DE1018559B

DE1018559B - Oxydisches Feuchteschutzmittel fuer Halbleiteranordnungen mit p-n-UEbergaengen

Info

Publication number: DE1018559B
Application number: DES43731A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Arthur Gaudlitz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-04-29
Filing date: 1955-04-29
Publication date: 1957-10-31

Description

Oxydisches Feuchteschutzmittel für Halbleiteranordnungen mit p-n-Übergängen Es ist bekannt, daß Halbleiteranordnungen mit p-n Übergängen, welche entweder flächenhaft ausgebildet oder durch Spitzenelektroden hervorgerufen sein können, äußerst empfindlich gegen Feuchtigkeit sind. Richtleiter, Transistoren, Fieldistoren, mit oder ohne Vorspannung betriebene Photozellen, Anordnungen mit p-n-Übergang zur Steuerung und/oder Verstärkung auf Grund der Kapazitätsabhängigkeit des p-n-Überganges von der Spannung usw. müssen daher sorgfältig gegen Feuchtigkeit geschützt werden. Ein, hermetisch dichter Einbau, wie er vielfach angewandt wird, genügt jedoch nicht immer, denn die eingebauten Teile können trotz Trocknung eine solche Menge Wassermoleküle mitbringen, daß inkonstantes Verhalten die Folge ist. Es ist daher wichtig, daß man die Wirkung dieser Restmengen an Feuchtigkeit unterbindet. Es ist zu diesem Zweck bereits bekanntgeworden, in einem luftdicht geschlossenen Gehäuse für Halbleiteranordnungen ein Trockenmittel anzuordnen (deutsche: Patentanmeldung S 23793 VIIIc/21g). Gemäß dem gemachten Vorschlag war als Trockenmittel Silicagel in dem Gehäuse angeordnet. Dieses Trockenmittel wirkte in bekannter Weise als absorbierendes Mittel. Es waren ferner Halbleiteranordnungen mit Kunststoffhüllen und Trockenmitteln bekannt. Bei diesen war jedoch das Trockenmittel nicht in .den. Kunststoff eingebettet, und das Trockenmittel bestand nicht aus Oxyden des Halbleitergrundmaterials. Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, dadurch einen Feuchteschutz der Oberfläche eines Halbleiterkristalls mit p-n-Überzug herbeizuführen, daß eine Oberflächenschicht auf dem Halbleiterkörper wenigstens über der Zone mit p-Leitfähigkeit ein Oxydationsmittel enthält. Durch dieses Oxydationsmittel, welches die Kristalloberfläche mindestens an der p-n-Übergangsstelle vollständig benetzend überziehen soll, wird eine Schutzwirkung gegen Feuchtigkeit hervorgerufen. Dies beruht augenscheinlich darauf, daß störende, auf der Halbleiteroberfläche befindliche Schichten, welche eine Art Kurzschluß hervorrufen, oxydisch zerstört werden.
Die Erfindung bezieht sich auf eine andere Art oxydischen Feuchteschutzmittels für Halbleiteranordnungen mit einem oder mehreren p-n-Übergängen, beispielsweise Richtleiter, Transistoren, Fieldistoren, mit oder ohne Vorspannung betriebene Photozellen, spannungsabhängige Kapazitäten, gegebenenfalls Verstärker, magnetisch und/oder elektrisch steuerbare Widerstände, z. B. aus Germanium, Silizium oder deren oder anderen Legierungen.
Gemäß der Erfindung ist das Trockenmittel für Halbleiteranordnungen ein Stoff, welcher entweder ganz oder teilweise aus einem oder mehreren Oxyden der Halbleitergrundsubstanz besteht und in feinverteilter Form in ein elektrisch isolierendes Füllmittel eingelagert ist. Die der' Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen haben gezeigt, daß ein derartiger Stoff in der Lage ist, die Feuchtigkeitswirkung bei Halbleiteranordnungen mit p-n-Übergang zu verhüten und/oder zu kompensieren. Die tatsächliche Wirkung des Trockenmittels nach der Erfindung ist bisher nicht einwandfrei in allen Einzelheiten geklärt worden. Es kann sein, daß es sich um eine Verhütung oder eine Kompensation der schädlichen Wassereinflüsse auf den Halbleiter handelt oder um beides. Insbesondere bei Germanium ist das Trockenmittel demgemäß ein Germaniumoxyd, beispielsweise Germanium-Monoxyd. Es kann auch eine Mischung mehrerer Oxyde sein. Im übrigen ist es auch gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens möglich, noch andere Oxyde, vorzugsweise aus der gleichen Gruppe des Periodischen Systems, im Gemisch hiermit zu verwenden, beispielsweise eines oder mehrere Zinnoxyde. Bei anderen Halbleitern oder Halbleiterlegierungen der IV. Gruppe, z. B. Silizium, oder von Elementen der III. und V. oder II., VI. oder der I. und VII. Gruppe des Periodischen Systems sind entsprechende Oxyde zu verwenden. Das Füllmittel ist beispielsweise ein Füllwachs oder ein sonstiger aushärtender oder auch. nicht aushärtender Kunststoff, der zweckmäßig in einem gewissen zäh;flüsisigen oder zumindest plastischen Zustande bleibt. Diese I,' üllmasse"" die den Halbleiter mindestens am p-n-Übergan:g oder auch ganz umgibt, kann gegebenenfalls in eine weitere Kunststoffmasse eingebettet sein, welche aus einem aushärtenden Stoff besteht und zum mechanischen Schutz dient. Unter Umständen kann die Halbleiteranordnung auch in, ein luftdicht abgeschlossenes Gehäuse eingebaut sein, welches vorzugsweise durch Glasverschmelzung abgedichtet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Oxydisches Feuchteschutzmittel für Halbleiteranordnungen mit einem oder mehreren p-n-Übergängen, beispielsweise Richtleiter, Transistoren, Fieldistoren, mit oder ohne Vorspannung betriebene Photozellen, spannungsabhängige Kapazitäten, gegebenenfalls Verstärker, magnetisch und/oder elektrisch steuerbare Widerstände, z. B. aus Germanium, Silizium oder deren oder anderen Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß es ganz oder teilweise, aus einem oder mehreren Oxyden des Halbleitergrundmaterials besteht und in feinverteilter Form in ein elektrisch isolierendes Füllmittel eingelagert ist.
2. Feuchteschutzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Halbleiter Germanium ein Germaniumoxyd benutzt wird.
3. Feuchteschutzmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein oder mehrere weitere Oxyde, vorzugsweise der gleichen Gruppe des Periodischen Systems, beispielsweise ein oder mehrere Zinnoxyde, anwesend sind.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmittel ein zähflüssig oder plastisch bleibender Kunststoff ist, welcher gegebenenfalls von einem aushärtenden Kunststoff umgeben ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ganze in ein Gehäuse luftdicht und feuchtedicht eingeschlossen ist, welche vorzugsweise durch eine Glasverschmelzung abgedichtet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 794 325; USA.-Patentschrift Nr. 2 664 528; deutsche Patentschrift Nr. 307 647.