DE1176758B - Method for alloying a pn junction in a semiconductor body - Google Patents
Method for alloying a pn junction in a semiconductor bodyInfo
- Publication number
- DE1176758B DE1176758B DEG25115A DEG0025115A DE1176758B DE 1176758 B DE1176758 B DE 1176758B DE G25115 A DEG25115 A DE G25115A DE G0025115 A DEG0025115 A DE G0025115A DE 1176758 B DE1176758 B DE 1176758B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- wire
- semiconductor body
- melt
- alloy
- semiconductor
- 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
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 238000005275 alloying Methods 0.000 title claims description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 13
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000006023 eutectic alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001245 Sb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KAPYVWKEUSXLKC-UHFFFAOYSA-N [Sb].[Au] Chemical compound [Sb].[Au] KAPYVWKEUSXLKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000002140 antimony alloy Substances 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/02—Containers; Seals
- H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
- H01L23/041—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction having no base used as a mounting for the semiconductor body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01079—Gold [Au]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/013—Alloys
- H01L2924/0132—Binary Alloys
- H01L2924/01322—Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
- H01L2924/1203—Rectifying Diode
- H01L2924/12036—PN diode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag: Number: File number: Filing date:
Display day:
G 25115 VIII c/21g
14. August 1958
27. August 1964G 25115 VIII c / 21g
August 14, 1958
August 27, 1964
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Einlegieren eines pn-Überganges in einen Halbleiterkörper, bei dem das Legierungsmaterial mit dem Halbleiterkörper eine eutektische Legierung bildet und bei dem ein Temperaturgradient zwischen verschiedenen Teilen der Halbleiteranordnung während des Abkühlens der Legierungsschmelze und der Bildung der Rekristallisationsschicht aufrechterhalten wird.The invention relates to a method for alloying a pn junction in a semiconductor body in which the alloy material forms a eutectic alloy with the semiconductor body and in which a Temperature gradient between different parts of the semiconductor device during cooling the alloy melt and the formation of the recrystallization layer is maintained.
Ein derartiges Verfahren ist in der deutschen Auslegeschrift W 14766 VIIIc/21g beschrieben worden. Bei diesem bekannten Verfahren hat das Legierungsmaterial jedoch die Form einer Pille. Such a method has been described in the German Auslegeschrift W 14766 VIIIc / 21g. In this known method, however, the alloy material is in the form of a pill.
Es wurde nun erkannt, daß eine spezielle Art der Gefällekühlung zur Verbesserung eines durch Einlegieren gebildeten pn-Überganges zweckmäßig ist, wenn, wie bei dem in der österreichischen Patentschrift 177475 angegebenen Verfahren, als Legierungsmaterial ein Draht verwendet wird, von dem nur ein Ende mit dem Halbleiterkörper legiert wird.It has now been recognized that a special type of gradient cooling to improve a by alloying formed pn junction is useful if, as in the Austrian patent 177475 specified method, as alloy material a wire is used, of which only one end is alloyed with the semiconductor body.
Dementsprechend ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Drahtes als Legierungsmaterial, dessen eines Ende mit dem Halbleiterkörper legiert wird, wenigstens während der ersten Zeit des Abkühlens der Legierungsschmelze der fest gebliebene, an die Schmelze angrenzende Teil des Drahtes wärmer als der fest gebliebene, an die Schmelze angrenzende Teil des Halbleiterkörpers gehalten wird, so daß die erste aus der Schmelze herauszukristallisierende Schicht angrenzend an den fest gebliebenen Teil des Halbleiterkörpers niedergeschlagen wird.Accordingly, the invention is characterized in that when using a wire as Alloy material, one end of which is alloyed with the semiconductor body, at least during the the first time the alloy melt cools down, the part that has remained solid and adjoins the melt of the wire is warmer than the part of the semiconductor body that has remained solid and adjoins the melt is held so that the first layer to be crystallized out of the melt is adjacent to the solid part of the semiconductor body is deposited.
Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, eine wesentliche Verbesserung in der Sperrspannung des resultierenden pn-Überganges im Vergleich zu bekannten Verfahren zu erzielen, bei denen ein Ende eines Drahtes mit einem Halbleiterkörper legiert wird, ohne daß irgendwelche Vorkehrungen getroffen werden, um den Draht während der Abkühlung der Legierungsschmelze wärmer zu halten als den Halbleiterkörper.By using the method according to the invention it is possible to make a substantial improvement in the reverse voltage of the resulting pn junction compared to known methods achieve, in which one end of a wire is alloyed with a semiconductor body without any Precautions are taken to protect the wire during the cooling of the alloy melt to keep warmer than the semiconductor body.
Das Verfahren nach der Erfindung wird nun als Beispiel an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin ist eine schematische Schnittansicht einer Anordnung dargestellt, die bei der Herstellung eines Silizium-pn-Flächengleichrichters verwendet wird.The method according to the invention will now be described as an example with reference to the drawing. In this A schematic sectional view of an arrangement is shown which is used in the manufacture of a silicon pn surface rectifier is used.
Der Gleichrichter wird aus einem Plättchen 1 aus η-leitendem Silizium hergestellt, dessen Flächen lmm2
groß sind und welches eine Dicke von etwa 0,2 mm und einen Widerstand von 25 Ohm · cm hat. In der
Anordnung nach der Zeichnung ist ein Heizelement in Form eines Kohlenstoffblockes 2 verwendet, der
eine Länge von 30 mm, eine Breite von 6,5 mm und Verfahren zum Einlegieren eines pn-Überganges
in einen HalbleiterkörperThe rectifier is made from a plate 1 made of η-conductive silicon, the areas of which are 1 mm 2 and a thickness of about 0.2 mm and a resistance of 25 ohm · cm. In the arrangement according to the drawing, a heating element in the form of a carbon block 2 is used, which has a length of 30 mm, a width of 6.5 mm and a method for alloying a pn junction
in a semiconductor body
Anmelder:Applicant:
The General Electric Company Limited, LondonThe General Electric Company Limited, London
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,Dr.-Ing. H. Ruschke, patent attorney,
Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Emrys Gwynne James, Wembley, Middlesex,Emrys Gwynne James, Wembley, Middlesex,
James Samuel Miller,James Samuel Miller,
John Reeves, Stockport, CheshireJohn Reeves, Stockport, Cheshire
(Großbritannien)(Great Britain)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Großbritannien vom 15. August 1957 (25 846)Great Britain August 15, 1957 (25 846)
eine Dicke von 2 mm hat. Zentrisch in einer Hauptfläche des Kohlenstoffblockes 2 befindet sich eine kleine kreisförmige Aussparung 3, die eine Tiefe von etwa 0,2 mm und einen solchen Durchmesser hat, daß das Siliziumplättchen 1 satt in die Aussparung 3 eingepaßt werden kann. Ein kreiszylindrisches Loch 4 von 0,33 mm Durchmesser erstreckt sich senkrecht vom Boden der Aussparung3 zu der entgegengesetzten Hauptfläche des Blockes 2. Ein weiteres kleines Loch (nicht dargestellt) ist in dem Block 2 für eine Lötstelle eines Thermoelementes vorgesehen, das aus den Platin- und Platin-Rhodium-Drähten 5 und 6 besteht und einen Teil einer Temperaturmeßeinrichtung (nicht dargestellt) bildet.has a thickness of 2 mm. One is located centrally in a main surface of the carbon block 2 small circular recess 3, which has a depth of about 0.2 mm and such a diameter, that the silicon wafer 1 can be fitted snugly into the recess 3. A circular cylindrical hole 4 0.33 mm in diameter extends perpendicularly from the bottom of the recess 3 to the opposite one Main surface of the block 2. Another small hole (not shown) is in the block 2 intended for a soldering point of a thermocouple, which consists of the platinum and platinum-rhodium wires 5 and 6 and forms part of a temperature measuring device (not shown).
Der Block 2 wird von zwei Metallblöcken 7 und 8 getragen, die durch einen kreisrunden Sockel 9 aus Isolierstoff hindurchführen. Der Block 2 ist an seinem Platz auf den Blöcken 7 und 8 mit zwei kleineren Blöcken 10 und 11 festgeklemmt, die mit den Blökken 7 bzw. 8 verschraubt sind. Diejenigen Teile der Blöcke 7 und 8, die unterhalb des Isoliersockels 9 vortreten, sind mit den entsprechenden Klemmen einer elektrischen Energiequelle elektrisch verbunden. Ein metallischer Pumpschaft 12 ist durch den Isoliersockel 9 hindurch abgedichtet. Innerhalb des Pump-The block 2 is supported by two metal blocks 7 and 8, which pass through a circular base 9 made of insulating material. The block 2 is clamped in place on the blocks 7 and 8 with two smaller blocks 10 and 11 which are screwed to the blocks 7 and 8, respectively. Those parts of the blocks 7 and 8 which protrude below the insulating base 9 are electrically connected to the corresponding terminals of an electrical energy source. A metallic pump shaft 12 is sealed through the insulating base 9. Inside the pump
409 658/327409 658/327
schaftes 12 ist ferner ein Keramikstab (nicht dargestellt) koaxial angeordnet, der die Drähte 5 und 6 des Thermoelementes in zwei entsprechenden Kanälen aufnimmt, die in Längsrichtung durch den Keramikstab gebohrt sind.Shaft 12, a ceramic rod (not shown) is also arranged coaxially, the wires 5 and 6 of the thermocouple in two corresponding channels, which in the longitudinal direction through the Ceramic rod are drilled.
Das Siliziumplättchen 1 wird zuerst auf eine Nenndicke von etwa 0,25 mm geläppt und dann geätzt, indem es für eine Dauer von angenähert 20 Sekunden in eine Ätzflüssigkeit eingetaucht wird, die aus 5 Volumteilen konzentrierter Salpetersäure und 3 Volumteilen Fluorwasserstoffsäure besteht. Anschließend wird das Plättchen 1, nachdem es gewaschen und getrocknet ist, unmittelbar in der Aussparung 3 in dem Block 2 angeordnet. Ein glockenförmiger Glasdeckel 13, in dessen Deckenwölbung zentrisch ein kleines Loch 14 vorgesehen ist, wird dann über dem Block 2 und dem Plättchen 1 angeordnet, wobei der Rand des Deckels 13 auf einem Metallring 15 ruht, der an dem Isoliersockel 9 befestigt wird.The silicon wafer 1 is first lapped to a nominal thickness of about 0.25 mm and then etched, by immersing it in an etching liquid for a period of approximately 20 seconds, which consists of 5 parts by volume of concentrated nitric acid and 3 parts by volume of hydrofluoric acid. Afterward the plate 1, after it has been washed and dried, immediately in the recess 3 arranged in block 2. A bell-shaped glass lid 13, in the ceiling vault centrally a small hole 14 is provided, is then arranged over the block 2 and the plate 1, the edge of the cover 13 resting on a metal ring 15 which is fastened to the insulating base 9 will.
Die Anordnung nach der Zeichnung stellt eine nachfolgende Stufe in der Herstellung des Gleichrichters dar. Bei dieser nachfolgenden Stufe wird ein Aluminiumdraht 16, der 6,3 mm lang ist und einen Durchmesser von etwa 0,125 mm hat, mit einer Fläche des Plättchens 1 legiert, und ein Draht 18 wird an der anderen Fläche befestigt, wie nachstehend ausgeführt ist. Vorher wird jedoch der DrahtThe arrangement according to the drawing represents a subsequent stage in the manufacture of the rectifier At this subsequent stage an aluminum wire 16, which is 6.3 mm long and one Has a diameter of about 0.125 mm, alloyed with one surface of the plate 1, and a wire 18 is attached to the other surface as outlined below. Before that, however, the wire
16 in senkrechter Lage in einem verstellbaren Halter16 in a vertical position in an adjustable holder
17 befestigt, der so ausgebildet ist, daß der Draht 16 allmählich gesenkt werden kann. Der Draht 16 wird in den Deckel 13 durch das Loch 14 gesenkt, und das untere Ende des Drahtes 16 wird so angeordnet, daß es gegen das Plättchen 1 abgedichtet und zentrisch dazu verläuft. Der Block 2 wird dann durch einen elektrischen Strom von etwa 35 A erwärmt. Wenn die Temperatur des Blockes 2, die durch das Temperaturmeßinstrument angezeigt wird, 700° C erreicht, wird der Draht 16 gesenkt, bis sich sein unteres Ende in Kontakt mit dem Plättchen 1 befindet. Sobald der Draht 16 mit dem Plättchen 1 Kontakt macht, wird die Energiequelle abgeschaltet, und die gemeinsame Anordnung des Blockes 2, des Plättchens 1 und des Drahtes 16 kann sich abkühlen. Auf diese Weise wird eine mechanische Verbindung zwischen dem Aluminiumdraht 16 und dem Siliziumplättchen 1 hergestellt, da Silizium und Aluminium zusammen eine eutektische Legierung bilden können und die Teile des Drahtes 16 und des Plättchens 1 in dem zwischen ihnen vorhandenen Kontaktbereich sich in geringem Maße legieren, wenn der Kontakt zwischen ihnen zuerst hergestellt wird. Während dieses Erwärmungsvorgangs und des nachfolgenden Abkühlungsvorgangs wird, um eine Oxydation des Plättchens 1, des Blockes 2 und des Drahtes 16 zu verhindern, das Innere des Deckels 13 mit Stickstoff gefüllt, wobei das Gas in dem Deckel 13 durch den Pumpschaft 12 gepumpt wird und durch das Loch 14 entweicht.17 fixed so that the wire 16 can be gradually lowered. The wire 16 becomes is lowered into the lid 13 through the hole 14, and the lower end of the wire 16 is arranged so that it is sealed against the plate 1 and runs centrically to it. The block 2 is then through a heated electric current of about 35 A. When the temperature of the block 2 measured by the temperature meter is displayed, 700 ° C is reached, the wire 16 is lowered until its lower end in Contact with the plate 1 is located. As soon as the wire 16 makes contact with the plate 1, will the energy source switched off, and the common arrangement of the block 2, the plate 1 and the Wire 16 can cool down. This creates a mechanical connection between the aluminum wire 16 and the silicon wafer 1 produced, since silicon and aluminum together one Can form eutectic alloy and the parts of the wire 16 and the plate 1 in the between their existing contact area alloy themselves to a small extent when there is contact between them is made first. During this heating process and the subsequent cooling process is to prevent oxidation of the plate 1, the block 2 and the wire 16, the The inside of the cover 13 is filled with nitrogen, the gas in the cover 13 being pumped through the pump shaft 12 and escapes through the hole 14.
Nachdem sich der Kohlenstoffblock 2 abgekühlt hat, wird der Draht 16 von dem Halter 17 entfernt, und der Deckel 13 wird weggenommen. Das Plättchen 1 wird dann in seiner Lage in der Aussparung 3 umgekehrt, so daß dieser Teil des Drahtes 16 angrenzend an das Plättchen 1 innerhalb des Loches 4 angeordnet wird, wobei der übrige Teil des Drahtes 16 unterhalb des Blockes 2 vortritt. Der Deckel 13 wird dann wieder aufgesetzt, und das Innere des Deckels 13 wird erneut mit Stickstoff gefüllt. Die Energiequelle wird für 5 bis 7 Sekunden eingeschaltet. Während dieser Zeit erreicht die Temperatur des Blockes 2 etwa 800° C. Nach Abschaltung des Stromes kann sich die Anordnung wieder abkühlen. Während des letztgenannten Erwärmungsvorgangs schmelzen das legierte Material und ein daran angrenzender weiterer Teil des Drahtes 16 und bringen einen weiteren Teil des Plättchens 1 zum Schmelzen, wobei der Draht 16 mit Bezug auf das Plättchen 1 inAfter the carbon block 2 has cooled, the wire 16 is removed from the holder 17, and the lid 13 is removed. The plate 1 is then in its position in the recess 3 reversed, so that this part of the wire 16 is adjacent to the plate 1 within the hole 4 is arranged, the remaining part of the wire 16 protruding below the block 2. The lid 13 is then put back on, and the inside of the lid 13 is again filled with nitrogen. the Energy source is switched on for 5 to 7 seconds. During this time, the temperature reaches the Block 2 about 800 ° C. After switching off the power, the arrangement can cool down again. During the latter heating process, the alloyed material and an adjacent one melts another part of the wire 16 and bring another part of the plate 1 to melt, the wire 16 with respect to the plate 1 in
ίο seiner Lage gehalten wird. Während der ersten Zeit des nachfolgenden Abkühlens der Legierungsschmelze wird der fest gebliebene, an die Schmelze angrenzende Teil des Drahtes 16 dadurch wärmer als der fest gebliebene, an die Schmelze angrenzende Teil des Plättchens 1 gehalten, daß dieser Teil des Drahtes 16 von dem Block 2 umschlossen wird. Dieser hat gegenüber dem Plättchen 1, das leicht von dem frei liegenden Teil seiner Oberfläche Wärme abstrahlen kann, eine verhältnismäßig große Wärmekapazität. Daher erstarrt zuerst der Teil der Schmelze, der an den fest gebliebenen Teil des Plättchens 1 angrenzt. Dieser Teil besteht hauptsächlich aus Silizium, enthält jedoch eine ausreichende Menge Aluminium zum Erzeugen von p-Leitfähigkeit. Daher wird eine Schicht p-Silizium angrenzend an den fest gebliebenen Teil des Plättchens 1 gebildet, so daß ein pn-übergang entsteht. Der übrige Teil der Schmelze besteht hauptsächlich aus Aluminium und bildet beim Erstarren eine ohmsche Verbindung zwischen dem fest gebliebenen Teil des Drahtes 16 und der p-Schicht.ίο its location is maintained. During the first time the subsequent cooling of the alloy melt becomes that which remained solid, adjacent to the melt Part of the wire 16 thereby warmer than the remaining solid, adjacent to the melt part of the Plate 1 held that this part of the wire 16 is enclosed by the block 2. This one has opposite the plate 1, which can easily radiate heat from the exposed part of its surface, a relatively large heat capacity. Therefore, the part of the melt that is attached to the solid solidifies first the remaining part of the tile 1 is adjacent. This part is mainly made up of silicon, which contains however, a sufficient amount of aluminum to produce p-type conductivity. Hence, a Layer of p-silicon is formed adjacent to the fixed part of the chip 1, so that a pn junction is created. The remaining part of the melt consists mainly of aluminum and forms when solidifying an ohmic connection between the fixed part of the wire 16 and the p-layer.
Nachdem auf diese Weise der pn-übergang gebildet worden ist, wird eine ohmsche Verbindung mit der anderen Hauptfläche des Plättchens 1 in der folgenden Weise hergestellt. Ein Draht 18 aus einer Gold-Antimon-Legierung von 6,3 mm Länge und etwa 0,25 mm Durchmesser wird in dem verstellbaren Halter 17 in senkrechter Lage befestigt und durch das Loch 14 gesenkt, so daß sein unteres Ende dicht an der obersten Fläche des Plättchens 1 und zentrisch dazu angeordnet ist. Obgleich die Stickstoffatmosphäre innerhalb des Deckels 13 noch aufrechterhalten wird, wird der Block 2 auf eine Temperatur von 590° C erwärmt. Sobald diese Temperatur erreicht ist, wird der Draht 18 gesenkt, so daß er das Plättchen 1 berührt, dann wird die Energiequelle ausgeschaltet. Die Anordnung bei dieser Verfahrensstufe ist in der Zeichnung dargestellt. In abgekühltem Zustande wird die gemeinsame Anordnung des Plättchens 1 und der Drähte 16 und 18 von der Haltekonstruktion entfernt und anschließend 10 Sekunden in einer Flüssigkeit geätzt, die aus 5 Volumteilen konzentrierter Salpetersäure, 3 Volumteilen Fluorwasserstoffsäure und 3 Volumteilen Eisessigsäure zusammen mit etwa 0,3 °/o Brom besteht. Die Anordnung wird dann gründlich gewaschen und getrocknet.After the pn junction has been formed in this way, an ohmic connection is established with the other major surface of the chip 1 prepared in the following manner. A wire 18 made from a gold-antimony alloy 6.3 mm long and about 0.25 mm in diameter is fastened in the adjustable holder 17 in a vertical position and through the hole 14 is countersunk so that its lower end is close to the uppermost surface of the plate 1 and centrally is arranged for this. Although the nitrogen atmosphere within the lid 13 is still maintained is, the block 2 is heated to a temperature of 590 ° C. Once this temperature is reached is, the wire 18 is lowered so that it touches the wafer 1, then the power source switched off. The arrangement at this stage of the process is shown in the drawing. In chilled The joint arrangement of the plate 1 and the wires 16 and 18 of the holding structure is achieved removed and then etched for 10 seconds in a liquid composed of 5 parts by volume more concentrated Nitric acid, 3 parts by volume of hydrofluoric acid and 3 parts by volume of glacial acetic acid with about 0.3% bromine. The assembly is then thoroughly washed and dried.
Es hat sich gezeigt, daß die Sperrdurchbruchsspannungen von Siliziumflächengleichrichtern, die gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt sind und bei dem Silizium mit einem spezifischen Widerstand von angenähert 25 Ohm · cm verwendet wird, etwa 400 bis 500 Volt betragen. Diese Sperrdurchbruchspannungen sind beträchtlich größer als die von solchen Siliziumgleichrichtern, die nach dem zuvor erwähnten bekannten Verfahren aus Siliziumplättchen des gleichen spezifischen Widerstandes wie in dem vorliegenden Fall hergestellt sind.It has been shown that the reverse breakdown voltages of silicon surface rectifiers that are produced according to the method described above and in the case of silicon with a specific Resistance of approximately 25 ohm · cm is used, about 400 to 500 volts. These Reverse breakdown voltages are considerably greater than those of such silicon rectifiers, which after the aforementioned known method from silicon wafers of the same resistivity are made as in the present case.
Claims (5)
Deutsche Auslegeschrift W 14766 VIIIc/ 21g
(bekanntgemacht am 9. 2. 1956);Considered publications:
German interpretation document W 14766 VIIIc / 21g
(announced February 9, 1956);
L. P. Hunt er »Handbook of Semiconductor Electronics«, Kap. 7, S. 22.Austrian Patent No. 177,475;
LP Hunt he "Handbook of Semiconductor Electronics", chap. 7, p. 22.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB25846/57A GB849549A (en) | 1957-08-15 | 1957-08-15 | Improvements in or relating to methods of forming p-n junctions in semiconductors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1176758B true DE1176758B (en) | 1964-08-27 |
Family
ID=10234293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEG25115A Pending DE1176758B (en) | 1957-08-15 | 1958-08-14 | Method for alloying a pn junction in a semiconductor body |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1176758B (en) |
| FR (1) | FR1211516A (en) |
| GB (1) | GB849549A (en) |
| NL (2) | NL107716C (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT177475B (en) * | 1952-02-07 | 1954-02-10 | Western Electric Co | Process for the production of silicon switching elements of asymmetrical conductivity for signal conversion, in particular rectification |
-
0
- NL NL230537D patent/NL230537A/xx unknown
- NL NL107716D patent/NL107716C/xx active
-
1957
- 1957-08-15 GB GB25846/57A patent/GB849549A/en not_active Expired
-
1958
- 1958-08-08 FR FR1211516D patent/FR1211516A/en not_active Expired
- 1958-08-14 DE DEG25115A patent/DE1176758B/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT177475B (en) * | 1952-02-07 | 1954-02-10 | Western Electric Co | Process for the production of silicon switching elements of asymmetrical conductivity for signal conversion, in particular rectification |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR1211516A (en) | 1960-03-16 |
| NL107716C (en) | 1900-01-01 |
| NL230537A (en) | 1900-01-01 |
| GB849549A (en) | 1960-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1027325B (en) | Process for the production of silicon-alloy-semiconductor devices | |
| DE1696075C3 (en) | Process for the partial electroplating of a semiconductor layer | |
| DE976348C (en) | Process for the production of semiconductor components with pn junctions and components produced according to this process | |
| DE1032853B (en) | Process for the production of alloy contacts on a semiconductor base made of silicon | |
| DE1962003A1 (en) | Semiconductor device with heat dissipation | |
| DE1181823B (en) | High-performance rectifier built into a housing | |
| DE1227563B (en) | Assembly device for the machine production of semiconductor diode parts | |
| DE1236660B (en) | SEMI-CONDUCTOR ARRANGEMENT WITH A PLATE-SHAPED, BASICALLY SINGLE-CRYSTALLINE SEMICONDUCTOR BODY | |
| DE1178519B (en) | Process for the production of semiconductor components by melting a small amount of electrode material onto a semiconducting body | |
| DE1978283U (en) | INTEGRATED RECTIFIER CIRCUIT ARRANGEMENT. | |
| DE1176758B (en) | Method for alloying a pn junction in a semiconductor body | |
| DE1415661A1 (en) | semiconductor | |
| DE1189658C2 (en) | Method of manufacturing an area transistor | |
| DE1514363B1 (en) | Process for manufacturing passivated semiconductor components | |
| DE1130525B (en) | Flat transistor with a disk-shaped semiconductor body of a certain conductivity type | |
| DE1277967C2 (en) | Method for producing a semiconductor arrangement, in particular a thermoelectric semiconductor arrangement | |
| DE1059112B (en) | Process for contacting silicon transistors alloyed with aluminum | |
| DE1061907B (en) | Process for the production of surface semiconductor crystal lodes with at least two fused semiconductor parts of opposite conductivity type | |
| DE1163975C2 (en) | Process for improving the electrical properties of semiconductor devices | |
| DE1489287B2 (en) | Thermoelectric assembly and method of manufacture | |
| DE1246888C2 (en) | PROCESS FOR PRODUCING RECTIFIER ARRANGEMENTS IN A BRIDGE CIRCUIT FOR SMALL CURRENTS | |
| DE1514565B2 (en) | Process for the production of semiconductor devices | |
| AT250699B (en) | Thermoelectric device | |
| DE1464772B2 (en) | Series connection of two oppositely polarized Zener diodes | |
| DE1235434B (en) | Method for forming a short circuit between the emitter zone and the adjacent zone of the opposite conductivity type of a controllable silicon rectifier element |