專利名稱：一種電力半導體器件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力電子技術領域，特別是含有多層金屬電極的一種電力半導體 器件。
背景技術：
電力半導體器件是能承受較高電壓和或較大電流的半導體產(chǎn)品。目前，電力半導 體器件大多以硅單晶為基片，通過擴散等生產(chǎn)工藝后在硅片內(nèi)按照設計形成一個或數(shù)個PN 結，但硅是一種非金屬半導體，不易與外界電路相連。傳統(tǒng)電力半導體器件外引線與硅片連 接是通過硅片表面制備的金屬層電極相連。通常根據(jù)器件的結構采用兩種方式，即焊接式 和壓接式。焊接式用化學鍍鎳工藝使硅片表面形成一鎳層電極，再采用鉛錫等焊料與外部 引線焊接相連；壓接式采用鋁燒結和蒸發(fā)工藝在硅片的陽極面用鋁與鉬片燒結，陰極面上 蒸發(fā)一鋁層電極，然后與外壓塊相連。中小功率器件電流較小，硅片面積小，一般采用焊接 式連接；大功率器件工作電流大，硅片面積大，為避免應力影響器件性能，一般用壓接式連 接。但是，上述通過化學鍍鎳或鋁蒸發(fā)使硅片表面形成的電極都還存在有以下缺點1.上述的鎳層電極，由于硅鎳合金容易引起硅片內(nèi)部應力加大，可靠性差，特別是 較大面積硅片合金時引起應力和形變較大，易導致硅片裂開，使器件失效。2.鋁蒸發(fā)形成的電極，由于蒸鋁器件在工作過程中存在鋁遷移現(xiàn)象，器件陰極蒸 上去的鋁層在工作過程中會逐漸消失，影響器件可靠性和壽命。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為解決上述現(xiàn)有技術電力半導體器件中硅片電極面金屬電極存在的 問題，提出一種改善的電力半導體器件，改變其硅片電極面金屬電極結構，使器件可靠性、 通態(tài)能力和使用壽命增加。本實用新型解決上述問題采用的技術方案是一種電力半導體器件，包括底座、下襯底、硅片、上襯底和外引線，其特征是所述 硅片電極面設有鈦鎳銀多層金屬為電極，其中鈦金屬直接與硅片表面接觸，鎳金屬夾接于 鈦銀兩金屬層中。所述硅片電極面可單面或雙面設有鈦鎳銀多層金屬電極。本實用新型的有益效果是由于在器件的硅片表面設有了鈦鎳銀多層金屬電極， 并且使鈦金屬層直接與硅片表面接觸，充分發(fā)揮鈦金屬與硅片熱膨脹系數(shù)接近，鈦滲透到 硅中后形成的應力就小等特點，以及利用鎳銀優(yōu)異的導電性和可焊性及銀金屬的塑性，使 電極與硅片連接可靠，連接電阻降低到最小，降低通態(tài)損耗，增加器件的通態(tài)能力和使用壽 命。具有器件可靠性、通態(tài)能力和使用壽命增加等優(yōu)點。
圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。[0013]具體實施方式
附圖標注說明外引線1、管帽2、上襯底3、硅片4、下襯底5和底座6。如圖1所示，一種電力半導體器件，包括底座6、下襯底5、硅片4、上襯底3和外引 線1，所述硅片4的上下兩電極面分別設有鈦鎳銀多層金屬電極，其中鈦金屬直接與硅片表 面接觸，鎳金屬夾接于鈦銀兩金屬層中。所述鈦鎳銀多層金屬電極中的鈦金屬層厚度可為 40nm、鎳金屬層厚度可為500匪、銀金屬層厚度可為500nm。所述鈦鎳銀多層金屬電極可采 用真空電子束蒸發(fā)和燒結合金方式實現(xiàn)。圖1所示實施例為本實用新型外引線焊接連接的電力半導體器件，其硅片兩電極 面均設有鈦鎳銀多層金屬電極。此外，壓接式連接的電力半導體器件，可在硅片的一電極面上設鈦鎳銀多層金屬 電極，使外壓塊與硅片單電極面上的鈦鎳銀多層金屬電極相接。本實用新型設有鈦鎳銀多層金屬電極后，其連接電阻和通態(tài)損耗降低，使得器件 的可靠性、通態(tài)能力和使用壽命增加。上述實施例只是對本實用新型的說明，而不是對本實用新型的限制，任何不超出 本實用新型實質精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求一種電力半導體器件，包括底座、下襯底、硅片、上襯底和外引線，其特征是所述硅片電極面設有鈦鎳銀多層金屬為電極，其中鈦金屬直接與硅片表面接觸，鎳金屬夾接于鈦銀兩金屬層中。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種電力半導體器件，其特征是所述硅片電極面可單面或 雙面設有鈦鎳銀多層金屬電極。
專利摘要本實用新型涉及含有多層金屬電極的一種電力半導體器件，包括底座、下襯底、硅片、上襯底和外引線，其特征是所述硅片電極面設有鈦鎳銀多層金屬為電極，其中鈦金屬直接與硅片表面接觸，鎳金屬夾接于鈦銀兩金屬層中。它具有可靠性好、壽命高、通態(tài)能力強等優(yōu)點。
文檔編號H01L23/482GK201741683SQ201020141129
公開日2011年2月9日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權日2010年3月22日
發(fā)明者徐偉, 項衛(wèi)光 申請人:浙江正邦電力電子有限公司