DE1514561B2 - Verfahren zum serienmäßigen Herstellen von Halbleiterbauelementen - Google Patents

Verfahren zum serienmäßigen Herstellen von Halbleiterbauelementen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum serienmäßigen Herstellen von nach der Legierungstechnik gefertigten Halbleiterbauelementen, bei dem die einlegierten Elektroden des Bauelementsystems unter Ausnutzung der reduzierenden Eigenschaften des Wasserstoffs mit den Stromzuführungen verlötet werden.
Bei der Herstellung von nach der Legierungstechnik gefertigten Halbleiterbauelementen, insbesondere von Kleinst-Halbleiterbauelementen, die von ihren Stromzuführungen getragen werden, bereitet die Kontaktierung der mit verschiedener Dotierung versehenen Elektroden mit den als äußeren Elektroden dienenden elektrischen Zuführungsdrähten erhebliche Schwierigkeiten.
Die Kontaktierung des Bauelementsystems mit dem als Gehäusebestandteil dienenden Sockel soll möglichst ohne Veränderung der Geometrie des Halbleitersystems erfolgen. Zusätzlich sollen bei der Montage Verunreinigungen auf der Oberfläche des Halbleitersystems möglichst weitgehend vermieden werden. Um aber eine gegen äußere mechanische Einflüsse stabile Verbindung zwischen dem Halbleitersystem und den als äußere Elektroden wirkenden Zuführungsdrähten zu erhalten, müssen entsprechend hohe Temperaturen oder aber die Löttemperatur und Zeit erniedrigende und den Lötprozeß begünstigende Flußmittel verwendet werden. Zusätzlich müssen die zur Lötung beitragenden Materialien wegen der empfindlichen Halb
leiteroberfläche von extrem hoher Reinheit sein.
Aus der DT-AS 11 46 204 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung mit mindestens einem pn-Übergang, bei dem nach dem Einlegieren einer Metallpille in einen Halbleiterkörper ein Metallkörper in die Metallpille eingesetzt wird, bekannt. Dabei ist der Metallkörper als aufgewölbte Platte mit einer durchgehenden Bohrung ausgebildet, damit das überschüssige Legierungsmetall beim Verlöten durch
ίο die Bohrung abfließen kann. Diese aufgewölbte Platte mit durchgehender Bohrung erfüllt den Zweck, beim Verlöten das Material der als Kollektorelektrode dienenden Legierungspille abzusaugen und außerdem die Kühlfläche der Elektrode relativ großflächig zu gestalten. Bei diesem Verfahren werden, um die Verlötung möglichst günstig zu gestalten, mit dem Legierungsmetall gut benetzbare Stoffe, zusätzliche niedrigschmelzende Metalle oder Lötmittel verwendet.
Dieses Verfahren ist wegen der Nachteile, die die Verwendung von Fluß- und Lötmittel mit sich bringt, im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren unbrauchbar.
Es ist ferner bekannt, die Kontaktierung mittels Widerstandslötung durchzuführen, wobei über die Zuführungsdrähte und das Halbleitersystem ein elektrischer Strom fließt, dessen Stromdichte bei geringer Zeitdauer möglichst hoch ist. Dieses auch als Impulslöten bezeichnete Verfahren erfordert zur Erzielung stabiler Lötverbindungen die Verwendung von Flußmitteln, die beispielsweise aus alkoholischen Kolophoniumlösungen oder wäßrigen Lösungen von ZnCb und NH4CI bestehen und deren Zersetzungsprodukte nach dem Lötprozeß nur zum Teil und sehr schwierig von den Halbleiteroberflächen entfernbar sind. Es ist deshalb im Anschluß an den Lötprozeß eine chemische Nachbehandlung erforderlich, die nicht nur schwierig und oft nur umständlich durchzuführen ist, sondern zudem auch noch die elektrischen Eigenschaften der herzustellenden Bauelemente erheblich beeinflussen kann.
Eine weitere Kontaktierungsmöglichkeit bietet das sogenannte Wasserstoff-Löten, bei dem die zu verlötenden Systeme entweder mit heißem Wasserstoffgas direkt behandelt oder im vorjustierten Zustand mit Hilfe entsprechender Halterungsvorrichtungen in einen Ofen mit Wasserstoffatmosphäre gebracht werden. Bei diesem Verfahren sind Temperaturen von etwa 4000C und zum Teil sehr lange Lötzeiten erforderlich. Außerdem lassen sich bei der Ofenkontaktierung eindiffundierende Verunreinigungen aus der Schutzgasatmo-Sphäre kaum vermeiden, so daß sich zusätzlich noch Oxydationseffekte störend bemerkbar machen. Auch bei der Kontaktierung im heißen Wasserstoffgas läßt sich die Verwendung geeigneter Flußmittel nicht umgehen. Zusätzlich müssen noch vorher die Zuführungsdrähte, hauptsächlich an den Kontaktstellen, mit einer den Lötprozeß begünstigenden, niedrigschmelzenden Legierung, z. B. einer Sn-Ga-Legierung, überzogen werden, wobei eine definierte Schichtstärke, hauptsächlich bei dünnen Drähten, schwer einstellbar ist.
Mit Hilfe des Tauchlötverfahrens in einem auf etwa 200 bis 2500C erhitzten Glycerin- oder Stearinsäure-Bad ist ebenfalls eine Kontaktierung der Elektroden mit den Zuführungsdrähten durchführbar. Es müssen jedoch die Zuführungsdrähte ebenfalls vorverzinnt oder mit einer geeigneten Lotschicht versehen sein. Auch soll das Tauchbad Flußmittelzusätze zur Verbesserung und Verkürzung des Lötvorganges enthalten. Rostablagerungen Anschluß an die Lötung ist eine
mehrmalige, intensive Spülung der Systeme in einem für das Tauchbadmaterial geeigneten Lösungsmittel — für Stearinsäure wird Trichloräthylen verwendet — unbedingt erforderlich.
Diese Arbeitsgänge sind sehr umständlich und müssen in vielen Fällen wiederholt werden. Außerdem werden oftmals Verunreinigungen auf die empfindlichen Kristalloberflächen gebracht, wodurch sich eine chemische Nachbehandlung nicht umgehen läßt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein das Halbleiterbauelement möglichst schonendes, die Geometrie des Bauelementes wahrendes, einfach zu handhabendes, zeitsparendes, lot- und flußmittelfreies Verfahren zum insbesondere serienmäßigen Herstellen von nach der Legierungstechnik gefertigten Halbleiterbauelementen anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf entsprechende Sockel durch Anschweißen einer Elektrode des Systems an eine Zuführung des Sockels aufmontierten Bauelementsysteme an ihren einlegierten Elektroden mit den entsprechenden Stromzuführungsdrähten des Sockels auf mechanischem Wege durch Verformung der Zuführungsdrähte in Berührung gebracht werden und die Zuführungsdrähte unmittelbar im Anschluß daran in der Reduk- tionszone einer Wasserstoffflamme mit den Elektroden kurzzeitig verlötet werden.
Dieses Verfahren hat gegenüber den bisher üblichen Kontaktierungsverfahren den Vorteil, daß ohne Verwendung von Flußmitteln und unter Ausnutzung der reduzierenden Eigenschaften von Wasserstoff unter Beibehaltung der gereinigten Halbleiteroberflächen und der Geometrie der herzustellenden Halbleiterbauelemente eine definierte Lötung durchführbar ist.
Außerdem läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren unmittelbar an die vorhergehende mechanische Montage anschließen, so daß günstige Maschinentaktzeiten erreicht werden können.
Die nach diesem Verfahren gefertigten Bauelemente zeigen sehr gute elektrische Kanndaten; die Streugrenzen, vor allen Dingen die der Sperrströme, konnten erheblich eingeengt werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß die umständlichen und aufwendigen Nachbehandlungsprozesse entfallen können und daß keine Vorverzinnung der Drähte notwendig ist; ebenfalls entfällt das Aufbringen von Lötschichten auf den Zuführungsdrähten vor dem Lötprozeß.
Es ist weiterhin vorteilhaft, daß die Temperatur während des Verlötens möglichst niedrig, beispielsweise auf etwa 200° C gehalten und die Lötzeit auf 0,5 see eingestellt wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die aus vorzugsweise Kupfermanteldrähten bestehenden Zuführungsdrähte mit einer stromlos aufgebrachten Goldschicht von etwa 0,5 μΐη Stärke versehen werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß Druck- und Strömungsgeschwidigkeit des Wasserstoff-Gases so eingestellt werden, daß die erzielte Löttemperatur etwa 2000C und die Flammenhöhe maximal 5 cm, insbesondere 1 cm, beträgt.
Die Flammenhöhe kleiner als 5 cm zu halten, hat den Vorteil, daß ein Niederschlagen der Abbauprodukte des Wasserstoffs, wie Wasserdampf, auf den Oberflächen der Bauelemente vermieden werden kann, wodurch auch das Entstehen von Oxydhäuten oder Rostablagerungen auf den Bauelementen weitgehend unterbunden wird.
Durch die vorliegende Erfindung ist die Möglichkeit gegeben, die Herstellung von Bauelementen, insbesondere aber die Herstellung von nach der Legierungstechnik gefertigten Halbleiterbauelementen, rationell und ohne großen Aufwand zu gestalten. Dabei ist die Ausbeute an qualitativ guten Bauelementen erheblich größer als dies nach den bisher üblichen Verfahren möglich war.
Das an Hand der F i g. 1 bis 3 beschriebene Ausführungsbeispiel soll das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren näher erläutern.
F i g. 1 zeigt ein Transistorsystem, dessen Basisanschluß 1 auf einen 11 der drei als äußere Elektroden dienenden, aus Kupfermanteldraht bestehenden Zuführungsdrähte 11,12 und 13 eines Sockels 4 angeschweißt ist. Die beiden anderen Zuführungsdrähte 12 und 13 werden mit Hilfe einer Vorrichtung durch Verformung der Drähte 12 und 13 an den Stellen 5 und 6 mit der aus einer In-Ga oder In-Ga-Al-Legierung bestehenden Emitter- und Kollektor-Elektrode 2 und 3 des Transistorsystems in Berührung gebracht.
Im Anschluß daran wird, wie in F i g. 2 dargestellt, der mechanisch befestigte Transistor so in die Reduktionszone zweier Wasserstoff-Flammen 7 und 8 gebracht, daß die Kontaktstelle 5 am Emitter 2 und die Kontaktstelle 6 am Kollektor 3 auf eine Temperatur von etwa 2000C kurzzeitig, z. B. 0,3 bis 0,5 Sekunden, erhitzt wird. Dabei kommt das aus In oder einer In-haltigen Legierung bestehende Elektrodenmaterial zum Schmelzen und fließt über die Kontaktstellen 5 und 6 an die Zuführungsdrähte 12 und 13, so daß zwischen der Emitter- bzw. Kollektor-Elektrode und dem Zuführungsdraht eine feste Verbindung entsteht.
In F i g. 3 ist ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Transistorsystem vergrößert dargestellt. Es gelten die gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 und 2.
Die zur Verlötung von Elektrodenmaterial und Zuführungsdraht notwendige Temperatur und Zeit wird so gewählt, daß ohne Veränderung des Ausbreitungsdurchmessers der Elektroden auf der Kristalloberfläche und damit der Geometrie des Systems eine stabile Verbindung zwischen Elektrode und Zuführungsdraht entsteht. Die Löttemperatur ist abhängig von der Flammenhöhe und diese wiederum von der Strömungsgeschwindigkeit und dem Druck des Wasserstoffgases. Bei dem hier angeführten Ausführungsbeispiel — Löttemperatur von etwa 2000C — beträgt die Flammenhöhe 1 bis 2 cm, die Durchflußmenge des Wasserstoffgases bei 0,01 Atü und einem Düsenquerschnitt von 0,5 mm Durchmesser 0,5 Liter pro Minute.
Die Austrittsöffnungen — in F i g. 2 mit den Ziffern 9 und 10 bezeichnet — der, beispielsweise aus Stahl gefertigten Düsen sind von den Kontaktstellen 5 bzw. 6 ungefähr 4 mm entfernt. Es muß vor allen Dingen darauf geachtet werden, daß wegen der reduzierenden Wirkung auf die Oberfläche des Halbleiterbauelements und wegen der Erhaltung der gereinigten Kristalloberfläche ein Wasserstoffgas von möglichst hoher Reinheit (<5 ppm O2, <25 ppm H2O) verwendet wird. In jedem Falle müssen die Bedingungen des der Erfindung zugrunde liegenden Verfahrens dem herzustellenden Bauelement angepaßt werden. Dabei spielt das Elektrodenmaterial und die Oberflächenbeschaffenheit, sowie die Stärke der Zuführungsdrähte eine nicht unbedeutende Rolle.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist auch an-
wendbar, wenn die Zuführungsdrähte wegen einer nachfolgenden chemischen Behandlung der Bauelemente — beispielsweise zur Erhöhung der Stromverstärkung — mit einer stromlos aufgebrachten Goldschicht versehen sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum serienmäßigen Herstellen von nach der Legierungstechnik gefertigten Halbleiterbauelementen, bei dem die einlegierten Elektroden des Bauelementsystems unter Ausnutzung der reduzierenden Eigenschaften des Wasserstoffs mit den Stromzuführungen verlötet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die auf entsprechende Sockel durch Anschweißen einer Elektrode des Systems an eine Zuführung des Sockels aufmontierten Bauelementsysteme an ihren einlegierten Elektroden mit den entsprechenden Stromzuführungsdrähten des Sockels auf mechanischem Wege durch Verformung der Zuführungsdrähte in Berührung gebracht werden und die Zuführungsdrähte unmittelbar im Anschluß daran in der Reduktionszone einer Wasserstoffflamme mit den Elektroden kurzzeitig verlötet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur während des Verlötens möglichst niedrig, beispielsweise auf etwa 2000C gehalten und die Lötzeit auf 0,5 see eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus vorzugsweise Kupfermanteldrähten bestehenden Zuführungsdrähte mit einer stromlos aufgebrachte Goldschicht von etwa 0,5 μπι Stärke versehen werden.
4. Verjähren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Druck- und Strömungsgeschwindigkeit des Wasserstoff-Gases so eingestellt werden, daß die erzielte Löttemperatur etwa 2000C und die Flammenhöhe maximal 5 cm, insbesondere 1 cm, beträgt.
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DE2511210C3 (de) * 1975-03-14 1980-03-06 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Verfahren und Vorrichtung zum Tauchlöten von Halbleiterbauelementen
DE2923440A1 (de) * 1979-06-09 1980-12-11 Itt Ind Gmbh Deutsche Verfahren zum befestigen und/oder elektrischen verbinden von halbleiterkoerpern und/oder von deren elektrisch leitenden metallteilen
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