DE1414410C - Verfahren zum Herstellen einer insbe sondere auf Strahlung ansprechenden Halb leiterknstallanordnung mit pn Übergang und den pn Übergang gegen Feuchtigkeit schützender Hülle - Google Patents

Description

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Es ist bereits eine insbesondere auf Strahlung an- der übrige Teil der Zeichnung vergrößert. In Wirksprechende Halblciterkristallanordnung mit pn-Über- lichkeit liegt die Stärke des Halbleiterscheibchens in gang und den pn-übergang gegen Feuchtigkeit schüt- der Größenordnung von V₁₀ mm.
zendcr Hülle bekanntgeworden, bei der die Hülle Das Aggregat nach Fig. 1 besteht aus einem die Kristalloberiläche teilweise frei läßt, indem sie 5 Halbleiterkörper 2, in den zwei metallische Kontaktmindestcns an einer Seite des zu schützenden pn- elektroden 3 und 4 einlegiert sind. Jeder dieser Kon-Übergangs mit der Oberfläche des Halbleiterkristalls taktelektroden ist eine beim Einlegieren erzeugte Re-Iängs einer in sich geschlossenen, den pn-übergang kristallisationsschicht vorgelagert. Beispielsweise nicht berührenden, die Kristalloberfläche in zwei kann die Halbleiterscheibe 2 aus p-Silizium bestehen, Teilgebiete zerlegenden Linie feuchtigkeitsdicht ver- io auf die zwei Folien aus Goldantimon (etwa 0,5 °/o Sb) bundcn ist und den Teil der Kristalloberfläche, an aufiegiert werden, um die beiden gestrichelt eindem der pn-übergang zutage tritt, mit Abstand um- gezeichneten pn-Übergänge zu schaffen. Nach dem gibt. Legierungsvorgang liegt dann auf der durch den pn-

Gegenstand des Zusatzpatents ist ein Verfahren Übergang begrenzten, rekristallisierten und umdotier-

zum Herstellen einer derartigen Anordnung, bei dem 15 ten, nunmehr also n-Ieitenden Siliziumschicht eine

der pn-übergang in der Weise erzeugt wird, daß in metallische, im wesentlichen aus Gold und Silizium

eine Flachseite eines scheibenförmigen Halbleiter- im eutektischen Verhältnis zusammengesetzte Legie-

kristalls von gegebenem Leitfähigkeitstyp eine Metall- rungsschicht.

folie, die einen den entgegengesetzten Leitfähigkeits- F i g. 2 zeigt das Aggregat nach dem nächsten Ver-

typ hervorrufenden Dotierungsstoff enthält, einlegiert 20 fahrensschritt, nämlich mit einer auflegierten metal-

und mindestens ein Teil der dadurch erzeugten Kon- lenen Ringscheibe 5. Gleichzeitig mit dem Teil 5 kann

taktelcktrode bis auf die ebenfalls dabei entstandene auch auf der anderen Seite eine Metallscheibe 9 mit

Rekristallisationsschicht in der Weise abgeätzt wird, auflegiert werden.

daß ein ringförmiger Rand der Kontaktelektrode er- Die Teile 5 und 9 bestehen vorteilhaft aus Molybhalten bleibt, auf den eine metallene Ringscheibe mit 25 dän oder Wolfram, da diese beiden Metalle ähnliche ähnlichem Wärmeausdehnungskoeffizienten wie der Wärmeausdehnungskoeffizienten wie die hauptsäch-Halbleiterkristall aufgebracht wird. Die Erfindung lieh in Frage kommenden Halbleitermaterialien Gerbezweckt eine Verbesserung dieses Herstellungsver- manium und Silizium besitzen. Gegebenenfalls komfahrens derart, daß die Gefahr, beim Abätzen eines men auch Tantal, Chrom, Osmium und Indium in mittleren Teiles des auflegierten Elektrodenmaterials 30 Betracht; Molybdän und Wolfram sind aber billiger die Stellen, an denen ein pn-übergang an der Kristall- und technisch leichter beherrschbar,
oberfläche zutage tritt, zu verunreinigen, weitgehend Wie Fig. 2 erkennen läßt, zieht sich das Elekverringert oder ganz vermieden wird. trodenmaterial am inneren Rand der metallenen

Die Verbesserung des erwähnten Verfahrens nach Ringscheibe 5 etwas hoch, wodurch die Material-

dem Zusatzpatent besteht erfindungsgemäß darin, 35 stärke auf der abzuätzenden Fläche vermindert und

daß das Abätzen eines Teiles der Kontaktelektrode gleichzeitig für einen sauberen Verlauf des Legie-

erst nach dem Aufbringen der metallenen Ring- rungsmaterials am Innenrand der Ringscheibe 5 ge-

scheibe und innerhalb der Ausnehmung dieser Ring- sorgt wird. Beim anschließenden Abätzen des Elek-

schcibe vorgenommen wird. trodenmaterials innerhalb der Ausnehmung der

Ein weiterer Vorteil dieses verbesserten Verfah- 40 Scheibe, dessen Ergebnis die F i g. 3 zeigt, bleibt eine

rcns ist darin zu erblicken, daß sich beim Auflegie- gute Abdichtung des Innenrandes gewährleistet,

ren der metallenen Ringscheibe auf die ringförmige Zweckmäßigerweise wird der Durchmesser der

Kontaktelektrode ein Teil des Elektrodenmaterials Fläche, die dem Ätzangriff ausgesetzt wird, etwas

am Innenrand der Ringscheibe hinaufzieht. Hieraus kleiner als der Innendurchmesser der Ringscheibe 5

resultiert eine größere Sicherheit, daß die durch 45 gewählt.

Legieren hergestellte Verbindung genügend dicht ist, Weiterhin führt die Verminderung des Elektroden-

da sich sowohl an der Innenseite als auch an der materials zu einer Verminderung der Ätzrückstände.

Außenseite der ringförmigen Kontaktelektrode ein Wird nämlich die zuvor erwähnte, aus Gold und SiIi-

kleiner Wulst aus Elektrodenmaterial bildet. Dies zium zusammengesetzte Legierungsschicht mit Hilfe

führt'aucl) zu einer Verminderung des auf dem mitt- 50 von Königswasser abgeätzt, so bleibt ein schwammi-

leren Teil der Halbleiterscheibe befindlichen Elek- ger Siliziumrest zurück, der dann beispielsweise

trodenmaterials. Infolgedessen ist die Elektroden- durch Abwischen entfernt werden muß. Die Verrin-

materialmengc, die abgeätzt werden muß, geringer. gerung der Stärke des Elektrodenmaterials an der

Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungs- abzuätzenden Stelle führt nicht nur zu einer Verrin-

beispiele des verbesserten Verfahrens beim Herstel- 55 gerung der Atzdauer, sondern auch zu einer Ver-

len eines Fototransistors. minderung dieser schwammigen Siliziumrückstände.

Fig. 1 zeigt ein vorgefertigtes, aus Halbleiter- Eine beträchtliche Erleichterung und Vcrbesse-

scheibe und auflegicrtem Elektrodenmaterial be- rung des Verfahrens kann durch die Verwendung von

stehendes Ilalbleiteraggregat; topfförmigen Vorrichtungen während des Ätzens er-

I·'i g. 2 zeigt das weiterverarbeitende Aggregat mit 60 reicht werden. In Fig. 4 ist eine derartige Vorrich-

auflegierlem ringförmigen Metalltcil vor dem Atzen, tung 20 dargestellt, in der sich ein Halbleiteraggregat

Fig. 3 das gleiche Aggregat nach dem Ätzen, und gemäß Fig. 2 befindet. Zweckmäßigerweise wird der

F i g. 4 und 5 zeigen Vorrichtungen, die vorteil- frei gebliebene Teil der oberen Ausnehmung mit

halt beim Ätzen verwendet werden können. Paraffin ausgegossen, so daß die gesamte Oberseite

Alle Zeichnungen sind im vergrößerten Maßstab 65 des Halblciteraggregats mit Paraffin bedeckt und da-

und der Deutlichkeit halber etwas verzerrt dar- durch vor der Ätzlösung geschützt ist. An Stelle von

gesidlt. Insbesondere ist die Stärke der Halbleiter- Paraffin können auch andere Abdeckungsmaterialien

scheiben und aufgebrachten Elektroden stärker als verwendet werden, beispielsweise Kunstharzlacke.

Mit Hilfe eines kleinen Metallstempels entsprechender Größe und Form wird ein Fenster in der gewünschten Größe und Form an der gewünschten Stelle in den Paraffinüberzug gestanzt und danach die gesamte, beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen bestehende Vorrichtung in die Ätzlösung getaucht. Die Stellen 12, an denen die pn-Übergänge an der Kristalloberfiäche zutage treten, sind hierbei sowohl von einer Verunreinigung durch die Ätzlösung als auch von einer Verunreinigung durch das Paraffin geschützt.

In Fig. 5 ist eine, ähnliche Vorrichtung21 dargestellt. Die halbfertige Halbleiteranordnung ist in diesem Falle durch einen weiteren zylindrischen Teil 6 ihres Gehäuses ergänzt, wodurch ein noch weitgehender Schutz der empfindlichen Stellen 12 erzielt wird. Schließlich ist es auch möglich, die Halbleiteranordnung vollständig zu kapseln und erst dann die Ätzung durchzuführen. Das Gehäuse kann zu diesem Zweck beispielsweise durch einen am freien Ende des zylindrischen Teils 6 zu befestigenden Deckel, durch den eine Stromzuleitung zum Teil 9 isoliert und abgedichtet hindurchgeführt ist, feuchtigkeits- und gasdicht verschlossen werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Hersteilen einer insbesondere auf Strahlung ansprechenden Halbleiterkristallanordnung mit pn-übergang und den pn-Übergang gegen Feuchtigkeit schützender Hülle, die die Kristalloberfläche teilweise frei läßt, indem sie mindestens an einer Seite des zu schützenden pn-Übergangs mit der Oberfläche des Halbleiterkristalls längs einer in sich geschlossenen, den pn-übergang nicht berührenden, die Kristalloberfläche in zwei Teilgebiete zerlegenden Linie feuchtigkeitsdicht verbunden ist und den Teil der Kristalloberfläche, an dem der pn-übergang zutage tritt, mit Abstand umgibt, bei dem der pn-Übergang in der Weise erzeugt wird, daß in eine Flachseite eines scheibenförmigen Halbleiterkristalls von gegebenem Leitfähigkeitstyp eine Metallfolie, die einen den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp hervorrufenden Dotierungsstoff enthält, einlegiert und mindestens ein Teil der dadurch erzeugten Kontaktelektrode bis auf die ebenfalls dabei entstandene Rekristallisationsschicht in der Weise abgeätzt wird, daß ein ringförmiger Rand der Kontaktelektrode erhalten bleibt, auf den eine metallene Ringscheibe mit ähnlichem Wärmeausdehnungskoeffizienten wie der Halbleiterkristall aufgebracht wird, nach Zusatzpatent 1282203, dadurch gekennzeichnet, daß das Absätzen eines Teils der Kontaktelektrode erst nach dem Aufbringen der metallenen Ringscheibe und innerhalb der Ausnehmung dieser Ringscheibe vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ätzen die Ringscheibe (5) auf den Rand (3) der Kontaktelektrode durch Legieren aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens diejenige Flachseite des Halbleiterkörpers (2), auf der die metallene Ringscheibe (5) aufgebracht ist, vor dem Ätzen mit Paraffin überzogen wird und daß mit Hilfe eines Hohlstempels ein Loch von der Größe des wegzuätzenden Teils der Kontaktelektrode in den Paraffinüberzug gestanzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ätzen weitere Teile (6) der schützenden Hülle mit der metallenen Ringscheibe (5) verbunden werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gegekennzeichnet, daß der mit einlegiertem Elektrodenmaterial und mit der metallenen Ringscheibe (5) versehene Halbleiterkörper (2) vor dem Ätzen in eine die Austrittsstellen (12) der pn-Übergänge an der Kristalloberfläche vor dem Angriff der Ätzflüssigkeit schützende topfförmige Vorrichtung eingesetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen