一种恒流二极管设计与制造技术的制作方法

本发明涉及半导体器件技术领域，具体为一种恒流二极管设计与制造技术。

背景技术：

半导体（semiconductor），指常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。

目前，在现代传统恒流二极管中，大量采用梳状结构。但由于其结构特性，在一些高等级应用和严酷环境使用条件下，容易发生失效，因而稳定性不高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种恒流二极管设计与制造技术，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种恒流二极管设计与制造技术，包括杜镁丝、玻壳和内芯；所述内芯安装在玻壳的内腔内，且玻壳的两端口均通过杜镁丝进行封堵；所述杜镁丝与玻壳之间通过高温烧结成一体式结构；所述内芯包括管芯和合金焊片；所述管芯的两端面均覆有ti-ni-ag金属层，且管芯的正面设置有ag材质凸点；两片所述的合金焊片与管芯之间交替叠放；并通过通过ii类冶金键合工艺与杜镁丝烧结在一起；其制造过程主要分以下三步：

第一步：管芯的制造

将p型衬底n型外延的异型外延片通过氧化、光刻、扩散、蒸发、cvd、电镀、划片等一系列工艺制成具有电流调整效应的管芯，其中采用隔离区将源极、栅极与硅片背面连接，并且隔离区大面积覆盖外延片，源极跨接隔离区和栅极，栅极的深度控制着最终调整电流的大小，成品的管芯最大对角线要求不能大于玻壳的内径；外延片的中部设置有漏极；

第二步：顺序装配

按照杜镁丝、玻壳、合金焊片、管芯、合金焊片和杜镁丝的顺序装配；

第三步：采用ii类冶金键合工艺进行烧结

对装配完成的半成品采用ii类冶金键合工艺进行烧结，烧结过程中杜镁丝、合金焊片、管芯、合金焊片、杜镁丝由于合金焊片的熔接形成一个整体，玻壳收缩，与杜镁丝紧密结合形成外壳。

有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明to金属陶瓷管壳结构，所述内芯安装在玻壳的内腔内，且玻壳的两端口均通过杜镁丝进行封堵；所述杜镁丝与玻壳之间通过高温烧结成一体式结构；所述内芯包括管芯和合金焊片；所述管芯的两端面均覆有ti-ni-ag金属层，且管芯的正面设置有ag材质凸点；两片所述的合金焊片与管芯之间交替叠放；并通过通过ii类冶金键合工艺与杜镁丝烧结在一起；通过该结构流程制成的恒流二极管，具有体积小，质量轻，可靠性高等优点，可以满足各种环境和质量等级要求；实用性强，易于推广使用。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明管芯制造前异型外延片示意图；

图3为本发明管芯制造后横截面结构示意图；

图中：1-杜镁丝、2-玻壳、3-内芯、4-管芯、5-合金焊片、6-外延片、7-漏极、8-源极、9-栅极、10-隔离区、11-衬底。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3本发明提供的一种实施例：一种恒流二极管设计与制造技术，包括杜镁丝1、玻壳2和内芯3；所述内芯3安装在玻壳2的内腔内，且玻壳2的两端口均通过杜镁丝1进行封堵；所述杜镁丝1与玻壳2之间通过高温烧结成一体式结构；所述内芯3包括管芯4和合金焊片5；所述管芯4的两端面均覆有ti-ni-ag金属层，且管芯4的正面设置有ag材质凸点；两片所述的合金焊片5与管芯4之间交替叠放；并通过通过ii类冶金键合工艺与杜镁丝1烧结在一起；其制造过程主要分以下三步：

第一步：管芯4的制造

将p型衬底11和n型外延的异型外延片6通过氧化、光刻、扩散、蒸发、cvd、电镀、划片等一系列工艺制成具有电流调整效应的管芯4，其中采用隔离区10将源极8、栅极9与硅片背面连接，并且隔离区10大面积覆盖外延片6，源极8跨接隔离区10和栅极9，栅极9的深度控制着最终调整电流的大小，成品的管芯4最大对角线要求不能大于玻壳2的内径；外延片6的中部设置有漏极7；

第二步：顺序装配

按照杜镁丝1、玻壳2、合金焊片5、管芯4、合金焊片5和杜镁丝1的顺序装配；

第三步：采用ii类冶金键合工艺进行烧结

对装配完成的半成品采用ii类冶金键合工艺进行烧结，烧结过程中杜镁丝1、合金焊片5、管芯4、合金焊片5、杜镁丝1由于合金焊片5的熔接形成一个整体，玻壳2收缩，与杜镁丝1紧密结合形成外壳。

综上所述

本发明to金属陶瓷管壳结构，所述内芯3安装在玻壳2的内腔内，且玻壳2的两端口均通过杜镁丝1进行封堵；所述杜镁丝1与玻壳2之间通过高温烧结成一体式结构；所述内芯3包括管芯4和合金焊片5；所述管芯4的两端面均覆有ti-ni-ag金属层，且管芯4的正面设置有ag材质凸点；两片所述的合金焊片5与管芯4之间交替叠放；并通过通过ii类冶金键合工艺与杜镁丝1烧结在一起；通过该结构流程制成的恒流二极管，具有体积小，质量轻，可靠性高等优点，可以满足各种环境和质量等级要求；实用性强，易于推广使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种恒流二极管设计与制造技术，包括杜镁丝、玻壳和内芯；所述内芯安装在玻壳的内腔内，且玻壳的两端口均通过杜镁丝进行封堵；所述杜镁丝与玻壳之间通过高温烧结成一体式结构；所述内芯包括管芯和合金焊片；所述管芯的两端面均覆有Ti‑Ni‑Ag金属层，且管芯的正面设置有Ag材质凸点；两片所述的合金焊片与管芯之间交替叠放；并通过通过II类冶金键合工艺与杜镁丝烧结在一起；本发明TO金属陶瓷管壳结构，通过该结构流程制成的恒流二极管，具有体积小，质量轻，可靠性高等优点，可以满足各种环境和质量等级要求；实用性强，易于推广使用。

技术研发人员：李志福
受保护的技术使用者：朝阳无线电元件有限责任公司
技术研发日：2017.06.02
技术公布日：2017.09.15