DE1104073B

DE1104073B - Vorrichtung zum Einlegieren von Flaechenelektroden an Halbleiterkoerpern

Info

Publication number: DE1104073B
Application number: DES65390A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Reimer Emeis
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-10-10
Filing date: 1959-10-10
Publication date: 1961-04-06
Also published as: CH388457A; NL256703A; GB902129A; GB902130A; DE1108332B; CH379002A; NL255713A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einlegieren von Flächenelektroden an Halbleiterkörpern mit Hilfe von Legierungsformen, in denen die Halbleiterkörper mit waagerechter Lage der Legierungsflächen angeordnet sind. Erfindungsgemäß besitzt diese Vorrichtung ein in einem Legierungsofen pendelnd aufgehängtes Gestell, das die Legierungsformen aufnimmt. Eine solche Vorrichtung hat den Vorteil, daß während des Legierens eine genau waagerechte Lage der Legierungsflächen und damit auch die angestrebte gleichmäßige Dicke der Legierungsschichten gewährleistet ist.

Ein Ausführungsbeispiel einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Legierungsvorrichtung,

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt durch einen Teil derselben.

Nach Fig. 1 befindet sich ein käfigartiges Gestell 2, welches aus zwei durch Bolzen 2 c miteinander verbundenen quadratischen Platten 2 d besteht und zur Aufnahme von Legierungsformen 3 dient, in einem Quarzrohr 4. Das Quarzrohr 4 ist an seinem unteren Ende geschlossen und mit seinem oberen,, offenen Ende in einer Haltevorrichtung 5, welche zugleich als Pumpkopf für die Evakuierung dient und mit einem halsartigen Ansatz 5 a versehen ist, mittels Stopfbuchsen 6 und 6 a, Gummiquetschdichtungen 7 und la sowie einer überwurfmutter 6 b gehaltert und gegenüber der Außenatmosphäre vakuumdicht abgeschlossen. Der Hals 5 a bildet mit einem Hohlzylinder 30 einen Kühlkanal 31, der durch Gummiringe 32 und 33, einen Preßring 34 und eine Ringmutter 35 abgedichtet ist. Kühlwasser wird an zwei Rohranschlüssen 8, 8 a zu- bzw. abgeführt. Die obere Öffnung des Pumpkopfes wird durch einen Deckel 9 abgeschlossen, dessen untere Auflagefläche plan gedreht ist. Der Deckel 9 ist durch eiine Dichtung 10 gegen den Pumpkopf abgedichtet und wird bei der Evakuierung durch den Außendruck festgepreßt. An einer seitlichen Öffnung der Haltevorrichtung 5 ist über ein Rohr 13 eine Hochvakuumpumpe 14 an sich bekannter Art an- geschlossen. Das Rohr 13 ist mittels einer Schelle 15 und eines Tragarmes 16 an einem Legierungsofen 20 befestigt. Eine ebenfalls an sich bekannte Vorvakuumpumpe 17 ist über ein Rohr 18 mit der Hochvakuumpumpe 14 verbunden. Auf einem ringförmigen Bund im Innern der Haltevorrichtung 5 ist ein walzenförmiger Knebel 19 passender Länge lose gelagert, der in der Mitte aine Querbohrung hat. Darin hängt eine Haltestange 2 a des Gestells 2 mit reichlichem Spiel, so daß sie nach allen Seitenrichtungen frei pendeln kann. Das obere Ende der Haltestange ist mit

Vorrichtung zum Einlegieren

von Flächenelektroden

an Halbleiterkörpern

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ph.ys. Reimer Emeis, Ebermannstadt (OFr.),
ist als Erfinder genannt worden

einer Verdickung versehen, die z. B. von einer aufgeschraubten Gewindemutter oder Kugel 2 b gebildet werden kann.

Das Quarzrohr 4 ragt in einen vertikalen Heizschacht des Legierungsofens 20 hinein. Dieser Heizschacht ist von einem dickwandigen Rohr 21 aus wärmebeständigem keramischen Material, beispielsweise gesintertem Aluminiumoxyd, umgeben. Die Innenwandung des Keramikrohres 21 ist mit über den Umfang gleichmäßig verteilten Längsnuten versehen, in denen Heizwendeln 22 offen angeordnet sind. Hierdurch wird eine besonders rasche Aufheizung des Einsatzgutes bis auf die erforderliche Legiierungstemperatur von z. B. 700° C mittels Strahlung ermöglicht. Die Heizwendeln können zur Sicherung ihrer regelmäßigen Windungsabstände abschnittweise durch Tragstifte in den Längsnuten abgestützt sein. Nahe dem oberen Ende des Keramikrohres 21 sind Anschlüsse 23 für den elektrischen Heizstrom isoliert angebracht. Das Gestell 2 zur Aufnahme der Kontaktierungsvorrichtungen 3 wird von der mit Heizwendeln bestückten Länge des Ofenschachtes nach oben und unten jeweils um mehr als das Doppelte der Schaltweite überragt; auf diese Weise wird die erhöhte Wärmeabfuhr an den Enden des Heizschachtes durch gegenseitige Bestrahlung der Heizwendeln mindestens teilweise kompensiert und somit eine größere Gleichmäßigkeit der Temperaturverteilung über die Länge des Heizschachtes gewährleistet. Die vorbeschriebene Heizvorrichtung ruht auf einem Keramikrohr 21 a, in welchem sich eine Füllung 24 aus passend geformtem Schaumstein befindet. Darüber ist eine etwa 3 cm

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dicke Schicht 25 Aluminiumoxydpulver aufgeschüttet. Um das Keramikrohr 21 ist in geringem Abstand ein weiteres Rohr 27 aus gleichem oder ähnlichem Material konzentrisch angeordnet, welches zusammen mit einer metallenen Außenwand 28, einem Bodenblech 28 t? und einem Deckelblech 28 b den Mantel des Ofens 20 bildet. Sein Hohlraum kann mit einem Wärmedämmstoff 29, z. B. Kieselgur, gefüllt sein.

Aus Fig. 2 ist die Anordnung der Längsnuten an der Innenwand des Keramikrohres 21 zu ersehen. Für die Anzahl der Nuten wird vorteilhaft eine gerade Zahl gewählt; dann liegen nämlich die beiden äußeren Enden der Hintereinanderschaltung sämtlicher Heizwendeln an demselben Ende der Heizvorrichtung und können somit z. B. oberhalb des Ofens 20 unmittelbar an den beiden einander benachbarten Stromanschlüssen 23 festgeklemmt werden.

Das Gestell 2 hat vorteilhaft eine langgestreckte Form mit vertikaler Längsachse und horizontaler Bodenplatte und ist so ausgestaltet, daß eine größere Anzahl von Legierungsformen 3 übereinandergestapelt werden kann. Wegen der pendelnden Aufhängung nimmt das Gestell selbsttätig eine senkrechte Lage ein. Damit liegen die Legierungsflächen waagerecht und können infolgedessen weder eine einseitige Verlagerung noch ein Abfließen von Legierungsflüssigkeit der einzulegierenden Flächenelektroden verursachen. Die lichte Weite des Quarzrohres 4 soll wesentlich größer sein als der größte Durchmesser des Gestells 2, damit letzteres genügend Bewegungsfreiheit hat und der ganze Innenraum des Rohres 4 gleichmäßig schnell evakuiert werden kann, ohne daß ein Teil der Luft beim Abströmen durch einen Engpaß behindert wird. Solche Engpässe werden mit Sicherheit vermieden, wenn die lichte Weite des Quarzrohres mindestens 10 mm mehr beträgt als der größte Durchmesser des Gestells 2.

In Verbindung mit der neuen Legierungsvorrichtung werden vorteilhaft solche Legierungsformen verwendet, bei denen der Anpreßdruck auf die zu legierenden Metallschichten nur durch das Gewicht eines senkrecht zur Legierungsfläche geführten Druckkörpers ausgeübt wird. Man kann aber auch solche Legierungsformen verwenden, bei denen ein Druck auf das Legierungsmetall mittels Schraub- oder Klemmvorrichtungen ausgeübt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einlegieren von Flächenelektroden an Halbleiterkörpern mit Hilfe von Legierungsfcrmen, in denen die Halbleiterkörper mit waagerechter Lage der Legierungsflächen und Metallschichten angeordnet sind, gekennzeichnet durch ein in einem Legierungsofen pendelnd aufgehängtes Gestell, das die Legierungsformen aufnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungsformen in dem Gestell übereinandergestapelt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell von einem unten geschlossenen Quarzrohr umgeben ist, dessen oberes Ende an einem als Aufhängelager für das Gestell und zugleich als Pumpkopf für den Anschluß einer Vakuumpumpe ausgebildeten Hohlkörper angebracht ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite des Quarzrohres wesentlich größer ist als der größte Durchmesser des Gestells.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Quarzrohr am Pumpkopf mittels einer Quetschdichtung befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Pumpkopfes, welcher das Quarzrohr umschließt, flüssigkeitsgekühlt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Legierungsofen als Vertikalofen mit im Schacht offen angeordneten Heizwendeln ausgeführt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Heizwendeln bestückte Länge des Ofenschachtes über das Gestell an beiden Enden mindestens um den doppelten Betrag der Schachtweite hinausragt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendeln in Achsrichtung des Quarzrohres angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendeln in Längsnuten auf der Innenseite eines Keramikrohres angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwendeln zur Sicherung ihrer regelmäßigen Windungsabstände abschnittsweise durch Tragstifte in den Längsnuten abgestützt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 044 617.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen