DE1046198B

DE1046198B - Alloy process for the production of electrical semiconductor devices with powder embedding

Info

Publication number: DE1046198B
Application number: DES55588A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Reimer Emeis
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-02-08
Filing date: 1957-10-19
Publication date: 1958-12-11
Also published as: GB827762A; NL106749C; CH356211A; NL224427A; NL211463A; NL112438C; FR1160158A; GB840241A; DE1015152B; CH350371A

Description

DEUTSCHESGERMAN

ti· ι \t u- j -m ^. j TTT j - Zusatz zum Patent 1015152ti · ι \ t u- j -m ^. j TTT j - addition to patent 1015152

metallischen Verbindung von !elementen der IiI. undmetallic connection of! elements of IiI. and

V. Gruppe des Periodischen Systems, mit einer oder mehreren metallischen Elektroden versehen wird, die mit dem Halbleiter aufeinandergelegt und unter Anwendung von mechanischem Druck durch Erhitzung zusammenlegiert werden, wobei das aus Halbleiter und Elektradenmetall bestehende Einsatzaggregat zur Vorbereitung des Legierungsprozesses in Pulver einer mit den Bestandteilen des Einsatzes nicht reagierenden Substanz (Graphit, Magnesiumoxyd, Aluminiumoxyd od. dgl.) eingebettet und in diesem Zustand der Erhitzung bis zur Legierungsbildung ausgesetzt wird. Das Pulver bildet beim Zusammenpressen eine sich dem eingeschlossenen Einsatzaggregat von selbst genau anpassende Form, wobei von dem Pulver ein allseitiger Druck wie von einer Flüssigkeit auf den Einsatz ausgeübt wird.V. Group of the Periodic Table, is provided with one or more metallic electrodes that with the semiconductor placed one on top of the other and with the application of mechanical pressure by heating be alloyed together, with the insert unit consisting of semiconductor and electrade metal for Preparation of the alloying process in powder one that does not react with the components of the insert Substance (graphite, magnesium oxide, aluminum oxide or the like) embedded and in this state of heating is suspended until the alloy is formed. The powder forms when pressed together the enclosed insert unit by itself exactly matching shape, with one of the powder all-round pressure as if exerted by a liquid on the insert.

Eine Vereinfachung des im Hauptpatent beschriebenen Verfahrens und der dazu verwendeten Vorrichtung ist möglich für den Fall, daß die unter der Halbleiterscheibe befindlichen Teile des Halbleiter-A simplification of the method described in the main patent and the device used for it is possible in the event that the parts of the semiconductor

aggregates eine gleichgroße oder größere Fläche haben —aggregates have the same or larger area -

als die Halbleiterscheibe selbst. Diese Voraussetzung „than the semiconductor wafer itself. This requirement "

läßt sich in der Regel ohne weiteres erfüllen, indemcan usually be easily fulfilled by

man der unteren Elektrode eine genügende Größe gibt. das zur Aufnahme des Pulvers für die Einbettung Erfindungsgemäß wird das Einsatzaggregat nur ein- 30 geeignet ist, unmittelbar die Unterlage für das Einseitig in das Einbettungspulver eingebettet. Der Ar- satzaggregat. Eine solche Metallunterlage kann allbeitsvorgang zur Herstellung dieser einseitigen Ein- gemein verwendet werden, wenn das Einsatzaggregat bettung ist noch einfacher und leichter als bei der auf seiner Unterseite ein Metall aufweist, das mit dem allseitigen Einbettung. Bei einseitiger Einbettung wer- Metall der Unterlage nicht legiert oder verschweißt den ferner senkrechte Versetzungen vermieden, die bei 35 oder verlötet, wenigstens nicht bei der zum Zusam-the lower electrode is given a sufficient size. the one to hold the powder for embedding According to the invention, the insert unit is only suitable for one side, directly the base for the one-sided embedded in the embedding powder. The attachment unit. Such a metal base can be an all-working process can be used to produce this unilateral unit if the insert unit Bedding is even simpler and lighter than the one with a metal on its underside that is connected to the embedding on all sides. In the case of one-sided embedding, the metal of the base is not alloyed or welded which also avoided perpendicular dislocations, which are soldered at 35 or, at least not at the

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Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Beanspruchte Priorität:
V. St v. Amerika vom 29. Januar 1957Claimed priority:
V. St v. America January 29, 1957

Dipl.-Phys. Reimer Emeis, Pretzfeld,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Phys. Reimer Emeis, Pretzfeld,
has been named as the inventor

allseitiger Einbettung vorkommen können, wenn die untere Bettung vor dem Drauflegen des Einsatzaggregates nicht über den ganzen Horizontalquerschnitt gleichmäßig dicht gepackt ist. Solche Versetzungen können bei sehr dünnen Halbleiterscheiben zum Bruch derselben führen, wenn die Einbettung zusammengepreßt wird. Die einseitige Einbettung ist also für sehr dünne Halbleiterscheiben, die bevorzugt für Transistoren benötigt werden, besonders gut geeignet.embedding on all sides can occur if the lower bedding is placed on top of the insert unit is not evenly packed over the entire horizontal cross-section. Such dislocations In the case of very thin semiconductor wafers, they can lead to breakage if the embedding is pressed together will. The one-sided embedding is therefore for very thin semiconductor wafers, which is preferred for Transistors are needed, particularly well suited.

menlegieren des Halbleiteraggregates erforderlichen Behandlungstemperatur von etwa 800° C bei Silizium und etwas niedriger, etwa 500 bis 600° C, bei Germanium. Menlegieren the semiconductor unit required treatment temperature of about 800 ° C for silicon and somewhat lower, around 500 to 600 ° C, for germanium.

Geeignete Trägermetalle für Silizium sind beispielsweise Molybdän und Wolfram, die bei den genannten Temperaturen und bei ausreichendem Preßdruck, durch den eine gleichmäßige Benetzung erzwungen mit Aluminium gut legieren,Suitable carrier metals for silicon are, for example, molybdenum and tungsten, which are used in the aforementioned Temperatures and with sufficient pressure that enforces uniform wetting alloy well with aluminum,

wird, mit Aluminium gut legieren, ohne daß diewill alloy well with aluminum without the

Weitere Einzelheiten sollen an Hand der Fig. 1 45 gleichzeitige Legierungsbildung des Aluminiums mit bis 3 erläutert werden. Silizium beeinträchtigt wird. Demgemäß besteht beiFurther details will be given with reference to FIG. 1 45 simultaneous alloying of the aluminum with to 3 are explained. Silicon is adversely affected. Accordingly, there is

Fig. 1 zeigt ein Einsatzaggregat, das zu einem Gleichrichterelement zusammenlegiert werden soll, in Magnesiumoxydpulver halb eingebettet,Fig. 1 shows an insert unit that is to be alloyed to form a rectifier element, in Magnesia powder half embedded,

Fig. 2 ein Transistorelement, das nach der Erfin- 50 18 vorteilhaft mit einer dünnen Schicht Fernico (Vadung hergestellt ist, und kon, Kovar) plattiert, welche bei der nachfolgenden2 shows a transistor element which, according to the invention, is advantageously coated with a thin layer of Fernico (Vadung is made, and kon, Kovar) plated, which in the subsequent

Fig. 3 mehrere Einsatzeinheiten in einem Quarz- Wärmebehandlung mit dem Metall der Unterlage, rohr unter Gewichtsbelastung. d. h. des Bodens des eisernen Behälters 17, weder ver-Fig. 3 several insert units in a quartz heat treatment with the metal of the base, tube under weight load. d. H. of the bottom of the iron container 17, neither

Nach Fig. i bildet der Boden eines Eisengefäßes 17, schweißt noch verlötet, jedoch es später ermöglicht,According to Fig. I, the bottom of an iron vessel 17, still welds, but later allows

809 698/387809 698/387

dem Einsatzaggregat nach Fig. 1 die Trägerplatte 18 aus Molybdän. Sie ist auf ihrer Oberseite eben geläppt. Auf ihrer Unterseite wird die Molybdänscheibethe insert unit according to FIG. 1, the carrier plate 18 made of molybdenum. It has just been lapped on its upper side. On its underside is the molybdenum disk

Anschlußleitungen, Kühlplatten und andere metallene Bauteile mittels eines üblichen Weichlotes an der Trägerplatte 18 anzulöten. Die Molybdänscheibe 18 hat beispielsweise eine Dicke von 0,5 mm und einen Durchmesser von 11 mm. Die Fernico-CVakon-, Kovar-) Plattierung auf der Unterseite möge 0,02 mm stark sain. Über der Trägerplatte befindet sich eine etwa 0,4 mm starke Halbleiterscheibe 8 α aus p-Silizium mit einem Durchmesser von etwa 10 mm und mit einer Aluminiumfolie 8 b, deren Stärke etwa 0,05 mm betragen kann, auf der Unter- und einer Goldfolie von etwa 1 % Antimongehalt, deren Stärke etwa 0,05 mm beträgt, auf der Oberseite, wobei allerdings der Durchmesser der Aluminiumfolie 8 b nicht kleiner sein soll als der Durchmesser der Siliziumscheibe Ba, aber auch nicht größer als der Durchmesser der Trägerplatte 18.Connection lines, cooling plates and other metal components to be soldered to the carrier plate 18 by means of a conventional soft solder. The molybdenum disk 18 has a thickness of 0.5 mm and a diameter of 11 mm, for example. The Fernico (CVakon, Kovar) plating on the underside should be 0.02 mm thick. Above the carrier plate is an approximately 0.4 mm thick semiconductor wafer 8 α made of p-silicon with a diameter of approximately 10 mm and with an aluminum foil 8 b, the thickness of which can be approximately 0.05 mm, on the lower and a gold foil of about 1% antimony content, the thickness of which is about 0.05 mm, on the top, although the diameter of the aluminum foil 8 b should not be smaller than the diameter of the silicon wafer Ba, but also not larger than the diameter of the carrier plate 18.

Besteht die Halbleiterscheibe jedoch beispielsweise aus η-leitendem Germanium, so wird man dieses vorteilhaft auf der Oberseite mit Indium legieren, damit auch hier sich der p-n-Übergang nicht etwa in der Nähe der von der Trägerplatte bedeckten Unterseite bildet, sondern «in der Nähe der freien Oberseite der Germaniumscheibe, wo er später leichter zugänglich ist, beispielsweise zur nachträglichen Ätzung der äußeren p-n-Grenze, an welcher die p-n-Übergangsfläche an die-Oberfläche der Halbleiterscheibe heraustritt. Auf der Unterseite der Germaniumscheibe kann eine antimonhaltige Goldfolie zur sperrfreien Kontaktierung verwendet werden. Die Wahl eines geeigneten Materials für eine Trägerplatte bietet bei Germanium wesentlich geringere Schwierigkeiten, weil Germanium bei weitem nicht so spröde ist wie Silizium. Obwohl dem Fachmann viele Materialien bekannt sind, sei als Beispiel Eisen genannt, welches auf der Oberseite vernickelt und vergoldet ist, was beispielsweise durch Bedampfen oder auf galvanischem Wege erfolgen kann. Auch die Unterseite der Eisenscheibe kann mit einem geeigneten Metall überzogen sein, welches das Anlöten von Anschlußleitungen oder metallischen Bauteilen mittels eines üblichen Weichlotes ermöglicht.However, if the semiconductor wafer consists, for example, of η-conductive germanium, this is advantageous alloy with indium on the top so that the p-n junction is not in the Near the underside covered by the carrier plate, but rather near the free top of the Germanium disk, where it is more easily accessible later, for example for subsequent etching of the outer one p-n boundary at which the p-n junction area protrudes from the surface of the semiconductor wafer. on An antimony-containing gold foil can be attached to the underside of the germanium disc for non-blocking contact be used. The choice of a suitable material for a carrier plate offers germanium significantly fewer difficulties because germanium is nowhere near as brittle as silicon. Even though Many materials are known to the person skilled in the art, one example being iron, which is nickel-plated on the top and is gold-plated, which can be done, for example, by vapor deposition or by galvanic means. The underside of the iron disk can also be coated with a suitable metal, which allows soldering of connecting lines or metallic components by means of a conventional soft solder.

Das aus den Teilen 8 a, 85, 8 c und 18 bestehende Einsatzaggregat wird nach Fig. 1 innerhalb des Behältersl7 von oben her mit einer Schicht 20, z. B. aus Magnesiumoxydpulver, bedeckt, die ihrerseits mittels einer festen Scheibe 19, z. B. aus Graphit, gleichmäßig festgepreßt wird. Dann kann durch eine nachfolgende Wärmebehandlung, deren Art und Verlauf bereits oben beschrieben ist, das ganze Gleichrichteraggregat nach Fig. 1 in einem einzigen Arbeitsgang zusammenlegiert werden. Damit etwa entstehende Gase entweichen können, ist der Boden des Gefäßes 17 vorteilhaft an verschiedenen Stellen mit engen Bohrungen 22 versehen.The insert unit consisting of parts 8 a, 85, 8 c and 18 is coated from above with a layer 20, e.g. B. of magnesium oxide powder covered, which in turn by means of a fixed disc 19, z. B. graphite, is pressed evenly. Then, by a subsequent heat treatment, the type and course of which is already described above, the entire rectifier assembly according to FIG. 1 can be alloyed together in a single operation. So that any gases that may be produced can escape, the bottom of the vessel 17 is advantageously provided with narrow bores 22 at various points.

Natürlich kann das ganze Gefäß 17 auch aus anderem geeignetem Material bestehen. Es kann beispielsweise ein keramisches Gefäß sein, dessen Boden nach dem Brennen völlig eben geschliffen ist. Es kann auch aus einem festen Graphitstab von entsprechend großem Durchmesser auf einer Drehbank herausgearbeitet sein. An Stelle des Bodens des Gefäßes 17 kann auch eine besondere Unterlage verwendet werden. Eine solche kann aus neutralem Pulver, z. B. Magnesiumoxyd- oder Graphitpulver, mit sehr hohem Druck vorgepreßt und dadurch hinreichend verfestigt sein. Es kann auch eine gebrannte und eben geschliffene Keramikscheibe als Unterlage verwendet werden. Ferner können von einem festen Graphitstab Scheiben geeigneter Dicke von einige Millimetern, z.B. 5 bis 10mm, abgeschnitten und zwecks Verwendung als Unterlagen sauber plangedreht werden.Of course, the entire vessel 17 can also consist of other suitable material. It can for example be a ceramic vessel, the bottom of which is completely polished after firing. It can also be worked out from a solid graphite rod of a correspondingly large diameter on a lathe. Instead of the bottom of the vessel 17, a special base can also be used. Such can be made from neutral powder, e.g. B. magnesium oxide or graphite powder, pre-pressed with very high pressure and thereby be sufficiently solidified. It can also be a fired and evenly ground ceramic disc can be used as a base. Furthermore, disks of suitable thickness can be produced from a solid graphite rod of a few millimeters, e.g. 5 to 10mm, cut off and clean for use as a base be faced.

Zur Herstellung eines Transistorelementes nach Fig. 2 mit einem scheibenförmigen Halbleitergrundkörper 21 aus p-leitendem Silizium und mit einer antimonhaltigen Goldelektrode 23 als Kollektor auf der Unterseite der Siliziumscheibe wird vorteilhaft von einer gleichzeitigen Vereinigung mit einer Trägerplatte aus Molybdän oder Wolfram abgesehen, weil hier die Gefahr besteht, daß bei der Behandlung mit der genannten Temperatur von etwa 800° C die BiI-dung des p-n-Überganges durch Molybdän oder — in geringerem Grade — auch durch Wolfram, das durch Lösung in die Gold-Antimon-Silizium-Legierung mit hineingelangt, beeinträchtigt wird.For the production of a transistor element according to FIG. 2 with a disk-shaped semiconductor base body 21 made of p-conductive silicon and with an antimony-containing gold electrode 23 as a collector on the The underside of the silicon wafer is advantageously not combined with a carrier plate made of molybdenum or tungsten, because here there is a risk that the formation during the treatment at the temperature of about 800 ° C. mentioned of the p-n junction through molybdenum or - to a lesser extent - also through tungsten, which through Solution in the gold-antimony-silicon alloy got into it, is impaired.

Es hat sich aber herausgestellt, daß bei Verwendung einer Goldfolie, deren Stärke ein Drittel der Dicke der Siliziumscheibe oder mehr beträgt, infolge des von Silizium verschiedenen Wärmedehnungskoeffizienten des Goldes mechanische Spannungen entstehen können, so daß z. B. Halbfeiterelemente mit einem Scheibendurchmesser von 10 mm und darüber und mit einer Dicke des Halbleiterkörpers von 0,1 mm nach der Abkühlung unter Umständen eine gewölbte Form haben. Diese mechanischen Spannungen können sich, selbst wenn sie nicht zur Rißbildung oder sogar zum Bruch des Siliziumkörpers führen, jedenfalls schädlich auf die Gitterstruktur und die elektrischen Eigenschaften des Halbleiterelementes auswirken. Die erwähnten mechanischen Spannungen können zwar durch Ver-Wendung dünnerer Goldfolien vermieden werden, weil sich dann die Goldlegierung beim Abkühlen reckt, aber bei solchen extrem dünnen Goldfolien von z. B. 0,025 mm und weniger wurden öfters Legierungsmangel beobachtet. Die vorerwähnten Schwierigkeiten konnten durch die Benutzung einer festen Unterlage ^un'd ^einer Erhöhung des Preß druckes während der Wärmebehandlung behoben werden, indem dadurch die Verwendung einer verhältnismäßig dicken Goldfolie ohne schädliche Folgen ermöglicht wurde. Bei einem Druck von etwa 1 kg/cm² oder mehr wird nämlich die Goldfolie in die feinen Porenöffnungen an der OberSeite der festen Unterlage aus Graphit, Magnesiutnoxyd oder Keramik mindestens teilweise hineingedrückt. Infolgedessen findet hier die goldhaltige Legierungsschicht beim Wiedererkalten auf ihrer ganzen Fläche einen gleichmäßigen Halt und wird dadurch gezwungen, sich zu recken, bzw. gehindert, in den beiden Dimensionen der Halbleiterebene zu schrumpfen, so daß das Halbleiteraggregat nach beendeter Behandlung keine schädlichen mechanischen Spannungen aufweist. Auf diese Weise wurden z.B. Halbleiterelemente aus p-leitendem Silizium von 0,1 mm Dicke und 12 mm Durchmesser mit einer Gold-Antimon-Folie von etwa 0,04 mm Stärke einwandfrei und ohne sichtbare Formänderung zusammenlegiert und mit gleichzeitig auf der Oberseite in Pulverbettung einlegierten Emitterund Basiselektroden aus Gold-Antimon-Folien bzw. Aluminiumfolien in Gestalt konzentrischer Ringe hochwertige Leistungs-Transistorelemente hergestellt. Die Anordnung der Emitter- und Basiselektroden ist ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich. Die ringförmige Emitterelektrode ist mit 24 bezeichnet. Von derselben befindet sich in Richtung nach dem Inneren des SiIizi.umkörpers 21 ein p-n-Übergang, der in der Schnittzeichnung durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Ein in gleicher Weise angedeuteter p-n-Übergang befindet sich auch vor der Kollektorelektrode 23. Es wurde beobachtet, daß sich das Elektrodenmetall der letzteren beim Zusammenlegieren am Rande der dünnen SiIiziumscheibe nach oben zieht, so daß auch der p-n-Übergang der Kollektorelektrode an der freien OberseiteHowever, it has been found that when using a gold foil whose thickness is a third of the thickness of the silicon wafer or more, mechanical stresses can arise due to the different thermal expansion coefficient of the gold from silicon, so that, for. B. Semiconductor elements with a disk diameter of 10 mm and above and with a thickness of the semiconductor body of 0.1 mm may have a curved shape after cooling. These mechanical stresses, even if they do not lead to the formation of cracks or even to the breakage of the silicon body, can in any case have a detrimental effect on the lattice structure and the electrical properties of the semiconductor element. The mechanical stresses mentioned can be avoided by using thinner gold foils, because the gold alloy then stretches during cooling. B. 0.025 mm and less were often observed alloy deficiencies. The aforementioned problems were able to ^un by using a solid support 'd ^an increase in the pressing pressure during the heat treatment solved by the use of a relatively thick gold film was made possible without any harmful consequences. At a pressure of about 1 kg / cm ² or more, the gold foil is pressed at least partially into the fine pore openings on the upper side of the solid base made of graphite, magnesium oxide or ceramic. As a result, the gold-containing alloy layer finds a uniform hold on its entire surface when it is cooled again and is thus forced to stretch or prevented from shrinking in the two dimensions of the semiconductor plane, so that the semiconductor unit does not have any harmful mechanical stresses after the treatment has ended. In this way, for example, semiconductor elements made of p-conductive silicon 0.1 mm thick and 12 mm in diameter with a gold-antimony foil about 0.04 mm thick were alloyed together perfectly and without any visible change in shape and simultaneously alloyed in powder bedding on the top Emitter and base electrodes made of gold-antimony foils or aluminum foils in the form of concentric rings, high-quality power transistor elements. The arrangement of the emitter and base electrodes can also be seen from FIG. The ring-shaped emitter electrode is designated by 24. A pn junction is located in the direction towards the interior of the SiIizi.umkörpers 21, which is indicated in the sectional drawing by dashed lines. A pn junction, indicated in the same way, is also located in front of the collector electrode 23. It was observed that the electrode metal of the latter pulls upwards when alloying together at the edge of the thin silicon wafer, so that the pn junction of the collector electrode is also on the free upper side

der Siliziumscheibe an die Oberfläche tritt. Er bleibt infolgedessen auch dann bequem zugänglich und leicht zu beobachten, wenn das Transistorelement in an sich bekannter Weise mit seiner Unterseite auf einem weiteren Bau- und/oder Anschlußteil befestigt wird, z. B. auf einer Kühlplatte oder am Boden eines Gehäuses. Die Basiselektrode des Transistorelementes nach Fig. 2 besteht aus einem inneren kreisförmigen Teil 25 α und einem äußeren ringförmigen Teil 25 b. Zwischen diesen beiden Teilen einerseits und der ringförmigen Emitterelektrode 24 andererseits befinden sich ringförmige Zwischenräume, deren Breite 0,05 bis 0,1 mm beträgt und auf dem ganzen Umfang möglichst gleichmäßig sein soll. An die Teile 24, 25 α und 25 & können Anschlußleitungen mit Weichlot angelötet werden.the silicon wafer comes to the surface. As a result, it remains easily accessible and easy to observe when the transistor element is attached in a known manner with its underside on a further component and / or connection part, eg. B. on a cooling plate or on the bottom of a housing. The base electrode of the transistor element according to FIG. 2 consists of an inner circular part 25 α and an outer annular part 25 b. Between these two parts on the one hand and the annular emitter electrode 24 on the other hand, there are annular spaces, the width of which is 0.05 to 0.1 mm and should be as uniform as possible over the entire circumference. Connection lines can be soldered to parts 24, 25 α and 25 & with soft solder.

Fig. 3 zeigt im unteren Teil die Vorbereitung eines Einsatzaggregates zur Herstellung eines Transistorelementes gemäß Fig. 2. In einen Eisenbehälter 27 mit durchlöchertem Boden ist eine Einlage 26 aus Aluminiumoxydpulver mit so hohem Druck eingepreßt, daß sie eine feste Unterlage mit völlig ebener Auflagefläche bildet. Auf die letztere ist zunächst eine Gold-Antimon-Folie 23 gelegt, deren Durchmesser vorteilhaft etwas größer gemacht wird als der Durchmesser der darüber befindlichen Siliziumscheibe 21. Auf der oberen Seite der letzteren befindet sich eine kreisförmige Aluminiumfolie 25 α, eine ringförmige Gold-Antimon-Folie 24 und eine ebenfalls ringförmige Aluminiumfolie 25 b. Auf dieses Einsatzaggregat ist von oben her eine Bettung 28 aus Graphitpulver aufgebracht, die mittels einer darüber befindlichen festen Graphitscheibe 29 festgepreßt wird.Fig. 3 shows in the lower part the preparation of an insert unit for the production of a transistor element according to FIG. A gold-antimony foil 23 is first placed on the latter, the diameter of which is advantageously made somewhat larger than the diameter of the silicon wafer 21 located above it. On the upper side of the latter there is a circular aluminum foil 25 α, an annular gold-antimony foil. Foil 24 and a likewise ring-shaped aluminum foil 25 b. A bedding 28 made of graphite powder is applied from above to this insert unit and is pressed into place by means of a fixed graphite disc 29 located above it.

Gemäß Fig. 3 können mehrere solche Vorrichtungen wie die oben beschriebene in einem Rohr 30 von geeigneter Länge, von dem in Fig. 3 nur ein Teil im Schnitt dargestellt ist und das vorteilhaft aus Quarz bestehen kann, übereinandergestapelt werden. In Fig. 3 sind nur zwei solche Vorrichtungen dargestellt, es können aber bis zu zehn und mehr sein, die zusammen eine Ofencharge bilden. Zur Erzeugung des erforderlichen Preß druckes dient ein in das Quarzrohr 30 passendes zylinderförmiges Metallstück 31, von dem in Fig. 3 ebenfalls nur ein Teil zu sehen ist. Zwischen dem Gewicht 31 und der Graphitscheibe 29 der obersten Vorrichtung befindet sich ein Dorn 32, der an dem Gewicht 31 befestigt sein kann und durch den eine zentrische Druckübertragung gewährleistet ist. Ferner bildet der Dorn 32 einen Wärmeleitungswiderstand, der verhindert, daß von den Einbettungsvorrichtungen über das Gewichtstück 31 zu einer kälteren Zone des Heizofens so viel Wärme abgeführt wird, daß dadurch die Gleichmäßigkeit der Behandlungstemperatur der verschiedenen Bestandteile einer Ofencharge gestört werden könnte. Vorteilhaft besteht daher der Dorn 32 aus einem Material von geringer Wärmeleitfähigkeit, es kann z. B. ein Keramikröhrchen als Dorn verwendet werden. Das in der Zeichnung nicht sichtbare obere Ende des Ouarzrohres 30 ist vorteilhaft mit einem Schliff zum gasdichten Anschluß einer Vakuumpumpe versehen, mit der es evakuiert werden kann, nachdem es in den Heizofen so eingesetzt ist, daß das obere Ende herausragt, und mit der das Vakuum im Rohr 30 während der Behandlungsdauer aufrechterhalten werden kann.Referring to Fig. 3, a plurality of such devices as described above can be contained in a tube 30 of suitable Length, only a part of which is shown in section in FIG. 3 and advantageously made of quartz can exist, be stacked on top of each other. In Fig. 3 only two such devices are shown, it can but up to ten or more, which together form an oven batch. To generate the required Pressing pressure is used in the quartz tube 30 fitting cylindrical metal piece 31, of which in Fig. 3 also only a part can be seen. Between the weight 31 and the graphite disc 29 of the top device there is a mandrel 32 which can be attached to the weight 31 and through which a central Pressure transfer is guaranteed. Furthermore, the mandrel 32 forms a heat conduction resistor, which prevents the embedding devices via the weight 31 to a colder zone of the Heating furnace so much heat is dissipated that the uniformity of the treatment temperature of the different components of a furnace charge could be disturbed. The mandrel 32 therefore advantageously exists made of a material of low thermal conductivity; B. used a ceramic tube as a mandrel will. The not visible in the drawing upper end of the Ouarzrohres 30 is advantageous with a Ground joint for gas-tight connection of a vacuum pump with which it can be evacuated after it is inserted into the heating furnace so that the upper end protrudes, and with which the vacuum in the tube 30 can be sustained during the treatment period.

Claims

Patent claims:

1. A method for manufacturing semiconductor devices, in which a substantially single crystal Semiconductor body and electrode metal placed on top of one another and using mechanical Pressure can be alloyed together by heating, the semiconductor and electrode metal existing insert unit for preparing the alloying process in powder a embedded with the components of the insert non-reactive substance and in this state is exposed to the heating until the alloy is formed according to patent 1 015 152, thereby characterized in that the insert unit is embedded in the embedding powder only on one side.

2. The method according to claim 1, characterized in that the insert unit on a fixed, laid on a level surface and only surrounded with embedding powder from above.

3. Device for performing the method according to claim, characterized in that that the solid, flat base for the insert unit consists of a metal that is used in the Temperatures to be used in the process are neither alloyed nor welded with the insert unit still soldered.

4. Device for performing the method according to claim 2, characterized in that that the solid, level base for the insert unit consists of a flat-ground ceramic disc or graphite disc.

5. Device for performing the method according to claim 2, characterized in that that the solid, level base for the insert unit is pre-pressed from a very high pressure neutral powder.

6. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that pot-like vessels, preferably made of iron, are provided, in each of which an insert unit is inserted, whereupon they are filled with the embedding powder.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the bottoms of the pot-like vessels are provided with narrow bores.

8. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that a quartz tube closed on one side is more suitable for receiving a stack of pot-like vessels Length is provided.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the quartz tube with a Ground joint is provided for gas-tight connection of a vacuum pump.

1 sheet of drawings