DE1278016B - Halbleiterbauelement mit einem einkristallinen Halbleiterkoerper - Google Patents
Halbleiterbauelement mit einem einkristallinen HalbleiterkoerperInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES S/WIWl· PATENTAMT
Int. Cl.:
HOIl
AUSLEGESCHRIFT
Deutsche KL: 21 g -11/02
Nummer: 1278 016
Aktenzeichen: P 12 78 016.4-33 (S 88314)
Anmeldetag: 16. November 1963
Auslegetag: 19. September 1968
Es ist bereits ein Halbleiterbauelement mit einem einkristallinen scheibenförmigen Halbleiterkörper und
mit einer mindestens im Inneren des Halbleiterkörpers ebenen pn-Übergangsfläche zwischen zwei
unterschiedlich dotierten Zonen bekannt, bei dem die äußere Mantelfläche des Halbleiterkörpers mit der
pn-Übergangsfläche in der höher dotierten Zone einen stumpfen Winkel und in der niedriger dotierten
Zone einen spitzen Winkel bildet (französische Patentschrift 1 328 179). Durch diese Gestaltung des Halbleiterkörpers
werden Feldstärkespitzen vermindert, welche zu einem Oberflächendurchschlag des pn-Übergangs bei Beanspruchung in Sperrichtung
führen können. Damit kann der pn-übergang in Sperrichtung höher belastet werden.
Es ist auch ein Halbleiterbauelement bekannt, das einen scheibenförmigen Halbleiterkörper besitzt,
dessen eine Flachseite von einer Elektrode aus einem Metall-Halbleiter-Eutektikum, z. B. aus dem Gold-Silizium-
oder aus dem Aluminium-Silizium-Eutektikum, vollständig bedeckt ist, und dessen Mantelfläche
mit den pn-Übergangsflächen in der höher dotierten Zone einen spitzen und in der niedriger
dotierten Zone einen stumpfen Winkel bildet. Wenn sichergestellt werden soll, daß eine Flachseite des
scheibenförmigen Halbleiterkörpers vollkommen bedeckt ist, so läßt man für gewöhnlich die zur Herstellung
der Elektrode dienende Metallscheibe etwas über den Rand des Halbleiterkörpers hinausragen.
Hierbei kann es nun vorkommen, daß beim Einlegieren der Metallscheibe die zwischen den beiden
Flachseiten befindliche Mantelfläche der Halbleiterscheibe ebenfalls zumindest teilweise mit der Legierungselektrode
bedeckt wird (deutsche Auslegeschrift 1 067 936).
Des weiteren ist es auch bekannt, eine Flachseite des scheibenförmigen Halbleiterkörpers eines Halbleiterbauelementes
mit einer Elektrode aus einem Metall-Halbleiter-Eutektikum zu bedecken und zur Herstellung dieser Elektrode eine über den Rand des
Halbleiterkörpers hinausragende Metallscheibe zu verwenden, die bei ihrem Einlegieren auch die zwischen
den beiden Flachseiten befindliche Mantelfläche des scheibenförmigen Halbleiterkörpers als
Legierungselektrode bedecken soll (französische Patentschrift 1 233 333).
Es hat sich herausgestellt, daß die vollkommene Bedeckung einer Flachseite und die Bedeckung der
Mantelfläche zu Schwierigkeiten führen kann, wenn man, z. B. durch Ätzen, erreichen will, daß die
äußere Mantelfläche des Halbleiterkörpers mit der pn-Übergangsfläche in der höher dotierten Zone
Halbleiterbauelement mit einem einkristallinen
Halbleiterkörper
Halbleiterkörper
Anmelder:
Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8500 Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Als Erfinder benannt:
Dr.-Ing. Arnulf Hoffmann, 8000 München
einen stumpfen Winkel und in der niedriger dotierten
1-5 Zone einen spitzen Winkel bildet.
Durch die Erfindung werden diese Schwierigkeiten vermieden. Sie betrifft demzufolge ein Halbleiterbauelement
mit einem einkristallinen scheibenförmigen Halbleiterkörper und mit mindestens einer mindestens
so im Inneren des Halbleiterkörpers ebenen pn-Übergangsfläche
zwischen zwei unterschiedlich dotierten Zonen, bei dem die äußere Mantelfläche des Halbleiterkörpers
mit der pn-Übergangsfläche in der höher dotierten Zone einen stumpfen Winkel und in der
as niedriger dotierten Zone einen spitzen Winkel bildet.
Ein solches Halbleiterbauelement ist erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die eine Flachseite des
Halbleiterkörpers an der höher dotierten Zone vollständig mit einer metallisch leitenden Elektrode bedeckt
ist und daß diese Elektrode die Mantelfläche des Halbleiterkörpers höchstens bis zur halben
Scheibendicke und höchstens bis zum Rand der pn-Übergangsfläche bedeckt.
In den Zeichnungen sind ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ein dem Stand der Technik angehörendes
Halbleiterbauelement dargestellt.
F i g. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Transistor vom npn-Typ;
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus der Fig. 1 in
vergrößerter Darstellung, und
F i g. 3 zeigt einen entsprechenden Ausschnitt aus einem Halbleiterbauelement nach dem Stand der
Technik.
In der Fig. 1 ist ein scheibenförmiger Halbleiterkörper 2 dargestellt, welcher z. B. aus p-leitendem Silizium bestehen kann. Die eine Flachseite ist vollständig von einer Elektrode 3 bedeckt, welche eine Zone 4 kontaktiert, welche η-Leitung aufweist. Die Zone 4 und die Kontaktelektrode 3 können z. B. dadurch hergestellt sein, daß in die Halbleiterscheibe 2 eine Folie aus Gold—Antimon mit etwa 1 °/o Antimon einlegiert wurde.
In der Fig. 1 ist ein scheibenförmiger Halbleiterkörper 2 dargestellt, welcher z. B. aus p-leitendem Silizium bestehen kann. Die eine Flachseite ist vollständig von einer Elektrode 3 bedeckt, welche eine Zone 4 kontaktiert, welche η-Leitung aufweist. Die Zone 4 und die Kontaktelektrode 3 können z. B. dadurch hergestellt sein, daß in die Halbleiterscheibe 2 eine Folie aus Gold—Antimon mit etwa 1 °/o Antimon einlegiert wurde.
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Auf der gegenüberliegenden Flachseite trägt die Halbleiterscheibe zwei Kontaktelektroden, welche die
Zone 2 kontaktieren, und zwar in der Form einer Ronde 5 und eines Ringes 6. Beide Elektroden können
z. B. durch Einlegieren entsprechend geformter Folien aus Bor enthaltendem Gold bzw. Aluminium
hergestellt sein. Zwischen den beiden Kontaktelektroden 5 und 6 liegt eine ringförmige Kontaktelektrode 7,
welche eine η-leitende Zone 8 kontaktiert, die ebenfalls durch Einlegieren eines entsprechend geformten
Ringes aus einer Gold-Antimon-Folie hergestellt sein kann.
In der F i g. 2 ist der linke Rand der F i g. 1 vergrößert dargestellt. Wie aus den F i g. 1 und 2 zu erkennen
ist, bedeckt die Elektrode 3 nicht nur die eine Flachseite des Halbleiterkörpers, sondern auch teilweise
die Mantelfläche desselben, wobei gemäß der Erfindung diese Mantelfläche nur bis zur halben
Scheibendicke und höchstens bis zum Rand der pn-Übergangsfläche bedeckt ist. Durch Ätzen, z. B. mit ao
Hilfe eines Strahles einer Flüssigkeit, die aus Flußsäure und Salpetersäure zusammengesetzt sein kann,
ist die Mantelfläche der Halbleiterscheibe abgeflacht. Der ursprünglich vorhandene Halbleiterkörper ist gestrichelt
eingezeichnet. Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, bildet die pn-Übergangsfläche zwischen der
durch Legieren hergestellten Zone 4, also der höher dotierten Zone und der Zone 2 mit der Mantelfläche
des Halbleiterkörpers in der Zone 4 einen stumpfen und in der Zone 2 einen spitzen Winkel.
In der Fig. 3 ist ein ähnlicher Halbleiterkörper dagestellt, bei dem aber die Elektrode 3 α in bekannter
Weise die gesamte Mantelfläche zwischen beiden Flachseiten des Halbleiterkörpers bedeckt. Wie sich
bei durchgeführten Versuchen herausstellte, entsteht häufig beim Abätzen des an die Oberfläche tretenden
Randes des pn-Übergangs in der Flüssigkeit ein Wirbel, welcher zur Aushöhlung des Halbleiterkörpers
etwa in der dargestellten Form führt. Auf diese Weise wird die Ausbildung des erwünschten stumpfen Winkels
unmöglich gemacht, wodurch die angestrebten Vorteile nicht eintreten. Da diese Wirbelbildung im
wesentlichen darauf zurückzuführen ist, daß die aus Metall bestehende Elektrode von der Ätzflüssigkeit
nicht angegriffen wird, kann dies durch die Ausbildung des Halbleiterbauelementes nach der Erfindung
leicht verhindert werden; denn wenn der Rand der Elektrode nicht bis zur oberen Flachseite hinaufreicht,
kann sich auch der schädliche Wirbel nicht ausbilden.
Die erwünschte Bemessung der Elektrode mit Bezug auf die Scheibendicke des Halbleiterkörpers kann
dadurch erzielt werden, daß von vornherein die Bemessung des Durchmessers des Halbleiterkörpers und
des Durchmessers der einzulegierenden Metallfolie mit dem Legierungsprozeß bezüglich der Legierungstemperatur und der Legierungsdauer aufeinander abgestimmt
werden. So hat es sich beispielsweise als zweckmäßig erwiesen, die Metallfolie, wenn sie wie
im Beispiel aus Gold-Antimon besteht, bei einer Scheibendicke des Halbleiterkörpers von etwa 400 μ
so zu bemessen, daß der Rand der Goldfolie vor dem Legierungsvorgang höchstens 200 μ (halbe Scheibendicke)
über den Rand der Halbleiterscheibe herausragt. Bei einer Legierungstemperatur von 700 bis
800° C und einer Legierungsdauer von etwa 30 Minuten wird dann der Rand der Legierungselektrode
höchstens etwa bis zur Mitte der Mantelfläche der Halbleiterscheibe heraufgezogen.
Claims (2)
1. Halbleiterbauelement mit einem einkristallinen scheibenförmigen Halbleiterkörper und mit
mindestens einer mindestens im Inneren des Halbleiterkörpers ebenen pn-Übergangsfläche zwischen
zwei unterschiedlich dotierten Zonen, bei dem die äußere Mantelfläche des Halbleiterkörpers mit der
pn-Übergangsfläche in der höher dotierten Zone einen stumpfen Winkel und in der niedriger
dotierten Zone einen spitzen Winkel bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die eine
Flachseite des Halbleiterkörpers an der höher dotierten Zone vollständig mit einer metallisch
leitenden Elektrode bedeckt ist und daß diese Elektrode die Mantelfläche des Halbleiterkörpers
höchstens bis zur halben Scheibendicke und höchstens bis zum Rand der pn-Übergangsfläche bedeckt.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode die
Mantelfläche des scheibenförmigen Halbleiterkörpers bis etwa zu einem Drittel der Scheibendicke
bedeckt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 067 936,
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 067 936,
1152764;
französische Patentschriften Nr. 1281 944,
französische Patentschriften Nr. 1281 944,
1328179,1233 333;
britische Patentschrift Nr. 883 468.
britische Patentschrift Nr. 883 468.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 617/425 9.68 © Bundesdruckerei Berlin
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE1963S0088314 DE1278016B (de) | 1963-11-16 | 1963-11-16 | Halbleiterbauelement mit einem einkristallinen Halbleiterkoerper |
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DE1278016B true DE1278016B (de) | 1968-09-19 |
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DE1963S0088314 Pending DE1278016B (de) | 1963-11-16 | 1963-11-16 | Halbleiterbauelement mit einem einkristallinen Halbleiterkoerper |
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Citations (6)
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GB883468A (en) * | 1959-03-11 | 1961-11-29 | Maurice Gilbert Anatole Bernar | Improvements in or relating to semi-conductor devices |
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1963
- 1963-11-16 DE DE1963S0088314 patent/DE1278016B/de active Pending
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