DE1298634B - Process for the production of diffused-alloyed thyristors with a small surface area - Google Patents
Process for the production of diffused-alloyed thyristors with a small surface areaInfo
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Description
I 298 634I 298 634
1 21 2
In der Technik erschließen sich den Thyristoren fähiger Kontaktelekfroden mit einer Nickelschicht
ständig neue Einsatzgebiete. Thyristoren sind Steuer- versehen und die Scheibe in einer Ultraschallvorrichbare
Halbleiter-Bauelemente, die beispielsweise aus rung in vorbestimmter Weise in eine größere Anzahl
einer Siliziumscheibe mit vier Schichten abwechseln- kleiner Thyristoren zertrennt wird,
den p- und n-Leitfähigkeitstyps bestehen. Die be- 5 Das erfindungsgemäße Verfahren geht von einer
kannten Vorteile von Halbleiter-Bauelementen, wie vorbereiteten, nach einem Diffusionsverfahren pnp-Stoßfestigkeit,
geringer Platzbedarf und Lebensdauer oder npn-Schichtenfolge aufweisenden Halbleitersind
auch bei Thyristoren oder steuerbaren Halb- tablette aus und ermöglicht die gleichzeitige und wirtleiter-Bauelementen
gegeben, die zudem noch wegen schaftliche Herstellung einer Vielzahl gleichförmiger
fehlender bewegter Schaltkontakte die mit Thyristo- io und kleinflächiger Halbleiter-Bauelemente mit geren
bestückten Anlagen in ihrer Sicherheit und Zu- wünschter Flächenausdehnung aus einer großverlässigkeit
erhöhen. flächigen vorbereiteten Halbleiterscheibe dadurch,In technology, thyristors of capable contact electrodes with a nickel layer are constantly opening up new areas of application. Thyristors are provided with control and the disk in an ultrasound device, which for example is cut into a larger number of a silicon disk with four layers of alternating small thyristors,
consist of p and n conductivity types. The 5 The method according to the invention is based on known advantages of semiconductor components, such as prepared semiconductors with a diffusion process, pnp shock resistance, low space requirements and service life or npn layer sequence, also with thyristors or controllable half tablets and enables simultaneous and wirtleiter components, which also because of economic production of a large number of uniform missing moving switching contacts, increase the security and desired area expansion from a high level of reliability with thyristo io and small-area semiconductor components with geren equipped systems. flat prepared semiconductor wafer thereby,
Die Miniaturisierung und vor allem die Mikro- daß die Unterteilung der Scheibe in gewünschte Kleinminiaturisierung
in der Schaltungstechnik ist heute bauelemente überraschend einfach durch Anordnung,
ohne Halbleiter-Bauelemente, insbesondere ohne 15 Ausdehnung und gegenseitigen Abstand der aufsteuerbare
Halbleiter-Bauelemente, nicht mehr zu legierten Kontaktelektrodenflächen vorgegeben ist.
denken. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel-The miniaturization and especially the micro- that the subdivision of the disc into the desired miniaturization in circuit technology is nowadays components surprisingly simple by arrangement, without semiconductor components, in particular without expansion and mutual spacing of the controllable semiconductor components, no longer to alloyed contact electrode surfaces is given.
think. The invention relates to a method for producing
Auch Thyristoren werden von den Anwendern lung von diffundiert-legierten Thyristoren kleinerThyristors are also becoming smaller by users of diffused-alloyed thyristors
nicht nur ausschließlich für hohe Sperrspannungen Flächenausdehnung, bei dem in einer Siliziumscheibe und hohe Durchlaßstrombelastung gefordert, sondern 20 eine pnp- oder npn-Schichtenfolge durch ein Diffu-not only for high blocking voltages area expansion in the case of a silicon wafer and high forward current load required, but 20 a pnp or npn layer sequence through a diffusion
auch als kleine, sicher schaltende, keinen Verschleiß sionsverfahren hergestellt wird und Kontaktelektro-is also produced as a small, safe switching, no wear sion process and contact electrical
aufweisende und vor allem billige Schaltelemente. den einlegiert werden, und besteht darin, daß auf einehaving and above all cheap switching elements. which are alloyed, and consists in that on a
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Seite der auf einer Unterlage aufgebrachten Halbkleinflächige steuerbare Halbleiter-Bauelemente wirt- leiterscheibe für eine vorbestimmte Unterteilung der schaftlich zu fertigen. 25 Halbleiterscheibe in eine Vielzahl kleinflächiger HaIb-The invention is therefore based on the object of the semi-small area applied to a base controllable semiconductor components host-conductor disk for a predetermined subdivision of the to manufacture economically. 25 semiconductor wafers in a multitude of small-area halves
Von den bekannten Herstellungsverfahren für leitersysteme jeweils streifenförmige Folien bekannten steuerbare Halbleiter-Bauelemente ist fertigungstech- Materials zur Bildung der Steuerelektrode und der nisch das Diffusions-Legierungsverfahren sehr gün- n- oder p-leitenden Kathode, zueinander parallel und stig. Bei diffundiert-legierten Thyristoren ist eine in vorbestimmtem Abstand einlegiert werden, daß anoptimale Ausnutzung der Fläche möglich sowie eine 3° schließend mittels einer an sich bekannten gattergrößere Stoßstrom- und Flächenbelastung gegenüber förmigen Schneidvorrichtung die Halbleiterscheibe volldiffundierten Halbleiter-Bauelementen zulässig. längs den und/oder parallel zu den einlegierten Strei-Zur Herstellung von diffundiert-legierten Thyristoren fen in der Weise zerschnitten wird, daß jeweils zwei ist es bekannt, in einer beispielsweise n-Ieitenden Schnitte ein streifenförmiges vollständiges Halbleiter-Silizium-Hälbleiterscheibe durch einen Diffusions- 35 system einschließen, und daß die streifenförmigen prozeß eine pnp-Schichtenfolge zu erzeugen. An- Halbleitersysteme durch orthogonale Schnitte in beschließend werden in einem Legierungsprozeß an der liebig einstellbarem Abstand in eine gewünschte Anjeweiligen p-Zone die ohmschen Kontakte für Anode zahl von Einzelelementen bestimmter Größe unterteilt und Steuerelektrode aufgebracht, und weiterhin wird werden.Of the known manufacturing processes for conductor systems, each strip-shaped film is known controllable semiconductor components is manufacturing technology material for the formation of the control electrode and the nisch the diffusion alloy process very green or p-conductive cathode, parallel to each other and stig. In the case of diffused-alloyed thyristors, one must be alloyed in at a predetermined distance so that it is optimal Utilization of the area is possible as well as a 3 ° closing by means of a larger gate known per se Impulse current and surface load compared to shaped cutting device the semiconductor wafer fully diffused semiconductor components are permitted. along and / or parallel to the inlaid Strei-Zur Manufacture of diffused-alloyed thyristors fen is cut in such a way that two it is known, for example, in an n-conductive section, a strip-shaped complete semiconductor-silicon semiconductor wafer enclose by a diffusion system, and that the strip-shaped process to generate a pnp layer sequence. On semiconductor systems through orthogonal cuts in resolving are in an alloying process at the freely adjustable distance in a desired respective p-zone divides the ohmic contacts for anode number of individual elements of a certain size and control electrode applied, and will continue to be.
die der Anode gegenüberliegende p-Zone mit einer 40 An Hand der Ausführungsbeispiele in den F i g. 1 weiteren η-leitenden Schicht und mit einem ohmschen bis 4 werden das erfindungsgemäße Herstellungsver-Kontakt für die Kathode versehen. Zur Erzielung der fahren und die erzeugten Kleinflächenthyristoren dar-Kathode wird beispielsweise eine dünne Folie aus gestellt und erläutert. Mit 1 ist jeweils die Kathode, Gold mit einem geringen Prozentsatz Antimon auf mit 2 die Steuerelektrode und mit 3 die durch die die vorgesehene p-Zone der Halbleiterscheibe aufge- 45 Gatterung vorzunehmende Trennung in Streifendrückt und in einem Legierungsprozeß anlegiert. Jede systeme bezeichnet.the p-zone opposite the anode with a 40. With reference to the exemplary embodiments in FIGS. 1 Another η-conductive layer and with an ohmic to 4 are the manufacturing contact according to the invention provided for the cathode. To achieve the drive and the generated small area thyristors dar-cathode for example, a thin film is made and explained. With 1 is the cathode, Gold with a small percentage of antimony on with 2 the control electrode and with 3 the through the the intended p-zone of the semiconductor wafer is applied in strips and alloyed in an alloying process. Each system is designated.
Folie dient dabei nur zur Herstellung eines einzelnen, Eine n- (oder p-)leitende Siliziumscheibe als Ausvorzugsweise kreisförmigen Halbleiter-Bauelements, gangsniaterial wird einem Diffusionsverfahren zur so daß mit diesem für größere Elemente äußerst vor- weiteren Dotierung unterworfen» so daß sich in Abteilhaften Fertigungsverfahren nach dem Diffusions- 50 hängigkeit von der Diffusionstemperatur und der Legierungsprinzip bisher Kleinbauelemente nur in Diffusionszeit ein Diffusionsgradient ausbildet, von Einzelfertigung hergestellt werden konnten. Diese die einer maximalen Konzentration an der Oberfläche Legierung von Kontaktelektroden eines Halbleiter- bis zum pn-Ubergang, der im Halbleiterkörper dort Bauelements betreffende Einzelherstellungsweise entsteht, wo Konzentrationsgleichgewicht zwischen macht das Herstellungsverfahren! in diesem Falle je- 55 den n- und p-Leitfähigkeit erzeugenden Dotierungsdoch zu aufwendig und die Einzelelemente damit zu stoffen besteht. Nach dem Diffusionsverfahren weist teuer. die Siliziumscheibe eine pnp- (bzw. npn-)Schicht-Foil is only used for the production of a single, an n- (or p-) conductive silicon wafer as a preferred option circular semiconductor component, transition material is used for a diffusion process so that with this for larger elements it is extremely subject to further doping »so that it becomes compartmental Manufacturing process according to the diffusion dependence on the diffusion temperature and the Alloying principle so far, small components only develop a diffusion gradient in diffusion time Individual production could be made. These those of a maximum concentration on the surface Alloy of contact electrodes of a semiconductor to the pn junction that is there in the semiconductor body Component related single production method arises where concentration equilibrium between makes the manufacturing process! in this case each doping hole which produces the n- and p-conductivity too expensive and the individual elements are made to be fabric. After the diffusion process has expensive. the silicon wafer has a pnp (or npn) layer
Mit der USA.-Patentschrift 3 187 403 ist ein Ver- tenfolge auf. Auf der einen Seite wird die p- (oderThe USA. Patent 3 187 403 is a follow-up. On the one hand, the p- (or
fahren zur Herstellung einer Vielzahl kleiner Tran- n-)leitende Oberfläche der Siliziumscheibe in bekann-drive for the production of a large number of small trans-) conductive surfaces of the silicon wafer in known
sistoren aus einer Scheibe eines geeigneten Halbleiter- 60 ter Weise als Anode kontaktiert, während auf dersistors from a disk of a suitable semiconductor 60 th way as an anode contacted while on the
materials bekanntgeworden, wobei auf der ganzen anderen Seite der Siliziumscheibe in einem Legie-materials became known, with all the other side of the silicon wafer in an alloy
Oberfläche der Scheibe vorbestimmte Störstellen- rungsprozeß die n- (oder p-)Leitfähigkeit aufweisendeSurface of the disk predetermined impurity process exhibiting the n- (or p-) conductivity
material eindiffundiert wird, ausgewählte Flächen- Kathode erzeugt wird und die Kontaktierung dermaterial is diffused, selected area cathode is generated and the contacting of the
abschnitte zur Erzielung von Zonen unterschiedlichen Steuerelektrode erfolgen muß.sections to achieve different control electrode zones must be made.
Leitfähigkeitstyps für Kollektor-, Emitter- und Basis- 65 Die Kathode und die Steuerelektrode werden strei-Conductivity type for collector, emitter and base 65 The cathode and the control electrode are
elektroden mittels Maskentechnik geätzt und/oder fenförmig ausgebildet, und zwar in der Weise, daßelectrodes etched by means of mask technology and / or fen-shaped, in such a way that
diffundiert werden und außerdem die ganze Ober- streifenförmige Folien bekannten Materials zur Er-diffused and also the entire top-strip-shaped foils of known material for
fläche der Scheibe zur Herstellung geeigneter lot- zielung der Steuerelektrode und parallel dazu streifen-surface of the pane to produce a suitable plumb line aiming the control electrode and parallel to it strip-
förmige Folien ebenfalls bekannten Materials zur Erzielung der Kathode durch Einlegieren jeweils in gleichem Abstand voneinander aufgebracht werden.shaped foils also known material to achieve the cathode are applied by alloying in each case at the same distance from one another.
Da der Legierungsprozeß eine exakte Einhaltung des Abstandes beider Zonen voneinander ermöglicht, die Genauigkeit der Legierungsstreifen mit der Verkleinerung der aufzubringenden Streifen jedoch geringer wird und auch fertigungstechnisch Grenzen aufweist, ist eine Verkleinerung der Einzelelemente bei Beibehaltung des bekannten Gatterverfahrens kaum mehr möglich.Since the alloying process enables the exact distance between the two zones to be maintained, However, the accuracy of the alloy strips decreases with the reduction in size of the strips to be applied is and also has manufacturing limitations, a reduction in the size of the individual elements is It is hardly possible to keep the known gate method.
Eine Optimierung der Kleinflächenthyristoren wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß der Abstand der Gatterblätter der verwendeten Schneidvorrichtung so eingestellt wird, daß zwischen jeweils zwei Gatterblättern ein System aus Steuerelektrodenstreifen und Kathodenstreifen Platz hat. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Dimensionierung von Streifenbreiten und -abständen so vorgenommen wird, daß die Dicke der Gatterblätter größer ist als die Breite der zwischen ao Steuerelektrodenstreifen und Kathodenstreifen befindlichen Zwischenschicht, durch die der Schnitt gelegt wird. Eine an den Schnittflächen dabei auftretende Verschmierung durch irgendwelche Kontaktierungsmaterialien kann in einfacher Weise durch as bekannte Ätzverfahren beseitigt werden.An optimization of the small-area thyristors is achieved according to the invention in that the distance the gate blades of the cutting device used is set so that between each two gate blades a system of control electrode strips and cathode strips has space. Is particularly advantageous it, if the dimensioning of strip widths and spacings is made so that the thickness of the Gate leaves is greater than the width of the between ao control electrode strips and cathode strips Intermediate layer through which the cut is made. One that occurs at the cut surfaces Smearing from any contacting materials can easily be caused by as known etching processes are eliminated.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Breite der legierten Steuerelektrodenstreifen und der dazu parallel verlaufenden Kathodenstreifen so gewählt wird, daß die Dicke der Gatterblätter und der Abstand derselben eine Trennung jeweils in Längsrichtung mitten durch die Kathodenstreifen gewährleisten, so daß jeweils ein Kleinflächenelement mit getrennter Kathode entsteht. Bei diesem Verfahren ist die Größe des einzelnen Elementes durch die beim Legierungsverfahren notwendig einzuhaltende Streifenbreite der Steuerelektrodenstreifen vorgegeben.A further development of the method according to the invention is that the width of the alloyed Control electrode strips and the cathode strips running parallel to it is selected so that the Thickness of the gate leaves and the distance between them a separation in the longitudinal direction through the middle ensure the cathode strips so that a small-area element with a separate cathode is produced in each case. In this process, the size of the individual element is determined by that in the alloy process required strip width of the control electrode strips to be adhered to.
Eine weitgehende Optimierung der Fleinflächenthyristoren wird dadurch ermöglicht, daß unter Berücksichtigung der Dicke der einzelnen Gatterblätter die Ausdehnung der gegenüber den Kathodenstreifen eine geringere Breite aufweisenden Steuerelektrodenstreifen bestimmt wird und die Gatterblätter so angeordnet werden, daß jeweils alle Steuerelektrodenstreifen und alle Kathodenstreifen in Längsrichtung in der Mitte geteilt werden. Damit dient jeder einlegierte Steuerelektrodenstreifen und jeder einlegierte Kathodenstreifen zur Herstellung von zwei Thyristor-Streifensystemen, aus welchen durch eine orthogonale Gatterung in beliebigem Abstand eine Vielzahl kleinster Thyristoren erzeugt werden.Extensive optimization of the surface thyristors is made possible by taking into account the thickness of the individual gate leaves the extent of the opposite to the cathode strips a smaller width having control electrode strips is determined and the gate leaves are arranged be that each of the control electrode strips and all cathode strips in the longitudinal direction be divided in the middle. This means that each alloyed control electrode strip and each alloyed one serves Cathode strips for the production of two thyristor strip systems, from which an orthogonal A multitude of smallest thyristors can be generated at any distance.
Bei der Gatterung ist die Siliziumscheibe in vorteilhafter Weise auf einem Metall oder auf einer Glasplatte aufgeklebt.In the case of the gate, the silicon wafer is advantageously on a metal or on a glass plate glued.
Dieses erfindungsgemäße, die Optimierung der Kleinflächenthyristoren ermöglichende Gatterverfahren kann selbstverständlich auch bei Anordnungen Verwendung finden, bei welchen Steuerelektroden- und Kathodenstreifen in bekannter Maskentechnik aufgebracht wurden.This gate method according to the invention, which enables the optimization of the small-area thyristors can of course also be used in arrangements in which control electrode and cathode strips were applied in known mask technology.
Claims (5)
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| DE1965S0099358 DE1298634B (en) | 1965-09-10 | 1965-09-10 | Process for the production of diffused-alloyed thyristors with a small surface area |
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|---|---|---|---|---|
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1965
- 1965-09-10 DE DE1965S0099358 patent/DE1298634B/en not_active Ceased
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BHV | Refusal |