, одного токоподвода с мембраной нанесен слой цинка или кадмия (авторское свидетельство СССР №1480684, H01L 23/18, публ. 2000 г.).

Известен полупроводниковый прибор, содержащий корпус из эпоксидной смолы, внутри которого между двумя токопроводящими дисками размещена полупроводниковая структура, соединенная с ними с помощью низкотемпературного припоя, к другим торцам токопроводящих дисков примыкают элементы, предназначенные для контактирования полупроводникового прибора с другими приборами или элементами электрических схем (патент Российской Федерации №2231862, H01L 23/02, публ. 2004 г.).

В процессе изготовления прибора при заливке полупроводниковой структуры эпоксидной смолой на поверхности p-n перехода могут оставаться полярные незаполимеризованные молекулы смолы, обуславливающие разброс электрических характеристик изготавливаемых приборов и, соответственно, низкое количество годных приборов.

Кроме того, в результате неоднородной полимеризации смолы возникают силы, приложенные к различным элементам конструкции прибора и направленные в разные стороны, что при кратковременном воздействии повышенной температуры (свыше 140°С) может вызвать

разрушение прибора.

Помимо этого, применяемые припойные прокладки с низкой температурой плавления (около 150°С) становятся пластичными уже при температуре 100°С, что приводит к преждевременному выходу прибора из строя.

Указанные недостатки обуславливают низкое качество прибора, низкую термостойкость и, как следствие, его низкую надежность.

Техническим результатом, который обеспечивается полезной моделью, является повышение качества и термостойкости прибора.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в полупроводниковом приборе размещенная между двумя токопроводящими дисками полупроводниковая структура соединена с ними эвтектической пайкой и заключена в стеклянный корпус, к другим торцам токопроводящих дисков припаяны элементы, предназначенные для контактирования полупроводникового прибора с другими приборами или элементами электрических схем.

При этом корпус выполнен путем заливки стекла в полость между элементами, предназначенными для контактирования полупроводникового прибора с другими приборами или элементами электрических схем, и последующего его оплавления.

Заливка стекла производится в два этапа.

Токопроводящие диски могут быть выполнены из молибдена, покрытого слоем серебра толщиной не менее 0,1 мкм со стороны, присоединяемой к кристаллу, и вжигаемого в молибден при температуре не более 900°С.

Поверхности полупроводниковой структуры, прилегающие к токопроводящим дискам, покрываются алюминием толщиной не менее 0,1 мкм.

На чертеже (рис.1) представлен общий вид полупроводникового

прибора.

Полупроводниковый прибор, например диод, содержит стеклянный корпус 4, внутри которого между двумя токопроводящими дисками 2 размещена полупроводниковая структура 3. К другим торцам токопроводящих дисков 2 припаяны токопроводящие элементы 1 из меди, предназначенные для контактирования полупроводникового прибора с другими приборами или элементами электрических схем.

Токопроводящие диски 2 изготавливаются из молибдена.

После этого диски 2 покрываются слоем серебра (99,999% Ag) толщиной не менее 0,1 мкм с последующим вжиганием серебра в молибден при температуре не более 900°С.

Соединение элементов 1 и дисков 2 производится пайкой высокотемпературным припоем типа ПСр-72.

Полупроводниковая структура 3 (структура p-n перехода) покрывается со стороны анода и катода алюминием толщиной не менее 0,1 мкм. Чистота алюминия - 99,999%.

Для предотвращения диффузии алюминия на кремний n типа перед нанесением алюминия наносится любой тугоплавкий металл, например молибден, вольфрам или титан толщиной не менее 0,1 мкм, с последующим его вжиганием.

Следующая операция - соединение в одно целое уже соединенных элементов 1 и дисков 2 с полупроводниковой структурой 3 эвтектической пайкой. Эта операция производится в один прием при температуре Т=540-620°С внешней среды.

Полученная блок-арматура травится в щелочном растворе, затем в растворе HF-HNO₅+H₂O и после промывки в деионизованной воде и последующей сушки блок-арматура поступает на операцию ее заливки жидким стеклом.

Жидкое стекло представляет собой суспензию на основе кварцевого

песка с размером частиц 20-40 мкм.

Суспензия наносится в 2 этапа. Вязкость суспензии на этапах разная. На 2-м этапе суспензия более вязкая. Заливке суспензией стекла подвергается поверхность блок-арматуры между элементами 1. После подсушки, прибор с залитым стеклом поступает в печь, где происходит оплавление стекла и образование прочного стеклянного корпуса 4.

В результате этого обеспечивается

- защита и стабилизация поверхности p-n перехода, выходящего на торцевую поверхность полупроводниковой структуры 3;

- герметичность области вокруг полупроводниковой структуры 3 за счет сплавления с окисью молибдена дисков 2;

- механическая прочность конструкции, за счет образования оплавленным стеклом монолита;

- высокая термостойкость - до 500°С.

1. Полупроводниковый прибор, содержащий стеклянный корпус, внутри которого между двумя токопроводящими дисками размещена полупроводниковая структура, соединенная с ними эвтектической пайкой, к другим торцам токопроводящих дисков припаяны элементы, предназначенные для контактирования полупроводникового прибора с другими приборами или элементами электрических схем.

2. Полупроводниковый прибор по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен путем заливки стекла в полость между элементами, предназначенными для контактирования полупроводникового прибора с другими приборами или элементами электрических схем, и последующего его оплавления.

3. Полупроводниковый прибор по п.2, отличающийся тем, что заливку стекла производят в два этапа.

4. Полупроводниковый прибор по п.1, отличающийся тем, что токопроводящие диски выполнены из молибдена, покрытого слоем серебра толщиной не менее 0,1 мкм, вжигаемого в молибден при температуре не более 900°С.

5. Полупроводниковый прибор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что поверхности полупроводниковой структуры, прилегающие к токопроводящим дискам, покрыты слоем алюминия толщиной не менее 0,1 мкм.