DE1163977B - Sperrfreier Kontakt an einer Zone des Halbleiterkoerpers eines Halbleiterbauelementes - Google Patents
Sperrfreier Kontakt an einer Zone des Halbleiterkoerpers eines HalbleiterbauelementesInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. KL: HOIl
Deutsche Kl.: 21g-11/02
Nummer: 1163 977
Aktenzeichen: J 21774 VIII c / 21 g
Anmeldetag: 15. Mai 1962
Auslegetag: 27. Februar 1964
Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen haben zunehmend sperrfreie Kontakte und ihre Herstellung
Bedeutung erlangt. Sperrfreie Kontakte sind besonders für solche Halbleiterbauelemente erforderlich,
deren elektrische Werte durch nicht rein ohmsche Kontakte in unerwünschter Weise geändert werden.
Die unerwünschten Effekte beruhen darauf, daß nicht sperrfreie Kontakte an einer Zone bestimmten
Leitungstyps eines Halbleiterbauelementes bei einer Spannung entsprechender Polarität Minoritätsträger
in diese Zone injizieren. Dieser Vorgang wird bekanntlich in den Ersatzschaltbildern der Halbleiterbauelemente
durch die Einführung von zusätzlichen Diffusionskapazitäten beschrieben, die eine Anwendung
des Bauelementes bei hohen Frequenzen begrenzen. So wird beispielsweise die Grenzfrequenz
eines Hochfrequenztransistors dadurch erniedrigt. Außerdem kann dieser Vorgang zu Stromspannungskennlinien
mit einem Bereich negativen Innenwiderstandes führen, welcher die Ursache für unerwünschte
Schwingungsvorgänge und Unstabilitäten sein kann.
In der Halbleitertechnik hat eine Gruppe von Transistoren Bedeutung erlangt, zu denen die sogenannten
Mesa- und Planartransistoren gehören. Bei der Herstellung dieser Transistoren werden die Basiszonen
unter Verwendung von dotierenden Verunreinigungen in einen plattenförmigen Halbleiterkörper diffundiert,
dessen Leitfähigkeitstyp demjenigen der diffundierten Basiszone entgegengesetzt ist. Die F i g. 4 zeigt beispielsweise
im Schnitt einen auf einen Sockel 18 aufgebauten Planartransistor 4 mit einer pnp-Zonenfolge.
Er hat eine diffundierte Basis 5, eine Emitterelektrode 6, eine Basiselektrode 7 und einen Kollektorkörper
8. Die mit 9 bezeichneten Kontaktelektroden zur Emitter- und Basiselektrode werden beispielsweise
streifenförmig in bekannter Weise unter Verwendung einer Maske auf den mit einer isolierenden
Schicht 10 bedeckten Kollektorkörper aufgedampft.
Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von pnp-Transistoren werden in
plattenförmigen Halbleiterkörpern aus p-Germanium η-Zonen von wenigen μ Dicke durch Diffusion von
Antimon und danach auf der Oberfläche der Basiszonen eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden
Basis- und Emitterelektroden durch Aufdampfen und Legieren von Aluminium und Gold-Antimon erzeugt.
Die Kontaktierung der aufgedampften Emitter- und Basiselektroden der Planartransistoren erfolgt nach
einem weiteren bekannten Verfahren durch Aufdampfen von Leitbahnen auf die Halbleiterplatte.
Zwischen den Leitbahnen und der Halbleiterplatte wird eine isolierende Schicht angeordnet. Die Her-Sperrfreier
Kontakt an einer Zone des Halbleiterkörpers eines Halbleiterbauelementes
Anmelder:
Intermetall Gesellschaft für Metallurgie
und Elektronik m. b. H.,
Freiburg (Breisgau), Hans-Bunte-Str. 19
Als Erfinder benannt:
Dr. Reinhard Dahlberg,
Gundelfingen bei Freiburg
Dr. Reinhard Dahlberg,
Gundelfingen bei Freiburg
stellung der Kontaktierungen, der Elektroden und der isolierenden Schicht kann unter Anwendung des
photolithographischen Verfahrens und von Aufdampfprozessen erfolgen. Diese Verfahren sind ausgesprochene
Massenverfahren, da die behandelten Halbleiterplatten eine große Anzahl von Halbleiterbauelementen
bzw. -anordnungen enthalten. Die Kontaktierung der Kollektoren erfolgt jedoch einzeln
durch Legieren auf Blechstreifen bei einigen hundert Grad Celsius nach der Aufteilung der Halbleiterplatte
in einzelne Transistoren.
Diese Aufteilung der Halbleiterplatte in einzelne Halbleiteranordnungen kann nach einem bekannten
Verfahren dadurch erfolgen, daß die Halbleiterplatte zunächst auf der Seite der Emitter- und Basiselektroden
mit rasterartigen Vertiefungen versehen wird.
Dabei entstehen Erhöhungen, auf denen je eine Basis- und Emitterelektrode angebracht ist. Darauf
wird die mit den Elektroden versehene Seite der Halbleiterplatte unter Ausfüllung der rasterartigen Vertiefungen
mit einem ätzfesten Material überzogen. Zur Trennung der Platte in einzelne Halbleiteranordnungen
wird schließlich die nicht überzogene Plattenseite so lange geätzt, bis die mit dem ätzfesten Material
ausgefüllten rasterartigen Vertiefungen erreicht sind. Schließlich wird das ätzfeste Material, beispielsweise
Pizein, in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst. Auch dieses Verfahren ist ein ausgesprochenes
Massenverfahren, da alle Arbeitsgänge an der eine Vielzahl von Halbleiteranordnungen enthaltenden
Platte durchgeführt werden. Ein weiterer Vorteil
dieses Verfahrens besteht darin, daß es die Herstellung von sehr dünnen plättchenförmigen Halbleiteranordnungen
erleichtert. Die Herstellung der Kon-
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takte an den Emitter- und Basiselektroden in Form von aufgedampften streifenförmigen Kontaktelektroden
kann bereits vor dem Aufteilen der Halbleiterplatte unter Verwendung einer Aufdampfmaske ohne
größeren Zeitaufwand bei sämtlichen auf der Halbleiterplatte befindlichen Transistoren erfolgen. Die
Herstellung der Kontakte an den p-Zonen der Kollektoren mußte jedoch noch einzeln nach dem Auflösen
des ätzfesten Materials vorgenommen werden, da ein Legierungsprozeß bei mehreren 100° C erforderlich
war, bei dem das ätzfeste Material flüssig wird, verdampft und sich zersetzen kann. Die Einzelherstellung
der sperrfreien Kontakte an den p-Zonen der Kollektoren erforderte deshalb noch einen relativ
großen Aufwand von Arbeitszeit und Sorgfalt. Um die Herstellung aller sperrfreien Kontakte an den
Kollektorzonen sämtlicher Transistoren der HaIbleiterplatte in einem Arbeitsgang zu ermöglichen, ist
deshalb ein Elektrodenmaterial erforderlich, das bereits unterhalb 100° C einen sperrfreien Kontakt
ergibt.
Durch die Erfindung soll das Problem gelöst werden, sperrfreie Kontakte an Zonen von Halbleiteranordnungen
bei Temperaturen unterhalb 100° C herzustellen. Ein derartiges Problem liegt immer dann
vor, wenn es aus technologischen Gründen unmöglich oder von Nachteil ist, die Kontakte bei einer höheren
Temperatur herzustellen. Es hat sich nämlich ergeben, daß das zur Herstellung der sperrfreien Kontakte
verwendete Elektrodenmaterial erst dann sperrfrei kontaktiert, wenn es geschmolzen ist. Die Erfindung
geht von der Erkenntnis aus, daß zur Herstellung eines sperrfreien Kontaktes bei einer Temperatur
unter 100° C ein Elektrodenmaterial erforderlich ist, das bei der Temperatur der Herstellung bereits geschmolzen
ist. Durch die Anwesenheit des geschmolzenen Elektrodenmaterials auf der sperrfrei zu kontaktierenden
Zone des Halbleiterkörpers werden die Benetzungsverhältnisse so verbessert, daß sich bereits
etwas Material des Halbleiterkörpers in dem geschmolzenen Elektrodenmaterial auflöst. Im Interesse
einer mechanischen Stabilität ist jedoch ein bei Temperaturen unter 100° C flüssig werdendes Elektrodenmaterial
nicht ohne zusätzliche Maßnahmen brauchbar.
Ein Problem der beschriebenen Art liegt bei dem obengenannten Verfahren zur Aufteilung einer diffundierten
und mit einer Vielzahl von Elektroden versehenen Halbleiterplatte in einzelne Halbleiteranordnungen
vor. Wird dieses Verfahren beispielsweise bei der Herstellung von pnp-Planartransistoren angewandt,
so müssen die sperrfreien Kontakte an den p-Zonen der Kollektoren noch vor dem Auflösen des
ätzfesten Materials hergestellt werden, wenn der für die Einzelherstellung der sperrfreien Kontakte erforderliche
große Arbeitsaufwand vermieden werden soll. Da als ätzfestes Material praktisch nur organische
und relativ niedrigschmelzende Kunststoffe, beispielsweise Pizein, zur Verfügung stehen, scheidet
ein normaler Legierungsprozeß zur Herstellung der sperrfreien Kontakte an den p-Zonen der Kollektoren
aus, da ein derartiger Prozeß bei einigen 100° C durchgeführt werden muß, um sperrfreie Kontakte zu
erhalten.
Durch die Erfindung werden die genannten Schwierigkeiten überwunden und die Herstellung von
Halbleiterbauelementen mit sperrfreien, auch bei Temperaturen über 100° C noch mechanisch und
elektrisch stabilen Kontakten in einem Massenverfahren ermöglicht.
Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von elektrisch unsymmetrisch leitenden Systemen besteht
darin, daß auf die Oberfläche eines Halbleiterkörpers eine kleine Menge einer geschmolzenen Legierung
aus einer Halbleitersubstanz mit Dotierungsmaterial und gegebenenfalls einer elektrisch neutralen Verunreinigung,
z. B. Zinn oder Gold, gebracht werden.
ίο Elektrodenmaterial aus einer Mehrstofflegierung wird bekanntlich bei dem MehrstofFemitter eines Transistors zur Verbesserung der Stromverstärkung als Legierungsmaterial verwendet. Dabei werden solche Zusammensetzungen vorgezogen, die eine über 100° C liegende Schmelztemperatur aufweisen. Unterhalb 100° C schmelzende Elektrodenmaterialien werden selten verwendet, da die Halbleiterbauelemente sich im Betrieb oft auf Temperaturen oberhalb 100° C erhitzen, so daß eine mechanische Stabiao lität nicht gewährleistet ist. So wurde beispielsweise reines Gallium als nicht brauchbar angesehen, da es bei Zimmertemperatur flüssig ist. Bei einem bekannten Verfahren zum Herstellen von pn-Schichten wurde deshalb eine Gallium-Aluminiumlegierung mit einem überwiegenden Anteil von Aluminium in einen Halbleiterkörper einlegiert.
ίο Elektrodenmaterial aus einer Mehrstofflegierung wird bekanntlich bei dem MehrstofFemitter eines Transistors zur Verbesserung der Stromverstärkung als Legierungsmaterial verwendet. Dabei werden solche Zusammensetzungen vorgezogen, die eine über 100° C liegende Schmelztemperatur aufweisen. Unterhalb 100° C schmelzende Elektrodenmaterialien werden selten verwendet, da die Halbleiterbauelemente sich im Betrieb oft auf Temperaturen oberhalb 100° C erhitzen, so daß eine mechanische Stabiao lität nicht gewährleistet ist. So wurde beispielsweise reines Gallium als nicht brauchbar angesehen, da es bei Zimmertemperatur flüssig ist. Bei einem bekannten Verfahren zum Herstellen von pn-Schichten wurde deshalb eine Gallium-Aluminiumlegierung mit einem überwiegenden Anteil von Aluminium in einen Halbleiterkörper einlegiert.
Ein unter 100° C schmelzendes Elektrodenmaterial, welches bei mehreren 100° C in einen Halbleiterkörper
einlegiert wird, ist ferner bekannt bei einem Verfahren zur Erzeugung größerer defektleitender Bereiche in den Außenschichten von überschußleitenden
Germanium-Kristallen. Dabei wird auf die Oberfläche des umzuwandelnden Bereiches
flüssiges Gallium bzw. eine flüssige Gallium-Indium- oder Gallium-Zinnlegierung aufgebracht und der
umzuwandelnde Bereich auf eine Temperatur von mindestens 600° C gebracht.
Es ist ferner ein Verfahren zur sperrfreien Kontaktierung der Zonen von Flächengleichrichtern oder
Transistoren bekannt, bei dem die Zonen über halbleitende Zwischenschichten, welche Dotierungen vom
Leitfähigkeitstyp der zu kontaktierenden Zone enthalten, mit einem zum Anbringen der elektrischen
Zuleitung dienenden Kontaktlot kontaktiert werden. Zwischen Kontaktlot und halbleitender Zwischenschicht
wird eine Schicht Elektrodenmaterial in Form eines Kontaktmetalls mit Donator- bzw. Akzeptorstörstellen
angeordnet. Dieses bekannte Verfahren ergibt jedoch erst einwandfreie Kontakte, wenn die
noch vorgesehene Temperaturbehandlung nach der Kontaktierung so durchgeführt wird, daß das Elektrodenmaterial
geschmolzen ist. Bei der Anwendung dieses Verfahrens treten unter Bedingungen der bereits
geschilderten Art die erwähnten Schwierigkeiten auf.
Die Erfindung betrifft einen sperrfreien Kontakt an einer Zone bestimmten Leitungstyps des Halbleiterkörpers
eines Halbleiterbauelementes, der aus einer auf den Halbleiterkörper aufgebrachten und Dotierungsmaterial
vom Leitungstyp der kontaktierten Zone enthaltenden Schicht Elektrodenmaterial und
einer auf diese Schicht aufgebrachten metallischen Schutzschicht besteht, so daß das Elektrodenmaterial
zwischen dem Halbleiterkörper und der Schutzschicht eingeschlossen ist. Der sperrfreie Kontakt zeichnet
sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß das Elektrodenmaterial einen Schmelzpunkt unter 100° C besitzt
und die Dicke der Schutzschicht so bemessen ist, daß sie
durch ein Legieren mit dem Elektrodenmaterial oder mit dem zum Anbringen der elektrischen Zuleitung
dienenden Material nicht aufgelöst werden kann.
Es ist zwar bekannt, gleichrichtende Legierungskontakte mit einer metallischen Schutzschicht zu versehen.
Die Schutzschicht dient bei dem bekannten Verfahren jedoch zum Schutz der Legierungskontakte
gegen einen Ätzangriff.
Der sperrfreie Kontakt nach der Erfindung ermöglicht ein Verfahren, bei dem die Kontaktierung der
Zone flächenhaft an der Schutzschicht ohne sonderliche Sorgfalt erfolgen kann. Zur Kontaktierung der
Schutzschicht kann ein niedrigschmelzendes Lot oder ein Leitlack verwendet werden. Die Schutzschicht verhindert,
daß die zur Kontaktierung verwendeten Materialien mit dem Elektrodenmaterial legieren und
eine Verschlechterung des sperrfreien Kontaktes ergeben. Die beste Schutzwirkung der Schutzschicht ist
dann gewährleistet, wenn das Material der Schutzschicht weder mit dem Elektrodenmaterial noch mit
dem zur Kontaktierung verwendeten Material legiert. In diesem Fall kann die Dicke der Schutzschicht
weniger als 1 μ betragen.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Beispiel an Hand der Zeichnung in Anlehnung an das eingangs
erwähnte Verfahren zur Trennung einer Halbleiterplatte in einzelne Halbleiteranordnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt ausschnittsweise eine auf einem Trägerkörper mittels eines ätzfesten Materials aufgeklebte
Halbleiterplatte mit einer Vielzahl von Planartransistoren;
F i g. 2 zeigt die Halbleiterplatte in Aufsicht nach dem Ätzen;
F i g. 3 zeigt ausschnittsweise die in F i g. 1 dargestellte Halbleiterplatte nach dem Ätzen und der Herstellung
der sperrfreien Kontakte nach der Erfindung;
Fig. 4 zeigt einen auf einen Sockel aufgebauten
Planartransistor.
In der Fig. 1 bedeutet 1 der Trägerkörper aus einem ätzfesten Material, beispielsweise Aluminiumoxyd.
Die Halbleiterplatte 3 enthält eine Vielzahl von Planartransistoren 4 und ist mittels Pizein2 auf den
Trägerkörper 1 aufgeklebt. Vor der Herstellung der sperrfreien Kontakte nach der Erfindung an den
p-Zonen der Kollektoren wird die Halbleiterplatte 3 bis zu der gestrichelten Linie 11 abgeätzt. Dabei werden
die Transistoren elektrisch getrennt, bleiben jedoch zur Herstellung der sperrfreien Kontakte auf
dem Trägerkörper 1 aufgeklebt. Die F i g. 2 zeigt in Aufsicht die in Pizein 2 eingebetteten Transistoren 4
nach Durchführung des Ätzprozesses.
Der sperrfreie Kontakt nach der Erfindung ermöglicht ein Verfahren, bei dem das Elektrodenmaterial
im Vakuum auf die p-Zonen der Kollektoren 8 aufgedampft wird, ohne das Pizein aufzuweichen. Vorzugsweise
findet dabei als Elektrodenmaterial Gallium oder eine unterhalb 100° C schmelzende Legierung
mit Gallium Verwendung. Dem Gallium kann beispielsweise Indium, Blei, Kadmium, Zink, Wismut
und/oder Zinn zugefügt werden.
Sollen an den η-Zonen der Kollektoren von npn-Transistoren sperrfreie Kontakte hergestellt werden,
so findet vorzugsweise ein η-dotierendes und unterhalb 100° C schmelzendes Elektrodenmaterial aus
einer Legierung von Arsen oder Phosphor mit Indium, Blei, Kadmium, Zink, Wismut und/oder Zinn
Verwendung.
Die aufgedampfte Schicht des Elektrodenmaterials ist in der F i g. 3 mit 12 bezeichnet. Über der Schicht
12 wird eine metallische Schutzschicht 13 aufgebracht. Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen der Schichten
im Vakuum durch Aufdampfen. Als Schutzschicht kann auch ein Halbleitermaterial verwendet werden,
das den gleichen Leitfähigkeitstyp wie die zu kontaktierende Zone besitzt. Um die Wirksamkeit der
Schutzschicht 13 auch noch bei der im Betrieb oder
ίο bei der Weiterbehandlung der Halbleiteranordnungen
auftretenden Maximaltemperatur zu gewährleisten, wird die Dicke der Schutzschicht so bemessen, daß
sie bei dieser Maximaltemperatur noch nicht durch einen Legierungsvorgang aufgelöst werden kann. Eine
Mindestdicke der Schutzschicht darf also nicht unterschritten werden. Bei der Herstellung von pnp-Germanium-Planartransistoren,
bei der als Elektrodenmaterial Gallium in einer Dicke von einigen μ aufgedampft
wurde, war eine Schutzschicht aus p-Germanium in der gleichen Größenordnung bereits ausreichend.
Nach dem Aufdampfen der Schutzschicht 13 der sperrfreien Kontakte nach der Erfindung wird das
Pizein 2 in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst.
Damit erhält man eine größere Anzahl von Planartransistoren, deren sämtliche Zonen und Elektroden
bereits mit sperrfreien Kontakten versehen sind. Jeder einzelne der Transistoren kann ohne sonderliche Sorgfalt,
beispielsweise unter Verwendung eines Leitlackes 14, auf ein Kollektorblech 15 als Kollektor-Kontaktelektrode
aufgeklebt werden. Zu diesem Zweck kann auch ein niedrigschmelzendes Lot verwendet
werden. Um die Schutzwirkung der Schutzschicht zu gewährleisten, muß die Dicke der letzteren
so gewählt werden, daß bei Erreichen der Maximaltemperatur der Halbleiteranordnung die Schutzschicht
auch nicht durch Legierungsbildung mit dem niedrigschmelzenden Lot aufgelöst werden kann. Die Kollektor-Kontaktelektrode
kann auch gleichzeitig Teil eines Gehäuses sein.
Die Fig. 4 veranschaulicht die Herstellung der
elektrisch leitenden Verbindung der Kontaktelektroden 9 und 15 mit den Sockeldrähten 16 und 17
eines Sockels 18. Eine bekannte Halbleiteranordnung hat bereits den Vorteil, daß bei der Herstellung der
elektrisch leitenden Verbindungen der Sockeldrähte 17 mit den Leitbahnen 9 keine sonderliche Sorgfalt
aufgewendet werden muß, da der zu diesem Zweck durchzuführende Arbeitsgang in einem relativ großen
Abstand von den Elektroden 6 und 7 und den pn-Ubergängen erfolgen kann. Die elektrisch leitende Verbindung
des Kollektorbleches 15 mit dem Sockeldraht 16 ist gleichfalls ohne Schwierigkeiten durchführbar.
Lediglich die sperrfreie Verbindung des Kollektorbleches 15 mit der Kollektorzone 8 ist aufwendig,
weil sie an jedem Transistor einzeln und mit großer Sorgfalt mit Hilfe eines Legierungsvorganges bei mehreren
100° C erfolgen muß. Demgegenüber wird durch die Erfindung die Möglichkeit geschaffen, auch
die Verbindung zwischen der Kollektorzone 8 und dem Kollektorblech 15 ohne Schwierigkeiten und
Sorgfalt durchzuführen, da der sperrfreie Kontakt bereits vor der Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung
in einem Massenverfahren hergestellt werden kann.
Die Erfindung hat allgemein bei solchen Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen ihre Vorteile,
bei denen die Anwendung von höheren Legie-
rungstemperaturen bei der Herstellung der sperrfreien
Kontakte nicht möglich oder von Nachteil auf die elektrischen Eigenschaften der Halbleiterbauelemente
ist. Sie kann beispielsweise bei der Herstellung der sperrfreien Kontakte an hochsperrenden Halbleiterdioden
mit hoher Sperrspannung angewendet werden, da deren Verhalten in Sperrichtung durch Anwendung
von Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius zur Herstellung der üblichen sperrfreien Kontakte
bereits verschlechtert werden kann.
Claims (6)
1. Sperrfreier Kontakt an einer Zone bestimmten Leitungstyps des Halbleiterkörpers eines
Halbleiterbauelementes, der aus einer auf den Halbleiterkörper aufgebrachten und Dotierungsmaterial
vom Leitungstyp der kontaktierten Zone enthaltenden Schicht Elektrodenmaterial und einer
auf diese Schicht aufgebrachten metallischen Schutzschicht besteht, so daß das Elektrodenmaterial
zwischen dem Halbleiterkörper und der Schutzschicht eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Elektrodenmaterial einen Schmelzpunkt unter 100° C besitzt und die Dicke der Schutzschicht so bemessen ist, daß sie
durch ein Legieren mit dem Elektrodenmaterial oder mit dem zum Anbringen der elektrischen
Zuleitung dienenden Material nicht aufgelöst werden kann.
2. Kontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle einer metallischen Schutzschicht
eine halbleitende Schutzschicht mit dem Leitungstyp der kontaktierten Zone verwendet ist.
3. Sperrfreier Kontakt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das unter 100° C
schmelzende Elektrodenmaterial eines oder mehrere der Metalle Indium, Blei, Kadmium, Zink,
Wismut und Zinn und als Dotierungsmaterial Gallium, Aluminium, Arsen oder Phosphor enthält.
4. Sperrfreier Kontakt nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß. das Elektrodenmaterial
an einer Zone aus p-Germanium aus Gallium oder einer unter 100° C schmelzenden
Legierung mit Gallium und die Schutzschicht aus p-Germanium besteht.
5. Sperrfreier Kontakt nach Ansprüchen 1 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem
schichtförmigen Elektrodenmaterial eine metallische Schutzschicht aus Nickel, Palladium, Eisen,
Platin, Gold oder Chrom angeordnet ist.
ίο
6. Verfahren zur Herstellung eines sperrfreien
Kontaktes nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
Elektrodenmaterial und die Schutzschicht nacheinander im Vakuum aufgedampft werden und
daß die Kontaktierung der Zone fiächenhaft an der Schutzschicht erfolgt.
7. Verfahren zur Herstellung eines sperrfreien Kontaktes nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die flächenhafte Kontaktierung der metallischen oder p-halbleitenden Schutzschicht
durch Aufbringen eines Metalls oder eines niedrigschmelzenden Lotes erfolgt.
8. Verfahren zur Herstellung eines sperrfreien Kontaktes nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die flächenhafte Kontaktierung der Schutzschicht unter Verwendung eines Leitlackes
erfolgt.
9. Anwendung des Verfahrens nach einem oder zwei der Ansprüche 6 bis 8 zur Kontaktierung
der Kollektorzonen einer Mehrzahl von Mesa- oder Planartransistoren, welche nebeneinander in
Kunststoff derartig eingebettet sind, daß die Oberflächen der Kollektorzonen von Kunststoff unbedeckt
bleiben und in einer Ebene angeordnet
sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 906 455, 961 913;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1 029 936,
1036 392;
Deutsche Patentschriften Nr. 906 455, 961 913;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1 029 936,
1036 392;
deutsche Patentanmeldung S 32974 VIIIc/21g
(bekanntgemacht am 8. 7. 1954);
britische Patentschrift Nr. 776 301.
(bekanntgemacht am 8. 7. 1954);
britische Patentschrift Nr. 776 301.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 510/393 2.64 © Bundesdruckerei Berlin
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEJ21774A DE1163977B (de) | 1962-05-15 | 1962-05-15 | Sperrfreier Kontakt an einer Zone des Halbleiterkoerpers eines Halbleiterbauelementes |
FR918538A FR1341220A (fr) | 1962-05-15 | 1962-12-13 | Procédé de réalisation de contact sans barrage pour zone de semi-conducteurs ainsi que les semi-conducteurs et transistors conformes obtenus par la mise en oeuvre de ce procédé ou procédé similaire |
GB19381/63A GB1041466A (en) | 1962-05-15 | 1963-05-15 | Semiconductor devices |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEJ21774A DE1163977B (de) | 1962-05-15 | 1962-05-15 | Sperrfreier Kontakt an einer Zone des Halbleiterkoerpers eines Halbleiterbauelementes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1163977B true DE1163977B (de) | 1964-02-27 |
Family
ID=7200690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEJ21774A Pending DE1163977B (de) | 1962-05-15 | 1962-05-15 | Sperrfreier Kontakt an einer Zone des Halbleiterkoerpers eines Halbleiterbauelementes |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1163977B (de) |
GB (1) | GB1041466A (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1280420B (de) * | 1964-04-02 | 1968-10-17 | Siemens Ag | Verfahren zum Kontaktieren von Halbleiterbauelementen |
DE2108850A1 (de) * | 1970-02-26 | 1971-09-09 | Gen Electric | Vorrichtung zur Befestigung von Zulei tungen an Halbleiterbauelementen mit Hilfe einer Ausnchtplatte fur Halbleiterplatt chen |
DE2042463A1 (de) * | 1970-07-31 | 1972-03-09 | Gen Electric | Befestigungsvorrichtung fur Halb leiterzuleitungen |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE906455C (de) * | 1949-02-24 | 1954-03-15 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren zur Herstellung von AEthylchlorsilanen |
DE961913C (de) * | 1952-08-22 | 1957-04-11 | Gen Electric | Verfahren zur Herstellung von elektrisch unsymmetrisch leitenden Systemen mit p-n-UEbergaengen |
GB776301A (en) * | 1953-12-09 | 1957-06-05 | Philips Electrical Ind Ltd | Improvements in or relating to methods of manufacturing semi-conductor devices |
DE1029936B (de) * | 1954-06-01 | 1958-05-14 | Gen Electric | Legierungs-Verfahren zum Herstellen von p-n-Schichten |
DE1036392B (de) * | 1954-02-27 | 1958-08-14 | Philips Nv | Transistor mit Mehrstoffemitter |
-
1962
- 1962-05-15 DE DEJ21774A patent/DE1163977B/de active Pending
-
1963
- 1963-05-15 GB GB19381/63A patent/GB1041466A/en not_active Expired
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE906455C (de) * | 1949-02-24 | 1954-03-15 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren zur Herstellung von AEthylchlorsilanen |
DE961913C (de) * | 1952-08-22 | 1957-04-11 | Gen Electric | Verfahren zur Herstellung von elektrisch unsymmetrisch leitenden Systemen mit p-n-UEbergaengen |
GB776301A (en) * | 1953-12-09 | 1957-06-05 | Philips Electrical Ind Ltd | Improvements in or relating to methods of manufacturing semi-conductor devices |
DE1036392B (de) * | 1954-02-27 | 1958-08-14 | Philips Nv | Transistor mit Mehrstoffemitter |
DE1029936B (de) * | 1954-06-01 | 1958-05-14 | Gen Electric | Legierungs-Verfahren zum Herstellen von p-n-Schichten |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1280420B (de) * | 1964-04-02 | 1968-10-17 | Siemens Ag | Verfahren zum Kontaktieren von Halbleiterbauelementen |
DE2108850A1 (de) * | 1970-02-26 | 1971-09-09 | Gen Electric | Vorrichtung zur Befestigung von Zulei tungen an Halbleiterbauelementen mit Hilfe einer Ausnchtplatte fur Halbleiterplatt chen |
DE2042463A1 (de) * | 1970-07-31 | 1972-03-09 | Gen Electric | Befestigungsvorrichtung fur Halb leiterzuleitungen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1041466A (en) | 1966-09-07 |
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