DE1114592B - Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen mit einem Halbleiterkoerper und mindestens einer einlegierten, teilweise aus Aluminium bestehenden Elektrode - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen mit einem Halbleiterkoerper und mindestens einer einlegierten, teilweise aus Aluminium bestehenden Elektrode

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DE1114592B
DE1114592B DES59300A DES0059300A DE1114592B DE 1114592 B DE1114592 B DE 1114592B DE S59300 A DES59300 A DE S59300A DE S0059300 A DES0059300 A DE S0059300A DE 1114592 B DE1114592 B DE 1114592B
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Description

DEUTSCHES
PATENTAMT
S 59300 Vfflc/21g
ANMELDETAG: 6. AUGUST 1958
BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 5. OKTOBER 1961
Um beim Einlegieren von Elektroden mit dotierenden Eigenschaften in Halbleiterkristalle Benetzungsschwierigkeiten zwischen der Halbleiteroberfläche und dem geschmolzenen Legierungsmetall zu beseitigen, ist es bekannt, vor dem Einlegieren des dotierenden Legierungsmetalls auf die Halbleiteroberfläche eine dünne Schicht eines Hilfsmetalls aufzubringen und in das Hilfsmetall dann das Legierungsmetall einzulegieren. Dieses Verfahren kann auch bei der Herstellung aluminiumhaltiger Elektroden angewendet werden. Zu diesem Zweck wird dann zunächst auf die Halbleiteroberfläche, ζ. B. eine Germaniumoberfläche, ein Scheibchen aus Indium und auf dieses Scheibchen ein weiteres Scheibchen aus Aluminium aufgelegt, worauf beide Scheibchen dann durch eine Wärmebehandlung geschmolzen und in den Halbleiter einlegiert werden. Das geschmolzene Hilfsmetall erleichtert auch hier das Einlegieren des eigentlichen Legierungsmetalls, also des Aluminiums, während die unmittelbare Einlegierung von Aluminium in eine Germaniumoberfläche ohne Verwendung eines geeigneten Hilfsmetalls nicht so ohne weiteres möglich ist, da die auch gegen Wasserstoff auch bei hohen Temperaturen widerstandsfähige Oxydhaut auf dem Aluminium die unmittelbare Benetzung der Halbleiteroberfläche durch das geschmolzene Aluminium behindert. Zwar könnte die Oxydhaut vorher durch Ätzen der zur Legierung bestimmten Aluminiumpille entfernt werden, jedoch dürfen die auf diese Weise behandelten Pillen dann nicht mehr mit Luft in Berührung kommen. Da es sehr schwierig ist, den Ätzvorgang so zu steuern, daß genau die für die Legierung erforderliche Menge an Aluminium übrigbleibt, ist aus dem genannten Grunde ein solches Verfahren nicht empfehlenswert.
Um die Benetzung durch die Anwendung des Hilfsmetalls zu erleichtern, ist es erforderlich, daß das Hilfsmetall nicht nur eine dünne Haut auf der Halbleiteroberfläche bildet, sondern in entsprechend größerer Menge vorhanden ist, was z. B. durch die Anwendung eines Scheibchens aus dem Hilfsmetall gewährleistet ist. Da jedoch das Hilfsmetall im allgemeinen einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Aluminium besitzt und die zur Beseitigung des Einflusses der Oxydhaut des Aluminiums erforderliche Temperatur verhältnismäßig hoch sein muß, findet während der Zeit, in der sich das Aluminium mit dem Hilfsmetall vermischt, ein merkliches Eindringen des Hilfsmetalls in den Halbleiterkörper statt. Da außerdem die Stärke der Oxydhaut im allgemeinen nicht gleichmäßig ist, tritt an einzelnen Stellen bereits eine Vermischung der beiden Metalle ein, während an anderen Stellen Verfahren zur Herstellung
von Halbleiteranordnungen mit einem
Halbleiterkörper und mindestens einer
einlegierten, teilweise aus Aluminium
bestehenden Elektrode
Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2
Dipl.-Phys. Dr. Adolf Götzberger, Palo Alto, Calif.
(V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden
die beiden Metalle noch durch die Oxydhaut voneinander getrennt sind. Die Folge davon wird eine zunächst ungleichmäßige Verteilung des Aluminiums in dem Hilfsmetall sein, die sich erst nach einiger Zeit ausgleicht. Wenn während dieser Zeit, in der noch keine homogene Legierung der beiden Metalle vorliegt, bereits ein merkliches Eindringen in den Halbleiter stattfindet, so wird die im Vergleich zu der des Indiums höhere Lösungskraft des Aluminiums auf das Germanium sich in der Entstehung eines unregelmäßigen Verlaufes der Legierungsfront bemerkbar machen. Der Ausgleich dieser Unregelmäßigkeiten, der zur Erzielung definierter elektrischer Eigenschaften des fertigen Halbleiterbauelementes erforderlich ist, ist jedoch sehr schwierig und in vielen Fällen nicht mehr möglich, insbesondere dann, wenn die Tiefe, die die herzustellende Elektrode in dem Halbleiterkristall erhalten soll, klein ist.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Erzeugung von großflächigen, rissefreien pn-Übergängen, bei denen ein den Leitungstyp bestimmendes Dotierungsmaterial auf einen Halbleiterkörper entgegengesetzten Leitungstyps aufgebracht und auf eine Temperatur erhitzt wird, welche oberhalb der eutektischen Temperatur des Dotierungsmaterials und des Halbleiterkörpers, aber unterhalb des Schmelzpunktes des letz-
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3 4
teren liegt, sieht vor, daß das Legierungsmetall lang- aluminiumhaltigen Elektroden z. B. auch Blei oder
sam auf eine noch oberhalb der eutektischen Tempe- Zinn in Betracht.
ratur liegenden Temperatur abgekühlt, dann die Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah-Zweistoffelegierung mit einem geschmolzenen Metall rens werden zweckmäßig die bekannten Legierungsübergossen wird, dessen Schmelzpunkt wesentlich 5 formen benutzt, die auf den Halbleiterkristall in defiunter dem des Dotierungsmetalls liegt und das sodann nierter Weise aufgesetzt werden und die mit Führungsauf Raumtemperatur abgekühlt wird, wobei das ge- kanälen versehen sind, welche den in sie eingebrachschmolzene Übergußmetall mit dem Dotierungsmetall ten Legierungsstoff bzw. das Hilfsmetall zu den für nur unvollständig mischbar ist und ein höheres spezi- die Legierung vorgesehenen Stellen der Halbleiterfisches Gewicht hat als das geschmolzene Dotierungs- io oberfläche hin leiten. Bei Verwendung solcher Legiemetall. Dabei ist vorzugsweise Aluminium als Dotie- rungsformen kann bei entsprechender Dosierung des rungsmaterial vorgesehen, während das zum Über- Hilfsmetalls eine einwandfreie Benetzung ohne gießen verwendete Hilfsmetall aus Indium, Kadmium, Schwierigkeiten erzielt werden, insbesondere, wenn Wismut oder Zinn bestehen kann. Das Übergußmetall das Anlegieren des Hilfsmetalls ebenso wie die folgenhat dabei die Aufgabe, das Auftreten mechanischer i5 den Verfahrensschritte in einer Wasserstoff atmosphäre Spannungen in dem erkaltenden Legierungsmetall zu vorgenommen werden. Selbst wenn als Hilfsmetall Inverhindern, dium verwendet wird, ist es dann nicht notwendig, die
Die Erfindung bezieht sich demgegenüber auf ein beabsichtigte Legierungsfläche mit einem weiteren
Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnun- Hilfsmetall zu plattieren.
gen mit einem Halbleiterkörper und mindestens einer 20 Wesentlich ist, daß während des ersten Verfahrens-
einlegierten, teilweise aus Aluminium bestehenden Schrittes das Indium nur anlegiert, jedoch nicht ein-
Elektrode, bei dem zunächst ein die Oberfläche des legiert wird. Das Hilfsmetall soll also, mit anderen
Halbleiterkörpers benetzendes Hilfsmetall einlegiert Worten, im Vergleich zu der endgültigen Legierungs-
wird, dann auf die Oberfläche des Hilfsmetalls ein front nur wenig in den Halbleiter eindringen und eine
alumimumhaltiger Legierungskörper aufgebracht und 25 möglichst ebene Legierungsfront bilden. Aus diesem
zusammen mit dem Hilfsmetall in den Halbleiterkör- Grunde wird die beim ersten Verfahrensschritt ange-
per einlegiert wird. wendete Temperatur T1 nur so hoch gewählt, daß das
Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird zu- Hilfsmetall schmilzt und nur geringfügig in dem HaIb-
nächst auf der in üblicher Weise vorbereiteten Legie- leiter legiert. Dann wird die Temperatur gesenkt, wo-
rungsstelle der Halbleiteroberfläche eine Legierungs- 30 bei vorteilhafterweise die Erstarrungstemperatur des
pille des Hilfsmetalls bei einer Temperatur T1 anle- Hilfsmetalls unterschritten wird, so daß der Anlegie-
giert, bei der die praktisch ebene Legierungsfront nur rungsprozeß mit Sicherheit unterbunden wird. Bei
zu einem Bruchteil der endgültigen Legierungstiefe Anwendung von Indium als Hilfsmetall und Germa-
eindringt, und dann auf das erstarrte Hilfsmetall ein nium als Halbleiter liegt die Temperatur T1 vorteil-
aluminiumhaltiger Legierungskörper aufgebracht und 35 hafterweise bei etwa 450° C, mindestens jedoch bei
auf eine gerade noch ein Anschmelzen des Legierungs- 400° C, die Anlegierungsdauer bei einer Pille von
körpers an das Hilfsmetall ermöglichende Temperatur etwa 1,5 mm Durchmesser bei etwa einer Minute,
T2 erhitzt. Unmittelbar nach dem Anschmelzen wird während, wie bei dem üblichen Einlegieren von
die Temperatur auf einen Wert T3 so weit abgesenkt, Indium im Germanium, eine Temperatur von 500 bis
daß ein weiteres Vordringen der Legierungsfront in 40 600° C verwendet wird.
den Halbleiterkörper unterbunden ist, und so lange Auf das anlegierte und vorzugsweise wieder zum
auf dieser Temperatur gehalten, bis das Hilfsmetall Erstarren gebrachte Hilfsmetall wird dann der eigent-
mit dem Legierungmetall durchmischt ist, und schließ- Hohe Legierungskörper aus Aluminium, beispielsweise
lieh wird die Metallmischung bei einer höheren Tem- in Form einer kleinen Scheibe, deren Durchmesser,
peratur T4 bis zur endgültigen Eindringtiefe in den 45 wje aus der pjg. 1 hervorgeht, gegen den Rand des
Halbleiterkristall einlegiert. Führungskörpers etwas Spielraum lassen soll, aufge-
Auf diese Weise läßt sich das ungleichmäßige Ein- setzt. Im Interesse einer reproduzierbaren Dotierungsdringen der Legierungsfront beim Einlegieren von wirkung ist darauf zu achten, daß das Aluminium Aluminium in Halbleiterkristalle von vornherein ver- möglichst wenig unkontrollierbare Verunreinigungen hindern, so daß das Verfahren zu gleichmäßigen, gut 50 enthält. Es sollte deshalb eine Reinheit bezüglich reproduzierbaren pn-Übergängen führt, was insbeson- solcher Verunreinigungen von mindestens 99,8% dere für die Herstellung von Emitterelektroden wich- haben. Das gleiche gilt, wenn an Stelle eines nur aus tig ist. Aluminium bestehenden Legierungskörpers eine AIu-
Das Hilfsmetall wird in an sich bekannter Weise so miniumlegierung verwendet wird,
ausgewählt, daß es in flüssigem Zustand die Halb- 55 Es empfiehlt sich ferner, auf den Aluminiumlegieleiteroberfläche gut benetzt und außerdem bei erhöh- rungskörper ein Stäbchen aus Kohle, Chromstahl oder ter Temperatur mit dem Metall des aluminiumhalti- einem anderen durch das geschmolzene Legierungsgen Legierungskörpers legierbar ist. Hinsichtlich einer und Hilfsmetall nicht benetzbaren und keine zusätzeventuellen Dotierungswirkung des Hilfsmetalls ist liehen Verunreinigungen verursachenden indifferenten darauf zu achten, daß diese die Dotierungswirkung 60 Material zu stellen und die Anordnung während des des Aluminiums möglichst wenig beeinträchtigt. zweiten Verfahrensschrittes zu rütteln. Hierdurch wird
Durch die Verwendung von Indium als Hilfsmetall die Oxydhaut zerrissen und das Material des Aluwird die Dotierungswirkung des Aluminiums bekannt- miniumkörpers gewissermaßen in das geschmolzene lieh sogar unterstützt. Ferner wird das Legierungs- Hilfsmetall »hineingerieben«, was das Einlegieren des metall im allgemeinen einen niedrigeren Schmelz- 65 Aluminiums in das Hilfsmetall wesentlich erleichtert, punkt als das Aluminium oder die verwendete Indium- Insbesondere trifft dies zu, wenn das Rütteln bereits legierung haben. Neben Indium kommen als Hilfs- vorgenommen wird, wenn das an dem Halbleiter anmetalle beim Legieren von Germaniumkristallen mit legierte Hilfsmetall noch starr ist, da auf diese Weise
die Oxydhaut des Legierungskörpers besser abgerieben wird.
Deshalb wird vorzugsweise das Hilfsmetall nach dem Anlegieren zum Erstarren gebracht und nach Auflegen des aluminiumhalten Legierungskörpers auf diesen ein Belastungskörper aus einem indifferenten, von dem geschmolzenen Legierungsmetall nicht benetzbaren Stoff gestellt und dieser Belastungskörper anschließend gerüttelt, weiter unter ständigem Rütteln des Körpers die Temperatur auf die Anschmelztemperatur T2 erhöht und dann auf den Wert T3 gesenkt und gegebenenfalls der Belastungskörper vor dem Einschalten der Temperatur T4 entfernt.
Das Einlegieren des aluminiumhaltigen Legierungskörpers in das Hilfsmetall wird bei dem Verfahren nach der Erfindung in zwei Schlitten vorgenommen. Zunächst findet eine Wärmebehandlung bei einer etwas höheren Temperatur T2 statt, bei welcher das Aluminium des Legierungskörpers an das Hilfsmetall schmilzt. Unmittelbar anschließend wird die Temperatur auf einen etwas niedrigeren Wert ΤΆ gesenkt, bei dem die Legierung des Hilfsmetalls mit dem Aluminium, d. h. die Durchmischung der beiden Metalle, erfolgt.
Es hat sich gezeigt, daß die Temperatur T3, die zum Legieren des aluminiumhaltigen Legierungskörpers mit dem Hilfsmetall erforderlich ist, niedriger liegt als die Temperatur T2, die zur Einleitung dieses Vorganges notwendig ist, bei der also, mit anderen Worten, ein Kontakt zwischen den beiden Metallen hergestellt und ein Anschmelzen des Aluminiums an das Hilfsmetall bewirkt wird.
Obgleich das Anschmelzen um so leichter verläuft, je höher die Temperatur T2 gewählt ist, muß jedoch stets daran gedacht werden, daß eine höhere Tempetur die Legierungsfront des Hilfsmetalls weiter in das Innere des Halbleiters verschiebt, was während dieser Phase des erfindungsgemäßen Verfahrens möglichst vermieden werden soll. Vor allem darf die Temperatur T2 (und auch die Temperatur T3) nicht über den Schmelzpunkt des Aluminiums steigen, da sonst die Gefahr besteht, daß größere Mengen von Aluminium in das Hilfsmetall gelangen, die im Vergleich zu dem Hilfsmetall das Halbleitermaterial, vor allem Germanium, wesentlich stärker anlösen und somit ein starkes und unkontrolliertes Vordringen der Legierungsfront in den Halbleiterkristall bewirken.
Bei den Temperaturen T2 und T3 soll vielmehr zunächst eine definierte homogene Mischung des Legierungsmetalls mit dem Hilfsmetall mit bekannter Dotierungsstärke hergestellt werden, die in den Halbleiterkristall möglichst wenig eindringt.
Beide Temperaturen T2 und T3 werden durch die Eigenschaften des Hilfsmetalls und des Materials des Legierungskörpers, also des Aluminiums, bestimmt. Wenn einmal der Legierungskörper an das Indium angeschmolzen ist, reicht eine Temperatur T3 von etwa 400° C aus, um den Legierungskörper aus Aluminium oder einer Aluminium-Germanium-Legierung in das Hilfsmetall vollständig einzulegieren, wenn die Menge des einzulegierenden Aluminiums etwa 0,5 bis 5 Gewichtsprozent des Hilfsmetalls beträgt. Die hierfür erforderliche Zeit beträgt etwa 5 bis 10 Minuten. Sie wird durch die diesen Vorgang unterstützende Wirkung des aufgesetzten und gerüttelten Stäbchens verkürzt. Außerdem wird dadurch ein gutes Durchlegieren des Hilfsmetalls mit dem Metall des Legierungskörpers erreicht.
Das Anschmelzen des Legierungskörpers an das Hilfsmetall erfordert dagegen eine höhere Temperatur und wird etwa bei T2 =470° C vorgenommen, falls das Hilfsmetall Indium, der Halbleiter Germanium ist. Diese Temperatur liegt aber bereits so hoch, daß die Gefahr eines merkbaren weiteren Vordringens der Legierungsfront in den Halbleiter gegeben ist, wenn die Pille des Hilfsmetalls in stärkerem Maße Aluminium aufgenommen hat. Aus diesem Grunde darf die
ίο Temperatur T2 nur kurze Zeit, etwa 1 bis 2 Minuten, angewendet werden.
Durch die bisher beschriebenen Schritte des Verfahrens ist erreicht, daß eine aus dem Hilfsmetall und dem Material des aluminiumhaltigen Legierungskörpers bestehende, gut durchmischte flüssige Metallpille genau auf der für die Legierung vorgesehenen Stelle der Oberfläche des Halbleiterkörpers sitzt und nur einen Bruchteil der endgültig beabsichtigten Legierungstiefe in diesen eingedrungen ist. Beim letzten Schnitt des erfindungsgemäßen Verfahrens soll die sich bei der Anlegierung des Hilfsmetalls an den Halbleiter gebildete Rekristallisationszone wieder vollständig aufgelöst und die Legierungsfront bis zu der endgültig beabsichtigen Tiefe in den Halbleiterkristall vorgeschoben werden und sich beim Erstarren des Legierungsmetalls eine durch das Aluminium dotierte neue Rekristallisationszone bilden.
Um die Legierungsfront tiefer in den Halbleiter zu verschieben, ist es in vielen Fällen nicht erforderlich, die Behandlungstemperatur T1 über die Temperatur T1 hinaus zu erhöhen, bei der die Anlegierung des Hilfsmetalls an den Halbleiter erfolgte. Wird z. B. die Einlegierung des Aluminiums in Germanium unter Verwendung von Indium als Hilfsmetall vorgenommen, so besitzt das aluminihaltige Indium eine weit höhere Fähigkeit, das Germanium auszulösen, als das unvermischte Hilfsmetall. Es genügt dann, die Temperatur T4 so weit über den Wert T3 zu erhöhen, daß T4 beim Einlegieren des Legierungsmetalls über der
eutektischen Temperatur des Systems Aluminium— Germanium (424° C) liegt. Bei Anwendung anderer Halbleiter bzw. Hilfsmetalle muß ebenfalls bei der Wahl der Temperatur T1 darauf geachtet werden, daß sie über der eutektischen Temperatur des Halbleiters mit den Legierungsmetallen liegt, da sonst die Entstehung einer Rekristallisationszone unmöglich ist.
Im übrigen ist die Wahl der Temperatur T4 sowie die für das Einlegieren des Legierungsmetalls in den Halbleiter erforderliche Zeit von der beabsichtigen Tiefe der Legierungsfront im Halbleiter abhängig, und der für den jeweiligen Fall günstigste Wert muß durch Versuche festgestellt werden. Die feinere Einstellung der Eindringtiefe des Legierungsmetalls in den Halbleiter läßt sich dann durch geringfügige Abänderung der Behandlungstemperatur T4 oder durch Variation der Dauer dieser letzten Phase des Verfahrens vornehmen. Bei der Einlegierung von Indium und Aluminium bzw. Indium, Aluminium und Germanium in Germanium wurden besonders günstige Erfahrungen mit einer Temperatur T4 von etwa 450° C gemacht. Die für das Einlegieren des Legierungsmetalls in das Germanium erforderliche Zeit beträgt dann etwa 5 Minuten.
Es kann gegebenenfalls vorteilhaft sein, als Legierungskörper eine Germanium -Aluminium- Legierung zu verwenden, da eine gleiche große Menge Aluminium bei gleicher Temperatur weniger stark in den Halbleiter zugemischt ist. Dies erleichtert vor allem
das Anschmelzen und Einlegieren des aluminiumhaltigen Legierungskörpers in das Hilfsmetall.
Das Einbringen des betreffenden Halbleitermaterials in den Legierungskörper kann auf folgende Weise erfolgen:
1. Es können gleichzeitig zwei Legierungskörper, z. B. in Gestalt zweier übereinandergelegter Scheibchen, in das Hilfsmetall einlegiert werden, wobei der eine Legierungskörper aus Aluminium, der andere aus dem Halbleiter besteht. Gegebenenfalls können auch mehrere abwechselnd aus dem Halbleiter und Aluminium bestehende Legierungskörper angewendet werden.
2. der Legierungskörper besteht aus einer Mischung des Aluminiums und dem betreffenden Halbleiter, vorzugsweise einem Eutektikum dieser Stoffe.
3. Das Hilfsmetall enthält bereits den Halbleiter. Es besteht also aus einer Legierung eines geeigneten Metalls mit dem Halbleiter.
Durch diese Maßnahmen werden die einzelnen Verfahrensschritte nicht geändert. Die für das Einlegieren von Aluminium und Indium in Germanium angegebenen Temperaturen T2 und T3 können unverändert angewendet werden, wenn dem Legierungsmetall noch Germanium zugemischt ist. Die Temperatur T1 ist allerdings im dritten Falle höher, als wenn reines Indium als Hilfsmetall verwendet wird. Für die Wahl von T4 gelten die bereits genannten Gesichtspunkte unverändert. Die optimalen Anteile des Halbleiters des Aluminiums und des Hilfsmetalls bei der Bildung des Legierungsmetalls müssen durch Versuche festgestellt werden. Im Falle des Systems Germanium—Aluminium—Indium hat sich ein Gewichtsverhältnis von 2,9 (Ge) zu 2,4 (Al) zu 4,0 (In) besonders bewährt.
Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen die Fig. 1 und 2, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Bedeutung haben. Der Germaniumkristall 2 ist zwischen den beiden Führungskörpern 1 und 1' gehaltert, so daß die Kanäle α und b zu den für die Legierung vorgesehenen Stellen der Halbleiteroberfläche führen. Die Kollektorpille 3 ist bereits in den Halbleiterkristall einlegiert.
Der aluminiumhaltige Legierungskörper 5 in Gestalt einer kleinen Scheibe ist auf die Indiumpille 4 gelegt und wird unter Zuhilfenahme des Stäbchens 7 unter entsprechender Temperaturerhöhung in das sich verflüssigende Indium hineingerieben. In Fig. 2 sind zwei Legierungskörper übereinandergelegt, wobei der Legierungskörper 5 aus Aluminium, der Legierungskörper 6 aus Germanium besteht. Die Reihenfolge der beiden Legierungskörper ist ohne Bedeutung. Die Gewichtsanteile beider Legierungskörper verhalten sich wie 2,2 (Al) zu 2,9 (Ge).

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: 55
1. Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen mit einem Halbleiterkörper und mindestens einer einlegierten, teilweise aus Aluminium bestehenden Elektrode, bei dem zunächst ein die Oberfläche des Halbleiterkörpers benetzendes Hilfsmetall einlegiert, dann auf die Oberfläche des Hilfsmetalls ein aluminiumhaltiger Legierungskörpers aufgebracht und zusammen mit dem Hilfsmetall in den Halbleiterkörper einlegiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst auf der in üblicher Weise vorbereiteten Legierungsstelle der Halbleiteroberfläche eine Legierungspille des Hilfsmetalls bei einer Temperatur (T1) anlegiert wird, bei der die praktisch ebene Legierungsfront nur zu einem Bruchteil der endgültigen Legierungstiefe eindringt, und daß dann auf das erstarrte Hilfsmetall ein aluminiumhaltiger Legierungskörper aufgebracht und auf eine gerade noch ein Anschmelzen des Legierungskörpers an das Hilfsmetall ermöglichende Temperatur (T2) erhitzt wird, daß dann unmittelbar nach dem Anschmelzen die Temperatur auf einen Wert (T3) so weit abgesenkt wird, daß ein weiteres Vordringen der Legierungsfront in den Halbleiterkörper unterbunden ist, und so lange auf dieser Temperatur gehalten wird, bis das Hilfsmetall mit dem Legierungsmetall durchmischt ist, und daß schließlich die Metallmischung bei einer höheren Temperatur (T4) bis zur endgültigen Eindringtiefe in den Halbleiterkristall einlegiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Legierungsformen mit Führungskanälen, durch die das eingebrachte Legierungsmaterial auf die Legierungsstelle der Halbleiteroberfläche fällt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsmetall nach dem Anlegieren zum Erstarren gebracht wird und nach Auflegen des aluminiumhaltigen Legierungskörpers auf diesen ein Belastungskörper aus einem indifferenten, von dem geschmolzenen Legierungsmetall nicht benetzbaren Stoff gestellt und dieser Belastungskörper anschließend gerüttelt wird, daß weiter unter ständigem Rütteln des Körpers die Temperatur auf die Anschmelztemperatur (T2) erhöht und dann auf den Wert (T3) gesenkt wird und daß gegebenenfalls der Belastungskörper vor dem Einschalten der Temperatur (T4) entfernt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen (T2 und T3) unterhalb des Schmelzpunktes des Aluminiums bzw. der als Aluminiumkörper angewendeten Aluminiumlegierung liegen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in das Hilfsmetall einzulegierende Legierungskörper aus einem Gemisch des Halbleiters mit dem Aluminium, insbesondere einem Eutektikum dieser beiden Stoffe, besteht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in das Hilfsmetall gleichzeitig zwei Legierungsstoffe, z. B. in Gestalt zweier Legierungskörper, insbesondere zweier Scheibchen, von denen das eine aus Aluminium und das andere aus dem Halbleiter, z. B. Germanium, besteht, einlegiert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hilfsmetall vor dem Einlegieren des Aluminiums, insbesondere vor dem Anlegieren an den Halbleiterkörper, der betreffende Halbleiterstoff zugemsicht wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1005 646;
»Proc. of the IRE«, Bd. 40, 1952, S. 1341/1342.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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