CH359211A - Silicium-Halbleitervorrichtung - Google Patents

Silicium-Halbleitervorrichtung

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CH359211A
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W Henkels Herbert
L Moore David
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Description


      Silicium-Halbleitervorrichtung       Die Erfindung bezieht sich auf     Silicium-Halblei-          tervorrichtungen,    insbesondere auf Dioden, welche  einen legierten     p-n-Übergang    haben, sowie Verfahren,  um solche Dioden     herzustellen.     



  Es wurde bereits vorgeschlagen,     Silicium-Halblei-          tervorrichtungen    mit     p-n-Übergängen    herzustellen.  Die als Ausgangsmaterialien     benutzten    Werkstoffe  waren jedoch solcher Art, dass die Erzeugung befrie  digender und gleichförmiger zuverlässiger Einheiten  grossen Schwierigkeiten begegnete. Insbesondere war  die Qualität der Einheiten nicht so gut, wie es nach  den theoretischen optimalen Eigenschaften des Sili  ciums     erwartet    werden durfte. So sollten     Silicium-          Halbleiterdioden    fähig sein, Spannungen von 600 Volt  und sogar mehr zu sperren.

   Jedoch haben die be  kannten Verfahren zu einem hohen Prozentsatz zu       Siliciumdioden    geführt, welche nicht bei Spannungen  über 100 oder 200 Volt verwendet werden konnten  ohne Auftreten von Kurzschlüssen oder anderer Feh  ler. Durch eine sorgfältige Kontrolle und Auswahl  konnte nur eine verhältnismässig kleine Zahl von     Sili-          ciumdioden    erhalten werden, welche bei 300 Volt  oder mehr verwendet werden konnten.  



  Weiter zeigte sich bei den bekannten Verfahren  der Mangel     an        Reproduzierbarkeit    und Gleichförmig  keit der Güte. Geringe Veränderungen in den Fabri  kationsverfahren oder in der     Zusammensetzung    der  verwendeten Werkstoffe für die Kontaktteile der  Halbleitervorrichtungen haben grosse Veränderungen  in der Qualität ergeben.  



  Ziel der Erfindung ist ein verbesserter     Aufbau     einer Halbleitervorrichtung auf der Basis eines Halb  leiterkörpers aus Silicium. Erfindungsgemäss ist eine  Halbleiterplatte aus Silicium eines bestimmten     Leit-          fähigkeitstyps    mit der einen Oberfläche auf eine  Grundplatte aufgelötet, und auf ihrer anderen Ober  fläche ist eine Metallschicht kleinerer Flächenausdeh  nung     auflegiert,    derart,

   dass eine dotierte Zone ent-         gegengesetzten        Leitfähigkeitstyps    und     ein        p-n-Über-          gang    gebildet ist und an dieser Schicht     ein    mindestens  teilweise aus     Tantal    bestehendes Kontaktorgan mit  seiner Stirnfläche     angeschmolzen    ist, welches Organ  ausserdem einen als     flexible        Stromzuführung    dienen  den Teil aufweist.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung  einer solchen Halbleitervorrichtung ist dadurch ge  kennzeichnet, dass die Halbleitervorrichtung nach dem  Verbinden ihrer Einzelteile mindestens an der mit  dem Kontaktorgan aus     Tantal    versehenen Oberfläche  einer     Ätzbehandlung        unterworfen        wird.     



  In den beiliegenden Zeichnungen     sind    Ausfüh  rungsbeispiele der Erfindung dargestellt.  



       Fig.    1 ist eine Ansicht einer Halbleitervorrichtung.       Fig.    2 ist eine Ansicht einer     Variante    zu     Fig.    1.       Fig.    3 ist ein teilweiser vertikaler Schnitt, welcher  das Ätzen der Halbleitervorrichtung veranschaulicht.       Fig.    4 ist ein     vertikaler    Querschnitt durch eine  Halbleitervorrichtung, und       Fig.    5 ist ein vertikaler Querschnitt durch     eine     andere zusammengesetzte Halbleitervorrichtung.

    Angesichts der Zerbrechlichkeit der     Siliciumplat-          ten,    welche für Halbleitervorrichtungen verwendet  werden, ist eine extreme Sorgfalt bei der     Behandlung     und dem Zusammenbau der Vorrichtungen notwen  dig, welche solche     Siliciumplatten        aufweisen.    Die       Siliciumplatten    haben gewöhnlich eine Dicke von un  gefähr 0,12 bis 0,3 8 mm. Bei diesen Dicken werden die  Halbleiterplatten zerbrechen, wenn sie irgendwelchen  merklichen mechanischen Beanspruchungen unter  worfen werden.

   Ein Zerbrechen der     Siliciumplatten     kann nicht nur während der Fabrikation auftreten,  sondern auch während des Betriebes, wenn infolge  unterschiedlicher Wärmeausdehnung der Platte und des  Kontaktmaterials mechanische Spannungen auftreten.  



  Um     Siliciumgleichrichter    und andere Halbleiter  vorrichtungen aus     Siliciumplatten    herzustellen, ist es      notwendig, eine metallurgische Verbindung     zwischen     wenigstens einer Oberfläche der     Siliciumplatte    und  einer Grundplatte herzustellen, so dass die Hitze, wel  che während des Betriebes entwickelt wird, schnell  zur Grundplatte abgeführt werden kann und von letz  terer an ein geeignetes Kühlorgan übertragen wird.

    Die     Siliciumplatte    der Halbleitervorrichtung muss auf  der der Grundplatte gegenüberliegenden Seite mit  biegsamen     Stromzuführungen    versehen werden, so  dass sie während des Betriebs nicht     unerwünschten     mechanischen Beanspruchungen durch starre Zulei  tungen     unterworfen    wird.

   Es wurde gefunden, dass  Halbleitervorrichtungen und insbesondere Silicium  dioden aus Silicium hergestellt werden können  unter der Voraussetzung, dass für die     Grundplatte     ein Körper grosser Flächenausdehnung aus einem  Metall benutzt wird, welches aus     Molybdän,    Wolfram  und     Tantal    oder einer Legierung derselben besteht,

    während das andere Kontaktorgan aus     Tantal    oder  aus einer Legierung von     Tantal    und Wolfram besteht  und einen Teil mit ebener     Stirnfläche    sowie eine rela  tiv lange und biegsame stromführende Zuleitung     um-          fasst.        Tantal        und        Tantallegierungen        mit        bis        zu        50%     Wolfram haben gute Resultate ergeben.

   Diese Kon  taktorgane können aus Streifen von     Tantal    herge  stellt werden, welche an einem Ende abgebogen sind,  so     dass    ein     L-förmiges    Organ entsteht, dessen kurzer  Schenkel den flachen Stirnkontakt darstellt, während  der längere Schenkel eine flexible Zuleitung bildet.  Das     Tantalkontaktorgan    könnte auch ein     nagelförmi-          ges    Glied sein, an welchem der Kopf des Nagels eine  ebene     Oberfläche    für einen Kontakt bildet, während  der Schaft ein     flexibles    Zuführungsorgan bildet.

   Zahl  reiche Vorzüge ergeben sich aus der Anwendung des       Tantals    für die     letzterwähnten    Kontaktorgane, wie im  nachfolgenden auseinandergesetzt werden wird.  



  Es soll nunmehr auf     Fig.    1 der Zeichnung Bezug  genommen werden, worin eine Halbleiterdiode 10 ver  anschaulicht ist, welche ein     L-förmiges,    an ihr be  festigtes     Tantalkontaktorgan    besitzt. Die Diode 10  umfasst eine Grundplatte 12 aus     Molybd'än,    Wolfram,       Tantal    oder Legierungen derselben. Eine Schicht eines  Silberlotes 14 ist auf die Oberfläche der     Grundplatte     12 aufgebracht, um eine metallische Verbindung durch       Schmelzen        zwischen    diesen und einer     Siliciumplatte     16 zu     schaffen,    welche auf der Grundplatte angeord  net ist.

   Auf die obere Oberfläche der     Siliciumplatte     <B>16</B> ist eine Schicht     auflegiert,    welche aus Aluminium  oder einer     Aluminiumlegierung    besteht. Die Schicht  18 bildet die Gegenelektrode. Sie ist in ihrer Flächen  ausdehnung kleiner als die Platte 16 und liegt derart  in deren Fläche, dass     ihre    Ränder alle im Abstand von  den     Rändern    der Platte 16 liegen.

   Ein     L-förmiges     oberes Kontaktorgan 20 aus     Tantal    ist mit seinem  ebenen kürzeren Schenkel auf der Oberfläche der  Schicht 18     aufgeschmolzen.    Der längere Schenkel 24  des     Tantalkontaktorgans    dient als flexibles Strom  zuführungsorgan.  



  In     Fig.    2 ist eine Variante zur     Ausführungsform     nach     Fig.    1 veranschaulicht. Die Diode 30 besteht da-    bei aus einer Grundplatte 32, einer Schicht eines Sil  berlotes 34, einer     Siliciumplatte    36 und einer Schicht  38 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.  Das obere Kontaktorgan 28 ist     nagelförmig    und be  steht aus einem auf die Schicht 38     aufgeschmolzenen     Kopf 39 und einem flexiblen Schaft 40.  



  Bei der Herstellung der Diode 30 nach     Fig.    2 wird  auf die Grundplatte 32 eine Folie aus einer Silber  legierung aufgelegt, auf diese die     Siliciumplatte    36,  und auf letztere eine Aluminiumfolie 38 und schliess  lich das     Tantalkontaktorgan    28. Die Anordnung wird  im Vakuum bei einer Temperatur zwischen 800 und  1000  während mehrerer Minuten unter einem leich  ten Druck von 50 bis 100 -/cm-' erhitzt. Die legierte  Anordnung wird dann langsam abgekühlt.  



  Die legierte Anordnung muss einer gründlichen,  jedoch genau überwachten     Ätzbehandlung    unterwor  fen werden, um sicherzustellen, dass der an der Ober  fläche frei liegende Rand des     p-n-überganges    zwi  schen der Aluminiumschicht 38 und der Silicium  platte rein ist, d. h. keine     niederohmigen        überbrük-          kungen    des     p-n-Überganges    auf der Oberfläche vor  handen sind.

   Es wurde gefunden, dass die     Oberflächen     der     Siliciumplatte    verschmutzt werden können, so dass  sie durch die Anwendung einer     Ätzlösung,    welche ge  löste Verunreinigungen enthält, in gegensätzlicher  Weise beeinflusst werden kann. Folglich ist es er  wünscht, in hohem Grade reine ungebrauchte Ätz  mittel zu verwenden und die     Atzlösung,    nachdem sie  einmal verwendet wurde, wegzugiessen.  



  Wenn der     Grundplattenkontakt    32 aus     Tantal     oder einer     Tantallegierung    besteht, dann kann die  gesamte Diode in das Ätzmittel eingetaucht werden.  Nach einer relativen Bewegung in dem Ätzmittel wäh  rend weniger Sekunden sollte die Diode wieder ent  fernt und das Ätzmittel weggegossen werden.     Zwei-          oder        dreimalige        Ätzbehandlung    mit frischem Ätzmit  tel kann notwendig sein, um eine optimal arbeitende       Diodenvorrichtung    zu erhalten.

   Nach dem Ätzen sollte  die Diode wiederholt mit reinem Wasser,     Äthylalko-          hol    oder einem anderen Reinigungsmittel gewaschen  werden.  



  Ein besonders vorteilhaftes     Ätzverfahren    ist in       Fig.    3 der Zeichnung veranschaulicht. Die Diode 30  wird umgedreht und auf einer Maske 44 aus einem  geeigneten chemisch     inerten    Material, wie z. B. Gra  phit, Platin,     Tantal,        Polytetrafluoräthylenharz    oder  dergleichen, angeordnet. Die Maske 44 ist mit einem  Ausschnitt 45 von einer Grösse versehen, welche un  bedeutend kleiner ist als die Fläche der     Siliciumplatte     36, jedoch etwas grösser als die Fläche der Alu  miniumschicht 38 ist, so dass zwischen dem äusseren  Rand der Aluminiumschicht 38 und den Wänden der  Aussparung 45 ein Abstand besteht.

   Es wird dann  von der Düse 46 ein Strom von reinem Ätzmittel 48  gegen die Oberfläche des Aluminiumgliedes 38 und  die nach aussen freiliegende Oberfläche der Platte 36       gesprüht.    Eine relativ kleine Menge in der Grössen  ordnung von 10 bis 20     cm%    des Ätzmittels ist ausrei  chend, eine Diode gründlich zu reinigen, an welcher      der Durchmesser der Aluminiumschicht in der Grö  ssenordnung von 12 mm liegt. Dann     wird    ein Strom  von destilliertem Wasser auf die Oberflächen ge  sprüht, um auf diese Weise alle Spuren des Ätzmittels  zu entfernen.

   Danach kann der     Halbleiterkörper    ge  trocknet werden.     Geeignete        Ätzmittel    bestehen aus  einer Mischung gleicher Volumenanteile von Salpeter  säure und     Flusssäure.    Die     Fluorwasserstoffsäure    be  steht aus 48 bis 500/0 HF und die Salpetersäure hat       eine        25%ige        Konzentration.        Andere        geeignete        Ätz-          mittel    für Silicium sind wohlbekannt.  



  Das Ätzmittel greift das     Tantal    oder die     Tantal-          legierung    nicht an, und daher werden bei dem Ver  fahren, wie es in     Fig.3    veranschaulicht ist, keine  Verunreinigungen durch den     Ätzmittelstrom    an das  Silicium herangebracht. Irgendein anderer bekannter  Werkstoff als     Tantal    für den oberen Kontakt 28 wird  nicht ebenso befriedigende Resultate ergeben.  



  In     Fig.    4 der Zeichnung ist eine weitere Ausfüh  rungsform der Halbleiterdiode dargestellt, welche für  das Einschrauben in Gestelle und andere Vorrichtun  gen geeignet ist. Die Diode 50     umfasst    eine Grund  platte 52, welche einen mit     Gewinde    versehenen An  satz 54 hat. In der oberen Fläche der     Grundplatte    52  ist eine Aussparung 56 vorgesehen, innerhalb welcher  eine Grundplatte 60 aus     Molybdän,        Wolfram    oder       Tantal    oder Legierungen derselben angeordnet und  durch eine Lötmittelschicht 58 an der Grundplatte 52  befestigt ist.

   Wenn die Grundplatte 60 aus     Molybdän     oder Wolfram besteht, so kann sie mit einem über  zug 62 aus Nickel an der oberen Oberfläche oder  beiden, der oberen und der unteren Oberfläche ver  sehen werden. Das Nickel kann z. B. als galvanischer  oder chemischer Niederschlag aufgebracht werden.  Auf die     Tantalgrundplatte    60 oder die mit Nickel  bekleidete Oberfläche der     Molybdängrundplatte    60  ist eine     Siliciumplatte    64 aufgebracht, welche vorher  auf geeignete Grösse und Form zugeschnitten wurde.  Die     Siliciumplatte    ist     geläppt    und geätzt worden, um  auf diese Weise eine Platte zu erzeugen, welche die  erwünschten Halbleitereigenschaften hat.

   Die Platte  wird mit einem     n-Typ-Dotierungs-Störstellenmaterial     dotiert, um sie     n-leitend    zu machen. Eine dünne  Schicht aus Silberlot 66 verbindet durch einen       Schmelzprozess    die     Siliciumplatte    64 mit der Grund  platte 60. Der Ausdruck Lot, wie er hier benutzt ist,  umfasst Silberlegierungen von hohem und niedrigem  Schmelzpunkt. Geeignete Silberlote bestehen aus Sil  ber und entweder einem Element der     Gruppe    IV des  periodischen Systems oder einem     n-Typ-Dotierungs-          material    oder beiden.

   Die Legierungen sind     zusam-          mengesetzt        aus        wenigstens        5%        Silber,        der        Rest        über-          schreitet        nicht        90        %        Gewichtsanteile        Zinn,        nicht        20        %     Gewichtsanteile Germanium und nicht     951/o    Ge  wichtsanteile Blei,

   und einen kleinen Anteil von Anti  mon oder anderem     n-Typ-Dotierungsmaterial.    Beson  ders gute Ergebnisse wurden mit den folgenden binä  ren Legierungen erzielt, wobei alle Anteile     gewichts-          mässig        ausgedrückt        sind.        35        bis        10%        Silber        und        65          bis        90        0%        o        Zinn;

          95        bis        84%        Silicium        und    5     bis        601/o       Silicium; 75 bis     50o/0    Silber und 25 bis     5001o    Blei;       95        bis        70%        Silber        und    5     bis        301/o        Germanium.        Ter-          näre    Legierungen aus Silber, Zinn und Silicium;

   Sil  ber, Blei und Silicium; Silber.,     Germanium    und Silber  sind besonders     vorteilhaft.    Zum Beispiel können     ter-          näre        Legierungen        50        bis        80%        Silber        und    5     bis        16%     Silicium enthalten, und der Rest kann Zinn, Blei oder  Germanium sein.

   Die Silberlegierung kann kleine Be  träge anderer Elemente und Verunreinigungen enthal  ten, vorausgesetzt jedoch, dass kein bedeutender Be  trag eines Elementes der Gruppe     III    des periodischen  Systems anwesend ist. Das Silberlot kann bis     zu    10       Gewichtsteile    Antimon enthalten.

   Auf diese Weise  sind gute Resultate erzielt worden bei der     Benutzung     von Loten, mit folgender     Zusammensetzung:        981/ü          Silber,        1%        Blei        und        1%        Antimon;        oder        80%        Silber,          16%        Blei        und        41/o        Antimon;

          oder        851/o        Silber,     5     %        Silicium,    8     %        Blei        und    2     o/a        Antimon.     



  Wenn diese Silberlote auf die     Siliciumplatte    aufge  bracht werden, so löst sich     etwas    Silicium von der  Platte in der Legierung, und     folglich    werden binäre  oder     ternäre    Legierungen,     welche    ohne Gehalt an Sili  cium aufgebracht werden, nach dem     Legierungsp-ro-          zess    einen kleinen, aber     wesentlichen    Betrag an Sili  cium enthalten.

   Auf diese Weise wird     eine    Legierung,  welche     841/o        Silber,    10/a Antimon,     101/9    Zinn und  5     %        Germanium        enthält,        und        auf        eine        Siliciumplatte     aufgebracht wird, nach dem     Legierungsprozess    5 bis       16%        Silicium        enthalten,

          wobei        dieser        Betrag        abhängt     von der Länge der Zeitdauer und den Temperaturen,  welchen die Lötlegierung und das Silicium unterwor  fen werden.  



  Ausgezeichnete Resultate     wurden    mit Legierungen       erzielt,        welche    1     bis    4     %        Blei,    1     bis    4     %        Antimon        und          als        Rest        98        bis        95%        Silber        enthalten.        Dünne        Platten     dieser     ternären    Silberlegierungen 

  werden auf die     Sili-          ciumplatten    aufgebracht, und nach dem Erhitzen der  Anordnung auf Löttemperaturen     schmilzt    die Silber  legierung und löst etwas von dem Silicium, und ein  Teil des Siliciums diffundiert hinein, so dass die       Schmelzverbindungsschicht        von    5     bis        16        %        Gewichts-          anteile    Silicium, ungefähr 1 bis 40/a     Gewichtsanteile     jedes der beiden Stoffe Blei und Antimon und als       Differenz    Silber     enthalten    kann.

   Die     Blei-Antimon-          Silber-Legierung    ist     duktil    und kann leicht in dünne  Filme von einer Dicke von 25 bis 50     ,u    ausgewalzt       werden.    Die dünnen Filme können dann in Form klei  ner Stücke von etwa derselben Flächenausdehnung  wie die     Siliciumplatten    geschnitten oder ausgestanzt  und dann auf diese aufgebracht werden.  



  Die     Silberlegierung    kann in Pulverform oder kör  niger Form vorbereitet werden und     eine    dünne Lage  derselben entweder trocken oder in Form einer Paste  in einem leicht flüchtigen Lösungsmittel, wie z. B.  Äthylalkohol, aufgebracht werden.  



  Auf die obere Oberfläche der Platte 64 ist     eine     dünne Schicht 68     Aluminium    oder     Aluminiumlegie-          rung    aufgebracht. Die Schicht 68 kann aus einem  Film oder einer Folie aus Aluminium bestehen oder       einer        Aluminiumlegierung,    vorzugsweise von Alu-           minium    mit einem Element der Gruppe     III    oder IV  oder beiden des periodischen Systems.

   Die Alu  miniumschicht muss einen Werkstoff enthalten, wel  cher, wenn er auf die     Siliciumplatte    64 aufgeschmol  zen wird, etwas von dem     darunterliegenden        Silicium     löst, und dass beim Abkühlen     Silicium    wieder ausge  schieden wird,     derart,    dass unter der Aluminium  schicht eine dünne Schicht von     p-leitendem    Silicium  vorhanden ist.  



  Die Schicht 68 kann aus reinem     Aluminium    be  stehen, in welchem nur geringe Beträge von Verun  reinigungen anwesend sind, wie z. B. Magnesium,  Zink oder dergleichen, oder aus einer Legierung, wel  che aus Aluminium als einer Hauptkomponente     zu-          sammengesetzt    ist, wobei der Rest aus Silicium, Gal  lium,     Indium    oder Germanium entweder einzeln oder  irgendeiner Kombination dieser Stoffe besteht. Diese       Legierungen    sollen bis     zu    wenigstens ungefähr 300  C  fest sein.

   Folgende Zusammensetzungen haben sich  als vorteilhaft     erwiesen:            90        %        Aluminium        und    5     %        Silicium,          88,4%        Aluminium        und        11,6%        Silicium,          900/9        Aluminium        und        10%        Germanium,

            47        %        Aluminium        und        53        %        Germanium,          88%        Aluminium        und        121h,        Indium,          900/9        Aluminium    und 4     Gewichtsanteile        Indium,          50        %        Aluminium,        201/o        Silicium,

            20%        Indium        und        101/o        Germanium,          90        %        Aluminium,    5     %        Silicium,    5     %        Indium,          85        %        Aluminium,    5     %        Silicium,

      5     0/a        Indium        und     5     %        Germanium,          88        %        Aluminium,    5     %        Silicium,    2     0/a        Indium,     3     %        Germanium        und    2     %        Indium.       Es ist wichtig,

   dass die Aluminiumschicht 68  wesentlich kleiner ist als die     Flächenausdehnung    der       Siliciumplatte    64, und dass sie auf der Platte 64 mit  einem wesentlichen Abstand von den Ecken und Rän  dern der Platte zentriert ist. Es ist nicht     notwendig,     dass     die    Aluminiumschicht 68 eine Folie oder     eine     getrennte selbständige Schicht ist.

       Vielmehr        kann    sie  auch durch Aufdampfen von Aluminium oder der       Aluminiumlegierung    entweder auf die     Siliciumplatte     oder auf die Endfläche des oberen     Anschlusskontaktes     erzeugt werden, wobei im ersten Fall die Ränder der  Platte maskiert werden.  



  Auf der oberen     Oberfläche    der Schicht 68 ist ein       Tantal-    oder     Tantallegierungskontakt    70 angeordnet,  welcher aus einem Nagelkopf 72 besteht, der mit der  Schicht 68     verschmolzen    ist. Der Schaftteil 74 ist  flexibel, so dass durch ihn keine     unerwünschten    me  chanischen     Beanspruchungen    auf die     Siliciumplatte    64       übertragen    werden.  



  Bei der Herstellung der Diode nach     Fig.    4 werden  die aufeinandergelegten Teile, nämlich die Grund  platte 60, die     Silberlotschicht    66, die     Sil'iciumplatte     64, die Aluminiumschicht 68 und der obere     Tantal-          kontakt    70 unter leichtem Druck auf eine Temperatur  von etwa 800 bis 1000  C im Vakuum     erhitzt.    Nach  einer kurzen Zeit wird das Silberlot 66     geschmolzen       und die     Grundplatte    60 mit der     Siliciumplatte    64 ver  bunden.

   In gleicher Weise wird die Aluminiumschicht  68 geschmolzen und beim Abkühlen mit dem     Tantal-          kontakt    70 verbunden sein, und es wird eine metallur  gische Verbindung mit der oberen Oberfläche der       Siliciumplatte    64 erzeugt. Während des     Erhitzens    wird  Aluminium das angrenzende Silicium an der oberen  Oberfläche der     Siliciumplatte    lösen, und bei der Ab  kühlung wird das aufgelöste Silicium wieder ausge  schieden und dadurch die     angrenzenden    Oberflächen  teile in     p-leitendes    Silicium umgewandelt, wodurch ein       p-n-übergang    entsteht.

   Wenn die verschmolzene An  ordnung auf Raumtemperatur abgekühlt ist, wird sie       vorzugsweise    in der Weise, wie es an Hand der     Fig.    3  der Zeichnung erläutert worden ist, geätzt. Nach dem  Ätzen wird die Anordnung in der     Aussparung    56  der Grundplatte 52 mit einem Lot 58 niedrigen       Schmelzpunktes,    z. B. unterhalb 300  C, an der Platte  52 befestigt. Die Temperatur beim     letztgenannten     Schritt soll etwa 400  C nicht überschreiten. Die  Diode 50 kann dann zum Schutz gegen atmosphä  rische Einflüsse eingekapselt oder in einem hermetisch  abgeschlossenen Metallgehäuse untergebracht werden.  



       Fig.5    veranschaulicht eine abgewandelte     Form     einer zusammengesetzten Halbleiteranordnung 100.  Diese Vorrichtung umfasst eine Grundplatte 102, wel  che aus Aluminium oder Wolfram besteht und mit  einem Nickelüberzug an beiden, der unteren und der  oberen Oberfläche versehen ist, um Schichten 104  bzw. 106     zu    bilden. Wenn die Grundplatte 102 aus       Tantal    oder einer     Tantalgrundlegierung    besteht,  braucht sie nicht mit Nickel plattiert (galvanisiert) zu  werden. Eine Zuführung 108 ist an der Unterseite der       Grundplatte    102 befestigt.

   Die     Zuführung    108 ist  mit einer     Anschlussöse    110 versehen, welche über  eine Hülse 114 an die Zuleitung angeschweisst ist.  Der Flansch 112 der Öse ist an dem Überzug 104 des  Kontaktes 102 angeschweisst. In gewissen Fällen kann  die Zuleitung 108 selbst durch einen elektrischen       Schweissprozess    an der Grundplatte 102 befestigt wer  den. Eine Schicht 116 eines Silberlotes verbindet me  tallurgisch eine     Siliciumplatte    118 mit der Grund  platte 102.     Eine    Aluminiumschicht 120 ist mit der  oberen Oberfläche der     Siliciumplatte    118 und dem  Kopf 124 eines nagelförmigen     Tantalgliedes    122 ver  schmolzen.

   Eine biegsame Zuleitung 126 ist durch       Verschweissung    ihres unteren Endes 128 an dem  Schaft des     Tantalgliedes    122 befestigt. Die Zuleitung  <B>128</B> läuft durch eine Hülse 130, welche zusammen  gequetscht und bei 132 verschweisst ist, um auf diese  Weise eine hermetische Dichtung mit 128 zu bilden.  Die Hülse 132 kann aus einer     Legierung,    wie z. B.  aus einer Legierung aus Eisen, Nickel oder     Cobalt,     bestehen, die als Markenprodukt      Kovar     bekannt  ist. Die Hülse 130 ist innerhalb einer sie umschlie  ssenden Isolierscheibe 134 aus Glas angeordnet, wel  che mit der Hülse 130 und einem angeschnittenen  Becher 136     verschmolzen    ist.

   Der ausgeschnittene  Becher     besitzt    vertikale Wände 138, welche in einem  in der Umfangsrichtung verlaufenden Flansch 140      enden, welcher mit der Grundplatte 102 verschweisst  ist, so dass auf diese Weise ein hermetischer     Einschluss     für das gesamte Glied geschaffen ist. Der vom Becher  136 und der Grundplatte umschlossene Raum wird  vor der     Verschweissung    des Flansches 140 und der  Abdichtung der Hülse 130 evakuiert und     mit    einem       inerten    Gas gefüllt.  



  Dioden, wie solche, die in     Fig.    5 der     Zeichnung     gezeigt sind, haben sich als sehr beständig gegenüber  Spitzenwechselspannungen von 300 bis 600 Volt er  wiesen. Durch eine     Siliciumplatte    mit einem Durch  messer von annähernd 12 mm lassen sich Ströme  bis zu 200 Ampere gleichrichten.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH I Silicium-Halbleitervorrichtung, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Halbleiterplatte aus Silicium eines bestimmten Leitfähigkeitstyps mit der einen Ober fläche auf einer Grundplatte aufgelötet ist und auf ihrer anderen Oberfläche eine Metallschicht kleinerer Flächenausdehnung auflegiert ist, derart,
    dass eine dotierte Zone entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps und ein p-n-Übergang gebildet ist und an dieser Schicht ein mindestens teilweise aus Tantal bestehen des Kontaktorgan mit seiner Stirnfläche angeschmol- zen ist, welches Organ ausserdem einen als flexible Stromzuführung dienenden Teil aufweist. UNTERANSPRÜCHE 1. Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliciumplatte aus n-leitendem Silicium und die mit ihr legierte Metall schicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegie rung besteht. 2.
    Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Tantal beste hende Kontaktorgan L-Form besitzt, wobei der kür zere Schenkel der L-Form über seine Stirnfläche mit der Metallschicht an dem Halbleiterkörper verschmol zen ist, während der andere längere Schenkel das flexible Stromzuführungsorgan bildet. 3.
    Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Tantal be stehende Kontaktorgan die Form eines Nagels be sitzt, wobei die Stirnfläche des Nagelkopfes mit der Metallschicht an der Halbleiterplatte verschmolzen ist, während der Nagelschaft die flexible Stromzufüh rung bildet. 4. Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte aus Molybdän besteht. 5. Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, d'ass die Grundplatte aus Wolfram besteht. 6.
    Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte aus Tantal besteht. 7. Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundlatte aus einer Legierung besteht, die Molybdän, Wolfram und Tantal enthält. B. Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötverbindung zwi schen der Grundplatte und der Halbleiterplatte aus einem Silberlot besteht. 9.
    Halbleitervorrichtung nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Silberlot mindestens ein Element der Gruppe IV des periodischen Systems enthält. 10. Halbleitervorrichtung nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Silberlot ein n-Typ- Dotierungsmaterial enthält. <B>11.</B> Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ihr aktiver Teil auf einer mit einem Gewindebolzen versehenen Tragplatte an gelötet ist. 12.
    Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem anderen Metall als Tantal bestehende Grundplatte mindestens an der Oberfläche, an der sie mit der Halbleiterplatte verlötet ist, einen Nickelüberzug aufweist. 13. Halbleitervorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Halbleiter körper legierte Aluminiumschicht eine Zwischenlage folie ist. 14.
    Halbleitervorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Halbleiter körper legierte Aluminiumschicht eine auf die End fläche des Anschlusskontaktes oder auf die Oberfläche der Halbleiterplatte aufgedampfte Aluminiumschicht ist. PATENTANSPRUCH 1I Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervor richtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeich- net, dass die Halbleitervorrichtung nach dem Verbin den ihrer Einzelteile mindestens an der mit dem Kon taktorgan aus Tantal versehenen Oberfläche einer Ätzbehandlung unterworfen wird. UNTERANSPRÜCHE 15.
    Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Halbleitervorrichtung, bei der alle Kontaktorgane aus Tantal bestehen, das Ätzen durch Eintauchen der Halbleitervorrichtung in die Ätzflüssigkeit vorgenommen wird. 16.
    Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem aufgeschmolzenen Kontaktorgan aus Tantal versehene Halbleitervorrich tung an dieser Oberfläche mit einer Randzone auf den Rand eines Ausschnittes einer Maske aus inertem Werkstoff aufgesetzt und an der von der Maske freige lassenen Oberfläche mit der Ätzmittellösung besprüht wird. 17.
    Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass als Ätzmittel eine Mischung aus etwa 48 bis 50% Fluorwasserstoffsäure und aus einer Salpetersäure von einer etwa 25prozentigen Konzen tration benutzt wird.
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