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Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung
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Transistoren,Siliciumscheibe aufweist. Das Ganze wird in ein mit diesen Materialien nicht reagierendes, nicht schmelzende-s Pulver, beispielsweise Graphitpulver, eingepresst und auf etwa 800 C unterAnwendungvon 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 demmit ihr durch eine Aluminiumlegierung 3 verbundenen Halbleiterscheibchen4 sowie der einlegierten Elektrode 5 bestehende Gleichrichterelement.
Die anodische Behandlung zur Erzeugung einer Oxydschicht ist. wie bekannt. besonders an den Teilen einer Halbleiteranordnung wichtig, an welchen ein pn-Übergang zutage tritt, da hier indem Falle, indem der pn-Übergang gesperrt ist, die volle Sperrspannung an der Oberfläche ein starkes elektrisches Feld er- ) zeugt, welches zu Überbrückungen des pn-Übergangesführen kann. Der durch Einbringen von Antimon in das p-leitende Silicium erzeugte pn-Übergang ist in der Zeichnung gestrichelt dargestellt.
Die zur Behandlung des Gleichrichterelements verwendete Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Bodenplatte6, welchez. B. ausGold bestehen kann bzw. an seiner Oberseite vergoldet ist, sowie einem Hohlzylinder 7, derzweckmässigerweise aus einem säurebeständigen Kunststoff, wie z. B. Polytetrafluoräthylen (Teflon) hergestellt sein kann. Das Gleichrichterelement liegt mit der Molybdänträgerplatte 2 auf dem Boden 6 und ist dadurch mit diesem gut elektrisch leitend verbunden. Ein weiterer Hohlzylinder 8, der aus einem Metall, beispielsweise Stahl oder Silber bestehen kann, ist innerhalb des Hohlzylinders 7 so angeordnet, dass er sich gegenüber dem an die Oberseite der Halbleiterscheibe 4 tretenden pn-Übergang befin- det.
Durch drei oder vier Abstandstücke 9, welche beispielsweise ebenfalls aus einem säurebeständigen Kunststoff bestehen können, wird der Zylinder 8 in seiner Lage gehalten. Die im wesentlichen aus einem Gold-Silicium-Eutektikum bestehende Elektrode 5 ist mit einem Hügel 10 aus aufgeschmolzenem Rohrzucker bedeckt, welcher den Zutritt der Elektrolytflüssigkeit zu der Elektrode 5 verhindert. AnStelle des Rohrzuckers kann eine andere zweckentsprechende Masse oder Abdeckung treten, z. B. ein Kunststoffplättchen. Gegebenenfalls kann man auch vollständig auf eine Abdeckung der Elektrode verzichten, daein chemischer Angriff durch den Elektrolyten nicht erfolgt.
Der Bodenteil 6 ist mit dem positiven Pol einer Batterie 11 verbunden, an deren negativen Pol der Hohlzylinder 8 angeschlossen ist. Ein Schalter 12, ein Regelwiderstand 13 und ein Messinstrument 14 vervollständigen den Stromkreislauf.
In die durch denBodenteil 6 und den Hohlzylinder 7 gebildete Höhlung wird nun ein Elektrolyt eingefüllt, welcher aus Borsäure, Glykol und wässerigem Ammoniak durch Kochen hergestellt ist. Derartige Elektrolyte sind als Füllung von Elektrolytkondensatoren bekannt. Wie sich bei durchgeführten Versuchen zeigte, sind sie zur Oxydation von Halbleiteroberflächenschichten ganz hervorragend geeignet.
Ein derartiger Elektrolyt kann z. B. in der Weise hergestellt werden, dass 800 g Borsäure, 700 g Glykol und 400 g wässeriges Ammoniak (zirka 28%-ig) etwa 11/2 Stunden lang gekocht werden, Der Kochpunkt liegt bei 1380 C. Eine andere Mischung besteht aus 650 g Borsäure, 700 g Glykol und 400 g wässerigem Ammoniak und besitzt einen Kochpunkt von 1320 C. Nach dem Kochen bildet der Elektrolyt eine sirupartige Masse.
Bei der anodischen Behandlung des Halbleiterelementes wurde beispielsweise so vorgegangen, dass ein konstanter Strom von 1 mA durch den Stromkreis fliessen gelassen wurde, wobei die Spannung, die hiefür notwendig ist, von anfänglich 15 V bis schliesslich 200 V gesteigert werden musste. Dies ist teilweise auf das Entstehen der gewünschten Oxydschicht zurückzuführen, teilweise auf die Zersetzung des Elektrolyten.
Wie sich zeigte, entstehen bei der Zersetzung des Elektrolyten elektrisch isolierende Schichten, die durch Stromerhöhung abgebaut werden können. Man geht deshalb zweckmässigerweise so vor, dass man mehrere Minuten mit etwa 1mA Strom arbeitet und danach etwa 1/2 min den Strom auf etwa 50mA steigert, dann wieder mehrere Minuten mit 1mA arbeitet usf. Die ganze Behandlung kann nach etwa 1/2-1 Stunde abgebrochen werden. Es zeigt sich dann eine Oxydhaut, welche die Farben dünner Schichten zeigt.
DieHalbleiteroberfläche kann wie üblich vor der anodischenBehandlung geätzt werden, beispielsweise mit Hilfe einer Cp-Ätzlösung, welche im wesentlichen aus Salpetersäure und Flusssäure besteht. Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt es aber auch, auf die Ätzung zu verzichten und die gestörten Schich- ten der anodischen Behandlung auszusetzen, wobei sehr gute Erfolge erzielt wurden. Nach der anodischen Behandlung wird die Halbleiteranordnung mit destilliertem Wasser gespült, wobei der Elektrolyt sowie der Rohrzucker 10 restlos entfernt werden. Zweckmässigerweise wird nach dem Spülen eine sofortige Trocknung im Warmluftstrom vorgenommen. Vorteilhaft schliesst sich eine Temperung unter Luft bei 200 - 3500 C von einer bis mehreren Stunden Dauer an.