DE1071847B - Verfahren zur Herstellung einer im wesentlichen nicht gleichrichtenden flächenhaften Elektrode an dem Halbleiterkörper einer Halbleiteranordnung durch Legierung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer im wesentlichen nicht gleichrichtenden flächenhaften Elektrode an dem Halbleiterkörper einer Halbleiteranordnung durch LegierungInfo
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Description
ν=·
BUNDESKEPUBLIK DEUTSCHLAND
C 30 B 3 I/O i*
» kl. 21 a ii/o
DEUTSCHES
g 11/02
INTERNAT. KL. H 01 1
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT 1071847
W 20413 VIHc/21g
ANMELDETAG: 10. JANUAR 1957
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AÜSLEGESCHRIFT: 24. DEZEMBER 1959
AÜSLEGESCHRIFT: 24. DEZEMBER 1959
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer im wesentlichen nicht gleichrichtenden
flächenhaften Elektrode an dem Halbleiterkörper, z. B. aus Germanium, Silizium oder einer Germanium-Silizium-Legierung,
einer Halbleiteranordnung durch Legierung.
Bei vielen Halbleiteranordnungen ist es wesentlich, eine Elektrode derart an dem Halbleiterkörper anzubringen,
daß die Kontaktstelle keine Gleichrichterwirkung hat und einen möglichst kleinen Widerstand
aufweist. Dabei ist es sehr erwünscht, wenn die Elektrode auch mechanisch fest mit dem Halbleiterkörper
verbunden ist und darüber hinaus weder die elektrischen noch die mechanischen Eigenschaften der Verbindung
zwischen Elektrode und Halbleiterkörper durch Temperatureinflüsse verändert werden. Diese
Bedingungen sind besonders schwer zu erfüllen, wenn Halbleiterkörper eines Leitfähigkeitstyps mit einer
dünnen Oberflächenschicht eines anderen Leitfähigkeitstyps verwendet werden sollen. Solche dünnen
Oberflächenschichten können z. B. durch Dampfdiffusionsverfahren mit sehr genau einstellbarer Tiefe
und genau spezifischem Widerstand hergestellt werden.
Es ist nun außerordentlich schwierig, Elektroden auf solche dünnen diffundierten, sehr hitzeempfindlichen
Schichten anzubringen.
Bisher wurden ohmsche Anschlüsse an Halbleiterkörpern mittels üblicher Legierungs- oder Lötverfahren
hergestellt, oder es wurden Druckkontakte verwendet. Eine andere Möglichkeit war, sehr dünne, zusammenhängende
metallische Filme galvanisch anzubringen, an welche dann ein Leiter angelötet wurde.
Solche Verbindungen waren jedoch sehr unbefriedigend. Insbesondere ließ die mechanische Festigkeit
und die Tetnperaturempfindlichkeit solcher Verbindüngen
sehr zu wünschen übrig.
Bei der Herstellung von Punktkontaktelektroden an Halbleiterkörpern, die Gleichrichtereigenschaften aufweisen,
ist es bereits bekannt, Anschluß drähte als Elektroden zu verwenden, die mit einem dem Leitungstyp
des Halbleitermaterials bestimmenden Material plattiert sind. Es wurde dazu auch schon vorgeschlagen,
den Anschlußdraht mit zwei verschiedenen Metallen zu plattieren. Diese bekannten Verfahren
können jedoch nicht zur Lösung der Aufgabe dienen, nicht gleichrichtende Elektroden an Halbleiterkörpern
anzubringen.
Zur Herstellung einer nicht gleichrichtenden, flächenhaften Elektrode an Germaniumkörpern ist es
bereits bekannt, an den Germaniumkörper eine Silberunterlage oder eine auf einen metallischen Kontaktkörper
aufgebrachte Silberzwischenschicht durch kurzzeitige Erwärmung des Germaniums anzulegieren.
Solche Elektroden lassen einmal in mechanischer und Verfahren zur Herstellung
einer im wesentlichen
nicht gleichrichtenden flächenhaften
Elektrode an dem Halbleiterkörper
einer Halbleiteranordnung durch Legierung
Anmelder:
Western Electric Company, Incorporated, New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. H. Fecht, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hohenlohestr. 21
Wiesbaden, Hohenlohestr. 21
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 7. März 1956
V. St. v. Amerika vom 7. März 1956
Duncan Hutchings Looney, Summit, N. J. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
thermischer Hinsicht zu wünschen übrig; vor allem ist jedoch die Eindringtiefe des anlegierten Silbers in
den Germaniumkörper nur sehr schwer genau zu bestimmen.
Die Erfindung will die Nachteile dieser bekannten Verfahren vermeiden und empfiehlt erfindungsgemäß
dazu, daß die Elektrode, d. h. der Kern der Elektrode, vor dem Anlegieren mit einem Überzug versehen wird,
der sich aus einer ersten unmittelbar anliegenden Schicht aus Silber, einer zweiten Schicht aus Blei,
welche auf der ersten Silberschicht angebracht wird, und einer weiteren dritten Schicht, einer zweiten
Silberschicht, welche auf der Bleischicht angebracht wird, zusammensetzt. Besonders geeignete Materialien
für den Kern der Elektrode sind Molybdän, Wolfram, Tantal oder eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung, die
z. B. unter dem Handelsnamen Korar bekanntgeworden ist.
Die Anlegierung der Elektrode erfolgt vorteilhafterweise
so, daß die Elektrode an den Halbleiterkörper angelegt und der Bereich zwischen dem Halbleiterkörper
und der Elektrode auf eine solche Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der Elektrode erhitzt
wird, daß zwischen Elektrode und Halbleiterkörper eine Legierungsverbindung entsteht. Bei Halbleiterkörpern
aus Silizium hat sich dabei eine Temperatur oberhalb 500 und unterhalb 800° C als besfl
eignet erwiesen.
eignet erwiesen.
Nähere Einzelheiten des Verfahrens gemäß der Erfindung ergeben sich aus der folgenden, ins einzelne
gehenden Beschreibung, in der auf die Zeichnung Bezug genommen wird; in der Zeichnung zeigt
Fig. i einen Transistor, welcher Elektroden nach dem Verfahren gemäß der Erfindung enthält,
Fig. 2 eine Elektrode der in Fig. 1 gezeigten Art,
Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt durch eine Elektrode nach Fig. 2,
Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt und Aufriß eines p-n-i-p-Flächentransistors, an den ohmsche Basiselektroden
gemäß der Erfindung angebracht sind.
Fig. 1 zeigt eine Scheibe 11 aus halbleitendem Material mit einer dünnen, geraden, aufgedampften
Steuerelektrode 12, die mit ihrer Oberfläche im Gebiet zwischen den beiden ohmschen Kontaktelementen 14
mit niedrigem Widerstand verbunden ist, \velche nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt und
mit der Oberfläche des halbleitenden Körpers verbunden sind. Bei dieser Ausführung wurden U-förmige
leitende Teile aus z. B. Molybdändraht mit einem Durchmesser von 0,25 mm auf einem beschränkten
Teil ihrer Länge mit einem metallischen Überzug 15 bedeckt und die Kontaktelemente durch Legieren mit
der halbleitenden Scheibe verbunden, welche z. B. eine Kantenlänge von etwa 1U cm aufweisen und etwa
0,12 bis 0,25 mm dick sein kann.
Der Überzug 15 ist gemäß der Erfindung aus Silber und Blei zusammengesetzt und wird wenigstens auf
einem Teil der Oberfläche eines leitenden Teils mit einer Dicke gebildet, welche z. B. etwa 0,025 mm betragen
kann. Das darunterliegende Elektrodenmaterial kann irgendeine geeignete Form aufweisen und aus
irgendeinem geeigneten leitenden Material bestehen. Flache Streifen mit verschiedenen Abmessungen, unregelmäßig
geformte flexible Kabel und gerade oder gebogene Drähte sind für dieses Verfahren mit Vorteil
verwendet worden.
Diese leitenden Teile bestehen vorteilhafterweise aus Materialien, wie Molybdän, Wolfram, Tantal oder
einer FeNiCo-Legierung, welche thermische Ausdehnungskoeffizienten
haben, die sich nahezu den Ausdehnungskoeffizienten von Silizium und Germanium anpassen. Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung
beruht auf der Tatsache, daß hierbei Kontaktanordnungen hergestellt und zur Vorbereitung für eine
nachfolgende Befestigung an halbleitenden Körpern in einem einzigen Erwärmungsvorgang auf Lager genommen
werden können. Eine weitere Behandlung des Kontakts ist vor der Legierung nicht erforderlich. Da
Lot- und Flußmittel nicht verwendet werden, sind Verunreinigungsprobleme bei diesem Verfahren auf
ein Minimum herabgesetzt.
Eine typische Kontaktanordnung, die erfindungsgemäß hergestellt ist, ist in Fig. 2 dargestellt. Der
Draht 21, welcher aus einem der obenerwähnten Metalle bestehen kann, wurde in eine U-Form mit einem
flachen Grundteil gebracht, die sich zur Befestigung an einer halbleitenden Oberfläche eignet. Dieser Teil
des Drahtes wurde mit dem metallischen Überzug 15 auf einem Teil seiner Länge bedeckt, der nur etwa
1,2 mm beträgt.
Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Querschnitt der in Fig. 2 dargestellten Kontaktanordnung und stellt die
einzelne Schichtanordnung des metallischen Überzugs dar, welche auf dem leitenden Teil angebracht ist.
Dieser metallische Überzug besteht aus zwei verschiedenen Bestandteilen. Ein Bestandteil muß ein Metall
Silizium und Germanium in einem Ausmaß löst. Silber stellt ein Beispiel
eines Metalls dar, das sich für diesen Zweck gut eignet. Es zeigt eine Löslichkeit für Silizium, die
größer als 5 Atomprozent unterhalb 800° C beträgt.
Der zweite Bestandteil kann vorteilhafterweise ein weiches Metall mit niedrigem Schmelzpunkt sein, welches
als Verdünnungsmittel bei dem Legierungsprozeß betrachtet werden kann. Ein solches Metall soll unterhalb
1200 und oberhalb 200° C schmelzen. Es ist erwünscht, daß es eine niedrige Verdampfung aufweist,
ίο d. h. z. B. einen Schmelzpunkt, der größer als 1000° C
ist, und daß durch das Lösungsmetall keine Verbindungen mit Halbleitermaterialien gebildet werden,
welche Schmelzpunkte oberhalb 12000C haben. Als
zusätzliches Kriterium sei angeführt, daß Metalle, welche eine Mohssche Härte in reiner Form von
weniger als 3,0 zeigen, zur Verwendung als Lösungsmetalle bei diesem Verfahren als zweckmäßig betrachtet
werden. Als Beispiel für ein Metall, das die obige Forderung erfüllt, sei Blei genannt.
Fig. 3 zeigt eine besondere Anordnung der beiden Metalle, die verwendet werden kann, den mit dem
leitenden Metall 21 verbundenen metallischen Überzug herztistellen. Die innerste Schicht 33 besteht aus
Silber; sie ist unmittelbar auf dem leitenden Teil angebracht, welcher z.B. ein FeNiCo-Draht ist. Diese
Silberschicht wurde mit einer Schicht aus Blei 34 bedeckt, die wiederum mit einer Schicht aus Silber 35
als äußerste Schicht überzogen ist.
Bei dem folgenden Beispiel, das zur eingehenderen Erläuterung einer speziellen Ausführung der Erfindung dienen soll, wurde ein FeNiCo-Teil benutzt, das aus einem Draht von 0,25 mm besteht. Dieser wurde zunächst entfettet und gereinigt, z. B. in heißen Lösungen aus Kohlenstofftetratchlorid und SaIzsäure; nach dem Abspülen in Wasser wurde der Draht in ein Silbercyanidglättungsbad gebracht und bei einer Stromdichte von 5 Ampere pro m2 2 bis 4 Minuten lang galvanisiert bzw. bis ein grauer Film zu erscheinen begann. Der Draht wurde dann in einem Silbercyanidbad bei 50 Ampere pro m2 13 Minuten lang galvanisiert. Danach wurde die Bleischicht in einem Sulfanat-Blei-Galvanisierungsbad bei einer Stromdichte von 150 Ampere pro m2 30 Minuten lang aufgebracht. Danach wurde der FeNiCo-Draht abermais in dem Silberglättungsbad bei 5 Ampere pro· m2 2 bis 3 Minuten lang behandelt und nachfolgend im Silbergalvanisierungbad bei 50 Ampere pro m2 4 Minuten lang behandelt. Hierdurch wurde ein Überzug von etwa 0,025 mm Dicke erhalten, der 20 bis 25 Gewichtsprozent Silber enthielt. Der unter einem Mikroskop beobachtete Überzug war glatt und feinkörnig.
Bei dem folgenden Beispiel, das zur eingehenderen Erläuterung einer speziellen Ausführung der Erfindung dienen soll, wurde ein FeNiCo-Teil benutzt, das aus einem Draht von 0,25 mm besteht. Dieser wurde zunächst entfettet und gereinigt, z. B. in heißen Lösungen aus Kohlenstofftetratchlorid und SaIzsäure; nach dem Abspülen in Wasser wurde der Draht in ein Silbercyanidglättungsbad gebracht und bei einer Stromdichte von 5 Ampere pro m2 2 bis 4 Minuten lang galvanisiert bzw. bis ein grauer Film zu erscheinen begann. Der Draht wurde dann in einem Silbercyanidbad bei 50 Ampere pro m2 13 Minuten lang galvanisiert. Danach wurde die Bleischicht in einem Sulfanat-Blei-Galvanisierungsbad bei einer Stromdichte von 150 Ampere pro m2 30 Minuten lang aufgebracht. Danach wurde der FeNiCo-Draht abermais in dem Silberglättungsbad bei 5 Ampere pro· m2 2 bis 3 Minuten lang behandelt und nachfolgend im Silbergalvanisierungbad bei 50 Ampere pro m2 4 Minuten lang behandelt. Hierdurch wurde ein Überzug von etwa 0,025 mm Dicke erhalten, der 20 bis 25 Gewichtsprozent Silber enthielt. Der unter einem Mikroskop beobachtete Überzug war glatt und feinkörnig.
Kontaktanordnungen, die entsprechend dem oben geschilderten GaI vanisierungs verfahren gebildet waren,
wurden in eine Graphitlehre eingesetzt und Siliziumscheiben über ihnen angeordnet. Die gesamte Anordnung
wurde dann in einem Ofen unter Anwesenheit von Formierungsgas mit der Zusammensetzung 85%
Stickstoff, 15 °/o Wasserstoff, Vjo bis '/20A Sauerstoff
auf eine Temperatur von 650 bis 700° C erhitzt. Es wurde festgestellt, daß Kontakte, die mit Siliziumoberflächen
entsprechend diesem Verfahren verbunden waren, Verbindungen bilden, die fester als die
Siliziumscheiben selbst sind. Der Überzug bildete eine gute Naht zwischen dem FeNiCo-Draht und der
Siliziumoberfläche, und es wurde beobachtet, daß die Benetzung gleichmäßig war. Es trat eine innige Verbindung
infolge der Legierung auf.
Es wurden Kontaktelemente aus FeNiCo und Molybdän, welche mit Silber-Blei-Silber-überzügen
mit einem Silbergehalt von 20 bis 25°/o überzogen
waren, mit Erfolg mit Siliziumoberflächen in einem Bereich der Bindungstemperatur von 500 bis 800° C
verbunden. Oberhalb 800° C neigt der Überzug dazu, übermäßig vom leitenden Teil wegzufließen, und die
Festigkeit der Bindung zwischen ihm und dem Überzug nimmt ab. Unterhalb 500° C bildet sich auch noch
eine Naht in einem gewissen Ausmaß, doch neigt sie dazu, dünn zu sein, und die Festigkeit des Kontakts
wird herabgesetzt. Vorteilhafterweise können Kontaktelemente, welche mit Silber-Blei-Silber-Überzügen
gemäß der Erfindung bedeckt sind, mit einer Silizium-Oberfläche bei einer Temperatur im Bereich von 650
bis 700° C legiert werden. Hervorragende Ergebnisse wurden bei Germaniumoberflächen bei 500° C erreicht.
Die Temperatur scheint dabei nicht sehr kritisch zu sein.
Das von dieser Erfindung benutzte Silber-Blei-Legierungssystem bietet zahlreiche Vorteile bei der Bildung
von legierten ohmschen Kontakten an halbleitenden Körpern. Zusammen mit Germanium oder
Silizium bildet es ein System mit einer Flüssigkeitsphase, die sich herab zu verhältnismäßig niedrigen
Temperaturen erstreckt. So kann sich eine beträchtliche Menge des halbleitenden Materials in der flüssigen
Phase bei Temperaturen weit unterhalb des Schmelzpunkts des halbleitenden Materials finden.
Von beträchtlicher Bedeutung ist die Tatsache, daß eine gute Benetzung des Siliziums oder Germaniums
bei einer Temperatur unterhalb derjenigen stattfindet, bei der eine beträchtliche Lösung des Halbleiters auftritt.
Hierdurch ergibt sich, daß eine Lösung gleichmäßig über der ganzen legierten Fläche stattfindet.
Ebenso wird bezüglich der mechanischen Festigkeit eine ernsthafte Beanspruchung der halbleitenden Oberfläche
während der Abkühlung, welche der Verfestigung des metallischen Systems folgt, durch die Verwendung
einer Verbindung mit einem durch Blei und Silber überzogenen Teil vermieden. Die Dehnbarkeit
dieses verfestigten metallischen Systems ist groß, und der thermische Ausdehnungskoeffizient des leitenden
Teils ist demjenigen des halbleitenden Körpers nahezu angepaßt.
Man hat festgestellt, daß die besondere Verbindung zwischen Silber, Blei und Silber außerordentlich vorteilhafte
Ergebnisse bei der Herstellung von legierten ohmschen Verbindungen der oben beschriebenen Art
ergibt. Dieb bedeutet nicht, daß die genannte Reihenfolge der aufgebrachten Schichten absolut notwendig
ist oder daß tatsächlich das besondere Metallsystem bei diesem Verfahren als einzelne Schichtanordnung
verwendet werden muß. Zum Beispiel liegt es im Umfang der Erfindung, einen zusammenhängenden Silber-Blei-Überzug
auf einen geeigneten leitenden Teil zu verwenden oder einen Blei-Silber-Legierungsknopf zu
benutzen, um eine ohmsche Verbindung mit einem halbleitenden Körper zu bilden. Es kann zweckmäßig
sein, Blei und Silber auf den leitenden Teil aufzudampfen oder in manchen Fällen den Silber-Blei-Überzug
auf die Oberfläche des halbleitenden Materials selbst aufzubringen und dann einen leitenden
Teil durch Wärmebehandlung zu befestigen. Obgleich eine genaue Kontrolle der verschiedenen Parameter
bei der Durchführung der Erfindung nicht wesentlich ist, hat man gefunden, daß die äußere Schicht au.s
Silber eine gleichmäßigere Benetzung einer halbleitenden Oberfläche ergibt. Es hat sich ferner gezeigt,
daß eine innere Schicht aus Silber bessere Ergebnisse ergibt, da sie eine festere Verbindung zwischen dem
leitenden Teil und der legierten Verbindung ermöglicht. Galvanisierte leitende Teile aus FeNiCo oder
Molybdän, in denen der Silbergehalt des Überzugs aus Silber, Blei und Silber im Bereich von 10 bis
40% liegt, können zur Herstellung hervorragender ohmscher Verbindungen an Germanium und Silizium
verwendet werden. Besonders vorteilhafte Ergebnisse hat man mit 20- bis 25°/oigen Silberüberzügen erhalten.
Die bei dem oben beschriebenen Prozeß verwendeten Blei- und Silbergalvanisierungsbäder waren
normale wäßrige Galvanisierungsbäder, die ohne Bewegung bei Raumtemperatur verwendet wurden. Zum
Beispiel kann die Silbergalvanisierung in einem Silber-Cyanidbad geschehen. Ein Sulfanat- oder Fluorborat-Blei-Bad
hat sich als sehr geeignet für die Aufbringung der Bleischicht erwiesen.
Das Silber-Blei-Kontaktelement der Erfindung hat den bemerkenswerten Vorteil, daß es vollkommen
ohmisch ist, wenn e& durch Legieren an n- und p-Typ-Stücken von Silizium und Germanium angebracht
wird. Es kann in üblicher Weise ein Strom in jede Richtung durch einen ohmschai Kontakt in einen
Halbleiter geleitet werden, ohne die Minderheitsträgerdichte zu verändern. Ein solcher Kontakt kann
als ein Kontakt definiert werden, der eine lineare Stromspannungskennlinie aufweist. Da die Stromspannungskennlinie
des Silber-Blei-Kontakts eine gerade Linie für n- oder p-Typ-Stücke von Germanium
oder Silizium ist, ist es offensichtlich, daß der Kontakt im wesentlichen nicht gleichrichtend ist und einen
geringen Widerstand aufweist.
Eine einfache Stromspannungskennlinie für einen Kontakt enthält eine unmittelbare Information über
den Kontaktwiderstand. Diese Kennlinie kann durch einfaches Benutzen eines zweiten Kontakts gemessen
werden in der Form, daß die Spannung vom Halbleiter zum Leiter beobachtet werden kann. Das Verfahren
hat den Vorteil, daß die sich ergebende Kennlinie leicht auf einem Oszillographen aufgezeichnet
werden kann und daß die Widerstände von erfindungsgemäß hergestellten Kontaktpaaren auf diese Weise
bestimmt werden können.
In typischer Weise wird die halbleitende Scheibe nach Größe und spezifischem Widerstand gemessen
und ihr Körperwiderstand berechnet. Eine geeignete Siliziumscheibe kann z. B. etwa 0,15 mm dick sein
und einen spezifischen Widerstand im Bereich von 2 bis 7 Ohmzentimeter aufweisen. Der Widerstand
jedes Kontakts war etwa S Ohm. Wenn die Fläche der Kontakte etwa 1,0 · 10"2cm2 beträgt, sieht man, daß
der Kontaktwider,stand von solchen Blei-Silber-Verbindungen in der Tat sehr gering ist.
Fig. 4 zeigt im Querschnitt einen p-n-i-p-Flächentransistor,
an den ohmsche Basisverbindungen erfindungsgemäß angebracht sind.
Man hat gefunden, daß es bei der Herstellung von Flächentransistoren für eine bessere Kontrolle vorteihaft
ist, die Basiszone durch Diffusionsverfahren zu bilden. Zu diesem Zweck wird ein halbleitender
Körper eines Leitfähigkeitstyps im Dampf eines geeigneten, den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Stoffs erhitzt,
und eine dünne Oberflächenschicht des Körpers wird in den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp durch
Eindiffundieren des Stoffs geändert. Nachfolgend wird ein ausgewählter Teil der Oberfläche dieser
diffundierten Schicht in ihren ursprünglichen Leitfähigkeitstyp zurückverwandelt. Infolgedessen bleibt
von dem diffundierten Gebiet mit entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp ein Oberflächenteil, der außen liegt
und an dem eine Basisverbindung nachfolgend angebracht werden muß, ferner ein Teil, der zwischen dem
Hauptteil des Körpers und dem zurückverwandelten Oberflächenteil liegt. Dieser Zwischenteil, welcher
zwischen den Gebieten mit dem einen Leitfähigkeitstyp liegt, dient als Basiszone.
Es soll nun besonders auf die Herstellung eines typischen Aufbaues einer Germanium-p-n-i-p-Einheit
der Art eingegangen werden, wie sie im Querschnitt der Fig. 4 dargestellt ist. Eine diffundierte n-Typ-Oberflächenschicht
41, die eine Dicke von 0,025 mm aufweist, wird auf einer monokristallinen Germaniumscheibe
42 von im wesentlichen eigenleitendem Leitfähigkeitstyp gebildet. Danach wird durch geeignete
Ätzverfahren die n-Typ-Oberflächenschicht von dem Germaniumkörper entfernt, mit Ausnahme desjenigen
Teils der Oberfläche, welcher die Frontfläche bildet, d. h. die Fläche, an der die Emitterzone anzubringen
ist. Ein Oberflächenteil der übrigen n-Typ-Oberfiächenschicht
wird dann in p-Typ verwandelt, um die Emitterzone 44 zu bilden, und zusätzlich wird ein
Oberflächenteil der rückwärtigen Fläche der eigenleitenden Zone in p-Typ umgewandelt, um die Kollektorzone
45 zu bilden.
Die beiden Basiskontakte 21 werden entsprechend dem Verfahren gemäß der Erfindung an die Basiszone
angebracht. Diese sind z.B. FeNiCo-Drähte, welche
vorher auf dem Teil ihrer Länge, welcher nunmehr in Kontakt mit der Germaniumoberfläche ist, mit einem
Silber-Blei-Überzug versehen waren. Sie werden mit der Basiszone bei einer Temperatur von 500° C
legiert, und zwar weit unterhalb 900 bis 1000° C, wobei dies der Temperaturbereich ist, bei dem im allgemeinen
die Oberflächendiffusion stattfindet. Die legierten Verbindungen 46 zwischen den Kontakten 21
und der Germaniumoberfläche sind nicht gleichrichtend, außerordentlich fest und besitzen geringen
Widerstand. Die verwendeten Verfahren besitzen eine gute Reproduzierbarkeit bei der Massenfertigung von
Halbleiteranordnungen.
Selbstverständlich sind die oben beschriebenen Anordnungen und Verfahren nur Beispiele für die Anwendung
der Erfindungsprinzipien. So ist die Vorschrift der Erfindung auch auf die Herstellung von
ohmschen legierten Kontakten mit niedrigem Widerstand an Halbleiterkörpern aus halbleitenden Verbindungen,
z. B. aus Indiumarsenid, Galliumarsenid, Indiumantimonid, Zinksulfid oder Cadmiumsulfid, anwendbar.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung einer im wesentlichen nicht gleichrichtenden flächenhaften Elektrode
an dem Halbleiterkörper, ζ. Β. aus Germanium, Silizium oder einer Germanium-Silizium-Legierung,
einer Halbleiteranordnung durch Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode,
d. h. der Kern der Elektrode, vor dem Anlegieren mit einem Überzug versehen wird, der
sich aus einer ersten, unmittelbar anliegenden Schicht aus Silber, einer zweiten Schicht aus Blei,
welche auf der ersten Silberschicht angebracht wird, und einer weiteren dritten Schicht, einer
zweiten Silberschicht, welche auf der Bleischicht angebracht wird, zusammensetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern der Elektrode aus Molybdän,
Wolfram, Tantal oder einer Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode an den Halbleiterkörper
angelegt und der Bereich zwischen dem Halbleiterkörper und der Elektrode auf eine
solche Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der Elektrode erhitzt wird, daß zwischen Elektrode
und Halbleiterkörper eine Legierungsverbindung entsteht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperatur oberhalb 500 und
unterhalb 800° C bei einem Halbleiterkörper aus Silizium verwendet wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung T 4658 VIIIc/21g (bekanntgemacht
am 6. 11. 1952);
deutsche Auslegeschrift S 30333 VIIIc/21g (bekanntgemacht
am 5.1.1956);
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 696 411;
belgische Patentschrift Nr. 499 900;
USA.-Patentschriften Nr. 2 429 222, 2 555 001.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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---|---|---|---|
US570009A US2820932A (en) | 1956-03-07 | 1956-03-07 | Contact structure |
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DE1071847B true DE1071847B (de) | 1959-12-24 |
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GB (1) | GB834289A (de) |
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