DE1219240B - Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen unter Verwendung eines Elektrodenmaterials auf Indium-, Zinn-, Blei- oder Wismut-Basis - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen unter Verwendung eines Elektrodenmaterials auf Indium-, Zinn-, Blei- oder Wismut-Basis

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DE1219240B
DE1219240B DEN20080A DEN0020080A DE1219240B DE 1219240 B DE1219240 B DE 1219240B DE N20080 A DEN20080 A DE N20080A DE N0020080 A DEN0020080 A DE N0020080A DE 1219240 B DE1219240 B DE 1219240B
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gallium
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DEN20080A
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Inventor
Nico Bram Speyer
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
C22c
Deutsche Kl.: 40 b-31/00
Nummer: 1219 240
Aktenzeichen: N 20080 VI a/40 b
Anmeldetag: 23. Mai 1961
Auslegetag: 16. Juni 1966
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen, bei dem ein Halbleiterkörper und eine Elektrodenmaterialmenge auf der Basis von mindestens einem der Metalle Indium, Zinn, Blei oder Wismut mit einem Zusatz von Gallium und/oder Aluminium getrennt in einer Gießform auf eine Temperatur erhitzt werden, die höher als der Schmelzpunkt des Elektrodenmaterials, jedoch niedriger als der des Halbleiterkörpers ist und anschließend durch eine Lagenänderung der Gießform, im folgenden mit »Kippen« bezeichnet, das Elektrodenmaterial auf den Halbleiterkörper geworfen oder fallen gelassen wird.
Die bei diesem Verfahren verwendete Gießform bzw. Halterung besteht im allgemeinen aus Graphit oder aus einem chemisch beständigen Metall, wie Chromeisen. Als Beispiele von mit diesem Verfahren herstellbare Halbleitervorrichtungen seien Transistoren und Kristalldioden genannt.
Es ist bekannt, als Elektrodenmaterial Elemente wie Indium, Blei, Wismut und/oder Zinn zu verwenden, denen sogenannte Aktivierungselemente wie Gallium, Aluminium, Antimon und/oder Arsen zugesetzt sein können.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Halbleitervorrichtungen insbesondere dann in ihren Eigenschaften beträchtlich voneinander abwichen, wenn das Elektrodenmaterial Gallium und/oder Aluminium enthielt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Ursache dieser Unterschiede darin zu sehen ist, daß die genannten Elektrodenmaterialien die Neigung haben, das Material der Gießform zu benetzen oder an ihr zu haften, selbst dann, wenn die Gießform aus Materialien wie Graphit oder Chromeisen besteht, die sich normalerweise dadurch auszeichnen, daß sie von flüssigen Metallen schlecht benetzt werden. Das Benetzen der Gießform wirkt sich bei dem beschriebenen Verfahren besonders nachteilig aus, da es beim Kippen der Gießform unvermeidlich ist, daß das Elektrodenmaterial über einen größeren Teil der Gießformoberfläche fließt, an der dann ein Teil des Materials haften bleibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem beschriebenen Verfahren das genannte nachteilige Benetzen der Gießform durch das Elektrodenmaterial zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Elektrodenmaterial mit einem Gehalt an Germanium und/oder Silizium verwendet wird, das wenigstens die Hälfte des Gehaltes an Gallium und/ oder Aluminium beträgt.
Verfahren zur Herstellung von
Halbleitervorrichtungen unter Verwendung eines Elektrodenmaterials auf Indium-, Zinn-, Bleioder Wismut-Basis
Anmelder:
N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)
Vertreter:
Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7
Als Erfinder benannt:
Nico Bram Speyer, Nijmegen (Niederlande)
Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 25. Mai 1960 (251987)
Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, daß es an sich bereits bekannt war (s. belgische Patentschrift 536 020) dem Elektrodenmaterial Germanium hinzuzufügen. Entsprechende Elektrodenmaterialzusammensetzungen werden jedoch nur selten und dann zu anderen Zwecken als bei dem hier beschriebenen Verfahren verwendet. Germanium wird z. B. dem Elektrodenmaterial hinzugesetzt, wenn bei der Herstellung einer Legierungselektrode auf einem Germaniumkörper eine sehr geringe Eindringtiefe erreicht werden soll.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung erläutert und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch eine Gießform in schematischer Darstellung in einer ersten Lage und
F i g. 2 die Gießform nach F i g. 1 in einer zweiten Lage.
Die Gießform ist in der Zeichnung, der besseren Übersicht wegen, vereinfacht dargestellt. Die tatsächliche Ausführungsform der Gießform ist verwickelter aufgebaut, da sie das Material für mehr als eine Elektrode aufnehmen kann.
Die Gießform besteht aus einem Graphitkörper 1, in dem eine Höhlung 2 für einen Halbleiterkörper 3 vorgesehen ist. Auf dem Boden 1 ruht ein Graphitblock 4, in dem ein Pfropfen 5 aus dem gleichen
609 579/326
Werkstoff eingesetzt ist. Der Pfropfen 5 weist eine Bohrung 6 auf, an die sich eine in die obere Fläche der Gießform eingebettete Rinne 7 anschließt, die eine Elektrodenmateriahnenge 8 in Form eines Kügelchens enthält.
Das Aufschmelzverfahren vollzieht sich derart, daß die Gießform zunächst über den Schmelzpunkt des Elektrodenmaterials in einer reduzierenden Atmosphäre, z. B. in Wasserstoff, erhitzt wird. Die Gießform wird dann in der in Fig. 1 dargestellten Lage gehalten. Anschließend wird die Gießform in die in F i g. 2 dargestellte Lage gekippt, wobei das Material 8 auf den Halbleiterkörper 3 fällt und auf diesem eine Elektrode 9 bildet.
Als Beispiel einer Zusammensetzung des Elektrodenmaterials wird eine aus 2 Gewichtsprozent Germanium, 0,5 Gewichtsprozent Aluminium, Rest Indium, bestehende Legierung genannt. Eine weitere brauchbare Legierung besteht z. B. aus 5 Gewichtsprozent Germanium, 1 Gewichtsprozent Gallium, Rest Zinn.
Für solche Legierungen ist eine Erhitzung auf 5000C in einer reduzierenden Atmosphäre zweckmäßig. Um zu erleichtern, daß die Legierung nach dem Kippen eine gleichmäßige Eindringtiefe erreicht. kann es erwünscht sein, die Temperatur vor dem Kippen zunächst abfallen zu lassen, z. B. auf 300° C, und sie dann wieder, z. B. auf den ursprünglichen Wert von 500° C, zu steigern.
Der mit der Erfindung erreichte Vorteil besteht darin, daß das Elektrodenmaterial die aus Graphit oder Chromeisen bestehende Gießform nicht benetzt und so sichergestellt wird, daß die gesamte, in Form eines Kügelchens in die Gießform eingebrachte Elektrodenmateriahnenge als Legierungselektrode auf den Halbleiterkörper gelangt.

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen, bei dem ein Halbleiterkörper und eine Elektrodenmateriahnenge auf der Basis von mindestens einem der Metalle Indium, Zinn, Blei oder Wismut mit einem Zusatz von Gallium und/oder Aluminium getrennt in einer Gießform auf eine Temperatur erhitzt werden, die höher als der Schmelzpunkt des Elektrodenmaterials, jedoch niedriger als der des Halbleiterkörpers ist, und anschließend durch eine Lagenänderung der Gießform des Elektrodenmaterials auf den Halbleiterkörper geworfen oder fallen gelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrodenmaterial mit einem Gehalt an Germanium und/oder Silizium verwendet-wird, der wenigstens die Hälfte des Gehaltes an Gallium und/oder Aluminium beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Germanium und/oder Silizium wenigstens das Doppelte des Gehaltes an Gallium und/oder Aluminium beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Galliumgehalt 0,1 bis 5 Gewichtsprozent beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aluminiumgehalt 0,1 bis 5 Gewichtsprozent beträgt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschrift Nr. 536 020.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
609 579ß26 6.66 © Bundesdruckerei Berlin.
DEN20080A 1960-05-25 1961-05-23 Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen unter Verwendung eines Elektrodenmaterials auf Indium-, Zinn-, Blei- oder Wismut-Basis Pending DE1219240B (de)

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BE536020A (de) * 1954-02-27

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