DE1055693B - Verfahren zur Herstellung eines halbleitenden Elektrodensystems - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines halbleitenden Elektrodensystems, bei dem auf einen halbleitenden Körper Kontakte aufgeschmolzen werden. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein halbleitendes Elektrodensystem, dessen halbleitender Körper mit Legierungskontakten versehen ist.

Für die richtige Wirkungsweise halbleitender Elektrodensysteme, wie z. B. Kristalldioden, Transistoren, Photodioden und Phototransistoren, sind die auf dem halbleitenden Körper angeordneten Kontakte sehr wichtig. Ein solcher Kontakt kann ohmisch oder gleichrichtend sein entsprechend der Wahl des halbleitenden Werkstoffes und des Kontaktmaterials; weiter kann auch das Herstellungsverfahren eine große Rolle spielen. Ein sehr übliches Verfahren zum Anbringen von Kontakten, insbesondere gleichrichtenden Kontakten, ist das sogenannte Legieren.

Im allgemeinen bereitet die Anordnung ohmscher Kontakte weniger Schwierigkeiten als das Anbringen gleichrichtender Kontakte, weil bei den letztgenannten mehreren wichtigen Faktoren Rechnung zu tragen ist, wie z. B. der Form der Strom-Spannungs-Charakteristik, der Durchschlagsspannung, der Kapazität und dem Elektronen-Löcherstrom-Verhältnis durch den Kontakt, wobei es dann noch von der Elektrodensystemart abhängt, bei der die gleichrichtenden Kontakte zur Verwendung kommen, welche dieser Größen bei dieser besonderen Anwendung als wichtigsten sind.

Das bestehende technologische Problem, die Kontakte selbst mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen, wird noch dadurch erschwert, daß bei vielen Anwendungen Kontakte in bestimmten äußerst kleinen gegenseitigen Abständen auf dem halbleitenden Körper angeordnet werden müssen. Wenn nun einer dieser Kontakte die Anforderungen nicht erfüllt, ist der halbleitende Körper als Ausschuß zu betrachten.

Die Erfindung bezweckt, diesem Übelstand abzuhelfen und ihr liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der halbleitende Körper praktisch immer einer größeren Anzahl von Kontakten als der erforderlichen Anzahl Platz bietet.

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung eines halbleitenden Elektrodensystems, bei dem auf einem halbleitenden Körper ein oder mehrere gleichrichtende Kontakte durch Legieren angebracht und darauf mit Zuführungsdrähten versehen werden. Erfindungsgemäß wird eine Anzahl z. B. einer oder mehrere solcher Kontakte mit Zuführungsdrähten dadurch erhalten, daß zunächst auf den halbleitenden Körper eine größere Anzahl von solchen Kontakten aufgebracht wird und darauf nach Auswahl nur die Verfahren zur Herstellung
eines halbleitenden Elektrodensystems

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

_tg Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 4. April 1956

so Bernard Jansen, Eindhoven (Niederlande),

ist als Erfinder genannt worden

erstgenannte Anzahl mit Zuführungsdrähten versehen wird, während die anderen Kontakte unbenutzt gelassen werden. Unter einem Legierungskontakt ist ein Kontakt zu verstehen, der dadurch entsteht, daß auf einen halbleitenden Körper Spendereigenschaften oder Nehmereigenschaften aufweisendes Kontaktmaterial aufgeschmolzen, anschließend erhitzt und dann abgekühlt wird, wobei der im Material aufgelöste Halbleiter segreriert und wieder an dem ursprünglichen Kristallgitter anwächst.

Bei diesem Verfahren besteht die Möglichkeit, aus einer großen Anzahl verschiedener Legierungskontakte, die auf einfache Weise, z. B. dadurch erhalten werden, daß z. B. Kontaktmaterialfeilspäne auf den halbleitenden Körper aufgeschmolzen werden, die geeigneten Kontakte ermittelt und mit Zuleitungen versehen werden, während die übrigen Kontakte unbenutzt bleiben können.

Die Erfindung schließt jedoch nicht die Möglichkeit aus, vor oder nach Anwendung der Erfindung mindestens einen Kontakt auf dem halbleitenden Körper anzuordnen. So kann bei der Herstellung einer Kristalldiode zunächst auf dem halbleitenden Körper z. B. ein ohmscher Kontakt in üblicher Weise angeordnet und anschließend das Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung eines geeigneten gleichrichtenden Kontaktes angewandt werden.

Eine andere Möglichkeit, um die Erfindung anzuwenden, besteht z. B. darin, daß auf dem halbleitenden

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Claims (1)

1. Körper zunächst aus Kontaktmaterial verhältnismäßig hohen Schmelzpunktes bestehende Teilchen aufgeschmolzen, anschließend aus Kontaktmaterial verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunktes bestehende Teilchen aufgeschmolzen werden, wonach von den beiden Arten von Legierungskontakten mindestens einer ermittelt und mit Zuleitungen verbunden wird.

   Das halbleitende Elektrodensystem nach der Erfindung wird auf dem halbleitenden Körper eine Anzahl Legierungskontakte haben, von denen nur ein Teil mit Zuleitungen verbunden ist.

   Es wird noch darauf hingewiesen, daß bereits eine Halbleitervorrichtung angegeben worden ist, bei der eine oder mehrere flächenhafte Elektroden zur Vergrößerung der Wärmeableitung in eine große Anzahl kleinerer, nicht unmittelbar miteinander verbundener Einzelflächen aufgeteilt wird. Bei dieser Vorrichtung werden aber alle Einzelflächen z. B. durch Parallelschaltung wieder benutzt.

   Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausfiihrungsbeispiels näher erläutert.

   Ausführungsbeispiel

   Von einer aus Silicium vom n-Leitfähigkeitstyp bestehenden runden halbleitenden Scheibe, mit einem Durchmesser von etwa 2 cm und einer Dicke von etwa 0,3 mm, wurde eine Seite vernickelt, die andere blank geätzt. Anschließend wurde ein Aluminiumdraht durch Abfeilen verspant, und die Feilspäne wurden unmittelbar auf den halbleitenden Körper aufgebracht. Nachdem die Feilspäne eine zulängliche Schichtstärke erreicht hatten, wurde das Ganze 5 Minuten auf etwa 780° C in einer aus Wasserstoff und Stickstoff bestehenden Umgebung erhitzt. Nach Abkühlung zeigte es sich, daß sich eine große Anzahl Legierungskontakte auf dem halbleitenden Körper gebildet hatte. Viele dieser Kontakte wiesen an der Grenzfläche mit dem Silicium die Form eines gleichseitigen Dreiecks auf, dessen Seitenlänge 30 bis 150 μ betrug. Die Seite, wo sich die festgeschmolzenen Aluminiumteilchen befanden, wurde nachgeätzt und die andere Seite aufs neue vernickelt. Anschließend wurde die Scheibe in

   kleinere Scheibchen zerbrochen oder gesägt. Auf jeder Scheibe befanden sich etwa 15 Legierungskontakte. Bei Abtastung und Messung mit einer Wolframspitze zeigte es sich, daß jeder Kontakt gleichrichtend war, wobei die Größe des Vorwärtsstromes von der Größe der Kontaktoberfläche abhängig war. Mittels eines Vergrößerungsapparats konnte einfach ein geeigneter Kontakt ermittelt und mit Stromzuleitungen versehen werden; die übrigen Kontakte verursachten praktisch keine Störung und brauchten nicht entfernt zu werden. Nachdem die vernickelte Seite des halbleitenden Körpers mit einer Stromzuleitung versehen worden war, konnte die Legierungsdiode fertig montiert werden.

   Auch gelang es, Legierungstransistoren dadurch herzustellen, daß statt einer, zwei Aluminiumlegierungskontakte gewählt werden mit einem kürzesten gegenseitigen Abstand von etwa 20 a, und diese mit Zuleitungen versehen werden. Einer dieser Kontakte wurde als Emitter, der andere als Kollektor geschaltet; der Nickelkontakt wurde als ohmscher Basiskontakt verwendet.

   Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung eines halbleitenden Elektrodensystems, bei dem auf einem halbleitenden Körper ein oder mehrere Kontakte durch Legieren angebracht und darauf mit Zuführungsdrähten versehen werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl z. B. einer oder mehrere solcher Kontakte mit Zuführungsdrähten dadurch erhalten werden, daß zunächst auf den halbleitenden Körper eine größere Anzahl von solchen Kontakten aufgebracht wird und darauf nach Auswahl nur die erstgenannte Anzahl mit Zuführungsdrähten versehen wird, während die anderen Kontakte unbenutzt gelassen werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentanmeldungen S 26374 VIIIc/21 g (bekanntgemacht am 5.4.1953), C 13110 VIIIc/21 g (bekanntgemacht am 3. 2. 1955).

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