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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mit einem
Kühlkörper versehenen Halbleiterbauelements, bei dem der Halbleiterkörper mit einer
Tragplatte aus geglühtem Wolfram oder Molybdän verbunden und mit Hilfe dieser Tragplatte
an dem Kühlkörper befestigt wird, sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes
Halbleiterbauelement.
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Bei derartigen Halbleiterelementen, z. B. Silicium-oder Germanium-Halbleitern,
bestehen oft Schwierigkeiten zur Erreichung einer raschen und wirksamen Ableitung
der entstehenden Wärmeverluste. Die wirksamste Gleichrichtung findet bei niedrigeren
Temperaturen statt, so daß die Wärme möglichst sofort abgeführt werden sollte. Anderenfalls,
bei übermäßig hohen Temperaturen, kann die Wirkungsweise der Gleichrichter beeinträchtigt
sein, oder die Gleichrichter versagen sogar, wenn sie bei hohen Temperaturen außerdem
einer starken elektrischen Belastung ausgesetzt sind.
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Bekannt sind Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen,
bei denen das Halbleiterbauelement, z. B. Silicium, mit einer Elektrode, beispielsweise
aus Molybdän, mittels eines Silberlots festhaftend verbunden wird. Es ist auch bekannt,
die Molybdängrundelektrode durch Schleifen, Ätzen und Waschen sorgfältig zu reinigen,
um alle Oberflächenverunreinigungen wegzunehmen. Ferner ist bekannt, die Trägerplatte
durch Sandstrahlen oder Schleifen aufzurauhen. Die Gleichmäßigkeit der relativ großen
Oberfläche ist aber nicht immer in dem gewünschten Maße gegeben. Auch darf die Aufrauhung
nicht beliebig tief sein. Außer der schlechten Lötbarkeit der Materialien der Trägerplatte,
z. B. des Molybdäns oder Wolframs, sind auch die elektrischen Eigenschaften an den
Übergängen Metall-Halbleiter oder Metall-Metall im Hinblick auf guten Stromfiuß
in der gewünschten Richtung zu verbessern.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Herstellung eines mit einem Kühlkörper versehenen Halbleiterelements zu schaffen,
bei dem die obenerwähnten elektrischen und Wärmeabfiußeigenschaften verbessert sind.
Das neue Verfahren und damit auch das neue Halbleiterbauelement sollen einfacher,
funktionssicherer und billiger sein. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem
Halbleiterkörper, der mit einer Tragplatte aus geglühtem Wolfram oder Molybdän verbunden
und mit Hilfe dieser Tragplatte an einem Kühlkörper befestigt ist, durch die Kombination
folgender, bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen in anderem Zusammenhang
bekanntgewordener Maßnahmen gelöst: Die Tragplatte aus Wolfram oder Molybdän wird
auf der einen Flachseite aufgerauht, auf der gegenüberliegenden Flachseite wird
eine dünne Nickelschicht galvanisch aufgebracht, die mit der Nickelschicht versehene
Platte wird bei 500 bis 900° C getempert, auf die Nickelschicht wird eine Goldfolie
auflegiert, die mit der Nickel- und Goldschicht versehene Platte wird bei 900 bis
1100° C getempert, die aufgerauhte Flachseite der Platte wird mit dem Halbleiterkörper
verbunden, und an der mit Gold versehenen Seite der Platte wird ein Kühlkörper angelötet.
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Das Molybdän liegt in Scheibenform vor. Es wird in vorteilhafter Weise
als Grundplatte für die Herstellung von Gleichrichtern aus den obengenannten Materialien
und von Vierschichtdioden verwendet. Durch den Edehnetallüberzug wird die ursprünglich
schlechte Lötbarkeit der Trägerplattenmaterialien in vorteilhafter Weise verbessert.
Es hat sich gezeigt, daß ein galvanischer Überzug aus Gold über die vernickelte
Seite des Molybdänbleches nach einmaligem Einschmelzen dieser galvanisch aufgebrachten
Schicht zunächst einen schlechten Durchlaß des Gleichrichters bringt. Nach nochmaliger
Temperung bei 900° C verbessert sich der Durchlaß sehr beträchtlich. Der Grund hierfür
ist an der inneren Verbindung der Nickelschicht mit der Molybdänplatte zu sehen,
einerseits auf Grund der Diffusion, andererseits auf Grund der Mischkristallbildung
zwischen dem Rest der an der Molybdänfläche verbliebenen Nickelschicht und der galvanisch
aufgebrachten Goldschicht. Ein weiterer Vorteil des erfinderischen Verfahrens besteht
darin, daß die als aktives Halbleiterelement dienende Silicium-(Germanium-)Scheibe
bei gleichem Stromdurchgang in ihrer Flächenausdehnung um rund 15 % kleiner gehalten
werden kann als eine solche, die nach den bisher bekannten Verfahren behandelt wurde.
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Bei vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung werden auf die aufgerauhte
Seite der Molybdänscheibe der Reihe nach eine Al-Si-B-Folie, eine Si-Scheibe, eine
Au-Sb-Folie und während des Aufschmelzvorganges vorübergehend eine A]"-0.,-Scheibe
gelegt. Auf die aufgerauhte Seite der Molybdänscheibe können auch der Reihe nach
eine Au-Sb-Folie und eine Ge-Scheibe und eine In-Ga-Ronde gelegt werden.
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Eine zweckmäßige weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
daß die zur Bildung des sperrschichtfreien Übergang am p-leitenden einkristallinen
Siliciummaterial und an der aufgerauhten Molybdängrundplatte verwendete Al-Si-B-Folie
vorzugsweise eine Schichtstärke von 15 bis 25 R und einen Borgehalt von 0,3 bis
1% hat.
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Weiterhin hat es sich für das erfinderische Verfahren für günstig
erwiesen, wenn während der sich in einem Arbeitsgang vollziehenden Erzeugung des
sperrschichtfreien Übergangs und des sperrschichtbildenden Übergangs in der Wärmebehandlungsform
zwei bestimmte Temperaturen eingehalten werden. Insbesondere ist es gemäß der Erfindung
günstig, wenn zur Erzeugung des sperrschichtfreien Übergangs eine Temperatur zwischen
750 und 820° C eingehalten wird und die Temperatur zur Erzeugung des sperrschichtbildenden
Übergangs 700° C nicht übersteigt.
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Das nach dem erfinderischen Verfahren hergestellte Halbleiterbauelement
ist besonders dadurch vorteilhaft, daß zur besseren Kontaktierung auf die obenliegende
Folie der Einheit eine Schale aus Molybdän aufgesetzt ist, daß die Außenfläche der
Schale auf-(F und mit einer Au-Ga-Legierung umschmolzen ist und daß der Innenraum
der Molybdänschale vernickelt, getempert und in einer Au-Folie verschmolzen ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung geht
bei dem oben beschriebenen Verfahren die Versilberung des Kühlsockels in zwei Stufen
so vonstatten, daß in der ersten Stufe ein feinkörniger Niederschlag und in der
zweiten Stufe ein grobkörniger Niederschlag erzeugt wird.
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Durch das erfinderische Verfahren wird in vorteilhafter Weise die
während der Tätigkeit des Gleichrichters entstehende Verlustleistung schnell und
ohne Stauung abgeleitet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Ausführungsbeispiele
ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen. Es zeigt F i g.1 eine Grundplatte
des Halbleiterbauelements im Schnitt, F i g. 2 eine Wärmebehandlungsform, F i g.
3 ein Silicium-Halbleiterbauelement im Schnitt, F i g. 4 ein Germanium-Halbleiterbauelement
im Schnitt, Fi g. 5 ein Halbleiterbauelement mit Kühlsockel und Gehäuse im Schnitt
und F i g. 6 ein Halbleiterbauelement mit Kühlsockel und Gehäuse in einer anderen
Ausführungsform.
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Als Ausgangsmaterial für das Verfahren dient beispielsweise ein p-leitender
Silicium-Einkristallstab. Von diesem Silicium-Einkristall werden mit Hilfe einer
Diamantsäge Scheiben von 0,4 bis 0,5 mm Dicke abgetrennt. Diese Scheiben werden
in einer Läppmaschine auf eine Enddicke von 300 bis 350 #t vollkommen planparallel
geläppt. Nach dem Läppvorgang werden die Scheiben in einem Acetonbad unter Einwirkung
von Ultraschall gereinigt. Anschließend werden die Siliciumscheiben auf den gewünschten
Durchmesser gebracht. Die Dicke der Siliciumscheibe wird dann in einer bekannten
Ätzlösung von 200 bis 270 w verringert. Nach der erfolgten Ätzung werden die Scheiben
wirkungsvoll neutralisiert und in destilliertem Wasser sorgfältig gereinigt.
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Die Siliciumscheiben werden auf Molybdängrundplatten unter Einfügung
besonderer Folien zusammenlegiert. Dabei dient die Scheibe aus Molybdän, welche
auch aus Wolfram oder einem sonstigen Material mit gleichem Ausdehnungskoeffizienten
bestehen kann, als Grundplatte der Einheit. Wird aus technischen Gründen eine Molybdänscheibe
vorgezogen, so kann diese wie folgt behandelt werden: Eine geglühte Molybdänplatte
1 (vgl. F i g. 1), die etwa 0,5 bis 1 mm stark ist, wird einseitig mit einer Nickelschicht
2 von etwa 2 bis 10 #t galvanisch beschichtet. Diese Schicht wird in einem Schutzgasofen
bei Temperaturen von 100 bis 300° C eingetempert. Hiernach werden aus dem Material
Ronden von gewünschter Stärke ausgestanzt. Auf der nicht vernickelten Seite werden
diese Scheiben auf der Seite 3 aufgerauht. Dies geschieht durch Sandstrahlen oder
Schleifen in bekannter Weise. Es wird dadurch eine gleichmäßige und große Oberfläche
erzielt. Die Aufrauhung soll jedoch nicht größer als 6 bis 20 #t betragen. Danach
wird die Ronde mit der vernickelten Rückseite nochmals in einer Schutzgasatmosphäre
bei 500 bis 900° C getempert, abgekühlt und mit einer 15 bis 25 [, dicken Goldfolie
4 belegt. In einem dafür geeigneten Ofen wird diese Einheit bei 900 bis 1000°
C zusammenlegiert, so daß die eingetemperte Nickelschicht und die Goldschicht eine
feste Verbindung eingehen. Diese zwischen der Molybdängrundplatte mit der eingetemperten
Nickelschicht und der daraufgeschmolzenen Goldschicht gibt die Gewähr, daß es bei
der später stattfindenden Nachätzung in einem bekannten Gemisch aus Salpeter-und
Fluorwasserstoffsäure im Verhältnis 1:1 zu keiner chemischen Reaktion kommt. Außerdem
wird durch dieses Vergoldungsverfahren der Umfang der Scheibe mit einer schützenden
Goldschicht 5 versehen.
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Die Wärmebehandlung der vorbehandelten Molybdänscheibe mit den aufzubringenden
Folien erfolgt in einem Ofen. Dieser Ofen, welcher möglichst mit einer Edelmetallheizwicklung
mit einer guten Wärmeverteilung ausgerüstet ist, hat im Kern eine durch Isolierstoff
abgekapselte runde Öffnung. Hierin liegt ein Quarzrohr, dessen vordere Seite offen
ist. Die Rückseite des Rohres ist zu einer Schlauchtülle verengt. über eine besondere
Anlage wird ein hochreines Schutzgas geleitet, welches vorher noch gereinigt und
vorgewärmt werden kann. Das an der vorderen Öffnung ausströmende Gas wird entweder
hier entzündet oder wird schon beim Eintritt in die Ofenatmosphäre entzündet und
ebenfalls am Rohraustritt abgebrannt. Der Legierungsofen ist vorzugsweise in einer
Rollenführung erschütterungsfrei und beweglich gelagert. In einem hochtemperaturbeständigen
Halterrohr ist ein Thermoelement gasdicht eingebracht, dessen Spitze aus dem Rohr
herausragt. Auf dem Vorderteil des Halterrohres sitzt gleichzeitig ein Stützpunkt,
der so ausgebildet ist, daß er einer Wärmebehandlungsform die gewünschte Lage gibt.
Das herausragende Ende des Thermoelements ist mit dem Stützpunkt oder mit der Wärmebehandlungsform
verbunden. In weiterer Ausgestaltung des Legierungsofens ist dieser mit dem Quarzrohr
beweglich und über die beschriebene Halteeinrichtung hin und her verschiebbar.
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Das Halbleiterelement wird in einer Form (vgl. F i g. 2) hergestellt.
Diese Form 6 besteht vorzugsweise aus Chromeisen oder hochreinem Graphit, und der
Innenraum der Form ist so vorgearbeitet, daß die vorher beschriebene vorbehandelte
Molybdänscheibe in einer Ausdrehung 7 eingesetzt werden kann. Die seitliche Wandung
der Form 6 ist an zwei gegenüberliegenden Seiten bei 8 trapezförmig durchbrochen,
und zwar so, daß die lange Grundseite des Trapezes unten liegt, während die kleine
Seite des Trapezes nach dem oberen Rand ausläuft. Ein Druckgewicht 9 ist in diesem
Wärmebehandlungsformunterteil gut passend einsetzbar.
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Auf die in die Wärmebehandlungsform 6 eingelegte Molybdänscheibe
1 wird eine ausgestanzte AI-Si-B-Folie 10 von etwa 15 bis 30 #t Dicke gelegt
(vgl. F i g. 3). Diese Folie hat vorzugsweise eine Zusammensetzung von 30 % Al,
11,5 % Si und 0,5 11/o B. Die Abmessung der AI-Si-B-Folie ist vorzugsweise im Durchmesser
gleich der anschließend daraufgelegten Siliciumscheibe 14a. Die Siliciumscheibe
ist, wie bereits beschrieben, geätzt, gut gespült und getrocknet und wird zur vergoldeten
Molybdängrundplatte zentrisch ausgerichtet. Die an der Unterseite der Siliciumscheibe
14a liegende AI-Si-B-Folie dient zur Erzielung des sperrfreien Übergangs
am p-leitenden Silicium. Zur Ausbildung der Sperrschicht (pnübergang) am p-leitenden
Silicium wird auf die Siliciumscheibe eine ausgestanzte Au-Sb-Folie 11 gelegt, die
etwa 30 bis 70 [, dick ist und einen Sb-Gehalt von 0,3 bis 1,5 % hat. Diese Folie
ist im Durchmesser kleiner als die Siliciumscheibe. Auf die Au-Sb-Folie
11 wird eine Platte 12 gelegt, die einen wesentlich größeren Durchmesser
als die anderen Bauteile der Einheit hat. Diese Platte 12 kann aus hochreinem,
gesintertem A12-03 bestehen. Sie muß planparallel sein und eine feine Oberflächenbeschaffenheit
aufweisen. Diese Platte kann auch aus dem Silicium verwandten hochreinem Quarzglas
bestehen, welches ebenfalls planparallel sein und eine feine Oberflächenbeschaffenheit
haben muß. Auf die Platte 12 wird abschließend das Druckgewicht 9 aufgelegt. Dieses
ist vorzugsweise an seiner Auflagefläche zur Achse konisch ausgebildet.
Diese
beschriebene, innerhalb der Wärmebehandlungsform aufeinandergeschichtete Einheit
wird mit der Wärmebehandlungsform auf dem absolut waagerecht pendelnden Stützpunkt
des Ofens angeordnet. Der Legierungsofen, welcher Temperaturen von 800 bis 1000°
C erzeugt, wird nun mitsamt seinem schutzgasdurchströmten Quarzrohr über das stützpunkttragende
Halterohr geschoben. Die Temperatur an der Wärmebehandlungsform wird hierbei genau
geführt und eingehalten. Die aus Chromeisen oder hochreinem Graphit hergestellte
Wärmebehandlungsform ist so ausgebildet, daß der Grundkörper bzw. Unterteil 6 der
Form im Vergleich zum Wärmebehandlungsformoberteil9 ein wesentlich kleineres Volumen
hat. Hierdurch wird es bei einer konstanten Ofentemperatur innerhalb der Wärmebehandlungsform
möglich, während der Wärmebehandlung mit zwei verschiedenen Temperaturen die richtige
Ausgestaltung der beiden übergänge (1. pn-übergang, 2. sperrschichtfreier übergang)
zu erreichen. Wenn gewünscht, kann man in der Wärmebehandlungsform zwei verschiedene
Temperaturen auch dadurch erreichen, daß das zur Verwendung kommende Material des
Wärmebehandlungsformunterteils aus einem Stoff besteht, der einen im Vergleich zum
Oberteil 9 besseren Wärmeleitwert hat. Die angegebenen Besonderheiten einer solchen
Wärmebehandlungsform sind indessen nicht Gegenstand der Erfindung.
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Die Temperatur zur Ausbildung des sperrschichtfreien übergangs am
p-leitenden Silicium mittels der Al-Si-B-Folie 10 muß also höher sein als die zur
Ausbildung des pn-übergangs erforderliche Temperatur. Während dieser die Kontakte
herstellenden Wärmebehandlung wird der durch die Fläche der Au-Sb-Folie bedeckte
Teil des Si-Grundkörpers bei der Wärmebehandlung gelöst, so daß sich hier eine Au-Si-Schmelze
bildet. Bei der Abkühlung wird durch Rekristallisation Silicium aus der Schmelze
ausgeschieden und lagert sich an das bisher noch nicht gelöste Silicium an, das
hierbei als Impfling wirkt. Dotierungsstoff aus der gelösten Au-Sb-Folie wird in
das rekristallisierte Silicium als Fremdatome eingebaut. Hierdurch entsteht am p-leitenden
Si-Grundkörper und einem n-Leitungs-Dotierungsstoff ein pnübergang an der Grenze
zwischen dem unverändert gebliebenen Teil des Si-Grundkörpers und der rekristallisierten
Siliciumschicht. Bei einer geeigneten, vorher erwähnten Ausgestaltung der Legierungsform
bzw. der Temperaturführung innerhalb der Ofenatmosphäre ist dieses möglich. Sind
diese beschriebenen Temperaturverhältnisse während des Legierungsvorgangs erreicht,
so wird die gesamte Einheit durch Rückfahren des Ofens in eine Kühlzone gebracht,
so daß eine definierte Abkühlung stattfindet.
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Bei der Ausbildung des sperrschichtfreien übergangs zwischen der Molybdängrundplatte
der Al-Si-B-Folie und der Grundfläche der Siliciumscheibe vom p-Leitungstyp wird
eine Temperatur zwischen 750 und 820° C eingehalten, während die Temperatur an der
sperrschichtbildenden Folie vorzugsweise 700° C nicht übersteigen soläte.
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Besteht das Halbleitermaterial nicht aus Silicium, sondern aus Germanium
(14 in F i g. 4), so kann auch hier in gleicher Weise mit der Abstufung der Temperatur
gearbeitet werden, wobei jedoch die Temperatur für die Ausbildung des sperrschichtfreien
übergangs am n-leitenden Germanium unter 600° C liegt. Hierbei kann folgender Beschichtungsaufbau
bevorzugt werden: Als Grundplatte 1 dient wiederum die vorher beschriebene Platte
aus Molybdän. Diese Molybdänplatte erhält jedoch an der der Gold-Nickel-Schicht
gegenüberliegenden Seite nach der beschriebenen Aufrauhung eine Auflage 13 aus Au-Sb
in einer Dicke von etwa 50 #t. Der Sb-Anteil der Legierung kann bis 1,5 % betragen.
Der Durchmesser dieser Au-Sb-Auflage ist etwa 1 mm größer als die darauf aufgelegte
Germaniumscheibe 14. Die Au-Sb-Auflage wird in Form einer Folie ausgestanzt,
auf die Molybdänscheibe aufgelegt, mit einem Gewicht beschwert und unter Schutzgasatmosphäre
aufgeschmolzen. Es wird nun die in einer bekannten Ätzlösung auf eine Stärke von
300 bis 350 1. geätzte Germaniumscheibe 14 vom n-Leitungstyp aufgelegt. Darauf kommt
eine sperrschichtbildende Schicht 15 aus einer Indium-Gallium-Legierung. Diese hat
vorzugsweise einen Galliumgehalt bis 2 010. Der Durchmesser dieser Ronde ist etwa
2 bis 3 mm kleiner als der Durchmesser dieser Ge-Scheibe.
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Sind diese beschriebenen Temperaturverhältnisse während der Wärmebehandlung
erreicht, so wird die gesamte Einheit durch Rückfahren des Ofens in eine Kühlzone
gebracht, in der eine definierte Abkühlung stattfindet.
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Nach Beendigung der Wärmebehandlung und des Abkühlvorgangs wird die
Platte 12 aus Alte 03 oder hochreinem Quarzglas wieder entfernt, da diese Platte
nur zur günstigeren Ausbildung des Sperrkontakts dient. Für die spätere Verbindung
mit einer Litze 16 (vgl. F i g. 5) wird auf diese In-Ga-Scheibe 15 zwecks besserer
Befestigung ein schalenförmiger Körper 17 gelegt und zur Mo-Grundplatte und zur
Ge-Scheibe gut ausgerichtet. Dieser schalenförmige Körper besteht vorzugsweise aus
Molybdän und ist an seiner gesamten Außenfläche mit einer Au-Ga-Legierung 18 umschmolzen.
Der Innenraum der Schale ist wie die Grundplatte galvanisch vernickelt, getempert
und mit einer Feingoldfolie 19 verschmolzen. Der Körper 17
wird auf
der In-Ga-Ronde, mittig ausgerichtet, mit dem Gewicht 9 beschwert, auf den Stützpunkt
des Ofens gegeben und dann in die Ofenatmosphäre eingeschoben. Dabei wird der Ofen
auf einer Ofenraum-Innentemperatur von 600° C gehalten. Auch hier kommt es durch
die beschriebene Ausbildung der Legierungsform zu einem Temperaturunterschied zwischen
der sperrschichtfreien und der sperrschichtbildenden Zone.
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Nach dem Legierungsprozeß der Einheit in dem .Legierungsofen wird
die gesamte Anordnung gleichfalls in eine Abkühlungszone gebracht, in der unter
Schutzgaseinfluß eine völlige Erstarrung der angelösten oder geschmolzenen Substanzen
stattfindet. Während der Wärmebehandlung ist der Körper 17 mit der sperrschichtbildenden
In-Ga-Legierung 15 eine gute Verbindung eingegangen, die sich auf die gesamte Umfangsfläche
des schalenförmigen Körpers erstreckt. Hierdurch ist eine großflächige Verbindung
mit einem Litzenteilstück 16 ermöglicht, das in der Mulde der Schale befestigt wird.
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Neben dem mechanischen und thermischen Vorteil dieser Schale wird
dabei eine günstige Ausbildung der Sperrschichtfront erreicht, die dadurch zustande
kommt, daß während der Wärmebehandlung die sperrschichtbildende Schicht aus In-Ga
zuerst an der Außenfläche der Schale legiert. Dadurch wird immer
ein
und dasselbe Volumen der In-Ga-Legierung an den Schalenkörper gezogen, während der
geschmolzene freie Rest für die Ausbildung der Sperrschicht frei wird.
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Nach der beschriebenen Wärmebehandlung werden die Elemente noch einer
geeigneten Ätzmethode unterworfen und stabilisiert. Sie werden dann in ein Gehäuse
20 eingelötet und luftdicht verschlossen. Für das Gehäuse ist ein Grundkörper
21 aus gut wärmeleitendem Metall, vorzugsweise Cu, mit Eindrehungen versehen, die
für die Aufnahme des Elements und des Gehäuses dienen. Mit diesem Grundkörper wird
das Halbleiterbauelement mit der vergoldeten Grundplatte bei 22 löttechnisch übergangsfrei
verbunden. An der mit anlegierten vergoldeten Mo-Schale 17 wird ein elektrischer
flexibler Leiter 16 kontaktiert. Hierüber wird das Gehäuse 23 mit einem isoliert
durchgeführten Röhrchen 24 geschoben und mit dem Grundkörper 21 bei 25 löttechnisch
verbunden.
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Durch das Röhrchen 24 wird die flexible, metallisch umringte
Stromleiterlitze geführt und auch bei 26 löttechnisch verbunden. Auf bekannte Weise
wird der Innenraum des Gehäuses evakuiert und mit einem geeigneten Schutzstoff gefüllt
und verschlossen.
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Die Grundfläche des als Kühlsockel dienenden Grundkörpers 21 wird
versilbert und dazu vorher plan- und riefenfrei bearbeitet. Hierdurch wird ein Wärmestau
beim Betrieb des Elements vermieden. Die Versilberung erfolgt galvanisch, und zwar
so, daß durch eine Vorversilberung eine absolut feinporige Silberschicht zum Niederschlag
gebracht wird, während durch eine im gleichen Arbeitsprozeß stattfindende Handhabe
die Oberfläche der niedergeschlagenen Versilberung grobporiger ausgebildet wird.
Hierdurch wird erreicht, daß die Auflagefläche zum Kühlkörper aus vielen kleinen
wirksamen Berührungsflächen besteht, die eine günstige Wärmeabführung gewährleisten.
Bei Verwendung zur Gleichrichtung höherer Ströme wird der Kühlsockel 21 mit
einem Kühlkörper 27 verbunden, der die auftretende Verlustleistung wirkungsvoll
abführt (vgl. F i g. 6). Der Kühlkörper muß eine Montagefläche 28 haben, die ebenfalls
völlig plan- und riefenfrei ist.
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Durch einen Spannring 29 wird das Gehäuse 23
mit dem
Kühlsockel 21 auf der Montagefläche 28 des Kühlkörpers 27 befestigt. Die Befestigung
des Kühlkörpers mit dem Gleichrichtergehäuse erfolgt vorzugsweise durch Anflanschen
mittels eines Spannringes 29 und einer Schraubverbindung.
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Der Kühlkörper 27, dessen bauliche Ausbildung ebenfalls nicht zum
Gegenstand der Erfindung gehört, hat konische Zapfen 38, durch welche eine große
Kühlfläche geschaffen ist. Die Zapfen 38 sind mit dem Kühlkörper 27 fest verbunden,
vorzugsweise angegossen. Die Zapfen sind von konischer Gestalt und haben eine Länge,
die größer ist als der Umfang der Zapfen. An Stelle von Zapfen können auch Lamellen
verwendet werden, die mit ihren Stirnseiten an dem Kühlkörper 27 befestigt sind.
Statt Lamellen können Röhren Verwendung finden, die zur besseren Wärmeableitung
perforiert sind oder sonstige Zwischenräume aufweisen.
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Hat der Kühlsockel einen Gewindeansatz 31 und der Kühlkörper ein Gewindeloch
32, so ist auch hier eine Befestigung und eine damit verbundene Wärmeabführung möglich.
Besteht der Kühlkörper 27 aus einem Al-Legierungsguß und der Kühlsockel aus Cu (versilbert),
so kann beim Anziehen des Kühlsockels die Fläche des Kühlkörpers aus Al-Guß leicht
beschädigt werden, was einen schlechten Wärmeübergang mit sich bringt. Daher wird
bei dieser Ausführungsform eine Scheibe aus Cupalblech 33 (Cu-Ä1-Plattierung) als
Zwischenlage angeordnet. Dabei liegt die AI-Seite 34 der Cupalscheibe auf dem Kühlkörper
aus Aluminium, und die Kupferseite 35 der Scheibe liegt an der Cu-Fläche des Kühlsockels
21. Die Cu-Seite der Cupalscheibe kann mit einer Silberschicht 36 versehen
sein.