专利名称：晶闸管管芯结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种半导体器件，尤其涉及一种晶闸管。
背景技术：
传统焊接式晶闸管管芯的制造是采用“双扩散_镀镍法”，通过将经过硼扩散(一 次扩散)和磷扩散(二次扩散)的单晶硅片，表面进行化学镀镍，使之可以实现可焊接特 性，再通过搪铅，将单晶硅片与同样经过化学镀镍的钼片焊接在一起，在经过常规的磨角、 表面腐蚀等工艺处理后，形成可焊接的晶间管管芯，仅仅适用于焊接式晶间管封装制造，此 法的优点在于由于管芯中的核心部分抓单晶硅片，其表面经过化学镀镍处理后，可以顺利 引出阴极电极，同时也使管芯具备了可焊接性，简化了封装工艺，提高了焊接式晶闸管管芯 生产效率；但是不足之处在于通过此种工艺制成的晶间管管芯动态参数的重复性、一致性 较差，高温特性差(焊接式晶闸管管芯根据电工类行业标准JB/T8950. 1-1999，电流小于 100A的晶闸管高温状态下的工作结温通常为115°C)，制成的管芯耐压等级低(通常焊接管 芯耐压等级最高只能达到2000V)，等级合格率不高等缺点；而且由于采取的是传统的手工 搪铅，将单晶硅片与经过化学镀镍处理后的钼片(传统工艺中钼片需要进行化学镀镍后方 可进行搪铅处理)进行搪铅工艺焊接形成管芯，人为因素干扰较多，导致管芯制造工效偏 低，成品质量很难得到保证；更重要的是目前焊料通常是采用铅锡作为原辅料，致使成品管 芯的铅含量明显过高。
发明内容本实用新型主要是解决现有技术所存在的不足，从而制开发一种既可焊接封装又 可压接封装的完整的晶闸管管芯结构。本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种晶闸管管 芯结构，其特征在于具有硅片SCR结构，所述硅片SCR结构的两侧分别有钼片层与铝层，在 所述钼片层与铝层外面有镍层，在所述镍层外面有银层。本实用新型在原始的N型硅片上形成P-N-P-N四层结构(即jl结、j2结和j3 结)，再以高纯铝作为单晶硅片与钼片的键合介质，在单晶硅片表面形成一层有效的保护 膜，由于高纯铝的金属离子较之传统工艺采用的铅在表面腐蚀过程中更易于清除，这样可 以确保管芯动态特性的稳定和一致，最后在烧结镀膜好的管芯表层分别进行镀镍和镀银处 理，在管芯两端引出可焊接的阳极与阴极，从而可以在摒除传统搪铅工艺的同时，制备出可 以适用既可焊接封装又可压接封装的完整的晶闸管管芯。因此，本实用新型的有益效果是本实用新型对烧结后的单晶硅片分别经过镀镍和镀银处理，从而借助镍、银的金 属镀层的金属特性，使管芯不经过传统的搪铅工艺即可具备可焊接的特性，不仅可以在管 芯的上表层(单晶表层)形成多层金属镀层(由内至外依次为铝、镍、银)，同时也在管芯 的下表层也形成多层金属镀层(由内至外依次为镍、银)，通过单晶硅片表层蒸发镀膜形成的铝层和金属镀层-镍之间形成有效的欧姆接触，再利用镀银层中良好的导电性能，可 以大大提高晶闸管管芯的焊接特性。由于过程中完全摒除了传统的制备焊接式晶闸管管芯 所必备的搪铅，彻底实现了管芯无铅化生产，同时也使产品的耐压等级可以从常规工艺中 的最高2000V提升到3000V以上，极大地改良了管芯的高温特性(新工艺制造的焊接式晶 闸管管芯可以将高温状态下的工作结温可以统一提升到125°C )产品参数特性得到大大增 强。本实用新型，既可以焊接封装，同时也可以压接封装。由于管芯外表层是镀银层，由于 银的良好导电性能，使压接封装的时候，管芯与管壳、管帽的内表层形成更好的接触。克服 了传统工艺制备的晶闸管管芯接触压降高的缺点。高温特性优良，大大提升了管芯的动态 参数的稳定性和可靠性。
附图1是本实用新型的一种结构示意图。图中1是阳极，2是银层，3是镍层，4是钼片层，5是硅片SCR结构，6是铝层，9是 控制极，10是阴极。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。实施例如图1所示的晶闸管管芯结构，具有硅片SCR结构5，所述硅片SCR结构的两侧分 别有钼片层4与铝层6，在所述钼片层4与铝层6外面有镍层3，在所述镍层外面有银层2。本实用新型在原始的N型硅片上使之形成P-N-P-N四层结构(即jl结、j2结和 j3结)，再以高纯铝作为单晶硅片与钼片的键合介质，在真空高温的条件下进行烧结键合， 同时在单晶硅片表面形成一层有效的保护膜，由于高纯铝的金属离子较之传统工艺采用的 铅在表面腐蚀过程中更易于清除，这样可以确保管芯动态特性的稳定和一致，最后在烧结 镀膜好的管芯表层分别进行镀镍和镀银处理，在管芯两端引出可焊接的阳极1与阴极10以 及控制极9，从而可以在摒除传统搪铅工艺的同时，制备出可以适用既可焊接封装又可压接 封装的完整的晶闸管管芯。
权利要求一种晶闸管管芯结构，其特征在于具有硅片SCR结构，所述硅片SCR结构的两侧分别有钼片层与铝层，在所述钼片层与铝层外面有镍层，在所述镍层外面有银层。
专利摘要本实用新型涉及一种晶闸管管芯结构，其特征在于具有硅片SCR结构，所述硅片SCR结构的两侧分别有钼片层与铝层，在所述钼片层与铝层外面有镍层，在所述镍层外面有银层。本实用新型在原始的N型硅片上形成P-N-P-N四层结构(即j1结、j2结和j3结)，再以高纯铝作为单晶硅片与钼片的键合介质，在单晶硅片表面形成一层有效的保护膜，最后在烧结镀膜好的管芯表层分别进行镀镍和镀银处理，在管芯两端引出可焊接的阳极与阴极，从而可以在摒除传统搪铅工艺的同时，制备出可以适用既可焊接封装又可压接封装的完整的晶闸管管芯。
文档编号H01L29/43GK201584417SQ20092031781
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者何加利 申请人:浙江四方电子有限公司