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Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung aus Silizium
DieErfindung betrifft ein früher vorgeschlagenes Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem scheibenförmigen Halbleiterkörper aus Silizium und mit mehreren Elektroden, von denen min- destens eine durchEinlegieren einerGoldfolie geschaffen wird, und mit einer Trägerplatte aus Molybdän, die mit einer Goldauflage versehen ist, und bei dem die goldhaltige Elektrode der Siliziumscheibe und I die vergoldete Seite derMolybdänträgerplatte bei einer Temperatur von etwa 400 bis 4500 C zusammen- legiert werden. Die Goldauflage kann nach einem früheren Vorschlag vorteilhaft in die Trägerplatte durch
Erhitzung bis auf zirka 9000 C gesondert eingebrannt werden.
Beim nachfolgenden Zusammenlegieren der vergoldeten Molybdänplatte mit einer goldhaltigen Legierungselektrode der Halbleiteranordnung wird die Goldauflage der Molybdänträgerplatte in die Gold-Silizium-Legierung mit einbezogen, so dass die
Legierung unmittelbar mit dem Molybdän der Trägerplatte in Berührung kommt. Dabei kann in der Le- gierung enthaltenes Silizium an derOberfläche der Trägerplatte mit dem Molybdän eine Verbindung ein- gehen.
Die Bildung dieser Molybdän-Silizium-Verbindung wird einerseits dadurch begünstigt, dass die
Legierungstemperatur zur besseren Legierungsbildung etwas über die eutektische Schmelztemperatur hinaus erhöht wird, und anderseits dadurch, dass der Legierungsvorgang vorteilhaft im Vakuum durchgeführt wird und nach Beendigung des Legierungsvorganges die Abkühlung entsprechend langsam erfolgt. Diese Molyb- dän-Silizium-Verbindung kann die Haftung der Goldauflage an der Molybdänträgerplatte beeinträchtigen und unter Umständen sogar ganz verhindern.
Dieser Nachteil kann erfindungsgemäss dadurch vermieden werden, dass zwischen der Molybdänträger- platte und ihrer Goldauflage eine Silberschicht eingefugt wird. Die Schmelztemperatur des Silber-Sili- zium-Eutektikums liegt wesentlich höher als die beim Zusammenlegieren der vorbereiteten Molybdän- trägerplatte und dergoldelektrode der Siliziumscheibe angewendete Temperatur. Infolgedessen kann das
Silizium des flüssigen Gold-Silizium-Eutektikums beim Legierungsvorgang nicht durch die Silberschicht
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wähnten Molybdän-Silizium-Verbindung verhindert.
Ia der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein Gleichrichter dargestellt, bei dessen Herstellung das beschriebene Verfahren angewendet werden kann.
In einer n-leitenden Siliziumscheibe 2 ist durch einen Legierungsprozess auf der Unterseite eine borhaltige Goldfolie einlegiert, die eine borhaltige Gold-Silizium-Legierungsschicht 3 und einen ihr vorgelagerten, mit Bor dotierten p-leitenden Elektrodenbereich 3a aus bei der Abkühlung rekristallisiertem Silizium geschaffen hat. Die Legierungstemperatur kann dabei etwa 700 - 8000 C betragen. Im gleichen Arbeitsgang sind auf der Oberseite der Siliziumscheibe durch Einlegieren einer scheibenförmigen, Antimon enthaltenden Goldfolie eine antimonhaltige Gold-Silizium-Legierungsschicht 4 und ein hochdotierter n-leitender Bereich 4a des Halbleiterkörpers hergestellt.
Getrennt und unabhängig von den vorbeschriebenen Arbeitsgängen wird eine etwa 3 mm dicke Molybdänträgerplatte 5, die auf ihrer Unterseite eine etwa 101l dicke Fernicoschicht 6 enthält, auf der Oberseite vorteilhaft galvanisch mit einer Goldschicht 7 versehen, die zirka 5 dick sein kann und bei zirka 9000 C gesondert eingebrannt werden kann.
Auf diese Goldschicht wird zunächst eine Silberschicht 8 galvanisch aufgebracht und bei zirka 5000 C gesondert eingebrannt. Ihre Dicke soll vorteilhaft mindestens 10 Il betragen. An Stelle der galvanisch
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aufgebrachten Silberschicht kann auch eine Silberfolie, deren Dicke 50-20011 betragen kann, hart aufgelötet werden. Auf diese Silberschicht 8 wird eine weitere Goldschicht 9, deren Dicke 1/10 der Dicke der zur Legierung der Siliziumscheibe verwendeten Goldfolie nicht überschreiten und vorteilhaft weniger als 1/50 der Dicke der letzteren betragen soll, galvanisch aufgebracht und bei zirka 5000 C eingebrannt.
Die Goldschicht 9 der so vorbereiteten Molybdänträgerplatte 5 wird bei einer Temperatur von zirka 400 bis 5000 C mit der Legierungsschicht 3 der Siliziumscheibe 2 zusammenlegiert. Im gleichen Arbeitsgang wird auf der oberen Flachseite der Siliziumscheibe eine Molybdänplatte 11, die in gleicher Weise wie die Trägerplatte 5 auf einer Flachseite mit einer Goldschicht 15 versehen ist, auf welche eine Silberschicht 16 und eine weitere Goldschicht 17 aufgebracht sind, mit der Gold-Silizium-Legierungsschicht 4 zusammenlegiert. Die Molybdänplatte 11 ist auf der oberen Flachseite über eine Fernicoschicht 12 mit einem KupferbecherlS verlötet, in welchem das Ende einer flexiblen Zuleitung 18 eingepresst werden kann. Die mit Fernico plattierte Seite der Molybdänträgerplatte 5 wird mit dem Gehäuse 10 verlötet.
An Stelle der ersten Goldschicht 7 kann die Molybdänträgerplatte auch galvanisch mit einer Kupferoder Nickelschicht versehen werden. Diese Kupfer- oder Nickelschichten werden bei zirka 9000 C in die Molybdänträgerplatte eingebrannt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem scheibenförmigen Halbleiterkörper aus Silizium mit mehreren Elektroden, von denen mindestens eine durch Einlegieren einer Goldfolie geschaffen wird, und mit einer Trägerplatte aus Molybdän, die mit einer Goldauflage versehen ist, und bei dem die goldhaltige Elektrode der Siliziumscheibe und die vergoldete Seite der Molybdänträgerplatte bei einer Temperatur von etwa 400 bis 500 C zusammenlegiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen derMolybdänträgerplatte (5) und ihrerGoldauflage (9) eine Silberschicht (8) eingefügt wird.