Brevet FR2549292A1 — publié le 19850118

PROCEDE DE MONTAGE DE DIODE. La présente invention concerne un procédé de montage de diode, et plus particulièrement de diode de petite dimension montée entre deux plots de métal réfractaire et isolée latéralement par une goutte de verre, et, en conséquence, couramment appelée diode goutte. De façon classique, pour monter une diode goutte, on part d'une tranche de silicium dans laquelle on a effectué les dépôts appropriés et qui a été métallisée sur ses deux faces, puis on découpe cette tranche en puces élémentaires, les puces sont montées entre deux petits blocs ou plots d'un métal réfractaire, couramment du molybdène, on procède à une attaque chimique de la périphérie des puces de silicium pour éliminer les défauts liés au sciage, puis à une attaque chimique des métallisations, couramment en aluminium, pour éviter les débordements de ces métallisations résultant de l'attaque chimique préalable du silicium, on dépose une goutte de verre autour de l'ensemble de la puce et des plots entre lesquels elle est montée et l'on procède à un recuit pour fritter le verre. Ce procédé classique présente plusieurs inconvénients. D'une part, le fait que lors de la découpe l'on doit scier d'abord la couche métallique avant d'attaquer le silicium amène à graisser la lame de scie, ce qui la rend rapidement inutilisable. Les métallisations classiques sont couramment des couches d'aluminium d'une épaisseur de l'ordre de la dizaine de microns. Un autre inconvénient de ce procédé classique réside dans le fait qu'aptes l'retape d'attaque chimique latérale du silicium, il apparat t des portions de métallisation en surplomb à la périphérie de la puce. Ces métallisations en surplomb risquent de refondre lors du recuit du verre lors de l'étape finale et d'entratner des court-circuits à la périphérie de la diode. C'est essentiellement pour éviter cet inconvénient que l'on procède à une attaque chimique de la métallisation après l'attaque chimique du silicium. Mais, cette attaque chimique des métallisations présente des inconvénients, notamment du fait qu'elle risque, si elle est poursuivie trop longtemps, d'attaquer également les soudures entre les plots de métal réfractaire et les fils de connexion de la diode.Il en résulte que cette dernière attaque des métallisations n'est souvent pas poursuivie aussi longtemps qu'il serait nécessaire pour éliminer convenablement les parties en saillie des métallisations. L'objet de la présente invention est de prévoir un nouveau procédé de montage de diode permettant d'éviter les inconvénients sus-mentionnés du procédé classique. Selon ce procédé, on procède selon les étapes classiques énoncées précédemment, mais, avant l'retape de sciage, on procède à une attaque chimique des métallisations sur les deux faces de la tranche semiconductrice selon un motif correspondant à celui du sciage. Un avantage de ce procédé est également que l'on peut plus librement choisir les métaux constituant les métallisations et que l'on peut notamment choisir un système bicouche comprenant une première couche de chrome revêtue d'une couche d'un eutectique aluminium/silicium particulièrement adapté à la brasure sur des plots de molybdène, la couche de chrome servant d'écran et évitant la diffusion d'atomes d'aluminium dans le semiconducteur, ce qui risquerait de court-circuiter des jonctions. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention sont exposés plus en détail dans la description suivante d'un mode de réalisation particulier de la présente invention faite en relation avec les figures 1 à 5 ci-jointes qui représentent des étapes successives du procédé selon la présente invention. La figure 1 représente une plaquette de silicium 1 revêtue sur ses deux faces de couches de métallisation 2 et 3. La plaquette semiconductrice a été au préalable dopée de façon adéquate ; elle comprend par exemple successivement une couche 4 de type Ps une couche 5 de type N et une couche 6 de type Nf pour former une diode pN?. Selon le procédé classique décrit précédemment, cette tranche semiconductrice 1 serait directement découpée à partir de l'état représenté en figure 1. Selon la présente invention, avant d'effectuer la découpe, comme le représente la figure 2, on procède à une attaque chimique des deux faces de la plaquette pour éliminer les métallisations dans des zones correspondant aux emplacements où l'on va effectuer le sciage, les parties decouvertes 7 étant sensiblement plus larges que la largeur consommée par le sciage. Ainsi, aptes cette opération, et comme le représente la figure 3, on obtient des puces semiconductrices 10 revêtues de métallisations 11 et 12, le périmètre de ces métallisations étant inférieur au périmetre de la puce semiconductrice ou, en d'autres termes, les bords des métallisations étant en retrait par rapport aux surfaces latérales de la puce semiconductrice. Dans l'étape suivante, illustrée en figure 4, comme dans le procédé classique, on dispose les puces semiconductrices 10 entre deux blocs ou plots de métal réfractaire 13 et 14, par exemple en molybdène, qui sont brasés aux métallisations 11 et 12. Ces plots de molybdène sont soudés, par exemple par soudage électrique, à des fils de connexion, couramment en cuivre, 15 et 16. Les étapes suivantes, dont le résultat apparat en figure 5, consistent d'abord à faire une attaque chimique du silicium de la puce 10 pour supprimer les zones de défaut créées par le sciage, puis, directement, à procéder à la vitrification de l'ensemble. Ceci est couramment effectué, de maniera classique, en déposant avec une pipette une goutte de verre en suspension sur la diode en rotation, puis en procédant à un recuit thermique pour éliminer le solvant et coaguler le verre 20. Un avantage important de ce procédé réside dans le fait que, puisque les métallisations 11 et 12 sont en retrait par rapport à la surface de la puce semiconductrice, l'attaque chimique de la puce 10 ramène son périmètre à une valeur qui reste supérieure ou égale à celle des métallisations 11 et 12 et non pas une valeur inférieure comme cela était le cas classiquement. Les métallisations ne se trouvent donc pas en débordement par rapport la puce et l'on évite les risques de court-circuit par affaissement ou fusion des zones en débordement.On évite donc l'etape de l'art antérieur qui consistait, aptes l'attaque latérale du silicium, à prévoir une attaque latérale des métallisations avec les inconvénients que comportait cette étape, qui étaient de recontaminer éventuellement les parois latérales de la puce et d'attaquer d'autres zones métalliques de l'ensemble, et notammentla partie de soudure entre les plots 13, 14 et les fils de connexion 15, 16. D'autre part, puisque le sciage est effectué après enlèvement partiel des métallisations, la scie n'a à agir que dans le silicium et l'on évite des phénomènes de graissage de la scie. On peut également librement choisir les métaux de métallisation alors que, précédemment, il fallait tenir compte du fait que ces métallisations devaient être facilement sciables. Ainsi, au lieu d'utiliser, comme -cela est classique, des métallisations d'aluminium, on peut utiliser une métallisation composée d'une couche écran constituée par exemple de chrome, elle-meme revetue d'un eutectique d'aluminium et de silicium particulièrement simple 2 braser sur le molybdène des plots. A titre d'exemple de valeur numérique, on notera que la plaquette de silicium peut avoir une épaisseur de l'ordre de 200 à 300 microns, les metallisations une épaisseur de l'ordre de la dizaine -de microns, les plots de molybdène une épaisseur de l'ordre de 2 à 2,5 millimètres et un diamètre de l'ordre de 1,5 à 3,5- millimètres, les fils de connexion ayant un diamètre de l'ordre de 0,7 à 1 millimètre. Couramment, l'operation de brasage du molybdène et des métallisations s'effectue à une température de l'ordre de 620 à 6500C et le recuit du verre a une température de l'ordre de 6800 C. REVENDICATIONS. 1. Procédé de montage de diode comprenant les étapes consistant à : découper par sciage en puces élémentaires des tranches de silicium convenablement dopées et métallisées, -braser ces puces entre des plots de métal réfractaire, procéder à un décapage chimique du silicium, et noyer l'ensemble de la puce et des plots dans une goutte de verre qui est ensuite frittée, caractérisé en ce que l'étape de sciage est précédée d'une étape d'attaque chimique des métallisations sur les deux faces de la tranche selon motif correspondant à celui du sciage, les zones découvertes étant plus larges que la largeur de la lame de scie. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les métallisations comprennent une couche de chrome revetue d'un eutectique aluminium/silicium.