AT324435B - Verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, insbesondere Halbleiterdioden, aus einem Halbleiterplättchen mit wenigstens zwei übereinanderliegenden ebenen Schichten von einander entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp, dessen Oberfläche teilweise durch ätzbeständige Schichten örtlich begrenzt abgedeckt wird, wobei die von der ätzbeständigen Schicht nicht bedeckten Teile des Halbleiterplättchens durch einen Ätzvorgang vollkommen bzw. mindestens über die Eindringtiefe des   pn-Überganges   abgetragen und das Halbleiterplättchen zur Erzeugung einer Vielzahl von Halbleiterbauelementen in mehrere Teile geteilt wird. 



   Ein solches Verfahren ist aus der DDR-Patentschrift   Nr. 52962   bekanntgeworden, derzufolge die die Oberfläche des Halbleiterplättchens teilweise abdeckende ätzbeständige Schicht vorwiegend einseitig aufgetragen werden soll. Die Möglichkeit einer beispielsweisen gleichzeitigen Anwendung des Verfahrens auf beide Seiten des Halbleiterplättchens ist zwar erwähnt, die praktische Durchführung dieser Massnahme ist jedoch in dieser Druckschrift nicht erläutert. Beim vorbekannten Verfahren dient die Schicht nur der Abdeckung der späteren Kontaktstellen des Halbleiterbauelementes während des in einem Reaktionsofen erfolgenden Ätzvorganges. Nach diesem Ätzvorgang wird die Gruppe von Halbleiterbauelementen im gleichen Reaktionsofen einem Gegenstrom ausgesetzt, dem einen Schutzfilm bildende Stoffe, z. B.

   Ammoniak und Silan zur Bildung von Siliziumnitrid, zugegeben werden. 



   Abgesehen davon, dass der Wechsel in der Zusammensetzung des Gasstromes zeitraubend und kostspielig durchführbar ist, können durch den Verbleib im Reaktionsofen bei hoher Temperatur unreine Schichten in die Halbleiterbauelemente diffundieren, was sich auf deren Qualität nachteilig auswirkt. Bei vorbekannten Verfahren wird zwar an den leicht zugänglichen Stellen der Oberfläche der Halbleiterbauelemente eine ausreichend dicke Schutzschicht gebildet, hingegen werden bei einer Gruppe in einer Vielzahl eng aneinanderliegender Halbleiterbauelemente gerade die wichtigsten Stellen, nämlich die pn-Ügergänge, nur sehr mangelhaft bedeckt, so dass dort ein Schutzfilm genügender Dicke nicht aufgebaut werden kann.

   Zur Durchführung des vorbekannten Verfahrens müssen deshalb die Halbleiterbauelemente in geringerer Anzahl und weit genug auseinandergerückt auf separaten Unterlagen angeordnet werden, was naturgemäss unwirtschaftlich ist, zumal grosse Abstände der Halbleiterbauelemente zwangsläufig einen grossen Materialaufwand beim Ätzen bedingen bzw. umständliche Manipulationen dieser Halbleiter erfordern. 



   Ziel der Erfindung ist es, die Handhabung der Halbleiterbauelemente bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Gattung zu erleichtern. 



   Dieses Ziel wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass zwecks Erleichterung der Handhabung der Halbleiterbauelemente ein verfestigbares Material, vorzugsweise ein synthetischer, vernutzter Kautschuk auf Silikonbasis, in die beim Ätzen gebildeten Kanäle eingegossen und zur Bildung eines die Halbleiterbauelemente verbindenden Gitterwerkes verfestigt wird. 



   Die erfindungsgemässe Lösung erbringt ausser dem Vorteil der Verbesserung der Handhabbarkeit der Halbleiterbauelemente zusätzlich auch noch den Vorteil, dass das die Halbleiterbauelemente verbindende Gitterwerk gleichzeitig auch einen Schutz der   pn-Übergänge   an den Seitenflächen der Halbleiterbauelemente verkörpert. Demgegenüber mussten beim oben erwähnten vorbekannten Verfahren die durch Teilung des Halbleiterplättchens erzeugten Halbleiterbauelemente an ihren Seitenflächen zum Schutz der   pn-Übergänge   mit einem Schutzfilm versehen werden. 



     Überzüge   von Halbleiterbauelementen sind an sich bereits bekannt, so etwa aus den deutschen Auslegeschriften 1184017 und 1126516 sowie aus der   österr. Patentschrift Nr. 227304,   doch wurden die solche Überzüge bildenden Materialien nicht im Sinne der Erfindung zur Bildung eines Gitterwerkes benutzt. 



   Es ist auch schon bekannt, Halbleiterplättchen zur Erzeugung von Halbleiterbauelementen in mehrere Teile zu unterteilen. Die Oberfläche des Halbleiterplättchens ist zumeist von vornherein durch eine Oxydschicht geschützt ; beim Unterteilen des Halbleiterplättchens werden jedoch die   pn-Übergänge   an den Seitenflächen der einzelnen Halbleiterbauelemente freigelegt und blieben bei den bisher üblichen Herstellungsverfahren während der nachfolgenden Handhabung frei, bis die Halbleiterbauelemente in irgend einer Weise verkapselt wurden,   d. h.   sie wurden nicht früh genug mit einem Schutzfilm versehen und dies führte wegen der Empfindlichkeit dieser Übergänge zu einem hohen Ausmass von Ausschuss. 



   In den Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens veranschaulichen, zeigen die Fig. 1 bis 6 in schematischen Seitenansichten das Halbleiterplättchen in sechs Verfahrensschritten des Herstellungsverfahrens und die Fig. 7 ist eine Draufsicht auf dieses Halbleiterplättchen in dem Verfahrensschritt nach Fig. 3. 



   Gemäss dem in diesen Zeichnungen veranschaulichten Verfahren wird eine   Siliziumscheibe--10--aus   poder n-leitendem Silizium in einem an sich bekannten Diffusionsverfahren behandelt, um als Halbleiterplättchen 
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   Die   Siliziumscheibe--10-wird sodann   auf einer aus Glas oder Porzellan bestehenden Unterlage   --11--   mittels einer dünnen   Schicht--12--aus   Wachs befestigt. Hierauf wird eine Stahlmaske (nicht 

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 dargestellt) mit einer Vielzahl rechteckiger Löcher auf die Siliziumscheibe--10--aufgelegt und eine Wachslösung wird durch diese Maske auf die   Siliziumscheibe--10--aufgesprüht.   Das Wachs haftet an der Siliziumscheibe--10--, so dass deren Oberfläche nach Entfernung der Maske mit einer Vielzahl rechteckiger, mit Wachs bedeckter   Bereiche--13--versehen   ist   (Fig. 3).   



   Die die Siliziumscheibe--10--tragende Unterlage--11--wird sodann in ein Ätzbad getaucht, welches die Zonen zwischen den Bereichen--13--, also die von der ätzbeständige Wachsschicht nicht bedeckten Teile des Halbleiterplättchens, durch einen Ätzvorgang abträgt   (Fig. 4).   
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 Ätzmittel nicht angegriffen wird. An Stelle von Wachs können auch andere gegen Ätzmittel beständige Materialien verwendet werden. 



   Sobald die freiliegenden Bereiche der   Siliziumscheibe--10--abgetragen   wurden, wird die Unterlage   --11-- dem   Ätzbad entnommen, das Ätzmittel wird weggewaschen und die   Siliziumscheibe --10-- wird   getrocknet. Zu diesem Zeitpunkt trägt die   Unterlage--11--eine   Vielzahl rechteckiger   pn-Halbleiterbauelemente--15--,   die voneinander durch die beim Ätzvorgang gebildeten   Kanäle--14--   
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 die   Seitenflächen --16-- mit   den pn-Übergängen freiliegen (Fig. 4), wobei die Halbleiterbauelemente--15-jedoch nach wie vor durch die Unterlage miteinander zu einer Gruppe verbunden sind. 



   Nun wird ein synthetisches Kautschukmaterial auf Silikonbasis mit vernetzter Struktur auf die Unterlage   - -11-- aufgegossen   und füllt die beim Ätzvorgang zwischen den   Halbleiterbauelementen --15-- gebildeten     Kanäle--14-- (Fig. 5).    



   Sobald diese   Kanäle --14-- mit   dem flüssigen Kautschuk gefüllt sind, wird die Oberfläche des Halbleiterplättchens zwecks Entfernung des überschüssigen Kautschuks abgewischt und es verbleibt sonach ein flächiges   Gitterwerk--17--aus   dem in den   Kanälen --14-- befindlichen   Kautschuk. 



   Dieser Kautschuk wird sodann verfestigt und die   Unterlage--11--wird   mit den darauf befindlichen   Halbleiterbauelementen --15-- in   ein Bad einer Flüssigkeit gebracht, in welcher das Wachs lösbar ist. Das die einzelnen Halbleiterbauelemente--15--bedeckende Wachs der   Schicht--12--wird   in diesem Bad aufgelöst und es verbleiben die mittels des flächigen Kautschuk-Gitterwerkes--17--miteinander verbundenen   Halbleiterbauelemente--15-- (Fig. 6),   die sich während des weiteren Verfahrens ausserordentlich einfach handhaben lassen.

   Dieses   Gitterwerk--17--bildet   ausserdem auch einen Schutz für die   pn-Übergänge   der Halbleiterbauelemente. 
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 Halbleiterbauelement, welches längs seiner Seitenflächen von den abgetrennten Teilen des Gitterwerkes--17-umschlossen ist. 



   Sofern das   Halbleiterbauelement --15-- Anschlüsse aufweisen   soll, die in einem Heisslötverfahren herzustellen sind, kann die Löttemperatur so gewählt werden, dass sie den die Seitenflächen des Halbleiterbauelementes umschliessenden Kautschuk zumindest örtlich zerstört, wobei die Seitenflächen des Halbleiterbauelementes rein und für einen Leitungsanschluss bereit gemacht werden. Anderseits kann aber der Kautschuk auch,   z. B.   bei Anwendung eines Kaltlötverfahrens, zur Herstellung der Anschlüsse in seiner das Halbleiterbauelement umschliessenden Anordnung dauernd belassen bleiben. 



   Es ist nicht wichtig, dass das das Gitterwerk bildende Material flexibel ist, es sind vielmehr auch Materialien hiefür verwendbar, die ein sprödes Gitterwerk bilden, in welchem Falle die Halbleiterbauelemente durch Brechen des Gitterwerkes voneinander getrennt werden. 



   Gleichwohl das oben geschilderte Ausführungsbeispiel auf die Herstellung von Halbleiterdioden bezogen ist, kann die Erfindung gleichermassen auch auf die Herstellung von Transistoren, Thyristoren   u. a.   



  Halbleiterbauelementen Anwendung finden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, insbesondere Halbleiterdioden, aus einem Halbleiterplättchen mit wenigstens zwei übereinanderliegenden ebenen Schichten von einander entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp, dessen Oberfläche teilweise durch ätzbeständige Schichten örtlich begrenzt abgedeckt wird, wobei die von der ätzbeständigen Schicht nicht bedeckten Teile des Halbleiterplättchens durch einen Ätzvorgang EMI2.4 <Desc/Clms Page number 3> Material, vorzugsweise ein synthetischer, vernetzter Kautschuk auf Silikonbasis, in die beim Ätzen gebildeten Kanäle (14) eingegossen und zur Bildung eines die Halbleiterbauelemente verbindenden Gitterwerkes (17) verfestigt wird.