DE1069784B - Verfahren zur Herstellung einer sperrschichtfreien Elektrode auf dem Halbleiterkörper aus Germanium einer Halbleiteranordnung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1 069

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:

AUSGABE DER
PATENTSCHRIFT:

kl. 21g 11/02

INTERNAT. KL. HOIl 27.APRIL 1957

26. NOVEMBER 1959 12. MAI 1960

stimmt Oberein mit auslegeschrift

1 069 784 (S 53294 VIII c/21g)

Bisher wurde ein sperrschichtfreier Kontakt an Germaniumscheiben dadurch hergestellt, daß auf die mit dem Kontakt zu versehende Seite des Germaniumplättchens nach dem Schleifen elektrolytisch eine Nickel-, Kupfer- oder Rhodiumschicht aufgebracht wurde. Mit Hilfe dieser Schicht konnte dann das Germaniumplättchen mit normalem Lötzinn auf den Träger aufgelötet werden. Trotz der Zwischenschicht bildeten sich zwischen dem Germanium und der elektrolytisch erzeugten Metallschicht stets Widerstandszwischenschichten, so daß ein gewisser Restwiderstand übrigblieb, der besonders bei HF- und UHF-Dioden die Rauschspannung erheblich vermehrte.

Dieser Nachteil wurde nach einem anderen Verfahren dadurch vermieden, daß man in reduzierender oder inerter Atmosphäre das Germanium mit einer Zinn-Blei-Legierung weit oberhalb des Schmelzpunktes der Legierung bei etwa 500° C in Berührung brachte. Hierbei trat eine geringe Legierungsschicht zwischen der Zinn-Blei-Legierung und dem Germanium auf, wodurch der Übergangswiderstand wesentlich vermindert wurde. Um den Übergangswiderstand noch weiter herabzusetzen, wurde in manchen Fällen der Zinn-Blei-Legierung noch ein Zusatzelement hinzugegeben, und zwar meistens Antimon bei n-leitendem und Indium bei p-leitendem Germanium. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß das Germaniumplättchen zur Legierungsbildung verhältnismäßig hoch erhitzt werden muß. Abgesehen von der umständli'chen Anwendung eines Schutzgases besteht die Gefahr, daß bei der Abkühlung der Leitfähigkeitstyp des Germaniums sich ändern bzw. umschlagen kann.

Als Material für Elektroden an Halbleiterkörpern sind bereits eine Reihe von Metallen bekanntgeworden, beispielsweise Wolfram, Platin, Kupfer, Eisen, Gold, Silber, Mangan, Tantal, Nickel, Zink, Molybdän, Zirkon, Blei, Platin-Iridium, Rhodium und ferner auch Kobalt. Die bekannten Verfahren für die Erzeugung der Elektroden beschränken sich jedoch darauf, das Elektrodenmaterial nur an den Stellen des Halbleiterkörpers aufzutragen, an denen es gebraucht wird. In der Fertigung sind hierfür Schablonen oder ähnlich wirkende Maßnahmen zum Abdecken der nicht zu belegenden Stellen des Halbleiterkörpers nötig, andererseits ist in den weiteren Arbeitsgängen darauf zu achten, an welchen Stellen der Elektrodenbelag erzeugt ist.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zur Herstellung einer sperrschichtfreien Elektrode auf dem Halbleiterkörper aus Germanium einer Halbleiteranordnung. Erfindungsgemäß werden die Schwierigkeiten bei den bekannten Verfahren dadurch umgangen, daß eine Elektrode aus Kobalt, zweck-Verfahren zur Herstellung

einer sperrschictitfreien Elektrode

auf dem Halbleiterkörper aus Germanium

einer Halbleiteranordnung

Patentiert für:

Süddeutsche Telefon-Apparate-,

Kabel- und Drahtwerke A. G., TEKADE,

Nürnberg

Dr. habil. Robert Klement, München,

und Dr. rer. nat. Herbert Sandmann, Nürnberg,

sind als Erfinder genannt worden

mäßigerweise mit Dotierungsstoffen des dem HaIbleiterkörper entsprechenden Leitfähigkeitstyps versehen, auf dem Germaniumkörper allseitig als Überzug angebracht wird, daß auf dem Kobaltüberzug in bekannter Weise die Elektrodenzuleitungen aufgelötet werden und daß dann der freie und nicht als Elektrode verwendete Kobaltüberzug entfernt wird. Am einfachsten wird der. Kobaltüberzug in einem elektrolytischen Bad elektrolytisch aufgebracht. Dieses Bad kann mit Vorteil gleich zur Reinigung des Halbleiterkörpers benutzt werden, indem man den Badstrom vor dem Aufbringen der Elektrode eine gewisse Zeit in umgekehrter Richtung fließen läßt. Der nach dem Auflöten der Elektrodenzuleitungen überflüssige Teil des Kobaltbelages wird zweckmäßigerweise gleichzeitig mit dem Ätzen der Germaniumoberfläche im gleichen Ätzbad entfernt. Diese Ätzung und Ablösung der Kobaltschicht kann entweder rein chemisch oder elektrolytisch vorgenommen werden.

Das beschriebene. Verfahren hat außer der Vermeidung der eingangs aufgezeigten Schwierigkeiten den Vorteil, daß wegen der guten Löslichkeit des Kobalts in Säuren, beispielsweise gegenüber dem häufig verwendeten Rhodium, das Herstellungsverfahren von Halbleiterkörpern wesentlich vereinfacht und damit für eine Serienfertigung geeigneter wird, indem diese allseitig mit einer Kobaltschicht versehen werden -und der überschüssige Belag im Laufe der Fertigung ohne einen besonderen Arbeitsgang entfernt wird. Auch bei der Herstellung der Elektrodenschicht kann die notwendige Reinigung der Halbleiterober-

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fläche zweckmäßig mit der Belegung in einem Arbeitsgang erfolgen. Neben diesem rein fertigungstechnischen Vorteil ist nicht unerheblich, daß sich der Preis von Kobalt beispielsweise gegenüber Rhodium etwa wie 1 :300 verhält.

Das neue Verfahren ist jedoch nicht nur wirtschaftlich günstiger, es liefert auch Halbleiterbauelemente mit besseren elektrischen Eigenschaften. Beispielsweise liegt der Rauschfaktor von Ge-Dioden, deren Elektroden nach dem Verfahren hergestellt sind, um 2 bis 3 db niedriger als bei Ge-Dioden, die in bekannter Weise mit Rhodiumelektroden versehen sind. Dies ist auf einen niederohmigeren Übergang zwischen Elektrode und Halbleiterkörper zurückzuführen.

Claims (4)

15 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer sperrschichtfreien Elektrode auf dem Halbleiterkörper aus Germanium einer Halbleiteranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode aus Kobalt, zweckmäßigerweise mit Dotierungsstoffen des dem Halbleiterkörper entsprechenden Leitfähigkeitstyps versehen, auf dem Germaniumkörper allseitig als Überzug angebracht werden, daß auf dem Kobaltüberzug in bekannter Weise die Elektrodenzuleitungen aufgelötet werden und daß dann der freie und nicht als Elektrode verwendete Kobaltüberzug entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kobaltüberzug in einem elektrolytischen Bad elektrolytisch aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper vor dem Aufbringen des Kobaltüberzuges in dem elektrolytischen Bad durch Umpolung des Stromes gereinigt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung des freien Kobaltüberzuges und die übliche folgende Ätzung des Halbleiterkörpers in demselben Ätzbad chemisch oder elektrolytisch vorgenommen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 889 809, 890847; USA.-Patentschrift Nr. 2 504 628;
französische Patentschrift Nr. 1 129 770;
Electronics, Juni 1952, S. 210 bis 212;
Proc IRE, Bd. 40, 1952, Nr. 11, S. 1512 bis 1518; Zeitschrift für Elektrochemie, Bd. 58, 1954, S. 283 bis 321 (314, 315).

© 909 650/421 11.59· (009 5M/205 5.60)