AT229424B

AT229424B - Verfahren zur Herstellung einer elektrisch unsymmetrischen Halbleiteranordnung

Info

Publication number: AT229424B
Application number: AT378762A
Authority: AT
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1961-07-14
Filing date: 1962-05-09
Publication date: 1963-09-10

Description

Verfahren zur Herstellung einer elektrisch unsymmetrischen Halbleiteranordnung
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zendes Pulver, beispielsweise Graphitpulver, eingepresst und auf etwa 8000C unter Anwendung von Druck erhitzt. Diese Erwärmung kann beispielsweise in einem Legierungsofen durchgeführt werden. welcher evakuiert bzw. mit einem Schutzgas gefüllt ist. Das Ergebnis ist das aus der Trägerplatte 2 und dem mit ihr durch eine Aluminiumlegierung verbundenen Halbleiterscheibchen 4 sowie der einlegierten Elektrode 5 bestehende Aggregat.
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lssigerweise auch die gleiche Dicke wie dle frägerplatte aufwelst, und beispielsweise ebenfalls aus Mo- lybdän bestehen kann.

Eine Silberfolie 7 von beispielsweise 0, 1 mm Dicke kann auf die Flachseite der
Trägerplatte 6, welche dem Gold-Halbleiter-Eutektikum 5 zugewendet ist, aufgebracht, z. B. aufgewalzt oder aufgelötet werden.

Anschliessend wird die Trägerplatte 6 mit der Silberschicht 7 auf das Gold-Halbleiter-Eutektikum 5 aufgepresst, z. B. mit einem Druck von 300 kg/cm und das Ganze mehrere Stunden lang, z. B. 5 Std., auf einer Temperatur gehalten, welche unterhalb derSchmelztemperatur des Gold-Halbleiter-Eutektikums liegt, beispielsweise 2500C. Zweckmässigerweise werden vorher die einander berührenden Flächen der Silberschicht und des Eutektikums plangeläppt damit sie einander grossflächig berühren. Nach der Beendigung dieses Erwärmungsvorganges sind die Silberschicht und das Eutektikum fest miteinander verbunden, was auf Diffusions- bzw. Sintervorgänge zurückzuführen ist. Druck, Temperatur und Zeitdauer des Erwärmungsvorganges können in verhältnismässig weiten Grenzen verändert werden.

Dies liegt in der Natur der Sache, da eine Diffusion von Silber in das Gold-Halbleiter-Eutektikum bzw. von Gold in das Silber bei höheren Temperaturen in geringerer Zeit und umgekehrt bei niedrigeren Temperaturen in einem längeren Zeitraum auch noch in ausreichendem Masse erfolgt. Als technisch brauchbare Grenzen haben sich 200 - 300 C erwiesen.

Bei niedrigeren Temperaturen dauert die Erwärmungsbehandlung zu lang oder zeigt ungenügende Ergebnisse, bei höheren Temperaturen tritt gegebenenfalls durch Schmelzpunkterniedrigung infolge des angewandtenDrucks zunächst an wenigen Stellen ein Schmelzen des Gold-Halbleiter-Eutektikums auf (Schmelzpunkt des Gold-Silizium-Eutektikums = etwa 370 C, des Gold-Germanium-Eutektikums = etwa 3600C), was nicht im Sinne der Erfindung ist.

Das aus den Teilen2-5 bestehende Aggregat kann vor dem Aufbringen der Teile 6 und 7 zweckmässig behandelt werden, beispielsweise auf der Oberfläche des freiliegenden Halbleitermaterials geätzt werden.

Diese Ätzung wird zweckmässigerweise auf einer sogenannten Ätzschleuder durchgeführt, auf welcher das Aggregat um seine Symmetrieachse gedreht wird, während ein Strahl einer Ätzflüssigkeit auf die Halbleiteroberfläche geleitet wird. Ein nachfolgender Strahl einer Neutralisierungs-bzw. Verdünnungsflüssigkeit, z. B. von destilliertem Wasser, beendet den Ätzangriff in kurzer Zeit, so dass weitere Teile, insbesondere die Trägerplatte, durch die Ätzflüssigkeit nicht angegriffen werden.

Nach dem Ätzen kann die so behandelte Halb1eiteroberfläche mit einem Schutzlack, beispielsweise einem Silikonlack mit einem Alizarinzusatz bedeckt werden.

Das Gold-Halbleiter-Eutektikum, welches ein wenig über die Halbleiteroberfläche hervorragt, wird durch den Ätzvorgang mit seiner oberen Ebene noch weiter von der Ebene der Halbleiteroberfläche entfernt. Ein Durchschlagen des Luftraums zwischen der Silberschicht 7 und der Aluminiumschicht 3 kann deshalb, insbesondere wenn einLack aufgetragen wurde, sicher verhindert werden. Es hat sich als zweckmässig erwiesen, nach der Herstellung der mechanisch symmetrischenHalbleiteranordnungin der beschrie- benen Weise den Hohlraum zwischen den beiden Trägerplatten auszufüllen, beispielsweise mit einem Giessharz 8. Hiedurch ist der Halbleiterkörper vor mechanischen und andern Angriffen sicher geschützt und auch der mechanische Aufbau der gesamten Anordnung verstärkt.

Vorteilhaft wird in die Silberschicht 7 vor dem Läppen ein erhabenes Muster, z. B. ein Waffelmuster, eingepresst. Die erhabenen Teile des Musters werden durch den Läppvorgang in eine Ebene gebracht. Die vertieften Teile bilden nach dem Zusammenpressen der Silberschicht 7 mit dem Eutektikum 5 ein feines Kanalsystem, welches beim Vergiessen mit Giessharz sich ebenfalls mit Giessharz füllt. Das Giessharz kann also auch zum Wärmeübergang zwischen den beiden Teilen beitragen, insbesondere, wenn ihm ein Füllstoff, z. B. Quarzmehl, zugesetzt ist.

Die erfindungsgemäss hergestellte. mechanisch symmetrische und elektrisch unsymmetrische Halbleiteranordnung weist den Vorteil auf, dass bei der Herstellung gekapselter Gleichrichter auf einfache Weise Gleichrichter mit unterschiedlicher Durchlassrichtung aber gleichem äusserem Aufbau gefertigt werden können. Da der mechanische Aufbau vollkommen symmetrisch ist, braucht eine derartige Gleichrichteranordnung lediglich einmal mit der Trägerplatte 6 und das andere Mal mit der Trägerplatte 2 auf den Boden der Gehäusekapsel aufgebracht zu werden.

Die Trägerplatten können an ihrer Aussenseite vorher beispielsweise mit einer Silberschicht versehen werden, wodurch sie sich leicht an Kühlkörper bzw. Stromzu-und-abführungskörper anlöten lassen. Die Halbleiteranordnungen können auch lediglich durch Flächenpressung zwischen zwei Druckteilen, welche gleichzeitig als Stromzuführung-bzw.-abführung dienen, innerhalb einer Gehäusekapsel befestigt werden.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch unsymmetrischen Halbleiteranordnung mit im wesentlichen symmetrischem mechanischem Aufbau aus einem scheibenförmigen, einkristallinen Halbleiterkörper und auf beide Flachseiten aufgebrachten metallenen Trägerplatten, insbesondere aus Molybdän, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein aus dem scheibenförmigen Halbleiterkörper mit einer anleger- ten Trägerplatte sowie einer auf der der Trägerplatte abgewandten Flachseite des Halbleiterkörpers angebrachten, aus einem Gold-Halbleiter-Eutektikum bestehenden Elektrode zusammengesetztes Aggregat durch Legierung hergestellt wird, und dass dann eine zweite Trägerplatte, die mindestens auf einer Flachseite mit einer Silberschicht versehen ist,

mit dieser Silberschicht auf das Gold-Halbleiter-Eutektikum aufgebracht und das Ganze mehrere Stunden lang auf einer erhöhten Temperatur, welche unterhalb der Schmelztemperatur des Gold-Halbleiter-Eutektikums liegt, unter Pressdruck gehalten wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ganze auf etwa 200 - 3000C erwärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Trägerplatte mit einem Druck von etwa 300kg/cm aufgepresst wird. EMI3.1 gerplatte die Silberschicht mit einem erhabenen Muster versehen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufpressen der zweiten Trägerplatte die einander berührenden Oberflächen der Silberschicht und des Gold-Halbleiter-Eutektikums geläppt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufpressen der zweiten Trägerplatte das aus Halbleiterkörper mit anlegierter Trägerplatte und einlegierten Elektroden bestehende Aggregat geätzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ätzung lediglich auf der Flachseite des Halbleiterkörpers, welche das Gold-Halbleiter-Eutektikum trägt, durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schutzlack auf die geätzte Halbleiteroberfläche aufgebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen der zweiten Trägerplatte und dem nicht durch das Gold-Halbleiter-Eutektikum bedeckten Teil der Halbleiteroberflä- che mit einem Giessharz gefüllt wird.

10. Halbleiteranordnung, die gemäss dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass beide Trägerplatten die gleiche Flächengrösse aufweisen.