DE1075410B - Method for contacting semiconductor materials with metal electrodes - Google Patents

Method for contacting semiconductor materials with metal electrodes

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DE1075410B
DE1075410B DENDAT1075410D DE1075410DA DE1075410B DE 1075410 B DE1075410 B DE 1075410B DE NDAT1075410 D DENDAT1075410 D DE NDAT1075410D DE 1075410D A DE1075410D A DE 1075410DA DE 1075410 B DE1075410 B DE 1075410B
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Germany
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soldering
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München Dr. Arthur Gaudlitz
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Siemens and Halske AG
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Siemens and Halske AG
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    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • C30B31/04—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion materials in the liquid state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
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Description

Verfahren zur Kontaktierung von Halbleiterstoffen mit Metall-Elektroden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontaktierung von Halbleiterstoffen mit Metall-Elektroden durch Löten.Method for contacting semiconductor materials with metal electrodes The invention relates to a method for making contact with semiconductor materials Metal electrodes by soldering.

Zur Kontaktierung von Halbleiterkörpern werden im allgemeinen Lote benutzt, die einen Dotierungsstoff enthalten, der die Eigenschaft hat, je nach den Gegebenheiten einen sperrfreien oder sperrenden Kontakt zwischen einer Metall-Elektrode und dem zu kontaktierenden Halbleiterkörper herzustellen. Eine Reihe von Dotierungsstoffen verändert aber die Eigenschaften des Lotes in unerwünschter Weise. Beispielsweise werden die Elektroden in manchen Fällen durch Einligieren des betreffendenDotierungsstoffessehr spröde. Diese und ähnliche Eigenschaften sind bekanntlich für Lote im allgemeinen unerwünscht. Andererseits wäre es jedoch sehr günstig, wenn man die betreffenden Kombinationen von Lot und Dotierungsstoff verwenden könnte, weil sie sich durch günstige Kontakteigenschaften auszeichnen. Für diePraxis wichtig sind beispielsweise Lote aus Blei oder Zink, die zweckentsprechend mitAntimon oderArsen dotiert sind; jedoch die reit den genannten Stoffen dotierten Lote lassen sich ihrer Sprödigkeit wegen sehr schwer zum Kontaktieren verwenden.In general, solders are used to make contact with semiconductor bodies used that contain a dopant that has the property, depending on the Conditions a non-blocking or blocking contact between a metal electrode and to produce the semiconductor body to be contacted. A range of dopants but changes the properties of the solder in an undesirable way. For example In some cases, ligating the dopant in question makes the electrodes very large brittle. These and similar properties are known for solders in general undesirable. On the other hand, however, it would be very beneficial if one of the relevant Combinations of solder and dopant could use because they stand out distinguish favorable contact properties. In practice, for example, are important Lead or zinc solders appropriately doped with antimony or arsenic; However, the solders doped with the substances mentioned are less brittle because of very difficult to use to contact.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die genannten oder ähnliche Kombinationen zwischen Dotierungsmitteln und Loten verwenden zu können,-wobei aber die günstigen Eigenschaften der reinen Lote erhalten bleiben und die Legierung sich erst während des Lötprozesses bildet.The invention has the object of the mentioned or similar To be able to use combinations between dopants and solders, but the favorable properties of the pure solders are retained and the alloy itself only forms during the soldering process.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein gut verarbeitbares Lot in Kombination mit einem Flußmittel verwendet wird, welches einen gewünschten Dotierungsstoff enthält. Durch den Zusatz des Dotierungsstoffes zum Flußmittel lassen sich sperrfreie Übergänge und auch Sperrschichten je nach Wahldes Lotes herstellen.According to the invention, the object is achieved in that a well processable Solder is used in combination with a flux which has a desired Contains dopant. Leave by adding the dopant to the flux barrier-free transitions and also barrier layers are produced depending on the choice of solder.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung des Verfahrens zur Herstellung von sperrschichtfreien Übergängen zwischen Elektrodenmaterial und Halbleiterkörper. Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus einem Ausführungsbeispiel hervor.The use of the manufacturing process is particularly advantageous of junction-free transitions between electrode material and semiconductor body. Further details of the invention emerge from an exemplary embodiment.

In Fig. 1 stellt 1 den zu kontaktierenden Halbleiterkörper dar, 2 ein geeignetes Flußmittel mit dem zugesetzten Dotierungsstoff, mit welchem beispielsweise die Oberfläche des Halbleiterkörpers bestrichen ist, und 3 stellt Lot dar, das in dem Ausführungsbeispiel als Stab gezeichnet ist. Auf Grund der bei dem Lötprozeß vorgenommenen Erhitzung des Lotes und der Halbleiteroberfläche können aus dem Flußmittel die vorgesehenen Dotierungsstöffe in die Halbleiteroberfläche und auch in das Elektrodenmaterial eindiffundieren und dort die gewünschte sperrfreie Schicht oder die Sperrschicht erzeugen. In der Fig. 2 ist eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung dargestellt. 6 stellt den zu kontaktierenden Halbleiterkörper dar, 4 zeigt das Lot in Form eines Stabes. Dieser Stab 4 ist mit einer Seele 5 versehen, welche aus dem Flußmittel und einem geeigneten Dotierungsmittel besteht.In FIG. 1, 1 represents the semiconductor body to be contacted, 2 a suitable flux with the added dopant, with which for example the surface of the semiconductor body has been painted, and FIG. 3 represents solder that in the embodiment is drawn as a rod. Because of the soldering process The solder and the semiconductor surface can be heated from the flux the intended dopants in the semiconductor surface and also in the electrode material diffuse in and there the desired barrier-free layer or the barrier layer produce. In Fig. 2 is a further useful embodiment of the invention shown. 6 shows the semiconductor body to be contacted, 4 shows the solder in the form of a stick. This rod 4 is provided with a core 5, which from the Flux and a suitable dopant consists.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn als Lot Blei; Zinn oder Zink verwendet wird und als dem Flußmittel zugesetzter Dotierungsstoff Antimon oder Arsen. Es hat sich als günstig erwiesen, die dem Flußmittel zugesetzte Dotierungssubstanz fein zu pulverisieren. Für manche Fälle kann es jedoch auch zweckmäßig sein, diese in dem Flußmittel zu lösen oder einen Dotierungsstoff zu verwenden, der erst unter Einfluß der beim Löten notwendigen Erwärmung aus einer Verbindung abgeschieden wird.There are particular advantages if lead is used as solder; Tin or zinc is used and as the dopant added to the flux antimony or arsenic. The doping substance added to the flux has proven to be beneficial to be finely pulverized. In some cases, however, it can also be useful to use this to dissolve in the flux or to use a dopant that is only below Influence of the heating required during soldering is deposited from a connection.

Das Verfahren gemäß der Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele. Das Lot kann beispielsweise auch in Form eines Plättchens oder Kügelchens verwendet werden. Ferner ist es möglich, das Verfahren in der Weise durchzuführen, daß das Lot in das mit dem Dotierungsstoff versehene Flußmittel eingetaucht und dann der Lötprozeß vorgenommen wird.However, the method according to the invention is not limited to this the described embodiments. The solder can, for example, also be in the form a platelet or bead can be used. It is also possible to use the procedure to carry out in such a way that the solder in the provided with the dopant Flux is immersed and then the soldering process is carried out.

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung ist es möglich, die Bildung von Lotlegierungen unter Verwendungvon Flußmitteln und Dotierungsstoffen während des Lötprozesses, durch welchen Elektroden und Halbleiterkörper verbunden werden, zu vollziehen, die als Fertiglegierung an sich für dasLötenunerwünschte Eigenschaften aufweisen. Es können daher die für das Löten günstigen Eigenschaften des von Dotierungsstoffen freien Lotes ausgenutzt werden.By the method according to the invention it is possible to form of solder alloys using fluxes and dopants during the soldering process by which electrodes and semiconductor bodies are connected, to accomplish the properties which are undesirable for soldering as a finished alloy exhibit. The properties of dopants, which are favorable for soldering, can therefore be used free solder can be used.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Kontaktierung von Halbleiterstoffen mit Metall-Flektroden durch Löten, dadurch gekennzeichnet; daß ein gut verarbeitbares Lot in Kombination mit einem Flußmittel, das einen Dotierungsstoff enthält, verwendet wird. PATENT CLAIMS: 1. Method for contacting semiconductor materials with metal flex electrodes by soldering, characterized; that a well processable Solder used in combination with a flux containing a dopant will. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung sperrfreierKontaktierung, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot in Kombination mit einem Flußmittel, das einen die Unterdrückung einer Sperrschicht bewirkendenDotierungsstoff enthält, verwendet wird. - 3.- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lot Blei, Zinn oder Zink und als Dotierungsstoff Antimon oder Arsen verwendet wird. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flußmittel in an sich bekannter Weise die Dotierungssubstanz zugesetzt ist, beispielsweise dadurch, daß die Dotierungssubstanz fein verteilt dem Flußmittel zugesetzt ist oder derDotierungsstoff in demFlußmittel gelöst oder während des Lötvorganges aus einer Verbindung abgeschieden wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Dotierüngsstoff versehene Flußmittel in an sich bekannter Weise auf das vorzugsweise als Stab oder Plättchen ausgebildete Lot von außen aufgetragen wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Dotierungsstoff versehene Flußmittel in an sich bekannter Weise als Füllung des insbesondere stabförmigen Lotes verwendet wird. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel vor der Lötüng auf die Lötstelle aufgebracht wird. B. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot in das Flußmittel eingetaucht wird.2. The method according to claim 1 for producing lock-free contacting, thereby characterized in that the solder in combination with a flux, the one the suppression a barrier effect dopant is used. - 3.- Procedure according to claim 1 or 2, characterized in that the solder is lead, tin or zinc and antimony or arsenic is used as dopant. 4. Procedure after a of claims 1 to 3, characterized in that the flux is known per se Way, the doping substance is added, for example by the fact that the doping substance finely divided is added to the flux or the dopant in the flux loosened or deposited from a connection during the soldering process. 5. Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the a flux provided with a dopant in a manner known per se to the preferably As a rod or plate formed solder is applied from the outside. 6. Procedure according to one of claims 1 to 4, characterized in that that with the dopant provided flux in a manner known per se as a filling of the, in particular, rod-shaped Lotes is used. 7. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the flux is applied to the solder joint before soldering. B. Procedure according to one of claims 1 to 4, characterized in that the solder is in the flux is immersed.
DENDAT1075410D 1956-09-03 Method for contacting semiconductor materials with metal electrodes Pending DE1075410B (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1232265B (en) * 1960-03-11 1967-01-12 Philips Patentverwaltung Method of manufacturing an alloy diffusion transistor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1232265B (en) * 1960-03-11 1967-01-12 Philips Patentverwaltung Method of manufacturing an alloy diffusion transistor

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