DE1118889B - Halbleiteranordnung mit einem einkristallinen, plattenfoermigen Halbleiterkoerper - Google Patents

Halbleiteranordnung mit einem einkristallinen, plattenfoermigen Halbleiterkoerper

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Description

DEUTSCHES
PATENTAMT
S 67990 Vmc/21g
ANMEtDETAG: 9. APRIL 1960
BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER
Auslegeschrift: 7. DEZEMBER 1961
Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiteranordnung mit einem einkristallinen, plattenförmigen Halbleiterkörper, mit einer Legierungselektrode und mit einem Leitungsanschlußteil.
Eine solche Halbleiteranordnung wird erfindungsgemäß dadurch verbessert, daß das Anschlußteil als Hohlzylinder ausgebildet ist, dessen Wandstärke an dem Ende vermindert ist, welches an der Legierungselektrode der Halbleiteranordnung befestigt ist, und daß dieser Teil der Zylinderwand durch Schlitze in nachgiebige Zungen unterteilt ist. Das Anschlußteil ist zweckmäßig an der Legierungselektrode der Halbleiteranordnung anlegiert. Diese Gestaltung bringt den Vorteil, daß das Anschlußteil nachgiebig ist gegenüber mechanischen Kräften, die entweder durch Wärmespannungen oder bei der Befestigung eines elektrischen Leiters mit verhältnismäßig starkem Querschnitt, beispielsweise bei einem Gleichrichter, entstehen können. Ferner wird durch diese Ausgestaltung der Nachteil weitgehend vermieden, daß beim Zusammenlegieren eines Anschlußteiles, welches eine größere, beispielsweise scheibenförmige Auflagefläche aufweist, mit der Legierungselektrode das flüssige Eutektikum zwischen der Auflagefläche des Anschlußteiles und dem Halbleiterkörper herausgequetscht wird; hierdurch können bei der Abkühlung Wärmespannungen zwischen der so gebildeten Wulst und dem Halbleiterkörper entstehen, die eventuell zur Zerstörung desselben führen.
Ein Ausführungsbeispiel einer Halbleiteranordnung gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht.
In einer p-leitenden Siliziumscheibe 2 ist durch einen Legierungsprozeß auf der Unterseite eine borhaltige Goldfolie einlegiert, die eine borhaltige Gold-SiHzium-LegierungsschichtS und einen ihr vorgelagerten, mit Bor hochdotierten p-leitenden Elektrodenbereich 3 α aus bei der Abkühlung rekristallisiertem Silizium geschaffen hat. Die Legierungstemperatur kann dabei etwa 700 bis 800° C betragen. Im gleichen Arbeitsgang sind auf der Oberseite der Siliziumscheibe durch Einlegieren einer scheibenförmigen, Antimon enthaltenden Goldfolie eine antimonhaltige Goldlegierung 4 und ein mit Antimon dotierter η-leitender Bereich 4 a des Halbleiterkörpers hergestellt. Der pn-übergang ist durch eine strichpunktierte Linie angedeutet. Getrennt und unabhängig von dem vorbeschriebenen Arbeitsgang wird eine etwa 3 mm dicke Molybdänträgerplatte 5 mit einer Silberauflage 7 versehen. Diese Silberauflage kann beispielsweise aus einer etwa 100 μ dicken Silberfolie bestehen, die mittels einer Lötfolie 6 auf die Halbleiteranordnung
mit einem einkristallinen, plattenförmigen Halbleiterkörper
Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Dipl.-Phys. Reimer Emeis, Ebermannstadt (OFr.),
Dr. rer. nat. Adolf Herlet
und Dr. phil. Eberhard Spenke, Pretzfeld (OFr.),
sind als Erfinder genannt worden
Molybdänträgerplatte 5 bei etwa 850° C aufgelötet wird. Die Lötfolie 6 kann beispielsweise aus einem Kupfer-Silber-Eutektikum mit einem Zusatz von etwa 4% Nickel und etwa 4% Mangan bestehen. Die Silberschicht 7 der so vorbereiteten Molybdänträgerplatte 5 wird bei einer Temperatur von etwa 400 bis 500° C mit der Legierungsschicht 3 der Siliziumscheibe 2 zusammenlegiert. Im gleichen Arbeitsgang oder einem getrennten wird auf der oberen Flachseite der Siliziumscheibe 2 ein Anschlußteil 8 bei etwa 400 bis 500° C mit der Legierungselektrode 4 vereinigt. Dieses Anschlußteil weist die Form einer Krone auf und besteht aus einem Hohlzylinder, dessen Mantel am unteren Ende auf einer Länge von etwa 2 bis 4 mm bis auf eine Dicke von etwa 0,2 bis 0,4 mm abgedreht ist. Der verbliebene Teil der Zylinderwand ist mit mehreren, beispielsweise sechs Schlitzen von etwa 0,5 mm Breite versehen, die in Achsrichtung des Zylinders verlaufen und vorteilhaft gleichmäßig auf dem Umfang verteilt sein können. Die stehengebliebenen Teile der dünnen Zylinderwand bilden infolgedessen nachgiebige Zungen, deren untere Auflageflächen zur besseren Haftung am Elektrodenmetall abgeschrägt sein können, so daß ihre Endflächen den Mantel eines abgestumpften Kegels bilden. Die Krone kann vorteilhaft aus einem elektrisch gut leitenden Material bestehen, dessen Schmelzpunkt wesentlich höher ist als die eutektische Temperatur des Elektrodenmaterials. In Verbindung mit einem Siliziumhalbleiterkörper und einer Goldlegierungselektrode hat sich beispielsweise Silber, das zur
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besseren Benetzung noch vergoldet sein kann, für die Herstellung der Krone als geeignet erwiesen. Innerhalb der Silberkrone 8 wird eine Scheibe 10 aus einem elektrisch gut leitenden Metall, beispielsweise ebenfalls aus Silber, die etwa 0,1 mm dick sein kann und deren Durchmesser vorteilhaft etwa 1 bis 2 mm kleiner als der Durchmesser der Krone 8 sein kann, auf die Legierungselektrode aufgebracht, beispielsweise ebenfalls mit anlegiert. Die Silberscheibe 10 dient zur Verbesserung der Stromverteilung über den Teil der Legierungselektrode innerhalb der Anschlußkrone 8. Beim Zusammenlegieren der Krone 8 mit der Legierungselektrode zieht sich das flüssige Legierungsmetall durch Oberflächenkohäsion an den nachgiebigen Zungen der Krone hoch und bildet an den Zungenenden eine Wulst. Dadurch wird die Menge an Legierungsmetall auf der übrigen Elektrodenfläche, und zwar hauptsächlich im Inneren der Krone, vermindert bis auf eine Dicke, die unter Umständen nur noch etwa 0,03 bis 0,04 mm betragen kann. Die Leitfähigkeit dieser dünnen Legierungsschicht wird durch die Silberauflage erheblich verbessert und damit eine gleichmäßige Stromverteilung hergestellt. Es hat sich erwiesen, daß die Stromverteilung über die gesamte Fläche der Legierungselektrode am günstigsten ist, wenn sich der mittlere Durchmesser der Zungen der Silberkrone 8 zum Durchmesser der Legierungselektrode etwa wie 1: ]fz verhält.
Die Anordnung nach der Erfindung kann in gleicher oder ähnlicher Weise auch bei Halbleiteranordnungen mit mehreren, vorzugsweise konzentrisch angeordneten Legierungselektroden, beispielsweise bei Vierschicht-Halbleiteranordnungen, angewendet werden.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Halbleiteranordnung mit einem einkristallinen, plattenförmigen Halbleiterkörper, mit einer Legierungselektrode und mit einem Leitungs-
35 anschlußteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil als Hohlzylinder ausgebildet ist, dessen Wandstärke an dem Ende vermindert ist, welches an der Legierungselektrode der Halbleiteranordnung befestigt ist, und daß dieser Teil der Zylinderwänd durch Schlitze in nachgiebige Zungen unterteilt ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil an der Legierungselektrode der Halbleiteranordnung anlegiert ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder aus einem Metall besteht, dessen Schmelzpunkt wesentlich über der eutektischen Temperatur der Legierungselektrode liegt.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit einem Siliziumhalbleiterkörper und einer Goldlegierungselektrode der Hohlzylinder aus Silber besteht.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungselektrode innerhalb der Auflagefläche des Hohlzylinders mit einer scheibenförmigen Auflage aus einem elektrisch gut leitenden Material versehen ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage beim Auflegieren des Anschlußteiles auf die Legierungselektrode mit auflegiert ist.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage aus dem gleichen Material wie das Anschlußteil besteht.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Hohlzylinders so gewählt wird, daß der mittlere Durchmesser des aus den Zungen bestehenden Zylinderteiles zum Durchmesser der Legierungselektrode sich verhält wie 1: γ~2 ■
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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