AT227779B - Gekapselte Halbleiterdiode mit PN-Übergang - Google Patents

Gekapselte Halbleiterdiode mit PN-Übergang

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AT227779B
AT227779B AT729061A AT729061A AT227779B AT 227779 B AT227779 B AT 227779B AT 729061 A AT729061 A AT 729061A AT 729061 A AT729061 A AT 729061A AT 227779 B AT227779 B AT 227779B
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Description


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  Gekapselte Halbleiterdiode mit   PN-Übergang   
Die Erfindung bezieht sich auf Halbleitereinrichtungen und betrifft insbesondere eine neuartige Ein- kapselung für das Halbleiterelement, bei welcher das Halbleitermaterial selbst als Hüllmaterial mitver- wendet wird. 



   Speziell befasst sich die Erfindung mit zweipoligen Halbleitereinrichtungen in Form von Dioden mit einem z. B. durch Diffusion erzeugten PN-Übergang. Es ist bekannt, dass die der Atmosphäre exponierten
Grenzflächen von   PN-Übergängen   ausserordentlich empfindlich auf äussere Einflüsse sind und dass es deshalb allgemein üblich ist, Halbleitereinrichtungen mit PN-Übergängen durch geregelte Umgebungsbedin- gungen oder durch Überzüge gegen schädliche Beeinflussungen zu schützen. Um einen derartigen Schutz für Halbleitereinrichtungen mit   PN-Übergängen   zu erzielen, sind kostspielige und komplizierte Gehäuse oder Kapseln entwickelt worden, durch die allerdings eine volle Ausnutzung der den Halbleitereinrichtungen innewohnenden Vorteile verhindert wird.

   Es ist kürzlich auch schon vorgeschlagen worden, einen
Teil des Halbleitermaterials selbst als Bestandteil einer Kapsel zu verwenden. Auch dieser letztere Vor- schlag ergibt aber Schwierigkeiten bei der Anbringung der Zuleitungen und durch Mitverwendung metallscher Teile werden die Kosten erhöht und die Fertigung erschwert. 



   Die Erfindung befasst sich deshalb mit der Aufgabe, eine verbesserte Einkapselung von Halbleitereinrichtungen unter Verwendung des Halbleitermaterials selbst als Hauptbestandteil der Kapsel zu erzielen. Ferner zielt die Erfindung darauf ab, die Abmessungen von gekapselten Halbleitereinrichtungen mit PN-Übergängen zu vermindern und gleichzeitig deren Aufbau zu vereinfachen und zu verbilligen sowie deren Betriebssicherheit zu erhöhen. Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, bei gekapselten Halbleitereinrichtungen mit PN-Übergängen, speziell bei solchen, die infolge eines besonderen Aufbaues eine besonders gute Wärmeableitung ermöglichen, die Anzahl der notwendigen Einzelteile zu vermindern und die erforderliche Fertigungszeit herabzusetzen. 



   Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Halbleiterdiode hat einen Körper aus Halbleitermaterial, der zumindest einen PN-Übergang aufweist, von dem zumindest Teile freiliegen, wobei diese freiliegenden Teile des PN-Überganges von einem Schutzteil aus Isoliermaterial umschlossen sind und der Halbleiterkörper an   gegenüberliegenden Aussenflächen ohmische   Aussenelektroden trägt, zwischen denen somit mindestens ein Halbleiterweg mit einem   PN - Übergang verläuft ;

     die besonderen Kennzeichen der Erfindung bestehen darin, dass der Halbleiterkörper mindestens zwei einander gegenüberliegende Scheibenteile aus Halbleitermaterial enthält, dass der Schutzteil ringförmig ausgebildet und zwischen den Scheibenteilen in luftdichter Flächenberührung mit diesen angeordnet ist, so dass die Scheibenteile und der ringförmige Schutzteil einen Hohlraum umschliessen, dass der erwähnte PN-Übergang in mindestens einem der Scheibenteile ausgebildet ist und die freiliegenden Teile dieses   PN- Überganges geschUtzt innerha01b   des Hohlraumes liegen, und dass mindestens einer der Scheibenteile mindestens ein Mesa aufweist, das in den Hohlraum hineinragt und mit dem jeweils andern Scheibenteil in körperlichem und elektrischem Kontakt steht, so dass der Halbleiterweg zwischen den Aussenflächen der Scheibenteile geschlossen ist.

   



   Gemäss einem typischen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind eine Scheibe und ein Kappenteil, die beide aus gleichem Halbleitermaterial bestehen, zu beiden Seiten eines zwischen diesen beiden Halbleiterteilen   eingefügten Ringes aus Hartglas   angeordnet und dicht mit diesem Ring verbunden. An der Innenfläche der Halbleiterscheibe befindet sich, in den Ring hineinragend, das sogenannte Mesa, d. h. ein vor- 

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 springender Teil aus Halbleitermaterial, und dieses Mesa enthält einen PN-Übergang. Zwischer dem Scheiben- und dem Kappenteil besteht über metallische ohmische Elektroden an der Oberfläche des Mesas und an der Innenfläche des Kappenteiles ein elektrischer Kontakt.

   Vorzugsweise wird dieser Kontakt durch eine Legierungsbindung hergestellt, die bei der Wärmebehandlung der Halbleitereinrichtung während des endgültigen Verschliessvorganges entsteht. In ähnlicher Weise sind an den Aussenflächen des Scheiben- und des Kappenteiles ohmische Elektroden angebracht, mittels welcher die Halbleitereinrichtung angeschlossen werden kann. Es ist   zubeachten, dass Halbleitereinrichtungen mitPN-Übergängenoft   in extrem kleinen Abmessungen hergestellt werden, die vergleichbar sind mit den Abmessungen des Kopfes einer normalen Steck- 
 EMI2.1 
 ben und einen kleinen Ring aus glasartigem Material, wie Hartglas. Diese Teile sind durch Glas-Halbleiter-Verbindungen zu einer luftdichten Kapsel vereinigt.

   Zweckmässig wird gleichzeitig mit der abschliessenden Wärmebehandlung, die zum luftdichten Verschliessen der Kapsel dient, die Kapsel"ausgebacken", wodurch eine grössere elektrische Stabilität während langer Betriebsdauer sichergestellt wird. 



   Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen genauer erläutert werden. 



  Fig. l zeigt im Querschnitt eine gemäss der Erfindung aufgebaute Diode mit einem PN-Übergang. Fig. 2 stellt die Einzelteile der Diode nach Fig.   l   in der richtigen Lagebeziehung vor dem Zusammenbau im 
 EMI2.2 
 gang. Fig. 4 stellt im Querschnitt als weiteres Ausführungsbeispiel eine Diode mit durch Diffusion erzeugten   PNPN-Übergängen   dar. Fig. 5 zeigt im Querschnitt ein Ausführungsbeispiel mit einer zusätzlichen, getrennten Halbleiterscheibe, was zu einer Diode mit hoher Durchbruchsspannung und Temperaturkom-   pensation führt ;   hiebei sind auch zwei Möglichkeiten für das Anbringen der Zuleitungen dargestellt. 



  Fig. 6 ist ein weiterer Querschnitt, der die Anwendung der erfindungsgemässen Diodenbauweise bei der Herstellung von gegensinnig parallelgeschalteten Dioden erläutert, wie sie zum Überspannungsschutz in   Tell1phonanlagen   verwendet werden. Die Fig. 7,8 und 9 erläutern schliesslich die Anwendung der Erfindung bei Mehrfachdioden, wobei Fig. 7 einen Querschnitt durch ein Fertigungsstadium der Mehrfachdiode, Fig. 8 die fertige Halbleitereinrichtung im Querschnitt und Fig. 9 die fertige Halbleitereinrichtung in Draufsicht darstellt. 



   Die in Fig. 1 gezeigte Halbleiterdiode 10 mitPN-Übergang hat einen Kappenteil 11 aus einem Silizium-Einkristall   derLeitfähigkeitstype   P, einen Scheibenteil 12 aus einem Silizium-Einkristall der Leitfähigkeitstype N und einen isolierenden Glasring 13, der zwischen den Teilen 11 und 12 liegt und luftdicht mit diesen verbunden ist. Die Scheibe 12 weist an ihrer Innenfläche 21 einen erhabenen Teil oder ein Mesa 14 auf ; dieses Mesa enthält einen durch eine unterbrochene Linie angedeuteten PN-Übergang. 



  Die Innenfläche 16 des Kappenteiles 11 und die Oberfläche 17 des Mesas sind ebenso wie die Aussenflächen 18 und 19 des Kappenteiles 11 bzw. der Scheibe 12 mit geeigneten Metallelektroden überzogen. 



  Diese Überzüge sind inFig. 2 deutlich erkennbar, wo die Einzelteile der Einrichtung voneinander getrennt, u. zw. in der richtigen Lage vor ihrem endgültigen Zusammenbau, dargestellt sind. 



   Die Herstellung der beschriebenen Halbleitereinrichtung ist äusserst einfach. Der Einkristall aus Silizium wird in bekannter Weise in Plättchenform zugerichtet. Beispielsweise können derartige Plättchen mit einem spezifischen Widerstand von etwa 0, 13 Ohm. cm der N-Type, einem Durchmesser von 1, 3 cm und einer Dicke von   0, 16 mm   angefertigt werden. Das Plättchen, aus dem später die Scheibe 12 geschnitten werden soll, wird unter Erhitzung einer Diffusionsbehandlung mit einer kennzeichnenden Ver-   unreinigung unterworfen, um in vorgegebenem Abstand von einer Oberfläche des Plätt chens   einen PN-Übergang zu erzielen. Im vorliegenden Beispiel soll der untere, grössere Scheibenteil aus Silizium der Leitfähigkeitstype N bestehen.

   Es wird dann eine Verunreinigung der P-Type, wie beispielsweise Bor, in die eine Oberfläche des   Plättchens-diffundiert,   um eine Oberflächenregion des Plättchens, z. B. bis zu einer Tiefe von etwa 0,038 mm, in die Leitfähigkeitstype P überzuführen. 



   Das für die Herstellung der Elektroden angewendete Verfahren zum Überziehen des Siliziummaterials mit Metall ist nicht kritisch. Hiefür kann eine Kathodenzerstäubung, ein Aufdampfen sowie eine elektrische oder chemische Plattierung angewendet werden. Ein vorteilhaftes Verfahren besteht darin, nach einer nichtelektrischen Methode zunächst in zwei Stufen mit zwischengeschalteter   Wärmebehandlung   einen   Nickeluberzug   aufzubringen. Über diesem Nickelüberzug wird durch Aufdampfen ein weiterer Überzug aus Gold hergestellt. Der Vorteil dieser Verfahrensweise besteht darin, dass der Nickelüberzug ein tiefes Einlegieren des Goldes während der nachfolgenden Wärmebehandlung verhindert. 



   An der Diffusionsschicht des Plättchens werden sodann durch örtliche Ätzung oder noch besser durch 

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   Ultraschp. llschnitte   mehrere Mesas hergestellt. Auf diese Weise wird ein Plättchen aus Silizium erhalten, das auf einer Seite eine Mehrzahl von Mesas 14 aufweist, von denen jedes einen durch Diffusion erzeug- ten   PN-Übergang   14,15 enthält. Als nächster Schritt werden entweder durch Ätzen oder durch Ultraschallschnitt die einzelnen Scheiben aus dem Plättchen ausgeschnitten. Für die Anwendung in elektronischen Rechengeräten werden z. B. Kreisscheiben mit   0,     mm   Durchmesser angefertigt.

   In ähnlicher Weise wird der Kappenteil 11 aus Silizium hergestellt, wobei jedoch die   Wärme- und   Diffusionsbehandlung entfällt, weil bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Kappenteil keinen PN-Übergang enthalten soll. Der erhabene Teil bzw. das Mesa 20 des Kappenteiles 11 ist bei Einrichtungen zweckmässig, bei welchen schädliche Streukapazitäten vermieden werden müssen, also insbesondere für Dioden, die in elektronischen Rechengeräten oder andern logischen Schaltkreisen verwendet werden sollen. Hinsichtlich der Streukapazität wäre es am günstigsten, wenn das Mesa des Kappenteiles gleichen Durchmesser wie das Mesa des Scheibenteiles hätte.

   Um jedoch den Zusammenbau der Einzelteile zu erleichtern und zu vereinfachen, insbesondere die richtige Ausrichtung dieser Teile zu ermöglichen, wird das Mesa des Kappenteiles zweckmässig etwas grösser als jenes des Scheibenteiles gemacht, ohne dass dadurch die schädliche Kapazität merklich vergrössert wird. 



   Zwischen den Umfangszonen der beiden Scheiben wird sodann ein Ring aus Hartglas eingelegt und anschliessend daran wird der Zusammenbau auf einem Heizstreifen oder in einem Ofen auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, um eine luftdichte Verbindung des Glases mit den beiden Scheiben aus Halbleitermaterial sicherzustellen. Während dieser Wärmebehandlung nimmt die Höhe des Glasringes ab, so dass die Elektrode 17 an   der Oberfläche des Mesas   14 mit der Elektrode 16 an der Innenfläche des Kappenteiles zur Berührung kommt. Bei einer Temperatur von etwa 8000 C verbinden sich diese beiden goldplattierten Oberflächen innig miteinander. 



   Der letzterwähnte Fertigungsvorgang kann entweder einstufig oder zweistufig erfolgen. Bei der zweistufigen Ausführung wird zuerst eine luftdichte Verbindung zwischen dem Kappenteil 11 aus Silizium und dem Glasring 13 in der Weise hergestellt, dass der Ring in richtiger Lage am Kappenteil angeordnet wird und sodann beide Teile auf einem Heizstreifen zur Herstellung der dichten Verbindung erhitzt werden. 



  Bei Silizium wird hiezu z. B. eine Temperatur von etwa 8000 C angewendet und 5 sec aufrechterhalten. 



  Die Temperatur und die Zeitdauer der Erhitzung müssen so gewählt werden, dass kein schädliches Einlegieren des   Kontaktmaterials   auftritt. Der mit dem Glasring vereinigte Kappenteil wird in der richtigen Lage auf die Scheibe 12 aufgesetzt und sodann wird eine dichte Verbindung zwischen der Scheibe und dem Glasring hergestellt, indem die Einheit wieder auf einen Heizstreifen aufgelegt und in der erläuterten Weise erhitzt wird. Der geschilderte Zusammenbau erfolgt in einer geregelten Atmosphäre, beispielsweise in handelsüblichem Stickstoff, der so getrocknet ist, dass nur etwa 30 Teile Wasserdampf auf 1 Million Teile Stickstoff entfallen. Die Einzelteile der Einrichtung werden vor dem Zusammenbau sorgfältig gereinigt und vorgetrocknet.

   Die Vorteile der Erfindung sind leicht daraus erkennbar, dass die in Fig.   l   dargestellte Diode mit einem Durchmesser von nur   0, '16 mm   und einer Gesamtdicke von nur 0,38 mm hergestellt werden kann. In dieser Form ist die Halbleiterdiode insbesondere für die Einsteckmontage oder das Einlöten in gedruckten Schaltungen geeignet. 



   Der vorstehend beschriebene, bei hoher Temperatur erfolgende Verschlussvorgang gewährleistet die erforderliche Trockenheit und Reinheit der fertigen Einrichtung. Dieses" Ausbacken" oder Trocknen wird im Hinblick auf die gewünschte elektrische Stabilität der Eigenschaften der Diode mit   PN-Übergang   während langer Betriebszeiten als sehr vorteilhaft angesehen. 



   Wenn der Zusammenbau in einem einstufigen Vorgang erfolgt, bei dem also die beiden luftdichten Glas-Halbleiter-Verbindungen gleichzeitig hergestellt werden, wird ebenfalls eine Temperatur von 8000 C, aber während einer etwas längeren Zeit von ungefähr 10 sec angewendet. 
 EMI3.1 
 
 EMI3.2 
 im Mesa der Halbleiterscheibe in beliebiger Weise hergestellte PN-Übergänge angewendet werden. Fig. 3 stellt eine Diode mit einem grossflächigen PN-Übergang dar, der sich im grossflächigen Mesa 34 einer Halbleiterscheibe 32 befindet. Zwischen der Region 37 der Leitfähigkeitstype P und dem Material der Leitfähigkeitstype N ist, wie für Leistungsdioden dieser Art bekannt, eine Zone 36 mit hohem spezifischem Widerstand, d. h. aus im wesentlichen intrinsischem mit   ? r   bezeichnetem Material, eingefügt. 



  Diese intrinsische Zone der so erhaltenen PIN-Diode wird nach einer üblichen Verfahrensweise so bergestellt, dass in intrinsisches Ausgangsmaterial von gegenüberliegenden Seiten her Bor bzw. Phosphor diffundiert wird, so dass sich eine Oberflächenregion der P-Type und eine Oberflächenregion der N-Type bildet. Anderseits kann auch in bekannter Weise eine Schicht aus Material hohen spezifischen Widerstan- 

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 des epitaxial an der Oberfläche eines Plättchens aus Material der N-Type gezüchtet und an der Oberfläche dieser epitaxialen Schicht durch Diffusion eine seichte Region aus Material der P-Type hergestellt werden. Bei dieser Art von Leistungsdioden spielt der kapazitive   Blindwiderstand   eine relativ untereordnete Rolle und deshalb braucht der Kappenteil 31 kein Mesa aufzuweisen.

   Bei einer typischen Ausführung wird eine solche Diode so montiert, dass die Elektrode 39 an der Aussenfläche mit einem Metallsokkel verbunden wird, um eine verbesserte Ableitung der Wärme sicherzustellen, welche durch die starken, 
 EMI4.1 
 
Einrichtung von dieser Wärmesenke erleichtert die Wärmeableitung. 



   Die in Fig. 4 gezeigte Diode mit mehrfachen Übergängen erläutert die Anpassung des Verkapselungs- prinzips an eine andere Art von Halbleiterdioden. In diesem Falle enthält das Mesa 44 der Halbleiter- scheibe 42 drei PN-Übergänge 45,46 und 47, die insgesamt vier Regionen abwechselnder Leitfähigkeits- type innerhalb der Scheibe definieren. Die Herstellung solcher Regionen abwechselnder   Leitfähigkeit-   type innerhalb des Mesa durch Diffusion ist bekannt. In den übrigen Belangen ist die PNPN-Diode nach
Fig. 4 ähnlich aufgebaut wie die Diode nach Fig. 1. 



    . Fig. 5 stellt eine weitere Ausführung einer Diode mit mehreren PN-Übergängen dar, bei welcher zwi-    schen der Scheibe 52 und dem Kappenteil 51 eine zusätzliche Halbleiterscheibe 56 aus Silizium einge- fügt ist, die ebenfalls einen   PN-Übergang   57 enthält. Bei dieser Bauweise können der Scheibenteil 52 und der Kappenteil 51 insofern einander ähnlich sein, als beide durch Diffusion erzeugte PN-Übergänge 55 bzw. 59 enthalten können. Der Übergang 59 im Kappenteil 51 kann aber hinsichtlich des Konzentration- gradienten der kennzeichnenden Verunreinigung erheblich vom Übergang 55 abweichen, weil der Übergang 59 lediglich zur Temperaturkompensation bei veränderlichen Spannungen dient.

   Es ergibt sich auf diese Weise eine temperaturkompensierte Diode mit zwei seriengeschalteten, sperrenden Gleichrichtern, die zu einer Erhöhung der Durchbruchspannung der Einheit führen. Die Leitfähigkeitstypen der einzelnen Regionen sind in Fig. 5 angegeben. In dieser Figur sind ferner zwei Möglichkeiten für das Anbringen der Zuleitungen an der selbstgekapselten Diode eingezeichnet. Die dargestellten od.   ähnl.   Anordnungen können auch in andern Fällen angewendet werden, wo solche Zuleitungen erwünscht sind. An der Aussenelektrode 60 des Kappenteiles 51 ist durch metallische Bindung ein Metallstreifen 61 angebracht.

   An der gegenüberliegenden Elektrode 62 ist eine Zuleitung 63 in Form eines   Gold- oder Aluminiumdrahtes   mit einem Nagelkopf oder flanschartigem Endteil angebracht, der mit der goldplattierten Aussenfläche des Scheibenteiles 52 metallisch gebunden ist. 



   Fig. 6 zeigt eine gekapselte Anordnung zweier parallelgeschalteter, gegensinnig gepolter Dioden mit PN-Übergängen, wie sie üblicherweise als Schutzeinrichtung gegen Überspannungsstösse oder als Krachtöter in Telephonanlagen verwendet werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist der Kappenteil71 aus Silizium, abgesehen von den Typen der einzelnen   Leitfähigkeitsregionen,   identisch mit dem Scheibenteil 72. Wie dargestellt, überwiegt im Scheibenteil 72 die   Leitfähigkeitstype   N und im oberen Teil des Mesas 74 dieses Scheibenteiles befindet sich eine durchDiffusion erzeugte kleine Region der P-Type. 



  Umgekehrt ist das Halbleitermaterial des Kappenteiles 71 überwiegend Material der P-Type und im oberen Teil des   Mesas' (5   dieses Kappenteiles befindet sich eine kleine Region der N-Type, die durch Diffusion erzeugt worden ist. Sowohl der Scheibenteil als auch der Kappenteil können zu mehreren gleichzeitig aus einem einzigen Siliziumplättchen unter Anwendung von Masken und Diffusionsvorgängen hergestellt werden. Wenn die beiden Teile unter gegenseitiger Berührung der Mesas verbunden werden, so ergeben sich eine NP- und eine PN-Diode, die elektrisch parallelgeschaltet sind und sich in einer gemeinsamen Kapsel befinden. 



   Die Fig. 7,8 und 9 stellen eine Mehrfachdiode jener Art dar, die in logischen Schaltungen verwendet wird. Fig. 7 zeigt ein Fertigungsstadium,   d. h.   die geschichteten Bauteile vor der zum luftdichten Verschliessen dienenden Wärmebehandlung, während die Fig. 8 und 9 die fertige Halbleitereinrichtung im Querschnitt bzw. in Draufsicht darstellen. 



   In Fig. 7 ist eine Halbleiterscheibe 92 erkennbar, die an einer Stirnfläche eine Reihe von Mesas 94 aufweist, von denen jedes einen PN-Übergang enthält. Jedes Mesa ist von einem Glasring 93 umgeben, der luftdicht mit einem Kappenteil 91 und mit der Scheibe 92 verbunden ist. Bei diesem Verbindungsvorgang wird auch die Oberfläche eines jeden Mesas in Kontakt mit dem Kappenteil 91 gebracht. Nach dem durch Wärmebehandlung erfolgenden Verbindungsvorgang wird auf die Oberfläche 96 des Kappenteiles 91 eine Abdeckmaske aufgelegt. Diese Oberfläche 96, die mit Nickel und Gold plattiert ist, um eine ohmische   Elektrodenschicht   zu bilden, wird sodann stellenweise so geätzt, dass voneinander getrennte obere Elektroden für die einzelnen Dioden entstehen. Auf diese Weise entstehen, wie Fig. 8 zeigt, Zwischenräume 98 zwischen den Oberteilen der einzelnen Dioden.

   Wie Fig. 9 erkennen lässt, haben die nach der 

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 Ätzung verbleibenden Diodenoberteile eine hantelähnliche Gestalt, wobei die exponierten Metallschicht- teile 96 die getrennten Elektroden für die einzelnen Diodenstrecken der Mehrfachdiode bilden. Die dar- gestellte Hantelform wird bei dieser Mehrfachdiode angewendet, um die Kapazität zwischen den oberen und den unteren Teilen durch Verminderung der Flächenabmessungen herabzusetzen. Mehrfachdioden dieser Art, die für andere Anwendungszwecke bestimmt sind, in denen die Kapazität nicht kritisch ist, können mit andern Diodengestalten angefertigt werden, welche eine einfachere Fertigung ermöglichen.
An der für alle Diodenstrecken gemeinsamen unteren Elektrode 97 ist eine streifenförmige Zuleitung 99 angebracht.

   Zum mechanischen Schutz kann gegebenenfalls die gesamte Einrichtung mit einer Einbett- masse überzogen werden, wie dies durch die strichpunktierte Linie 100 angedeutet worden ist, wobei nur die Endteile 96 der oberen Elektroden und die gemeinsame Elektrode 99 freigelassen werden müssen. 



   Es wurde vorstehend zwar speziell der Fall von   PN-Übergängen   beschrieben, die durch Diffusion er- zeugt worden sind, doch versteht sich, dass die Kapselungsweise gemäss der Erfindung analog auch bei ge- züchteten PN-Übergängen, bei legierten PN-Übergängen oder andern Arten von Übergängen angewendet werden   kann. Die angegebenen Leitfähigkeitstypen   können natürlich auch umgekehrt werden. Ferner kann in solchen Einrichtungen, in welchen der Kappenteil keinen PN-Übergang aufweist, das Material für diesen Teil natürlich auch polykristallin sein, statt aus einem Einkristall zu bestehen. 



   An Stelle von Silizium können selbstverständlich auch andere Halbleitermaterialien, wie Germanium und intermetallische Verbindungen von Elementen der Gruppen III - V verwendet werden. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, eine möglichst gute Übereinstimmung der Wärmedehnungskoeffizienten der miteinander zu verbindenden Materialien anzustreben. Die dargestellten Ausführungsbeispiele lassen   darüber   hinaus im Rahmen der Erfindung noch verschiedene weitere Abwandlungen zu. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Halbleiterdiode mit einem Körper aus Halbleitermaterial, der zumindest einen   PN-Übergang   aufweist, von dem zumindest Teile freiliegen, wobei diese freiliegenden Teile des PN-Überganges von einem Schutzteil aus Isoliermaterial umschlossen sind und der Halbleiterkörper an gegenüberliegenden Aussenflächen ohmische Aussenelektroden trägt, zwischen denen somit mindestens ein Halbleiterweg mit einem PN-Übergang verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper mindestens zwei einander gegenüberliegende Scheibenteile (11, 12 ; 31,   32 ;   41,   42 ;   51,   52 ;   71, 72 ; 91,92) aus Halbleitermaterial enthält, dass der Schutzteil   (13 ; 33 ; 43 ; û3 ;

   73 ;   93) ringförmig   ausgebildet und zwischel den Scheibentei-   len in luftdichter Flächenberührung mit diesen angeordnet ist, so dass die Scheibenteile und der ringförmige Schutzteil einen Hohlraum umschliessen, dass der erwähnte PN-Übergang (PN) in mindestens einem der Scheibenteile ausgebildet ist und die freiliegenden Teile dieses   PN-Überganges   geschützt innerhalb des Hohlraumes liegen, und dass mindestens einer der Scheibenteile mindestens ein Mesa (14,   20 ; 34 ; 44 ;   54,   58 ;   74,78, 75,   79 ;   94) aufweist, das in den Hohlraum hineinragt und mit dem jeweils andern Scheibenteil in körperlichem und elektrischem Kontakt steht, so dass der Halbleiterweg zwischen den Aussenflächen der Scheibenteile geschlossen ist.

Claims (1)

  1. 2. Diode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Scheibenteile (11,12) mindestens ein Mesa (14,20) aufweist, das in den Hohlraum hineinragt und mit dem jeweils ändern bchelbenteil in körperlichem und elektrischem Kontakt steht, wobei die Mesas Teile mindestens eines Halbleiterweges bilden (z. B. Fig. l).
    3. Diode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mesa (14) mindestens eines Scheibenteiles (12) den PN-Übergang (PN) enthält (z. B. Fig. 1).
    4. Diode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Scheibenteile (51, 52 ; 71,72) mindestens einen PN-Übergang (PN) enthält, dessen freiliegende Teile in dem Hohlraum eingeschlossen sind (z. B. Fig. 5 und 6).
    5. Diode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer (42) der Scheibenteile (41,42) mehr als einen PN-Übergang (PN) enthält (z. B. Fig. 4).
    6. Diode nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Scheibenteile (71,72) mehrere Mesas (74,78, 75,79) enthält, wobei die Mesas so angeordnet sind, dass sie mehrere Halbleiter wege bilden und jeder Weg mindestens einen PN-Übergang (PN) enthält (Fig. 6).
    7. Diode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Scheibenteile (71, 72) mindestens zwei Mesas (74,78 bzw. 75, 79) enthält, wobei die Mesas (74,78) des einen Scheibenteiles (72) in körperlichem und elektrischem Kontakt mit den Mesas (75 bzw. 79) des andern Scheibenteiles (71) stehen und jeweils die beiden miteinander in Kontakt stehenden Mesas (74,79 bzw. 75,78) einen Halb- <Desc/Clms Page number 6> leiterweg bilden, der mindestens einen PN-Übergang (PN) enthält (Fig. 6).
    8. Diode nach 0einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper (51,52, 56) zumindest einen weiteren Scheibenteil (56) aus Halbleitermaterial mit mindestens einem PN-Übergang (PN) enthält, der in den Halbleiterweg zwischen den beiden Scheibenteilen (51,52) eingefügt ist und mit diesen Scheiben in körperlichem und elektrischem Kontakt steht (Fig. 5).
    9. Diode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander in Kontakt stehenden Oberflächen der Scheibenteile (11,12) mit Elektrodel1überztlgen (16, 17) versehen sind, die innerhalb eines jeden Halbleiterweges eine ohmische Verbindung niedrigen Widerstandes herstellen können (z. B. Fig. l und 2).
    10. Diode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer (92) der beiden Scheibenteile (91,92) einer Vielzahl von Dioden gemeinsam angehört, wobei jede Diode nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist (Fig. 7 - 9).
    11. Diode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der isolierende Schutzteil (13 ; 33 ; 43. 53. 73 ; 93) aus Hartglas besteht und das Halbleitermaterial Silizium ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1564530B1 (de) * 1965-06-09 1971-05-06 Rca Corp Verfahren zur herstellung von gleichrichtersaeulen

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