DE1152195B - Verfahren zum Kontaktieren von mit Aluminium legierten Halbleiter-anordnungen - Google Patents

Verfahren zum Kontaktieren von mit Aluminium legierten Halbleiter-anordnungen

Info

Publication number
DE1152195B
DE1152195B DEJ17815A DEJ0017815A DE1152195B DE 1152195 B DE1152195 B DE 1152195B DE J17815 A DEJ17815 A DE J17815A DE J0017815 A DEJ0017815 A DE J0017815A DE 1152195 B DE1152195 B DE 1152195B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nickel
aluminum
semiconductor
semiconductor body
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEJ17815A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Horst Knau
Georges Calon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ELEKTRONIK MBH
TDK Micronas GmbH
Original Assignee
ELEKTRONIK MBH
TDK Micronas GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ELEKTRONIK MBH, TDK Micronas GmbH filed Critical ELEKTRONIK MBH
Priority to DEJ17815A priority Critical patent/DE1152195B/de
Publication of DE1152195B publication Critical patent/DE1152195B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01013Aluminum [Al]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Description

DEUTSCHES
PATENTAMT
J17815 Vmc/21g
ANMELDETAG: U. MÄRZ 1960
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:
1. AUGUST 1963
Es ist bekannt, an einem Halbleiterkörper aus Silizium durch elektrolytisches Plattieren ohmsche Kontakte anzubringen, welche durch Löten kontaktiert werden. Ferner ist ein Verfahren zum Kontaktieren von Halbleiterkörpern aus Silizium bekannt, bei dem der Halbleiter mit einer solchen Ätzflüssigkeit mit metallischen Verbindungen als Zusätzen behandelt wird, daß Fremdschichten, insbesondere Oxydschichten, entfernt werden und gleichzeitig auf der Halbleiteroberfläche eine Metallkontaktschicht durch Ionenaustausch niedergeschlagen wird.
Demgegenüber betrifft die vorhegende Erfindung ein Verfahren zum Kontaktieren von mit Aluminium legierten Halbleiteranordnungen, insbesondere von Transistoren und Dioden aus Silizium. Zum Unterschied zu den bekannten Verfahren sollen also durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung die durch das Einlegieren der Legierungskörper erhaltenen Aluminiumelektroden kontaktiert werden.
Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen, bei denen die pn-Übergänge für die Emitter- und Kollektorseite durch Einlegieren von Legierungskörpern aus Aluminium oder einer aluminiumhaltigen Legierung hergestellt werden, bereitet das Anbringen der Stromzuführungsdrähte an die Aluminiumelektrode Schwierigkeiten. Diese werden dadurch verursacht, daß sich das Aluminium bekanntlich in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre sofort mit einer Oxydschicht aus Aluminiumoxyd überzieht. Diese Oxydschicht besitzt einen relativ hohen Schmelzpunkt, so daß sie bei Anwendung der üblichen Lötverfahren eine Verbindung des Anschlußdrahtes mit der Aluminiumelektrode erschwert. Es sind bereits zahlreiche Verfahren bekannt, die Aluminiumoxydhaut vor dem Kontaktieren mit dem Anschlußdraht durch chemische oder mechanische Behandlung zu entfernen. Man hat dabei jedoch darauf zu achten, daß sich keine neue Oxydhaut während oder kurz vor dem Lötvorgang bildet. Man kann das beispielsweise verhindern, indem man die Oberfläche der eingelagerten Aluminiumelektrode mit einer Nickelschicht, beispielsweise durch Plattieren, versieht. Schwierigkeiten bereitet dabei die Tatsache, daß sich auch die Siliziumoberfläche des Halbleiterkörpers mit Nickel überzieht. Aus diesem Grunde hat man bisher durch eine gezielte Behandlung nur die Oberfläche der Aluminiumelektrode mit Nickel überzogen. Es ist jedoch leicht einzusehen, daß dieses Verfahren wegen der geringen Abmessungen der Halbleiteranordnung sehr mühselig ist und hohe Anforderungen an das Arbeitspersonal stellt.
Nach der Erfindung werden Nachteile, die sich Verfahren zum Kontaktieren
von mit Aluminium legierten Halbleiteranordnungen
Anmelder:
Intermetall Gesellschaft für Metallurgie
und Elektronik m. b. H.,
Freiburg (Breisgau), Hans-Bunte-Str. 19
Dr. Horst Knau, Freiburg (Breisgau)-Lehen,
und Georges Calon, Freiburg (Breisgau),
sind als Erfinder genannt worden
beim gezielten Plattieren nur der Legierungselektrode ergeben, erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß nach dem Einlegieren der Legierungskörper aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung die gesamte Halbleiteranordnung zunächst in einem die Oxydhaut angreifenden Ätzmittel geätzt, danach unmittelbar in einem solchen Nickelbad stromlos mit Nickel plattiert wird, das auf der Aluminiumelektrode einen wesentlich dickeren Nickelüberzug abscheidet als auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers, und daß nach dem Anlöten der Zuführungsdrähte durch eine weitere Ätzbehandlung das Nickel nur von der Oberfläche des Halbleiterkörpers entfernt wird.
Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß zum Plattieren der Aluminiumelektroden nicht jede einzelne Halbleiteranordnung gesondert behandelt werden muß, sondern daß es möglich ist, zahlreiche Halbleiteranordnungen, die aus dem Halbleiterkörper mit dem einlegierten Legierungskörper bestehen, in ein Nickelbad zu tauchen. Es wird dabei zwar auch ein Niederschlag aus Nickel auf der Oberfläche des Halbleitermaterials erzeugt, es hat sich jedoch überraschenderweise herausgestellt, daß es verhältnismäßig leicht ist, diese an sich unerwünschte Nickelschicht auf dem Halbleiterkörper durch eine anschließende Ätzbehandlung wieder zu entfernen. Die der Erfindung zugrunde hegende Erkenntnis besteht darin, daß sich beim Eintauchen der Halbleiteranordnungen in das Nickelbad das Nickel vorzugsweise auf der Oberfläche der einlegierten Legierungskörper aus
309 649/195
Aluminium oder einer aluminiumhaltigen Legierung niederschlägt und dort bereits ein fester, zusammenhängender Nickelüberzug entstanden ist, während sich auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers, beispielsweise aus Silizium, nur geringe Spuren und unzusammenhängende Schichten aus Nickel niederschlagen, die durch ein geeignetes Ätzmittel leicht wieder entfernt werden können.
Im folgenden sollen an Hand eines Ausführungsbeispiels die Vorteile und weiteren Merkmale der Er- findung näher erläutert werden:
Zunächst wird ein kleines Halbleiterplättchen aus Silizium in bekannter Weise mit Legierungskörpern aus Aluminium oder einer aluminiumhaltigen Legierung, beispielsweise einer eutektischen Aluminium- Silizium-Legierung, legiert. Bei der Herstellung von Dioden wird dazu in eine Oberfläche des Halbleiterplättchens ein Legierungskörper einlegiert, während bei der Herstellung von Transistoren in beide Oberflächen je ein Legierungskörper einlegiert wird. Dieses Verfahren ist bekannt, und es soll daher nicht näher darauf eingegangen werden.
Die Halbleiteranordnung aus dem Siliziumkörper und den beiden einlegierten Legierungskörpern wird durch Eintauchen in eine Ätzflüssigkeit gereinigt. Als Ätzflüssigkeit eignet sich beispielsweise eine 5%ige Kalilauge, die außerdem noch erhitzt werden kann und die die Oxydhaut insbesondere auf der Oberfläche des Legierungskörpers entfernt.
Nach Beendigung dieser Ätzbehandlung wird die Halbleiteranordnung umgehend in ein Nickelbad gebracht. Es kann dazu irgendeine bekannte Lösung verwendet werden, die so zusammengesetzt ist, daß sich die in ihr befindlichen Nickelionen auf der Aluminiumelektrode als metallisches Nickel abscheiden. Es werden sich dabei gleichzeitig auch Nickelionen auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers absetzen. Die Affinität zu dem Silizium ist jedoch nicht so groß wie zum Aluminium, so daß sich bereits eine dichte zusammenhängende Nickelschicht auf der Oberfläche der Aluminiumelektroden gebildet hat, während erst geringe Mengen Nickel auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers abgesetzt sind. Wenn man nun die Behandlungsdauer so einrichtet, daß die Halbleiteranordnung sofort aus dem Nickelbad entfernt wird, wenn sich eine genügend dichte Nickelschicht auf der Oberfläche der Aluminiumelektroden abgesetzt hat, kann man erreichen, daß die Nickelschicht auf der Halbleiteroberfläche nur sehr dünn ist. Diese optimale Behandlungszeit kann durch einfache Versuche leicht ermittelt werden. Die so behandelte Halbleiteranordnung kann nun bequem mit den Anschlußdrähten versehen werden, indem man diese an die mit Nickel plattierten Aluminiumelektroden anlötet. Anschließend kann man die Halbleiteranordnung in bekannter Weise vervollständigen, indem man sie beispielsweise auf einen geeigneten Sockel montiert.
Diese Halbleiteranordnung besitzt noch dünne Nickelschichten auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers aus Silizium, die entfernt werden müssen. Zu diesem Zweck wird die Halbleiteranordnung (bei der Massenherstellung wieder mehrere derartige Halbleiteranordnungen) einer elektrolytischen Ätzbehandlung unterworfen. Als geeignet hat sich dafür beispielsweise eine lO°/oige Lösung von Schwefelsäure erwiesen. Diese entfernt die dünne, nicht zusammenhängende Nickelschicht auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers, ohne dabei die Lötverbindung des Anschlußdrahtes mit der Aluminiumelektrode anzugreifen. Auch dabei läßt sich wieder leicht eine optimale Ätzdauer durch Versuche ermitteln.
Die Halbleiteranordnungen können dann in bekannter Weise weiterverarbeitet und mit Umhüllungen oder Gehäusen versehen werden.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zum Kontaktieren von mit Aluminium legierten Halbleiteranordnungen, insbesondere von Transistoren und Dioden aus Silizium, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einlegieren der Legierungskörper aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung die gesamte Halbleiteranordnung zunächst in einem die Oxydhaut angreifenden Ätzmittel geätzt, danach unmittelbar in einem solchen Nickelbad stromlos mit Nickel plattiert wird, das auf der Aluminiumelektrode einen wesentlich dickeren Nickelüberzug abscheidet als auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers, und daß nach dem Anlöten der Zuführungsdrähte durch eine weitere Ätzbehandlung das Nickel nur von der Oberfläche des Halbleiterkörpers entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiteranordnung so lange in das Nickelbad eingetaucht wird, bis sich auf der Aluminiumelektrode gerade ein geschlossener Nickelüberzug abgeschieden hat und die übrige Oberfläche der Halbleiteranordnung jedoch noch nicht mit einem geschlossenen Überzug versehen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Nickel nach dem Anbringen der Zuführungsdrähte von der Oberfläche des Halbleiterkörpers durch elektrolytisches Ätzen mit einer lO°/oigen Schwefelsäure entfernt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzbehandlung so lange durchgeführt wird, bis die Nickelschicht von der Oberfläche des Halbleiterkörpers entfernt ist, jedoch die Lötverbindung zwischen dem Anschlußdraht und der Aluminiumelektrode noch nicht angegriffen ist.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1000533; USA.-Patentschrift Nr. 2793 420.
© 309 649/195 7.
DEJ17815A 1960-03-11 1960-03-11 Verfahren zum Kontaktieren von mit Aluminium legierten Halbleiter-anordnungen Pending DE1152195B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEJ17815A DE1152195B (de) 1960-03-11 1960-03-11 Verfahren zum Kontaktieren von mit Aluminium legierten Halbleiter-anordnungen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEJ17815A DE1152195B (de) 1960-03-11 1960-03-11 Verfahren zum Kontaktieren von mit Aluminium legierten Halbleiter-anordnungen
DEI0017815 1960-03-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1152195B true DE1152195B (de) 1963-08-01

Family

ID=25981262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEJ17815A Pending DE1152195B (de) 1960-03-11 1960-03-11 Verfahren zum Kontaktieren von mit Aluminium legierten Halbleiter-anordnungen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1152195B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3638342A1 (de) * 1986-11-10 1988-05-19 Siemens Ag Elektrisches bauelement aus keramik mit mehrlagenmetallisierung und verfahren zu seiner herstellung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1000533B (de) * 1954-10-22 1957-01-10 Siemens Ag Verfahren zur Kontaktierung eines Halbleiterkoerpers
US2793420A (en) * 1955-04-22 1957-05-28 Bell Telephone Labor Inc Electrical contacts to silicon

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1000533B (de) * 1954-10-22 1957-01-10 Siemens Ag Verfahren zur Kontaktierung eines Halbleiterkoerpers
US2793420A (en) * 1955-04-22 1957-05-28 Bell Telephone Labor Inc Electrical contacts to silicon

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3638342A1 (de) * 1986-11-10 1988-05-19 Siemens Ag Elektrisches bauelement aus keramik mit mehrlagenmetallisierung und verfahren zu seiner herstellung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2142146A1 (de) Halbleiteranordnung und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Anordnung
DE1213921B (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung
DE1160547B (de) Verfahren zum elektrolytischen AEtzen eines Halbleiterbauelementes mit einem im wesentlichen einkristallinen Halbleiterkoerper und einem an die Oberflaeche tretenden pn-UEbergang
DE1100178B (de) Verfahren zur Herstellung von anlegierten Elektroden an Halbleiter-koerpern aus Silizium oder Germanium
DE1152195B (de) Verfahren zum Kontaktieren von mit Aluminium legierten Halbleiter-anordnungen
DE1690224B1 (de) Bad fuer die stromlose verkupferung von kunststoffplatten
EP1082471A1 (de) Verfahren zum überziehen von oberflächen auf kupfer oder einer kupferlegierung mit einer zinn- oder zinnlegierungsschicht
DE2327878C3 (de) Verfahren zum Ätzen von mit Elektroden versehenen Halbleiterscheiben für Halbleiterbauelemente
DE1546025A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Oxydschicht auf einem Halbleiterkoerper aus Germanium oder einer AIIIBV-Verbindung
DE1167726B (de) Verfahren zur Herstellung von Kupferplattierungen auf begrenzten Flaechenbereichen keramischer Koerper
DE1089892B (de) Verfahren zur Herstellung flaechenhafter ohmscher Elektroden auf einem Siliziumhalbleiterkoerper einer Halbleiteranordnung
DE1521080A1 (de) Verfahren zur Aufbringung von metallischen Oberflaechenschichten auf Werkstuecke aus Titan
DE1040135B (de) Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen aus Silicium od. dgl. durch Anwendung eines chemischen AEtzvorganges an der Stelle des p-n-UEberganges
DE1496899C3 (de) Verfahren zum Galvanisieren von Aluminium und Aluminiumlegierungen
DE1464687A1 (de) Verfahren zum AEtzen von Haibleiteranordnungen
DE1521163A1 (de) Verfahren zur stromlosen Vernickelung von Siliziumoberflaechen
DE2215364C3 (de) Verfahren zum Vergolden von Wolframoder Molybdänelektroden
DE1226855B (de) Verfahren zum stromlosen Vergolden der aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehenden Elektroden einer Halbleiter-anordnung
DE1913616C3 (de) Verfahren zum Ätzen einer an einem Halter angebrachten Halbleiterscheibe
DE825029C (de) Verfahren zur Erzeugung festhaftender galvanischer UEberzuege von Blei und Bleilegierungen
DE1614583C3 (de) Verfahren zum Herstellen einer Kontaktmetallschicht für eine mit mindestens einem pn-übergang versehene Halbleiteranordnung
DE890102C (de) Zuendeinrichtung fuer elektrische Entladungsgefaesse
US2459886A (en) Selenium rectifier
DE814914C (de) Kupferoxydulgleichrichter, insbesondere kleinster Eigenkapazitaet, fuer kleine Leistungen bei niedrigen Spannungen, vorzugsweise fuer hohe Frequenzen
DE1564443C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung