DE1108332B - Alloy device for attaching surface electrodes to semiconductor bodies - Google Patents

Alloy device for attaching surface electrodes to semiconductor bodies

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DE1108332B DES65944A DES0065944A DE1108332B DE 1108332 B DE1108332 B DE 1108332B DE S65944 A DES65944 A DE S65944A DE S0065944 A DES0065944 A DE S0065944A DE 1108332 B DE1108332 B DE 1108332B
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Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

S 65944 Vmc/21gS 65944 Vmc / 21g

ANMELDETAG:REGISTRATION DAY:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF EDITORIAL:

24. NOVEMBER 1959NOVEMBER 24, 1959

8. JUNI 1961June 8, 1961

Gegenstand der Hauptpatentanmeldung S 65390 VIII c/21g (deutsche Auslegeschrift 1104 073) ist eine Vorrichtung zum Einlegieren von Flächenelektroden an Halbleiterkörpern mit Hilfe von Legierunngsformen, in denen die Halbleiterkörper mit waagerechter Lage der Legierungsflächen angeordnet und in einem Gestell untergebracht sind, welches in einem Legierungsofen pendelnd aufgehängt ist und das 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 befestigt ist. Die Erfindung betrifft eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Vorrichtung, die darin besteht, daß an dem Hohlkörper in der Verlängerung der Achse des Ofenschachtes ein rohrförmiger, oben geschlossener Behälter angebracht ist, in dessen oberem Teil sich eine Hebevorrichtung für das Gestell befindet. Ein solche Vorrichtung ergibt den Vorteil, daß die Legierungsformen nach Beendigung des Legierungsvorganges im Vakuum außerhalb des Ofenschachtes unabhängig von der Temperatur im Legierungsofen selbst verhältnismäßig schnell abgekühlt werden können.The subject of the main patent application S 65390 VIII c / 21g (German Auslegeschrift 1104 073) is a device for alloying surface electrodes on semiconductor bodies with the help of alloy shapes in which the semiconductor bodies are arranged with the alloy surfaces in a horizontal position and housed in a frame which is in an alloy furnace is suspended pendulum and which is surrounded by a quartz tube closed at the bottom, the upper end of which is attached to a hollow body designed as a suspension bearing for the frame and at the same time as a pump head for connecting a vacuum pump. The invention relates to an advantageous further embodiment of the device, which consists in that a tubular container closed at the top is attached to the hollow body in the extension of the axis of the furnace shaft, in the upper part of which there is a lifting device for the frame. Such a device has the advantage that after the alloying process has ended, the alloy molds can be cooled relatively quickly in a vacuum outside the furnace shaft, regardless of the temperature in the alloy furnace itself.

Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht.An embodiment of a device according to the invention is illustrated in the drawing.

In der dargestellten Vorrichtung ist ein Quarzrohr 2, welches an seinem unteren Ende geschlossen ist, mit seinem oberen offenen Ende in einer Haltevorrichtung 3, welche zugleich als Pumpkopf für die Evakuierung dient und mit einem halsartigen Ansatz 6 versehen ist, mittels einer Stopfbuchse? und Quetschdichtungen 8 sowie einer Überwurfmutter 9 gehaltert und gegenüber der Außentemperatur vakuumdicht abgeschlossen. An ein Rohr 10, das mittels eines Flansches 11 an einer seitlichen Öffnung der Haltevorrichtung 3 befestigt ist, kann eine in der Zeichnung nicht dargestellte Hochvakuumpumpe bekannter Art angeschlossen sein. Auf der Haltevorrichtung 3 ist ein rohrförmiger Behälter 14 mit einem Flansch 15, welcher mit einer Gummidichtung 15 a versehen ist, angebracht und durch sein Eigengewicht vakuumdicht mit dem Behandlungsraum verbunden. Der obere Teil des Behälters 14 ist quaderförmig ausgestaltet und oben durch einen aufgeschraubten Deckel 16, welcher mit einer Gummidichtung 16 a versehen ist, vakuumdicht verschlossen. Ein käfigartiges Gestell 17, welches aus zwei durch Bolzen 17 α miteinander verbundenen quadratischen Platten 17 b besteht und zur Aufnahme von Legierungsformen 18 dient, ist mittels einer Öse 19 und einem Haken 20 an einem Stahlband 21 aufgehängt und kann mittels Legierungsvorrichtung zum Anbringen von Flächenelektroden an HalbleiterkörpernIn the device shown, a quartz tube 2, which is closed at its lower end, is with its upper open end in a holding device 3, which also serves as a pump head for evacuation and is provided with a neck-like extension 6, by means of a stuffing box? and pinch seals 8 and a union nut 9 are held and sealed in a vacuum-tight manner with respect to the outside temperature. A high vacuum pump of a known type, not shown in the drawing, can be connected to a tube 10, which is fastened to a lateral opening of the holding device 3 by means of a flange 11. A tubular container 14 with a flange 15, which is provided with a rubber seal 15 a, is attached to the holding device 3 and is connected to the treatment room in a vacuum-tight manner by its own weight. The upper part of the container 14 is cuboid and closed at the top in a vacuum-tight manner by a screwed-on cover 16 which is provided with a rubber seal 16 a. A cage-like frame 17, which consists of two square plates 17 b connected to one another by bolts 17 α and serves to hold alloy shapes 18, is suspended from a steel band 21 by means of an eyelet 19 and a hook 20 and can be attached to a steel band 21 by means of an alloy device for attaching surface electrodes Semiconductor bodies

Zusatz zur Anmeldung S 65390 VIIIc/21 g (Auslegeschrift 1104 073)Addendum to registration S 65390 VIIIc / 21 g (Auslegeschrift 1104 073)

Anmelder: Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,Applicant: Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Berlin and Erlangen, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Phys. Reimer Emeis, Ebermannstadt (OFr.), ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Phys. Reimer Emeis, Ebermannstadt (OFr.), Has been named as the inventor

einer Hebevorrichtung, die aus einer Rolle 22, einem Untersetzungsgetriebe 23 und einem Elektromotor 24 besteht, gesenkt und gehoben werden. Das Stahlband 21 wird mittels eines glockenförmigen Schlittens 25 in dem Behälter 14 geführt, damit ein Pendeln des Gestells beim Heben und Senken verhindert wird. Der Schlitten 25 hängt an einem Gewicht 26, welches an dem Stahlband 21 befestigt ist; er kann an der Innenwand des Behälters 14 gleiten oder beispielsweise mittels Führungsrollen 27, von denen jeweils zwei übereinander im Abstand von 120° über den Umfang verteilt sein können, geführt werden. Beim Senken des Gestells 17 setzt der Schlitten 25 auf einen am unteren Ende des Behälters eingeschweißten Ring 15 b auf und führt dann an dieser Stelle das Stahlband, welches in einem Schlitz der Deckplatte des Schlittens gleitet.a lifting device consisting of a roller 22, a reduction gear 23 and an electric motor 24 can be lowered and raised. The steel band 21 is guided in the container 14 by means of a bell-shaped slide 25 so that the frame is prevented from swinging when it is raised and lowered. The carriage 25 is suspended from a weight 26 which is attached to the steel belt 21; it can slide on the inner wall of the container 14 or, for example, be guided by means of guide rollers 27, two of which can be distributed one above the other at a distance of 120 ° over the circumference. When the frame 17 is lowered, the carriage 25 rests on a ring 15 b welded into the lower end of the container and then guides the steel band at this point, which slides in a slot in the cover plate of the carriage.

Der Behälter 14 ist über zwei Tragarme 28 mit einem der Achse des Behälters parallelen, oben geschlossenen Rohr 29 verbunden, welches an seinem unteren Ende durch einen angeschweißten Flansch 30 verstärkt ist. Das Rohr 29 ist konzentrisch über ein Rohr 31 mit kleinerem Durchmesser geschoben und auf dessen oberem Ende drehbar gelagert. Zu diesem Zweck ist das obere Ende des Rohres 31 durch eine Platte abgeschlossen. In einer Bohrung des Rohres 31 ist eine Welle 32 mit einem Exzenter 33 drehbar gelagert und auf einer Seite mit einer Mutter 34 festgeschraubt. Die Welle 32 kann mittels einer Kurbel 35 und eines Handgriffes 36 gedreht werden. Mit demThe container 14 is closed at the top via two support arms 28 with one of the axis of the container parallel Tube 29 connected, which at its lower end by a welded flange 30 is reinforced. The tube 29 is pushed concentrically over a tube 31 with a smaller diameter and rotatably mounted on its upper end. For this purpose, the upper end of the tube 31 is through a Plate completed. A shaft 32 with an eccentric 33 is rotatably mounted in a bore in the tube 31 and screwed tight on one side with a nut 34. The shaft 32 can by means of a crank 35 and a handle 36 can be rotated. With the

109 610/334109 610/334

Exzenter 33 kann das Rohr 29 und somit der Behälter 14 angehoben und von Hand ausgeschwenkt werden. Das Rohr 31 ist an seinem unteren Ende mit dem Mantel 38 eines Legierungsofens 39 verbunden, beispielsweise verschweißt. Der Legierungsofen besteht im wesentlichen aus einem vertikalen Heizschacht, in welchem ein dickwandiges Rohr 40 aus wärmebeständigem Material, beispielsweise aus gesintertem Aluminiumoxyd, senkrecht angeordnet ist, in dessen Wandung die Heizvorrichtung, welche in der Zeichnung nicht dargestellt ist, eingelagert sein kann. Am oberen Ende des Rohres 40 sind die Anschlüsse 41 für den elektrischen Heizstrom isoliert angebracht. Auf dem Boden des Ofenschachtes, welcher durch einen Deckel 42 abgeschlossen ist, befindet sich eine Füllung 43 aus Aluminiumoxydpulver. Der Raum zwischen der Innenwand 44 des Ofens, die beispielsweise ebenfalls aus einem Keramikkörper bestehen möge, und dem Außenmantel 38 ist mit einem Wärmedämmstoff gefüllt. Oben und unten ist der Legierungsofen durch ein Bodenblech 38 a bzw. Deckelblech 38 b abgeschlossen.Eccentric 33, the tube 29 and thus the container 14 can be raised and swiveled out by hand. The tube 31 is connected at its lower end to the jacket 38 of an alloy furnace 39, for example welded. The alloy furnace consists essentially of a vertical heating shaft in which a thick-walled tube 40 made of heat-resistant material, for example sintered aluminum oxide, is arranged vertically, in whose wall the heating device, which is not shown in the drawing, can be incorporated. At the upper end of the tube 40, the connections 41 for the electrical heating current are attached in an insulated manner. On the bottom of the furnace shaft, which is closed by a cover 42, there is a filling 43 made of aluminum oxide powder. The space between the inner wall 44 of the furnace, which may also consist of a ceramic body, for example, and the outer jacket 38 is filled with a thermal insulation material. The alloy furnace is closed at the top and bottom by a base plate 38 a and cover plate 38 b.

Zur Beschickung des Legierungsofens wird der Behälter 14 seitlich ausgeschwenkt, das Gestell 17 mit den Legierungsformen 18 in den Haken 20 eingehängt und mit der Hebevorrichtung in den Behälter 14 gehoben. Dann wird der Behälter 14 über den Pumpkopf 3 geschwenkt, mittels des Exzenters 33 gesenkt und auf den Pumpkopf 3 aufgesetzt. Quarzrohr, Pumpkopf und Behälter werden evakuiert und das Gestell 17 in den Ofen gesenkt. Die Heizung des Ofens kann bereits während der Evakuierung eingeschaltet werden. Nach Beendigung des Legierungsvorganges kann das Gestell sofort aus dem Ofen herausgehoben und in dem kalten Behälterraum abgekühlt werden. Diese Abkühlung im Behälter 14 ergibt den Vorteil, daß man unabhängig wird von der Temperatur im Ofenschacht und der Ofen bereits wieder neu beschickt werden kann, bevor er völlig abgekühlt ist.To load the alloy furnace, the container 14 is swiveled out to the side, the frame 17 with it the alloy molds 18 are suspended in the hook 20 and lifted into the container 14 with the lifting device. The container 14 is then pivoted over the pump head 3 and lowered by means of the eccentric 33 and placed on the pump head 3. Quartz tube, pump head and container are evacuated and that Frame 17 lowered into the oven. The heating of the furnace can already be switched on during the evacuation will. After finishing the alloying process, the frame can be taken out of the furnace immediately lifted out and cooled in the cold container space. This cooling in the container 14 results the advantage of being independent of the temperature in the furnace shaft and the furnace already can be reloaded before it has cooled down completely.

Es ergibt sich somit eine erhebliche Zeitersparnis, insbesondere in solchen Fällen, in denen der eigentliche Legierungsvorgang nur kurze Zeit in Anspruch nimmt. Dies gilt beispielsweise beim Zusammenlegieren der Trägerplatte von Halbleiterelementen mit dem Gehäuse. Es genügt dabei nämlich das Aufheizen bis zur Legierungstemperatur, worauf sofort die Abkühlung folgen kann. Auch bei solchen Vorgängen, bei denen eine vorbestimmte Temperatur über längere Zeit konstantgehalten werden muß, bringt die Möglichkeit einer schnellen Abkühlung noch erhebliche Vorteile. Der Ofen ist mit ausreichender Wärmedämmung versehen, damit der elektrische Wirkungsgrad möglichst groß wird. Dementsprechend sinkt aber auch nach der Abschaltung der Heizung die Temperatur des Ofens langsam. Somit ίο kann durch die weitere Ausgestaltung der Legierungsvorrichtung nach der Erfindung eine erhebliche Zeitersparnis erreicht werden, weil der Behandlungsvorgang unabhängig von der Zeit der Abkühlung des Legierungsofens beendet wird.This results in a considerable saving of time, especially in those cases in which the actual Alloying process only takes a short time. This applies, for example, to alloying the carrier plate of semiconductor elements with the housing. It is sufficient to heat it up up to the alloy temperature, which can be followed immediately by cooling. Even with such processes at which a predetermined temperature must be kept constant over a longer period of time, the possibility of rapid cooling brings considerable advantages. The oven is with sufficient Provide thermal insulation so that the electrical efficiency is as high as possible. Accordingly However, the temperature of the furnace will slowly drop even after the heating has been switched off. Consequently ίο can save a considerable amount of time through the further configuration of the alloy device according to the invention can be achieved because the treatment process is independent of the time it takes to cool the Alloy furnace is ended.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Vorrichtung zum Einlegieren von Flächenelektroden an Halbleiterkörpern mit Hilfe von Legierungsformen, in denen die Halbleiterkörper mit waagerechter Lage der Legierungsflächen angeordnet und in einem Gestell untergebracht sind, das in einem Legierungsofen pendelnd aufgehängt ist und das 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 befestigt ist, nach Patentanmeldung S 65390 VIIIc/21g (deutsche Auslegeschrift 1104 073), dadurch gekennzeich net, daß an dem Hohlkörper in der Verlängerung der Achse des Ofenschachtes ein rohrförmiger, oben geschlossener Behälter angebracht ist, in dessen oberem Teil sich eine Hebevorrichtung für das Gestell befindet.1. Device for alloying flat electrodes on semiconductor bodies with the help of alloy molds in which the semiconductor bodies are arranged with the alloy surfaces in a horizontal position and housed in a frame which is suspended in an alloy furnace and which is surrounded by a quartz tube closed at the bottom, the top of which End is attached to a hollow body designed as a suspension bearing for the frame and at the same time as a pump head for connecting a vacuum pump, according to patent application S 65390 VIIIc / 21g (German Auslegeschrift 1104 073), characterized in that on the hollow body in the extension of the axis of the Oven shaft a tubular, closed top container is attached, in the upper part of which there is a lifting device for the frame. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter auf den Pumpkopf vakuumdicht aufgesetzt und lösbar befestigt ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the container is on the pump head is placed vacuum-tight and releasably attached. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter mit einer in Achsrichtung verschiebbar und seitlich schwenkbar gelagerten Tragvorrichtung unlösbar verbunden ist.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the container with one in the axial direction slidably and laterally pivoted support device is inextricably connected. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebevorrichtung aus einer Rolle besteht, welche über ein Untersetzungsgetriebe, vorzugsweise elektromotorisch, angetrieben wird.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the lifting device consists of a There is a role, which is driven by a reduction gear, preferably by an electric motor will. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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