DE1414540C

DE1414540C - Halbleiteranordnung

Info

Publication number: DE1414540C
Application number: DE19591414540
Authority: DE
Inventors: William B. Greensburg Pa. Green (V.St.A.)
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1958-04-03
Filing date: 1959-03-31
Publication date: 1973-04-05

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterkörper auf der Basis von Silizium, Siliziumkarbid oder einer A_mB_v-Verbindung und mit einer Hilfsplatte aus einem Werkstoff mit einem von dem des Halbleiterkörpers wenig abweichenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten, die einerseits mit dem Halbleiterkörper, andererseits mit einem Träger aus einem Werkstoff mit einem von dem des Halbleiterkörpers stark abweichenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten verbunden ist, und zwar unter Verwendung eines Hartlotes zwischen Träger und Hilfsplatte.

Eine solche Anordnung ist bekannt. Bei ihr ergeben sich besondere Probleme, wenn man sämtliche Teile untereinander mit Hilfe von Hartloten — möglichst in einem einzigen Verfa'hrensschritt — miteinander verbinden will. In einem solchen Fall ist nämlich der spröde Halbleiterkörper über ein verhältnismäßig starres System, bestehend aus der Hilfsplatte und den beiden Hartlotschichten mit dem Träger, z. B. aus Kupfer, verbunden, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient sich von dem des Halbleiterkörpers stark unterscheidet. Die im normalen Betrieb infolge der Temperaturwechsel auftretenden, unterschiedlichen Dehnungen müssen nun allein von der Hilfsplatte aufgenommen werden, da keine Weichlotschicht als Puffer vorhanden ist. Das setzt aber eine besondere Bemessung der Hilfsplatte voraus, wenn man eine unzulässig höhe Biegebeanspruchung des Halbleiterkörpers vermeiden will. Man könnte zwar diese Zwischenplatte ausreichend dick machen, dabei erhöht sich aber in unerwünschter Weise auch der Wärmewiderstand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optimale Bemessung für die Hilfsplatte zu finden, wenn diese in einem System verwendet wird, das ausschließlich durch Hartlotschichten zusammengehalten wird.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung von Hilfsplatte und Halbleiterkörper ebenfalls ein Hartlot dient und daß das Verhältnis zwischen Dicke und Breite der Hilfsplatte so bemessen ist, daß ihre Ausdehnung in Richtung des geschichteten Systems (Dicke) sich zur kleinsten Ausdehnung in Querrichtung (Breite) des geschichteten Systems wie 1 : 5 bis 1 : 25 verhält.

Zweckmäßigerweise ist der Träger wenigstens im Bereich seiner Berührungsfläche mit der Hilfsplatte dünner als diese, wobei das Verhältnis der Flächenausdehnung der Hilfsplatte zu deren Dicke nicht größer als 20 : 1 ist. Der Träger kann auch mit gleichbleibender Wandstärke ausgeführt sein, wobei das Verhältnis von Wandstärke zu Dicke der Hilfsplatte zwischen 1: 4 und 1 : 6 beträgt. Der.Träger kann auch dicker als die Hilfsplatte ausgeführt sein, wenn das Verhältnis der Flächenausdehnung zur Dicke der Hilfsplatte nicht größer als 10 : 1 ist.

Wird der Träger dicker als die Hilfsplatte sowie mit erheblich größerem Durchmesser als die Hilfsplatte ausgeführt, so empfiehlt es sich, dem Träger einen Sockel in Form einer Erhebung mit einer der Größe nach etwa der der Hilfsplatte entsprechenden Oberfläche bzw. dem Durchmesser zu geben, der die Hilfsplatte trägt. Zweckmäßigerweise ist dabei die Sockelhöhc etwa gleich der Dicke der Hilfsplatte. Der Träger kann auch größer — insbesondere mit größerem Durchmesser — als die Hilfsplatte ausgeführt sein und durch eine die Tragfläche für die Hilfsplatte umgebende eingearbeitete Nut vertieft sein. Die Fläche der eingearbeiteten Nut ist dazu zweckmäßigerweise größer als die Fläche der Hilfsplatte.

Zusätzliche Verbesserungsmöglichkeiten und Abänderungsformen werden im folgenden bei der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. In den

Fig. I bis 8 sind verschiedenartige Zusammenstellungen von beispielsweisen erfindungsgemäßen Halbleiteranordnungen in auseinandergezogener Schnittdarstellung der einzelnen Teile wiedergegeben;

F i g. 9 ist eine Schnittansicht einer Anordnung, welche in einem Vakuumofen eingesetzt ist;

Fig. 10 ist eine Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles mit auseinandergezogenen gezeichneten Teilen in Schnittdarstellung.

Nach der Erfindung enthält eine Halbleiteranordnung, um die obenerwähnte Zielsetzung zu erreichen, z. B.

1. einen Gegenelektrodenkontakt, der aus der Gruppe, welche Tantal, Wolfram, Molybdän und Grundlegierungen aus diesen umfaßt, ausgewähltes Metall enthält;

2. eine Halbleiterplatte, welche eine Oberfläche besitzt, die mit einem Gegenelektrodenkontakt verbunden, eine Bindung eingegangen ist, wobei die erwähnte Halbleiterplatte ein Halbleitermaterial enthält, welches eine vorbestimmte Leitfähigkeit besitzt und aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche aus Silizium, Siliziumkarbid und stöchiometrischen Verbindungen von Elementen der Gruppe III und V des Periodischen Systems besteht;

3. eine Schicht aus einem ersten Lot, welches oberhalb 500° C schmilzt und zwischen dem Gegenelektrodenkontakt und der Platte angeordnet ist und beide miteinander verbindet, wobei das erwähnte erste Lot im wesentlichen Aluminium, Bor und Gallium enthält;

4. eine Hilfsplatte (Grundplattenkontakt), die mit der anderen Oberfläche der Halbleiterplatte verbunden ist und deren Flächenausdehnung wenigstens ebenso groß wie diejenige der Halbleiterplatte ist und die im wesentlichen aus Metall aus der Gruppe Tantal, Molybdän und Wolfram und Grundlegierungen derselben besteht;

5. eine zweite Lotschicht, welche zwischen der erwähnten zweiten Oberfläche der Halbleiterplatte und der Hilfsplatte (Grundplattenkontakt) angeordnet ist und die Halbleiterplatte mit der Basisscheibe verbindet, wobei das erwähnte zweite Lot einen Schmelzpunkt oberhalb 500⁰C besitzt und zu einem größeren Anteil aus wenigstens einem Metall besteht, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die Gold, Kupfer und Silber enthält und einen kleineren Rest aus der Gruppe Blei, Arsen, Antimon, Silizium und Germanium enthält, wobei die Hilfsplatte ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke im Bereich von 5 : 1 bis 15 : 1 besitzt;

6. ein metallisches Trag- oder Gehäuseglied (Träger) von größerer Flächenausdehnung als der Grundplattenkontakt (Hilfsplatte), das eine Vertiefung besitzen kann und das z. B. aus Kupfer, Kupfergrundlegierungen und bzw. oder Stahl besteht;

3 4

7. eine dritte Lage eines harten Lotes zwischen elektrode mit dem Gehäuse oder dem Grundder Hilfsplatte und der oberen Oberfläche der plattenglied benutzt wird, und .
Vertiefung in dem Träger, wobei diese dritte b) die bauliche Gestaltung und Proportionen des Lotschicht einen Schmelzpunkt oberhalb 500⁰C Trägers zueinander in entsprechende Beziehung besitzt und einen größeren Anteil eines Metalls 5 gesetzt werden.

aus der Gruppe Kupfer, Gold und Silber oder Fig. 1 veranschaulicht einen Typ einer erfinderen Legierungen und bis zu 10% Gewichts- dungsgemäßen Halbleiteranordnung 10. Die Halbanteil wenigstens eines Stoffes aus der Gruppe leiteranordnung 1Ö weist ein Gegenelektrodenglied 12 Silizium, Germanium und Phosphor enthält. - auf, , das aus geeignetem Metall, wie Molybdän, An die Gegenelektrode kann ein biegsames Lei- io Tantal und bzw./oder Grundlegierungen dieser Metungsglied zur gleichen Zeit hart angelötet werden, talle, besteht und das 3 bis 20 %> entweder an Silber in welcher der Zusammenbau der Teile gemäß 1 bis 7, oder Kupfer und als Rest Wolfram enthält. Dieses wie oben beschrieben, vorbereitet wird. Daher kann ist mit einer Scheibe 14 aus Halbleitermaterial, das

8. eine Lage aus einem Hartlot, welches oberhalb ein in geeigneter Weise dotiertes Halbleitermaterial, 500° C schmilzt und in seiner Zusammensetzung 15 wie Silizium, Siliziumkarbid und stöchiometrische der dritten, gemäß Punkt 7 angeführten Hartlot- Verbindungen von Elementen der Gruppe III und V lage entspricht, auf die obere Oberfläche der des Periodischen Systems, und das Indiumphosphid, Gegenelektrode aufgebracht werden und eine Galliumantimonid und Arsenphosphid enthalten biegsame Leitung aus Kupfer, Bronze oder ' kann, verbunden. Die Scheibe 14 kann in ihrem geeinem anderen elektrischen Leiter durch das 20 samten Volumen entweder n-Typ-Leitfähigkeit oder Lot mit der Gegenelektrode zur Bindung ge- p-Typ-Leitfähigkeit besitzen. In einigen Fällen kann bracht werden. sie einen gewachsenen oder durch Diffusion erzeug-

Schließlich kann ein abgedichtetes Gehäuse oder ten pn-übergang enthalten. Auf der Scheibe 14 ist

eine andere schützende Umhüllung um die gesamte eine Lotschicht aufgebracht, durch die eine p-Typ-

Halbleiteranordnung herum angeordnet werden. 25 Leitfähigkeit erzeugt wird. Dies kann sowohl bei

Die Herstellung einer solchen Halbleiteranordnung einem Halbleitermaterial von n-Typ-Leitfähigkeit

kann nadi einer zusätzlichen Erfindung in einem ein- durchgeführt werden. Das Lot 13 kann z. B. eine

zigen einstufigen Verfahren erfolgen, in dem Aluminium-Silizium-Legierung sein, welche 89°/o

Α. das Paket, bestehend aus den aufeinanderge- Gewichtsanteile Aluminium und 11¹Vu Gewiclitsan-

schichteten Teilen, das sind 30 teile Silizium enthält, weiche sich bei Silizium von

1. ein Gegenelektrodenkontaktglied, η-Leitfähigkeit besonders bewährt. Die Lotschicht 13

2. eine Halbleiterplatte, sollte eine Dicke in dem Bereich bis zu 0,16 mm

3. die Lage des ersten Lotes, haben und kann eine untere Grenze von etwa

4. ein Basiskontakt (Hilfsplatte) mit einem 0,025 mm haben.

Verhältnis Durchmeser zu Dicke in dem 35 Die Halbleiterscheibe 14 ist mit einer als Basis-Bereich von 5 : 1 bis 10: 1, elektrodenmetallkontakt dienenden Hilfsplatte 16

5. eine dünne Lage des Hartlotes zwischen der über ein geeignetes Lot 18 verbunden. Der Basis-Halbleiterplatte und dem Grundplatten- elektrodenkontakt 16 kann aus einem geeigneten kontakt, Metall bestehen, welches z. B. aus der Gruppe aus-

6. ein Träger und, wenn erwünscht, 40 gewählt ist, welche aus Tantal, Molybdän, Wolfram

7. eine Lage eines Hartlotes zwischen Hilfs- und Grundlegierungen derselben besteht, wie es für platte und Träger, das Hartlot gemäß 8 und die Gegenelektrode 12 benutzt ist. Gemäß der Erfindie biegsame Leiter gemäß 9, welche da- dung ist aus Gründen, welche weiter unten bedurch an der Gegenelektrode befestigt sprachen werden sollen, die Hilfsplatte 16 mit einem

wird, 45 Verhältnis von Durchmesser zu Dicke in dem Bebis zu einer Temperatur zwischen 500 und reich von 5:1 bis 15:1 ausgeführt. Die Hilfsplatte 1000⁰C in einer Schutzatmosphäre aus Wasser- 16 soll zumindest von der gleichen Ausdehnung wie stoff, Argon, Stickstoff oder in einem Vakuum die Halbleiterscheibe 14 oder, besser noch, um ein erhitzt wird, geringes größer sein, um eine optimale Wirkungsweise und wobei die Zusammenstellung einem Druck 5° der Anordnung sicherzustellen,
in der Größenordnung von 20 bis 500 g/Qua- Das Lot 18 hat zweckmäßig einen Schmelzpunkt dratzoll der Halbleiterplatte unterworfen wird, im Bereich von 500 bis 950° C und enthält zu einem bis die Lotschichten während der Erhitzung größeren Anteil wenigstens ein Metall, welches aus schmelzen und mit den mit ihnen in Kontakt der Gruppe ausgewählt ist, die aus Gold, Kupfer und befindlichen Oberflächen legieren sowie eine 55 Silber besteht und einen geringeren Anteil wenigstens Bindung mit diesen eingehen, worauf eines Metalls, welches aus der Gruppe ausgewählt B. das Ganze auf eine Temperatur, welche wesent- ist, die aus Blei, Zinn, Antimon, Silizium und Gerlich unterhalb des Schmelzpunktes des Lotes manium beste'ht. Geeignete Zusammensetzungen sind mit dem niedrigsten Schmelzpunkt liegt, abge- z.B.

kühlt wird, wodurch die Anordnung zu einem 60 a) 97% Gewichtsanteile Silber, 2Vo Gewichts-anteile

einheitlichen Aufbau erstarrt. Blei, 1 %> Gewichtsanteil Antimon;

In mehr spezieller Hinsicht wurde ermittelt, daß b) 99% Gewichtsanteile Gold, 1 % Gewichtsanteil

die Lebensdauer von Silizium-Halbleiteranordnungen, Antimon;

wie sie sich z. B. aus einem solchen Verfahren er- c) 90% Gewichtsanteile Silber und 10% Gewichtsgeben, fast unbeschränkt ausgedehnt werden kann, 65 anteile Zinn;

indem . d) 72% Gewichtsanteile Silber, 27% Gewichtsan-

a) die Zusammensetzung und der Schmelzpunkt teile Kupfer und 1 % Gewichtsanteil Antimon,

des Lotes, welches zur Verbindung der Basis- In der Praxis wird gewöhnlich das Lot 18 in kai-

tem Zustand einer Folie ausgewalzt, welche eine Dicke von 0,02 bis 0,16 mm hat und beim Zusammensetzen der Vorrichtung 10 zwischen der HaIblciterplatte 14 und der Hilfsplatte 16 gelegt wird.

Die Hilfsplatte 16 ist mit einem Träger oder einem Gehäuseteil 20 zweckmäßig durch ein Hartlot 22 verbunden. Das Hartlot 22 hat einen Schmelzpunkt oberhalb 500⁰C und unterhalb 1000⁰C und enthält wenigstens ein Metall, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die Gold, Kupfer, Aluminium und Silber ent'hält und wenigstens 0,5 bis zu 10%> Gewichtsanteile wenigstens eines Stoffes, der aus der Gruppe Phosphor, Germanium und Silizium ausgewählt ist, und kann auch geringe Beträge anderer Metalle, wie Blei, Kupfer und Zinn, in Beträgen bis zu 5% enthalten. Die Silizium-, Germanium- oder Phosphorkomponenten in diesem Lot scheinen sich ähnlich wie ein Lötflußmittel insofern zu verhalten, als sie mit.den Oxyden oder mit irgendwelchen Verunreinigungen an der Oberfläche des Basiskontaktes 16 und dem Gchäuseglied lösbare Oxyde bilden.

Die Zusammensetzung des Lotes 22 ist von solcher Beschaffenheit, daß sie an den inneren Berührungsflächen des Lotes und der Basisscheibe, des Lotes und Gehäuseteiles oder auch in der eigenen Querschnittsfläche bei periodischen Temperaturänderungen nicht bricht, welche sich aus der wiederholten Erhitzung der Anordnung 10 auf Temperaturen in ihrem Arbeitsbereich ergeben und dann, indem die Anordnung sich wieder selbst für ihre Abkühlung auf Raumtemperatur überlassen ist. Beispiele geeigneter Lotzusammensetzung schließen ein: 96°/o Gewichtsanteile Silber, 2% Gewichtsanteile Blei und 2°/o Gewichtsanteile Silizium; 95% Silber und 5% Germanium; 72⁰Zo Silber, 27V₂% Kupfer und V₂ ⁰Zo Phosphor; 98¹Vo Gewichtsanteile Gold und 2⁰Zo Gewichtsanteile Silizium. . .".

Die Lotsdiicht 22 hat nach ihrem Verschmelzen in der Anordnung eine Dicke in einem Bereich von 0,02 bis 0,16 mm.

Der Träger 20 sorgt für Wärmeableitung und führt elektrischen Strom und besitzt eine Fläche, die größer ist als die der Hilfsplatte 16. Der Träger 20 besteht aus einem wenigstens einigermaßen gut leitendem Metall, wie Kupfer, Kupferlcgierungen oder Stahl.

Der Träger 20, welcher von beliebiger geometrischer Gestaltung und Form sein kann, ist mit einer Vertiefung 21 verschen, die von zylindrischem, rechtcekförmigem oder quadratischem Querschnitt sein kann. Der Träger 20 hält die eigentlichen Halbleiterelementc und schützt die komplette Anordnung 10 sowie sieht Mittel vor, an welchen elektrische Anschlüsse, welche nicht gezeigt sind, hergestellt werden können. Auch hermetische Hinkapselungsglockcn können an dem Umfang des Trägers 20 angelötet oder angeschweißt werden.

Die erfindungsgemäße Halbleiteranordnung kann in einem einzigen Erwärmungsprozeß zu einer integrierenden Einheit vereinigt werden, während früher mehrere getrennte Wärmebehandlungen erforderlich waren, um die Halbleitci platte mit den Elektroden /u verlöten bzw. mit ihnen zu verbinden und dann diesen Teilaiifbau mil einem Trägerglied zu verbinden und schließlich Anscliliißlcilungcn an der Gegenelektrode anzulöten.

y.weikmiil.ij' wild die Anordnung 10, wie sie beschrieben worden ist. aiii ein I önlcrbaiul aulgebiacht und (liiuhliiiill dann einen Ofen, zweckniiißi» von tunnclartiger Gestalt, in dem durch einen konstanten WasserstofTstrom eine WasserstoiTatmosphäre aufrechterhalten wird. Der Ofen hat wenigstens zwei

. Zonen: eine Zone, welche mit Heizmitteln versehen ist, mittels welcher die Anordnung nach Fig. 10 auf eine Temperatur von wenigstens 500° C erhitzt wird, wodurch die verschiedenen Lotschichten geschmolzen werden und die Stoffe benetzen, zwischen welchen sie angeordnet sind. Dieser Erhitzungsprozeß kann in

ίο einem Zeitraum von wenigen Minuten durchgeführt werden. Die Vorrichtung durchläuft dann eine zweite oder Kühlzone, wo die Vorrichtung rasch unter die Erstarrungstemperatur der verschiedenen Lote abgekühlt wird, wodurch die Vorrichtung in einem einzigen Arbeitsprozeß zu einer Baueinheit verbunden wird. Die Abkühlungsgeschwindigkeit ist nicht als kritisch anzusehen. Es konnten z. B. gute Resultate erzielt werden, wenn die Vorrichtung von 700° C bis auf 100° C in etwa 30 Minuten abgekühlt wurde.

Es können auch andere Ofenvorrichtungen, wie z. B. später beschrieben, benutzt werden.

Es wurde festgestellt, daß bei Anwendung einer Hilfsplatte 16 mit der oben beschriebenen Gestall und Verwendung eines Hartlotes der oben beschriebenen Art zwischen dem Träger 20 und der Hilfsplatte 16 es möglich ist, alle Deformationen, welche infolge thermischer Expansion und Kontraktion der Einzelteile während des Betriebes auftreten und welche Brucherscheinungen und Spannungen erzeugen könnten, wesentlich verringert werden konnten, so daß die Vorrichtung fast zeitlich unbeschränkt ohne Fehlererscheinungen arbeiten wird.

Weiter wurde ermittelt, daß, wenn die Dicke der Basis des Trägers 20 geringer als die Dicke der Hilfsplatte 16 ist, der Träger 20 eine flache Oberfläche unbeschränkter Ausdehnung über die Fläche der Hilfsplatte 16 hinaus, welche auf ihr angeordnet ist, haben kann. Wenn hierbei die Hilfsplatte 16 innerhalb des Verhältnisses von Dicke zu Durchmesser im Bereich 1 :5 bis 1 :15 gehalten ist, so ist eine nachteilige bimetallische Deformation der Hilfsplatte und des Trägers praktisch ausgeschlossen.

Claims

Patentansprüche:

1. Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterkörper auf der Basis von Silizium, Siliziumkarbid oder einer A_mB_v-Verbindung und mit einer Hilfsplatte aus einem Werkstoff mit einem von dem des Halbleiterkörper wenig abweichenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten, die einerseits mit dem Halbleiterkörper, andererseits mit einem Träger aus einem Werkstoff mit einem von dem des Halbleiterkörpers stark abweichenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten verbunden ist, und zwar unter Verwendung eines Hartlotes zwischen Träger und Hilfsplattc, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung von Hilfsplatle(16) und Halbleiterkörper (14) ebenfalls ein Hartlot dient und daß das Verhältnis zwischen Dicke und Breite der Hilfsplalte (16) so bemessen ist, daß ihre Ausdehnung in Richtung des geschichteten Systems (Dicke) sich zur kleinsten Ausdehnung in Querrichtung (Breile) des geschichteten Systems wie I : 5 bis 1:25 verhüll.

2. Halbleiteranordnung nach Anspruch I, d;iduieli gekennzeichnet, daß der Ti;i;;ei (20) wenigstens im Bereich seiner HcuÜiiiM'.^lliiche mil dei

Hilfsplatte (16) dünner als diese ausgeführt ist und das Verhältnis der Flächenausdehnung der Hilfsplatte zu deren Dicke nicht größer als 20: 1 ist.

3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (20) mit gleichbleibender Wandstärke ausgeführt ist und das Verhältnis seiner Wandstärke zur Dicke der Hilfsplatte (16) zwischen 1 :4 und 1 : 6 beträgt. ,

4. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (20) dicker als die Hilfsplatte (16) ausgeführt ist und das Verhältnis der Flächenausdehnung zur Dicke nicht größer als 10 : 1 ist.

5. Halbleiteranordnung, vorzugsweise auf der Basis eines Halbleiterkörpers aus Silizium, Siliziumkarbid oder einer A₁₁,B_v-Verbindung, bei der zwischen diesem und einem Träger aus einem Werkstoff mit einem von dem des Halbleiterkörpers abweichenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten eine Hrlfsplatte aus einem Werkstoff mit einem dem des Halbleiterkörpers benachbarten thermischen Ausdehnungskoeffizienten vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (20) dicker als die Hilfsplatte (16) sowie mit erheblich größerem Durchmesser als die Hilfsplatte ausgeführt ist, jedoch einen Sockel in Form einer Erhebung mit einer der Größe nach etwa der der Hilfsplatte entsprechenden Oberfläche bzw. dem Durchmesser aufweist, der die Hilfsplatte trägt.

6. Halbleiteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockelhöhe etwa gleich der Dicke der Hilfsplatte (16) ist.

7. Halbleiteranordnung, vorzugsweise auf der Basis eines Halbleiterkörpers aus Silizium, Siliziumkarbid oder einer A_MIB_V-Verbindung, bei der zwischen diesem und einem Träger aus einem Werkstoff mit einem von dem des Halbleiterkörpers abweichenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten eine Hilfsplatte aus einem Werkstoff mit einem dem des Halbleiterkörpers benachbarten thermischen Ausdehnungskoeffizienten vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (20) größer — insbesondere mit größerem Durchmesser — als die Hilfsplatte (16) ausgeführt ist und durch eine die Tragfläche für die Hilfsplatte umgebende eingearbeitete Nut (28) vertieft ist.

8. Halbleiteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der eingearbeiteten Nut (28) größer als die Fläche der Hilfsplatte (16) ist.

9. Halbleiteranordnung, vorzugsweise auf der Basis eines Halbleiterkörpers aus Silizium, SiIiziumkarbid oder einer A_mB_v-Verbindung, bei der zwischen diesem und einem Träger aus einem Werkstoff mit einem von dem des Halbleiterkörpers abweichenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten eine Hilfsplatte aus einem Werkstoff mit einem dem des Halbleiterkörpers benachbarten thermischen Ausdehnungskoeffizienten vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Hilfsplatte (16) bestimmte Tragfläche des Trägers (20) durch eine annähernd senkrecht zur !•'lache stehende Seitenwand begrenzt ist, an die ein aufgezogener Spannring anliegt.

K). Halbleiteranordnung nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Spannringes gleich oder größer als der Durchmesser des von ihm eingeschlossenen Teiles des Trägers (20) ist.

11. Abänderungsform einer Halbleiteranordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Spannring umschlossene Teil des Trägers (20) den Halbleiterkörper unmittelbar ohne dazwischengeschaltete Hilfsplatte (16) trägt.

12. Halbleiteranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring aus einem Material besteht, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient von dem des Halbleiterkörpers nicht oder nur wenig abweicht.

13. Halbleiteranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Spannring ein Anschlußleiter zur Stromzuführung befestigt ist.

14. Halbleiteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot zwischen der Hilfsplatte (16) und dem Sockel als Hauptanteil einen Werkstoff aus der Gruppe Gold, Silber und Kupfer und außerdem bis zu etwa 10% wenigstens einen Stoff enthält, welcher aus der Gruppe ausgewählt ist, die Silizium, Germanium und Phosphor einschließt.

15. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Lot zwischen dem Halbleiterkörper und einem diesen gleichzeitig als Elektrode tragenden Teil ein mit einem Schmelzpunkt im Bereich von etwa 500 bis 850° C benutzt ist und als Hauptanteil wenigstens ein Metall aus der Gruppe Gold, Kupfer und Silber enthält sowie als kleineren Anteil wenigstens ein Metall enthält, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die Blei, Zinn, Antimon, Silizium und Germanium einschließt, wobei die Dicke der Lotschicht etwa 0,1 bis 6 · l()~^:l Zoll betragen soll.

16. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Lot zwischen dem Halbleiterkörper und der Hilfsplatte (16) ein Werkstoff mit einem Schmelzpunkt oberhalb 500° C benutzt wird, der als Hauptteil ein Metall enthält, welches aus der Gruppe Gold, Silber und Kupfer ausgewählt ist, und geringere Anteile wenigstens eines Stoffes enthält, welcher aus der Gruppe ausgewählt ist, die Blei, Antimon, Arsen, Silizium und Germanium einschließt.

17. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gegenelektrode und Halbleiterplatte als Lot ein Werkstoff benutzt ist, der im wesentlichen aus Aluminium, Bor und Gallium besteht.

18. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gegenelektrode und Halbleiterplatte, wenn die Halbleiterplatte n-Leitung besitzt, ein Lot mit etwa 89 "Ό Gewichtsanteilen Aluminium und 11¹Vo Silizium benutzt ist.

19. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gegenelektrode und Halbleiterplatte, wenn die Halbleiterplatte p-leitcnd ist.

Blei und 1"Ό Arsen beinit/t ist.

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20. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen oder die Platte mit dem Sockelteil, welche die Halbleiteranordnung über die Zwischenplatte tragen, aus einem Metall der Gruppe besteht, welche Kupfer, Kupfergrundlegicrungen und Stahl einschließt.

21. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengeschichtete Halbleitervorrichtung, deren gegebenenfalls durch ein Zusatzgewicht das Schichtensystem belastende Teile im Falle der Benutzung eines becherförmigen Gehäuses gegen dessen Innenwand und relativ zueinander durch besondere Abstandsstücke ihnen gegenüber iner-

ten Charakters in der Lage gehalten sind, in einem Ofen mit einer Grundplatte und einer abhebbaren Glocke frei tragend auf einem feuerfesten Körper angeordnet wird und die eingeschlossene Halbleiteranordnung von einer an oder um den Glockenteil vorgesehenen Heizvorrichtung aus erwärmt werden kann, während sie in dem evakuierbaren und mit Schutzgas füllbaren Ofenraum angeordnet ist.

22. Zusammenstellung einer Halbleiteranordnung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Oberfläche des Trägers übereinandergeschichteten Teile der Halbleitervorrichtung durch einander umschließende hülsenartige Teile in ihrer relativen Lage gehalten sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen