DE1029485B

DE1029485B - Verfahren zum Anbringen eines Zuleitungsdrahtes an der Oberflaeche eines halbleitenden Koerpers

Info

Publication number: DE1029485B
Application number: DET12602A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Ernst Froeschle
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1956-08-27
Filing date: 1956-08-27
Publication date: 1958-05-08
Also published as: GB815208A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen eines Zuleitungsdrahtes an der Oberfläche eines halbleitenden Körpers.

Insbesondere bei der Herstellung von Halbleitergeräten, beispielsweise Transistoren, ist es notwendig, einen Draht zur Spannungszuführung an der Oberfläche des Halbleiterkörpers zu befestigen. Die besondere Schwierigkeit besteht darin, daß die Dicke dieses Halbleiterkörpers in der Regel außerordentlich gering ist. In diesen Fällen ist es dann oft nicht mehr möglich, den Zuleitungsdraht aufzulöten oder mit Hilfe von anderen bekannten Methoden an der Oberfläche des Halbleiterkörpers zu befestigen. Erschwerend kommt noch hinzu, daß in der Regel nur eine Punktberührung des Zuleitungsdrahtes an der Halblederoberfläche gewünscht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß der gegebenenfalls zugespitzte Zuleitungsdraht in einem metallhaltigen Elektrolyten der Oberfläche des halbleitenden Körpers so nahe gegenübergestellt und eine derart gepolte Spannung zwischen dem halbleitenden Körper und dem Zuleitungsdraht angelegt, daß eine Metallabscheidung auf dem halbleitenden Körper in Richtung zu dem Zuleitungsdraht erfolgt und daß nach Berührung zwischen dieser Metallabscheidung und dem Ende des Zuleitungsdrahtes eine weitere positive Spannung gegenüber dem Halbleiterkörper an eine dem Zuleitungsdraht benachbarte, vorzugsweise ihn derart umgebende Hilfselektrode angelegt wird, daß sich das Metall des Elektrolyten als Verstärkung auf der durch die erste Metallabscheidung erfolgten Verbindung von Halbleiterkörper und Zuleitungsdraht niederschlägt.

Bei diesem Verfahren wird also von der elektrolytischen Abscheidung eines Metalles auf der Oberfläche des halbleitenden Körpers Gebrauch gemacht, und zur Erzielung einer möglichst punktförmigen Auflage des Zuleitungsdrahtes auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers empfiehlt es sich, diesen Körper bis auf die Stelle, an der der Metallniederschlag erfolgen soll, entweder mit einem isolierenden Lack zu umgeben oder aber durch eine Blende abzudecken.

Noch besser geeignet zur weiteren Ausbildung für das Verfahren gemäß der Erfindung ist jedoch ein bereits vorgeschlagenes Verfahren, mit dem es möglieh ist, auf der Oberfläche des halbleitenden Körpers einen genau begrenzten Metallniederschlag an der Stelle zu erzeugen, an der der Zuleitungsdraht angebracht werden soll.

Nach diesem Verfahren wird die Oberfläche des halbleitenden Körpers zunächst einer elektrolytischen Ätzung unterworfen. Während dieses Ätzvorganges sind die Spannungsverhältnisse zwischen dem Halbleiterkörper und dem Elektrolyten einerseits und zwi-Verfahren zum Anbringen

eines Zuleitungsdrahtes an der Oberfläche eines halbleitenden Körpers

Anmelder:

Telefunken G. m. b. H._r Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dr. rer. nat. Ernst Fröschle, Ulm/Donau, ist als Erfinder genannt worden

sehen dem Halbleiterkörper und einer an der nicht zu ätzenden Seite dieses Körpers liegenden Sperrschicht andererseits derart gewählt, daß bei einer Abätzung des in der Regel η-leitenden Halbleiterkörpers bis auf die Dicke der Sperrschicht der Ätzstrom sein Vorzeichen umkehrt. Durch diese Stromumkehr wird die weitere Abätzung unterbrochen, und es ist nunmehr möglich, durch Zusatz eines Metallsalzes zu dem Elektrolyten die gewünschte Metallabscheidung an denjenigen Stellen der Oberfläche des Halbleiterkörpers vorzunehmen, an denen sich die Stromrichtung umgekehrt hat. Diese Metallabscheidung erfolgt in Richtung der Spitze des Zuleitungsdrahtes bis zur leitenden Verbindung dieser Abscheidung mit der Spitze. Anschließend erfolgt dann die Umschaltung der Ätzspannung an die Hilfselektrode zum Zwecke der Verstärkung der metallischen Verbindungen zwischen der Spitze des Zuleitungsdrahtes und der zuerst erwähnten Metallabscheidung auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist mit 1 ein Behälter bezeichnet, in dem sich der Elektrolyt 2 befindet. In diesen Elektrolyten ist ein Halbleiterkörper 3 eingetaucht, der bis auf ein kleines Oberflächenstück von beispielsweise 0,1 mm Durchmesser mit einem isolierenden Lack 11 umgeben ist. Dieser nicht isolierten Oberflächenstelle des Halbleiterkörpers 3 gegenüberliegend ist ein Zuleitungsdraht 4 angeordnet, der auf der dem Halbleiterkörper zugekehrten Seite angespitzt ist. Außerdem ist noch eine aus einem metallischen Ring bestehende Hilfselektrode 7 vorgesehen, die konzentrisch zu dem Zuleitungsdraht 4 in dem Behälter 1 befestigt ist.

Zur Befestigung des Zuleitungsdrahtes 4 auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers 3 \vird zunächst eine Gleichspannung zwischen die Punkte 12 und 14

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angelegt, und zwar in einer solchen Polung, daß der Pluspol an dem Punkt 14 liegt. Es erfolgt nun eine Metallabscheidimg aus dem ein Metallsalz enthaltenden Elektrolyten 2 auf dem nicht isolierten Oberflächenstück des Halbleiterkörpers 3. Diese Metallabscheidung erstreckt sich in Richtung zu der Spitze des Zuleitungsdrahtes 4; sie ist in Fig. 1 mit 5 bezeichnet. Sobald die Spitze der Metallabscheidung die Spitze des Zuleitungsdrahtes 4 berührt, wird die positive Spannung von der Anschlußklemme 14 an die Anschlußklemme 13 umgeschaltet, so daß nunmehr das positive Potential an der ringförmigen Elektrode 7 liegt. Der Abscheidungsvorgang wird dadurch fortgesetzt, und es erfolgt nunmehr eine Verstärkung der zuerst erfolgten Abscheidung, die den festen Halt des Zuleitungsdrahtes 4 auf der Oberfläche des Hälbleiterkörpers 3 sichert. Das Abscheidungsmaterial, das während dieser zweiten Abscheidung aufgebracht wurde, ist in Fig. 1 mit 6 bezeichnet.

Wie bereits erwähnt, ist das Verfahren gemäß der Erfindung besonders zweckmäßig anwendbar in Verbindung mit einem Verfahren zur selbstbegrenzenden elektrolytischen Abätzung der Oberfläche eines Halbleiterkörpers. Für dieses Verfahren ist in Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Gleiche Teile der in Fig. 2 dargestellten Anordnung werden durch die gleichen Bezugszeichen dargestellt wie in Fig. 1.

Zur Durchführung des Ätzverfahrens ist der Halbleiterkörper 3 derart in einenElektroly ten 2 eingetaucht, daß nur ein Teil seiner Oberfläche mit diesem Elektrolyten in Berührung kommt. Um diese Anordnung in der Zeichnung symbolisch darzustellen, sind in den Behälter 1 oberhalb und unterhalb des Halbleiterkörpers Trennwände 8 eingezeichnet worden. Die elektrolytische Flüssigkeit befindet sich also nur auf der einen Seite dieser Trennwände.

An der zu ätzenden Oberfläche ist der Halbleiterkörper in seiner Dicke zunächst etwas geschwächt worden, beispielsweise durch Anbohrung. Auf der Gegenseite ist an den Halbleiterkörper eine Elektrode 9 derart angesetzt, daß sich bei Anlegen einer entsprechenden Spannung zwischen dieser Elektrode 9 bzw. Anschluß 15 und dem Halbleiterkörper 3 eine Sperrschicht ausbildet, die mit 10 bezeichnet ist. Die Dicke dieser Sperrschicht wird durch die zwischen die Elektrode 9 und den Halbleiterkörper 3 angelegte Spannung bestimmt. Während des Ätzvorganges wird nun außerdem zwischen den Halbleiterkörper 3 und den Zuleitungsdraht 4 eine weitere Spannung angelegt, die einen Ätzstrom zur Folge hat. Für diesen Ätzvorgang sind die Spannungsverhältnisse beispielsweise so gewählt, daß an dem Anschluß 12 das Potential 0 V, an dem Anschluß 15 das Potential — 30 V und an dem Anschluß 14 das Potential — 5 V liegt. Durch den Ätzstrom wird die Oberfläche des Halbleiterkörpers 3 — soweit sie mit dem Elektrolyten in Berührung kommt — abgetragen. Die Abtragung findet in dem Augenblick ihr Ende, in dem die Dicke des Halbleiterkörpers die Sperrschichtdicke 10 unterschreitet. In diesem Augenblick erfolgt nämlich eine Umkehr des Stromes. Setzt man nun dem Elektrolyten ein Metallsalz zu, so erfolgt von dem Augenblick der Umkehr des Stromes an eine Metallabscheidung in Richtung zur Spitze des Zuleitungsdrahtes 4. Diese Metallabscheidung ist wiederum mit 5 bezeichnet. Sie ist naturgemäß begrenzt auf diejenigen Stellen der Oberfläche des Halbleiterkörpers, an denen die Stromumkehr erfolgt ist. Es ist also durchaus möglich, daß an den schrägen Wänden der Halbleiteroberfläche noch eine Abätzung erfolgt, während in dem mittleren, die Sperrschicht bereits berührenden Teil bereits eine Metallabscheidung zu beobachten ist. Entsprechend dem an Hand der Fig. 1 beschriebenen Verfahren wird bei Berühren der Abscheidung 5 und der Spitze des Zuleitungsdrahtes 4 die weitere Abscheidung mit Hilfe der Hilfselektrode 7 vorgenommen, wodurch man dann die Verstärkung 6 erhält.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Anbringen eines Zuleitungsdrahtes an der Oberfläche eines halbleitenden Körpers, insbesondere zur Herstellung von Transistoren, dadurch gekennzeichnet, daß der gegebenenfalls zugespitzte Zuleitungsdraht in einem metallhaltigen Elektrolyten der Oberfläche des halbleitenden Körpers so nahe gegenübergestellt und eine derart gepolte Spannung zwischen dem halbleitenden Körper und dem Zuleitungsdraht angelegt wird, daß eine Metallabscheidung auf dem halbleitenden Körper in Richtung zu dem

- Zuleitungsdraht erfolgt, und daß nach Berührung zwischen dieser Metallabscheidung und dem Ende des Zuleitungsdrahtes eine weitere positive Spannung gegenüber dem Halbleiterkörper an eine dem Zuleitungsdraht benachbarte Hilfselektrode angelegt wird, daß sich das Metall des Elektrolyten als Verstärkung auf der durch die erste Metallabscheidung erfolgten Verbindung von Halbleiterkörper und Zuleitungsdraht niederschlägt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode als ein den Zuleitungsdraht konzentrisch umgebender Metallring ausgebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper bis auf die Stelle, an der ein Metallniederschlag erfolgen soll, entweder mit einem isolierenden Lack umgeben oder durch eine Blende abgedeckt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des-halbleitenden Körpers zunächst einer elektrolytischen Ätzung unterworfen wird, bei der die Spannungen zwischen dem Halbleiterkörper und dem Elektrolyten einerseits und zwischen dem Halbleiterkörper und einer an der nicht zu ätzenden Seite dieses Körpers liegenden Sperrschicht andererseits derart gewählt sind, daß bei einer Abätzung des Halbleiterkörpers bis auf die Dicke der Sperrschicht der Ätzstrom sein Vorzeichen umkehrt, damit die weitere Abätzung unterbrochen wird, und daß durch Zusatz eines Metallsalzes zu dem Elektrolyten anschließend die gewünschte Metallabscheidung an denjenigen Stellen der Oberfläche des Halbleiterkörpers erfolgt, an denen sich die Stromrichtung umgekehrt hat.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift für Elektrochemie, Bd. 58, Nr. 5, 1954, S. 314, 315.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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