DE1106422B - Blattfoermig zusammengesetztes, aus mehreren Lagen bestehendes Plaettchen aus Elektrodenmaterial zum Einlegieren von p-n-UEbergaengen in Halbleiteranordnungen - Google Patents
Blattfoermig zusammengesetztes, aus mehreren Lagen bestehendes Plaettchen aus Elektrodenmaterial zum Einlegieren von p-n-UEbergaengen in HalbleiteranordnungenInfo
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft ein blattförmig zusammengesetztes, aus mindestens drei Lagen bestehendes
Plättchen aus Elektrodenmaterial zum Einlegieren von p-n-Übergängen in Halbleiteranordnungen.
Halbleiteranordnungen mit flächenhaften Übergängen zwischen Gebieten verschiedener Leitfähigkeit bestehen
gewöhnlich aus einem Plättchen aus Halbleitermaterial, beispielsweise Germanium oder Silizium,
welches entweder p- oder η-Leitfähigkeit besitzt, und einem Gebiet entgegengesetzter Leitfähigkeit, welches
mit dem Plättchen einen p-n-Übergang bildet.
Nach einem bekannten Verfahren zur Herstellung von p-n-Ubergängen wird auf das Halbleiterplättehen
eines bestimmten Leitfähigkeitstyps ein Material auflegiert, so daß der Halbleiterkörper an der Legierungsstelle
entgegengesetzte Leitfähigkeit erhält.
Der Kürze halber soll in der folgenden Beschreibung angenommen werden, daß ein Halbleiterplättchen
aus η-Germanium mit dem Akzeptormaterial Indium legiert wird, wobei eine p-leitende Emitterzone
entsteht.
Bei der üblichen Herstellung von Halbleiteranordnungen wird ein η-leitendes Germaniutnplättchen beispielsweise
in einer Form untergebracht, eine Indiumpille auf das Plättchen gelegt und die gesamte Anordnung
in einer bestimmten Gasatmosphäre erhitzt. Häufig ist es jedoch wünschenswert, in die Legierungszone
zusätzlich zu Indium und Germanium andere Materialien, welche die elektrischen oder sonstigen
Eigenschaften der Anordnung verbessern, einzufügen. Solche Materialien sind beispielsweise Aluminium,
Bor und Gallium.
Die Verwendung von zwei oder mehreren Legierungsmaterialien bereitet jedoch bei der Fertigung oft
Schwierigkeiten. Das Aluminium löst sich in Germanium
nur schwer, ganz gleich ob es in einer Indium-Gallium-Aluminium-Legierung oder als Aluminiumblech
zwischen einer Lage aus Indium—Gallium und dem Germaniuniplättchen aufgebracht wird. Andererseits
wird eine ausreichende Lösung des Aluminiums erreicht, wenn Indium—Gallium zwischen einem Aluminiumblech
und dem Germanium und ebenso, wenn Indium—Gallium zwischen Gallium—Aluminium und
Germanium angeordnet wird.
Es ist bekannt, zur Beseitigung der obenerwähnten Schwierigkeiten ein Gebilde, beispielsweise in Form
einer Tablette, herzustellen, welches aus einer Indium-Gallium-Scheibe besteht, die mit einer Aluminiumscheibe
geringeren Durchmessers zusammengepreßt wird. Dieses Gebilde wird legiert, indem es in einer
Legierungsform auf das Germanium gelegt wird, wobei die das Aluminium enthaltende Seite vom HaIbleiterplättchen
abgekehrt ist. Das Verfahren besitzt jedoch einige erhebliche Nachteile. So sind beispiels-Blattförmig
zusammengesetztes,
aus mehreren Lagen bestehendes
Plättchen aus Elektrodenmaterial
zum Einlegieren von p-n-übergängen
in Halbleiteranordnungen
Anmelder:
INTERMETALL
Gesellschaft für Metallurgie
Gesellschaft für Metallurgie
und Elektronik m.b.H.,
Freiburg (Breisgau), Hans-Bunte-Str. 19
Freiburg (Breisgau), Hans-Bunte-Str. 19
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2. Februar 1959
V. St. v. Amerika vom 2. Februar 1959
Paul L. Meretsky, Framingham, Mass. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
weise zwei getrennte Ätzbehandlungen, die eine für das Aluminium und die andere für das Indium-Gallium
notwendig. Ferner wird ein zusätzlicher Verfahrensschritt zum Verbinden der Aluminium- und
Indium-Gallium-Scheibchen benötigt. Schließlich muß bei der so hergestellten Anordnung darauf geachtet
werden, mit welcher Seite sie auf das Germaniumplättchen aufgelegt wird.
Es ist bereits versucht worden, diese Nachteile zu beseitigen, indem die Anordnungen aus einer zwischen
Indium-Gallium-Blechen liegenden Aluminiumfolie ausgestanzt wurden. Die ausgestanzten Plättchen erhalten
während des Stanzvorganges eine mechanische Festigkeit, da durch den Stanzdruck Teile des oberen
Indium-Gallium-Bleches über die anderen Lagen gezogen werden. Ein so hergestelltes Plättchen ist jedoch
ebenfalls nicht geeignet, da bei dem anschließenden chemischen Ätzvorgang, der zur Reinigung der
Indiurn-GaHium-Qberfläche notwendig ist, diese über die anderen Teile gezogene Schicht bereits vor Beendigung
des Ätzvorganges wieder beseitigt wird. Daher lösen sich die einzelnen Schichten der Anordnung
voneinander.
Mit dem Plättchen nach der Erfindung werden diese Nachteile vermieden.
Ein solches Plättchen wird erhalten, indem erfindungsgemäß
die mittlere Lage aus einem mit im
109 580/342
\vesentlichen gleichförmigen Perforierungen versehenem
Blech besteht und das Material der äußeren, aus gleichmäßigen Blechen bestehenden Lagen die
Perforierungen ausfüllt und in diesen an den Berührungsstellen miteinander verbunden ist.
Zur Herstellung der Plättchen wird ein im wesentlichen gleichmäßig perforiertes Blech eines gegebenen
Materials zwischen zwei gleich großen Blechen aus anderem Material angeordnet, und die aufeinandergeschichteten
Bleche werden einem senkrecht zu ihrer Oberfläche wirkenden Preßdruck ausgesetzt, der das
Material der beiden äußeren Bleche in die Perforierungen des mittleren Bleches fließen läßt und eine
feste Verbindung der beiden äußeren Bleche an der Berührungsstelle ihrer Materialien in den Perforierungen
des mittleren Bleches bewirkt. Aus einem größeren Stück derart gepreßter Bleche werden
dann tablettenförmige Plättchen gewünschter Größe und Form ausgestanzt oder durch ähnliche Methoden
abgetrennt.
Die Vorteile des Plättchens nach der Erfindung werden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
Fig. 1 erläutert an Hand einer schematischen Teilansicht die Herstellung des Plättchens gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist die perspektivische Ansicht eines tablettenförmigen Plättchens zum Einlegieren gemäß der Erfindung.
Xach Fig. 1 besteht der aus Blättern zusammengesetzte Streifen 10 aus drei übereinandergeschichteten
Lagen 12,14 und 16. Die mittlere Lage 14 enthält eine Vielzahl von im wesentlichen gleichmäßig
verteilten Perforierungen 18, welche von dem Material der Lagen 12 und 16 ausgefüllt werden. Dadurch
werden die Lagen entweder infolge mechanischer Verzahnungen oder durch Kaltverschweißung des
Materials der Lagen 12 und 16 an ihrer Verbindung innerhalb der Perforierungen zusammengehalten. Im
einzelnen wird das bei Beschreibung der Herstellung der Streifen 10 näher erläutert.
Der aus Blättern zusammengesetzte Streifen 10 wird aus den einzelnen Blechen 12', 14' und 16', die
den Lagen 12,14 und 16 im Endprodukt entsprechen, hergestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel bestehen die
Bleche 12 und 16 aus dem gleichen Material, beispielsweise aus einer Indium-Gallium-Legierung, und
das Blech 14 aus Aluminium. Das Verhältnis der Dicke der einzelnen Bleche ist nicht kritisch. Dieses
Verhältnis ist durch die gewünschte prozentuale Zusammensetzung der Legierung bestimmt. Obwohl bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Bleche 12', 14' und 16' die gleiche Dicke aufweisen, kann das
mittlere Blech 14 auch wesentlich dünner gemacht werden als die Bleche 12' und 16'. Eine umgekehrte
Wahl der Abmessungen würde dagegen zu keinem befriedigenden Ergebnis führen.
Die Bleche 12' und 16' brauchen nicht aus dem gleichen Material zu bestehen, es sei denn, daß das
beim Endprodukt gewünscht wird. Das mittlere Blech 14' wird gestanzt, geschlitzt, durchbohrt oder
in irgendeiner anderen Weise gleichmäßig perforiert, so daß die Löcher 18 entstehen. Weder die Form noch
die Abmessung oder die Zahl der Perforationen ist kritisch. Diese Faktoren werden durch das zu verbindende
Material und durch die gewünschte Bindungsfestigkeit bestimmt.
Das Blech 14' wird zwischen den Blechen 12' und 16' angeordnet und gepreßt. Das Pressen kann mittels
einer Flachpresse durchgeführt werden, indem das Material, wie in Fig. 1 dargestellt, durch eine oder
mehrere Sätze von Rollen 20 und 22 hindurchgeführt wird.
Der Preßdruck muß so groß sein, daß das Metall der Bleche 12' und 16' in die Perforierungen 18 fließt
und die Lagen zusammenbinden. Die Verbindung
ίο kann rein mechanischer Natur sein, hervorgerufen
durch den seitlichen Druck auf das Metall und die dadurch bedingte Querschnittsverringerung beim
Ausfüllen der Perforierungen 18. Es kann auch eine Kaltschweißverbindung der Metalle der Bleche 12
und 16 an ihrer Berührungsstelle 24 innerhalb der Perforierungen eintreten.
Die Bleche 12', 14' und 16' werden vorher geätzt, da sowohl die inneren als auch die äußeren Oberflächen
sauber sein müssen.
Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab ein Plättchen in Form einer Tablette 26, welches durch Stanzen oder
auf eine andere Art aus dem Streifen 10 abgetrennt worden ist. Die Tablette 26 kann zum Legieren von
Halbleiteranordnungen in der gleichen Weise verwendet und behandelt werden, wie beispielsweise einfache
Pillen aus Indium. So kann sie ohne Gefahr für ihren Zusammenhalt oder sonstige Schaden geätzt
werden. Ferner ist es gleichgültig, mit welcher Oberfläche die Tabletten auf das Halbleiterplättchen aufgelegt
werden, so daß außer den üblichen beim Legieren verwendeten Arbeitsgängen kein weiterer
Arbeitsgang erforderlich ist.
Claims (5)
1. Blattförmig zusammengesetztes, aus mindestens drei Lagen bestehendes Plättchen aus
Elektrodenmaterial zum Einlegieren von p-n-Übergängen in Halbleiteranordnungen, dadurch
gekennzeichnet, daß die mittlere Lage (14) aus einem mit im wesentlichen gleichförmigen Perforierungen
(18) versehenem Blech (14') besteht und das Material der äußeren, aus gleichmäßigen
Blechen bestehenden Lagen (12 und 16) die Perforierungen ausfüllt und in diesen an den Berührungsstellen
(24) miteinander verbunden ist.
2. Plättchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei Lagen aus unterschiedlichem Material bestehen.
3. Plättchen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Lage (14) aus Aluminium,
Bor und/oder Gallium und die äußeren Lagen (12 und 16) aus Donator- und/oder Akzeptormaterial bestehen.
4. Plättchen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Lage (14) aus Aluminium
und die äußeren Lagen (12 und 16) aus einer Indium-Gallium-Legierung bestehen.
5. Plättchen nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die äußeren Lagen (12 und 16) nicht dünner sind als die mittlere Lage (14).
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 129 912, 438 704,
442131, 600 949.
Deutsche Patentschriften Nr. 129 912, 438 704,
442131, 600 949.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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DE1106422B true DE1106422B (de) | 1961-05-10 |
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ID=25151558
Family Applications (1)
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Country | Link |
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