AT231568B

AT231568B - Halbleiteranordnung

Info

Publication number: AT231568B
Application number: AT82163A
Authority: AT
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1962-02-03
Filing date: 1963-02-01
Publication date: 1964-02-10

Description

Halbleiteranordnung
EMI1.1

det wird.

Das Einarbeiten solcher Rillen bzw. Spuren lässt sich durch Anwendung eines Präge-bzw. eines
Pressvorganges vereinfachen, wie er in ähnlicher Weise z. B. zur Herstellung von Sprechplatten benutzt wird. Es können dann in schneller und wirtschaftlicher Weise und mit einer beliebig weitgehenden Fein- heit geeignete Muster aus Rillen gleicher oder bzw. und abweichender Formgebung und Lage in die Ober- fläche des mit Lot zu benetzenden Körpers eingearbeitet werden.

Ein solcher Prägevorgang kann auch bereits ausreichend sein, um an der durch Lot zu benetzenden
Oberfläche des Körpers für die Benetzung frisch bearbeitete Flächen zu schaffen, indem durch ihn an der
Oberfläche eventuell vorhandene zusammenhängende. Oxydschichten weitgehend bei dem Prägevorgang zerstört werden. Gegebenenfalls kann jedoch auch im Anschluss an den Prägevorgang oder mindestens vor dem Einsatz des Körpers für die Vornahme des Lötvorganges an den entsprechenden Oberflächenteilen desselben ein Ätzvorgang, anschliessend ein entsprechender geeigneter Spülvorgang und gegebenenfalls ein Trockenvorgang durchgeführt werden.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele wird nunmehr auf die
Figuren der Zeichnung Bezug genommen.

Die Fig. 1 veranschaulicht zunächst eine beispielsweise Halbleiteranordnung für die Anwendung der
Erfindung. Es handelt sich dabei um eine steuerbare Halbleiteranordnung, die nach Art eines sogenann- ten Halbleiterstromtores benutzt werden kann.

Diese Halbleiteranordnung besitzt einen grundplattenförmigen Gehäuseteil l mit dem Befestigung- bolzen 2. Der Gehäuseteil besteht z. B. aus Kupfer. An der oberen Fläche 3 ist auf dem Grundplatten- teil 1 eine Hilfsträgerplatte 4, z. B. aus Molybdän, vorgesehen, die mit 1 durch eine zwar angedeutete, jedoch nicht besonders bezeichnete Hartlötung verbunden sein kann. Auf der Molybdänscheibe 4 befindet sich eine Silberscheibe 5, die mit der Molybdänscheibe 4 hart verlötet ist. Diese Silberscheibe 5 soll mit dem bereits mit einlegierten Elektroden und eindiffundierten Zonen versehenen Halbleiterkörper 6, der an seiner unteren Fläche eine einlegierte Elektrode, z.

B. aus einer Gold-Bor-Legierung, besitzt, durch Lötung verbunden werden. wobei an dieser Verbindungsstelle das erfindungsgemässe Verfahren zur'An- wendung gelangen soll, um auf diese Weise einen Übergang zwischen den beiden genannten Teilen im
Wege von dem Halbieiterkörper zu erreichen, der sich unter thermischen Gesichtspunkten für die Abführung der an dem Halbleiterelement betriebsmässig anfallenden Joule'schen Wärme als auch unterden
Gesichtspunkten der elektrischen Stromleitung bei kleiner spezifischer Belastung des Stromwegesdurch eine hohe Güte auszeichnen soll. Der Halbleiterkörper weist an seiner oberen Fläche noch einlegierte
Elektroden in. Form einer kreisscheibenförmigen Elektrode 7 bzw. einer kreisringförmigen Elektrode 8 auf, von denen 8 als Emitter und 7 als Basis bzw. Steuerelektrode des z.

B. nach Art eines p-n-p-n-Vierschichtensystems aufgebauten Halbleiterelementes bzw.-stromtores wirken. An der ringförmigen Elektrode 8 ist noch ein an seinem unteren Ende kronenförmig gestalteter zylindrischer Anschlusskörper 9 mit einem Anschlussdraht 10 vorgesehen und an der kreisscheibenförmigen Elektrode 7 ein Anschlussdraht 7a.

Der Halbleiterkörper fi ist in einem für die Veranschaulichung gewählten Massstab nochmals in Fig. 2 für sich wiedergegeben, so dass sein spezieller Aufbau näher zu erkennen ist.

In dieser Fig. 2 bezeichnen 6a den Halbleiterkörper, bei dessen Herstellung z. B. von einem Körper mit schwacher n-Dotierung ausgegangen wurde, von welchem mit der gleichen Dotierung noch der Volumenteil entsprechend der mit 6b bezeichneten Kernzone vorhanden ist. Diese Kernzone 6b ist von einer durch Eindiffusion erzeugten p-dotierten Mantelzone 6c umschlossen. Von der oberen Fläche des Halbleiterkörpers sind die Elektrode 7 mit ohmschem Übergang und die Elektrode 8 für die Erzeugung einer n-leitenden Zone in der Mantelzone 6b, also für die Bildung eines p-n-Überganges mit der Zone 6c, einlegiert worden.

An der Halbleiteranordnung ist noch von der oberen Fläche des Halbleiterkörpers aus ein ringförmiger Graben 6d bis in die Kernzone 6b eingearbeitet worden, der also konzentrisch zu den Elektroden 7 und 8 liegt, und durch den die ursprünglich erzeugte p-leitende Mantelzone 6c in die beiden p-dotierten Teilbereiche 6c'und 6c" unterteilt worden ist. An der unteren Fläche des Halbleiterkörpers 6 ist die bereits ohne besondere Bezeichnung erwähnte Elektrode 6e mit ohmschem Übergang einlegiert worden.

Durch die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens soll nun an einer solchen Halbleiteranordnung bei der Verlötung von 6e mit der Platte 5, wobei der Elektrodenmaterialkörper von 6e unmittelbar als Lot benutzt wird, eine einwandfreie Benetzung der Platte 5 durch dieses Lot erreicht werden, wofür die obere Fläche von 5 entsprechend erfindungsgemäss vorbereitet wird.

Die Fig. 3 der Zeichnung zeigt eine solche Vorbereitung der Oberfläche der Platte 5 in der Draufsicht bzw. Grundrissansicht, wonach diese mit einander schneidenden eingearbeiteten Rillen bzw. Spu-

ren 11 bzw. 12 versehen ist.

Die Fig. 4 bzw. 5 zeigen in vergrössertem Ma3stabe die Wiedergabe eines Teiles der Platte 5 gemäss dem Schnitt nach der Linie IV-IV bzw. V-V im Seitenriss bzw. Aufriss in Schnittdarstellung, so dass die Rillen in entsprechender Weise im Querschnitt zu erkennen sind.

Wird z. B. eine solche Platte 5 bei der Herstellung einer Halbleiteranordnung nach Fig. 1 benutzt, so wird also bei der thermischen Behandlung beim Übergang des Elektrodenmaterials von 6e in seinen schmelzflüssigen Zustand dieses an den Wänden der Rillen 11 bzw. 12 bis zu deren Grund hinunterlaufen und dann in der Längsrichtung dieser Rillen durch die von diesen ausgeübte Kapillarwirkung sich in dem Volumen dieser Rillen gleichmässig verteilen und damit auch entsprechend dem vorgesehenen Rillensystem in entsprechender gleichmässiger Weise über die gesamte Oberfläche der Platte 5.

Die Fig. 6 veranschaulicht eine teilweise Darstellung für eine Vorbereitung der Platte 5 mit mäanderförmig in der Umfangsrichtung entsprechend einer kreisförmigen Leitlinie verlaufenden und sich somit nach Art je eines Kreisringes schliessenden Spuren oder Rillen 13.

Nach Fig. 7 verlaufen die in der Oberfläche von 5 eingearbeiteten Rillen 14 zickzackförmig.

Nach Fig. 8 sind an der Oberfläche von 5 nach Art von Kreisringen 15 eingearbeitete Rillen benutzt.

Die Fig. 9 und 10 veranschaulichen in einander entsprechenden Rissen, wie die eingearbeiteten Rillen 16 bzw. 17 sich in der Querschnittsform senkrecht zu ihrer Längsausdehnung über ihre Länge kontinuierlich in ihrer Breite und in ihrer Tiefe verändern können, so dass also in entsprechender Weise die Grösse der von den Rillen ausgeübten Kapillarwirkung sich ebenfalls ändert. Dabei kann diese Querschnittsänderung in den einander benachbart liegenden Rillen auch mit dem Fortschreiten in der Längsrichtung dieser benachbarten Rillen, wie dargestellt, eine entgegengesetzte sein.

Nach Fig. 11 können die einander schneidenden Rillen z. B. ein Netzsystem aus kreisförmig verlaufenden Rillen 18 und radial verlaufenden Rillen 19 bilden.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen durch Löten oder Anlegieren zwischen Teilen des Aufbaues einer Halbleiteranordnung, dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Körper, an welchem sich ein Lot gleichmässig an der Oberfläche für eine einwandfreie Benetzung verteilen soll, vorher an dieser Oberfläche mit eingearbeiteten Rillen bzw. Spuren versehen wird.
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Claims

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass einander schneidende Rillen vorgesehen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass geradlinig verlaufende Rillen erzeugt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass kurvenförmig verlaufende Rillen erzeugt werden.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis einschliesslich 4, dadurch gekennzeichnet, dass Rillen mit gebrochenem Verlauf erzeugt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Rillen mit zickzack- oder mäanderförmigem Verlauf erzeugt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein gekrümmter Kurvenverlauf benutzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein spiralenförmiger Verlauf benutzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen im Verlauf ihrer Längsausdehnung mit gleichförmigem Querschnitt hergestellt werden.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis einschliesslich 6, dadurch gekennzeichnet, dass Rillen mit einem im Verlauf ihrer Längsausdehnung kontinuierlich oder abgestuft sich veränderndem Querschnitt hergestellt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass beim Lötvorgang unmittelbar mit Lot beschickte Rillen als Zubringerleitungen zu andern Rillen benutzt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart <Desc/Clms Page number 4> liegende Rollen Rr relativ zueinander entgegengesetzt gerichtete Kapillarwirkung hergestellt sind.

15. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Einarbeiten der Rillen mittels eines spanabhebenden Werkzeuges vorgenommen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einarbeiten der Rillen bei deren Betrachtung als Täler der Oberflächenstruktur zwischen diesen Berge mit Flächenteilen der ursprünglichen Körperoberfläche bestehen bleiben.

17. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen derart eingearbeitet werden, dass zwischen benachbarten Rillen keine ursprünglichen Oberflächenteile des zu benetzenden Körpers mehr vorhanden sind.

18. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden bis einschliesslich Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Einarbeiten der Rillen mittels eines Press- bzw. Prägevorganges bzw. Werkzeuges vorgenommen wird.

19. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die einlegierte Elektrode eines Halbleiterelementes mit einem auf dem Grundplattenteil des Gehäuses einer Halbleiteranordnung befestigten scheibenförmigen Körper, der an seiner Oberfläche mit den eingegrabenen Rillen versehen ist, durch Löten verbunden wird, wobei das Material dieser Elektrode unmittelbar den benetzenden Lotwerkstoff bildet.