DE1059112B - Verfahren zur Kontaktierung von mit Aluminium legierten Silizium-Transistoren - Google Patents

Verfahren zur Kontaktierung von mit Aluminium legierten Silizium-Transistoren

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DE1059112B DEI14680A DEI0014680A DE1059112B DE 1059112 B DE1059112 B DE 1059112B DE I14680 A DEI14680 A DE I14680A DE I0014680 A DEI0014680 A DE I0014680A DE 1059112 B DE1059112 B DE 1059112B
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Description

DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kontaktierung von mit Aluminium legierten Silizium-Transistoren. Bei diesen sind der Emitter und der Kollektor in Form von Pillen an den Siliziumkristall anlegiert. Die Legierungspillen können dabei im Ausgangszustand sowohl aus reinem Aluminium als auch aus Aluminiumlegierungen bestehen.
Silizium-Transistoren der genannten Art sind bekannt. Die Kontaktierung dieser Transistoren, d. h. das Anbringen von Zuleitungsdrähten an Emitter und Kollektor bereitet jedoch große Schwierigkeiten, da sich die Zuleitungsdrähte nach den üblichen Kontaktierverfahren, wie Anlöten oder Anschweißen an Aluminium, gar nicht oder nur sehr schlecht anbringen lassen.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren, das zu einer einwandfreien Kontaktierung führt, ohne daß andere Eigenschaften des Transistors nachteilig beeinflußt werden.
Zur Kontaktierung von mit Aluminium legierten Silizium-Transistoren wird gemäß der Erfindung zunächst das Anlegieren von Kollektor- und Emitterelektrode nach an sich bekannten Verfahren durchgeführt, und anschließend daran werden nach einem zwischenzeitlichen Abkühlen unter den Schmelzpunkt Zuleitungsdrähte aus Platin oder Platinlegierungeu in einem oder zwei weiteren, bei einer niedrigeren Temperatur durchgeführten Legierungsprozessen an die Kollektor- und die Emitterelektrode anlegiert. Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung wird das Anlegieren der Zuleitungsdrähte bei einer kurzzeitig erzeugten Temperatur von mindestens 630° C, vorzugsweise 650° C, vorgenommen.
Bei dem vorliegenden Verfahren werden also Platinzuleitungsdrähte nachträglich in die Legierungselektroden einlegiert. Zunächst werden die Kollektor- und die Emitterelektrode nach dem üblichen Verfahren, z. B. bei etwa 700° C, an das Siliziumplättchen anlegiert. Dabei bildet sich in den Elektroden ein bei 577°'C schmelzendes Aluminium-Silizium-Eutektikum. Bei dem zweiten Legierungsprozeß schmilzt diese Elektrode wieder auf, und der auf sie aufgesetzte Zuleitungsdraht dringt in sie ein. Bei etwa 630° C bildet sich eine Platin-Aluminium-Legierung guter Haltbarkeit. Durch das schnelle Aufheizen und Abkühlen wird erreicht, daß nur der Rand des Drahtes am Legierungsprozeß beteiligt ist. Im Inneren verbleibt ein nicht gelöster Schaft des Drahtes. Bei zu langem Verweilen über 630° C legiert der Draht vollständig durch und bricht dann oberhalb der Einschmelzstelle infolge zu großer Sprödigkeit ab. Da bei dem vorliegenden Verfahren die Kontaktierungstemperatur, d. h. die Temperatur des zweiten — und eventuell dritten — Legierungsprozesses unter Verfahren zur Kontaktierung
von mit Aluminium legierten
Silizium -Transistoren
Anmelder:
INTERMETALL
Gesellschaft für Metallurgie
und Elektronik m. b. H.,
Düsseldorf, Königsallee 14-16
Dipl.-Phys. Dr. Horst Wilhelm Knau, Düsseldorf,
ist als Erfinder genannt worden
der Legierungstemperatur des ersten Prozesses für die Herrstellung der Sperrschichten liegt, ist eine Verletzung der Sperrschicht dann nicht zu erwarten, wenn das Kontaktieren rasch erfolgt, so daß sich der Platindraht nur mit seiner Spitze an der Dreistofflegierung Platin—Aluminium—Silizium beteiligt. Das Temperatur-Zeit-Programm beim Kontaktieren muß möglichst so eingestellt werden, daß die Platindrahtspitze nicht bis in die Rekristallisationszone eindringt, sondern lediglich eine Legierung mit dem Aluminium-Silizium-Eutektikum bildet.
Für eine Durchführungsform des vorliegenden Verfahrens wird zunächst das übliche Legierungsverfahren, z. B. in Legierungsformen bei etwa 700° C, durchgeführt. Diese Legierungsformen weisen Bohrungen zum Aufbringen der Legierungspillen auf die Kristalle auf. In diese Bohrungen wird anschließend an den ersten Legierungsprozeß von oben der auf geeignete Länge zugeschnittene Zuleitungsdraht ζ. Β. aus einer Platin-Rhodium-Legierung mit IO0Zo Rhodium so weit eingeführt, daß er mit seinem unteren Ende die zu kontaktierende Elektrode berührt. Über das obere Ende des Drahtes kann ein kleines Graphitstückchen als Belastung gelegt werden, da das Eigengewicht des Drahtes meist nicht ausreicht, um ihn in die schmelzende Elektrode zu drücken. Die Transistoren werden dann mit der zu kontaktierenden Seite nach oben in der Legierungsform im Vakuum in den Legierungsofen geschoben, schnell auf etwa 650° C aufgeheizt und dann ebenso schnell wieder abgekühlt. Der Draht dringt dabei in die bei 577° C
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Claims (4)

schmelzenden Elektroden ein, und es bildet sich die Platin-Aluminium-Legierung. Anschließend wird, die Legierungs form umgedreht und die Kontaktierung der anderen Seite der Transistoren in gleicher Weise vorgenommen. Die nach dem vorliegenden Verfahren kontaktierten Transistoren zeichnen sich durch gute Haltbarkeit der Zuführungen aus. Nachteilige Folgen der nachträglichen Einlegierung der Zuleitungen treten auch bei der weiteren Behandlung, wie Ätzen, Ansockeln usw., nicht auf. Patentansprüche-.
1. Verfahren zur Kontaktierung von mit Aluminium legierten Silizium-Transistoren, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an das Anlegieren nach bekannten Verfahren von Kollektor- und Emitterelektrode und nach zwischenzeitlichem Abkühlen unter den Schmelzpunkt Zuleitungsdrähte aus Platin oder Platinlegierungen in einem oder zwei weiteren, bei einer niedrigeren Temperatur durchgeführten Legierungsprozessen an die Kollektor- und die Emitterelektrode anlegiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlegieren der Zuleitungsdrähte
bei einer kurzzeitig erzeugten Temperatur von mindestens 630° C, vorzugsweise etwa 650° C, vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf geeignete Länge zugeschnittene Zuleitungsdraht in die Bohrung bzw. Bohrungen auf einer Seite der bei dem ersten bekannten Legierungsprozeß verwendeten, den Siliziumkristall bzw. die Siliziumkristalle mit den anlegierten Emitter- und Kollektorelektroden enthaltenden Legierungsform so weit eingeführt wird, daß er die zu kontaktierende Elektrode bzw. Elektroden berührt, die Legierungsform mit Kristall bzw. Kristallen und Zuleitungsdrähten mit der zu kontaktierenden Seite nach oben im Vakuum in den Legierungsofen gebracht wird, die Kristalle schnell auf etwa 650° C aufgeheizt und danach wieder schnell abgekühlt werden, und daß anschließend die Kontaktierung der anderen Seite der Transistoren in gleicher Weise durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Bohrung der Legierungsform eingeführte Stück Zuleitungsdraht so stark beschwert wird, daß es sich in die schmelzende Legierungselektrode eindrückt.
© 909 530/321 6.
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