一种电力半导体器件制造技术

技术编号:3962668 阅读:209 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本实用新型专利技术涉及含有多层金属电极的一种电力半导体器件,包括底座、下衬底、硅片、上衬底和外引线,其特征是:所述硅片电极面设有钛镍银多层金属为电极,其中钛金属直接与硅片表面接触,镍金属夹接于钛银两金属层中。它具有可靠性好、寿命高、通态能力强等优点。(*该技术在2020年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力电子
,特别是含有多层金属电极的一种电力半导体 器件。
技术介绍
电力半导体器件是能承受较高电压和或较大电流的半导体产品。目前,电力半导 体器件大多以硅单晶为基片,通过扩散等生产工艺后在硅片内按照设计形成一个或数个PN 结,但硅是一种非金属半导体,不易与外界电路相连。传统电力半导体器件外引线与硅片连 接是通过硅片表面制备的金属层电极相连。通常根据器件的结构采用两种方式,即焊接式 和压接式。焊接式用化学镀镍工艺使硅片表面形成一镍层电极,再采用铅锡等焊料与外部 引线焊接相连;压接式采用铝烧结和蒸发工艺在硅片的阳极面用铝与钼片烧结,阴极面上 蒸发一铝层电极,然后与外压块相连。中小功率器件电流较小,硅片面积小,一般采用焊接 式连接;大功率器件工作电流大,硅片面积大,为避免应力影响器件性能,一般用压接式连 接。但是,上述通过化学镀镍或铝蒸发使硅片表面形成的电极都还存在有以下缺点1.上述的镍层电极,由于硅镍合金容易引起硅片内部应力加大,可靠性差,特别是 较大面积硅片合金时引起应力和形变较大,易导致硅片裂开,使器件失效。2.铝蒸发形成的电极,由于蒸铝器件在工作过程中存在铝迁移现象,器件阴极蒸 上去的铝层在工作过程中会逐渐消失,影响器件可靠性和寿命。
技术实现思路
本技术为解决上述现有技术电力半导体器件中硅片电极面金属电极存在的 问题,提出一种改善的电力半导体器件,改变其硅片电极面金属电极结构,使器件可靠性、 通态能力和使用寿命增加。本技术解决上述问题采用的技术方案是一种电力半导体器件,包括底座、下衬底、硅片、上衬底和外引线,其特征是所述 硅片电极面设有钛镍银多层金属为电极,其中钛金属直接与硅片表面接触,镍金属夹接于 钛银两金属层中。所述硅片电极面可单面或双面设有钛镍银多层金属电极。本技术的有益效果是由于在器件的硅片表面设有了钛镍银多层金属电极, 并且使钛金属层直接与硅片表面接触,充分发挥钛金属与硅片热膨胀系数接近,钛渗透到 硅中后形成的应力就小等特点,以及利用镍银优异的导电性和可焊性及银金属的塑性,使 电极与硅片连接可靠,连接电阻降低到最小,降低通态损耗,增加器件的通态能力和使用寿 命。具有器件可靠性、通态能力和使用寿命增加等优点。附图说明图1为本技术实施例的结构示意图。具体实施方式附图标注说明外引线1、管帽2、上衬底3、硅片4、下衬底5和底座6。如图1所示,一种电力半导体器件,包括底座6、下衬底5、硅片4、上衬底3和外引 线1,所述硅片4的上下两电极面分别设有钛镍银多层金属电极,其中钛金属直接与硅片表 面接触,镍金属夹接于钛银两金属层中。所述钛镍银多层金属电极中的钛金属层厚度可为 40nm、镍金属层厚度可为500匪、银金属层厚度可为500nm。所述钛镍银多层金属电极可采 用真空电子束蒸发和烧结合金方式实现。图1所示实施例为本技术外引线焊接连接的电力半导体器件,其硅片两电极 面均设有钛镍银多层金属电极。此外,压接式连接的电力半导体器件,可在硅片的一电极面上设钛镍银多层金属 电极,使外压块与硅片单电极面上的钛镍银多层金属电极相接。本技术设有钛镍银多层金属电极后,其连接电阻和通态损耗降低,使得器件 的可靠性、通态能力和使用寿命增加。上述实施例只是对本技术的说明,而不是对本技术的限制,任何不超出 本技术实质精神范围内的专利技术创造,均落入本技术的保护范围之内。权利要求一种电力半导体器件,包括底座、下衬底、硅片、上衬底和外引线,其特征是所述硅片电极面设有钛镍银多层金属为电极,其中钛金属直接与硅片表面接触,镍金属夹接于钛银两金属层中。2.根据权利要求1所述的一种电力半导体器件,其特征是所述硅片电极面可单面或 双面设有钛镍银多层金属电极。专利摘要本技术涉及含有多层金属电极的一种电力半导体器件,包括底座、下衬底、硅片、上衬底和外引线,其特征是所述硅片电极面设有钛镍银多层金属为电极,其中钛金属直接与硅片表面接触,镍金属夹接于钛银两金属层中。它具有可靠性好、寿命高、通态能力强等优点。文档编号H01L23/482GK201741683SQ201020141129公开日2011年2月9日 申请日期2010年3月22日 优先权日2010年3月22日专利技术者徐伟, 项卫光 申请人:浙江正邦电力电子有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力半导体器件,包括底座、下衬底、硅片、上衬底和外引线,其特征是:所述硅片电极面设有钛镍银多层金属为电极,其中钛金属直接与硅片表面接触,镍金属夹接于钛银两金属层中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:项卫光徐伟
申请(专利权)人:浙江正邦电力电子有限公司
类型:实用新型
国别省市:33[中国|浙江]

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