DE1539111A1

DE1539111A1 - Halbleiterbauelement

Info

Publication number: DE1539111A1
Application number: DE19661539111
Authority: DE
Inventors: Joseph Marino; Schaefer William R
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1965-03-01
Filing date: 1966-02-25
Publication date: 1970-09-24
Also published as: US3418543A; CH444318A; DE1539111B2; BE677006A; GB1080632A

Description

WESTINGHOUSE '■■·■ · ^^-i-^Jtrlangeii, den 2 ^

Electric Corporation JU' -*-*^^₁-——-^-**¹^ Werner-von-Siemens-Str. Pittsburgh,- Pa. , USA.—

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Halbleiterbauelement

Die Priorität vom 1.3.1965 der entsprechenden Anmeldung in den USA, Serial Nr. 4j6 7^5 wird in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement mit einem flachen, mehrere Zonen verschiedenen Leitungstyps und pn-Über- · gänge enthaltende Halbleiterkörper, auf dessen einer Flächseite j mehrere streifenförmige Kontaktelektroden verschiedener Zonen angeordnet sind, und mit metallischen Anschlußkörpern für die Kontaktelektroden«

Bei derartigen Halbleiterbauelementen ist eine möglichst großem ■ O flächige Kontaktierung der Kontaktelektroden erforderlich» Auch

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& soll bei der Herstellung dieser Kontaktierung eine Zerstörung JJ. des Halbleitirkörpere und der art ihm angebrachten Kontaktelektroden ΡΦ .vermieden werden« Sohließlich ist ein einfacher und sicherer Zu-

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W eammenbau des Halbleiterbauelements zu gewährleisten.

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Es ist bekannt, z.B. bei der Herstellung von Flächentransistoren den Kollektor auf der einen Flachseite und den Emitter und die Basis auf der anderen Flachseite eines flachen Halbierterkörpers oder einer Halbleiterscheibe auzubilden. Zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Belastung und eines gleichmäßigen Stromflußes durch das Halbleitermaterial sollten die Abstände zwischen Emitter, Basis und Kollektor überall gleich sein. Das erreicht man dadurch, daß man auf der Flachseite der Halbleiterscheibe, auf der Emitter und Basis liegen sollen, konzentrische Ringzonen abwechselnden Leitungstyps erzeugt und die Kontaktelektroden der Ringzonen gleiche ™ Leitungstyps unter Ausbildung von Emitter und Basis elektrisch leitend verbindet. .

Zur Herstellung eines derartigen Transistors werden auf einer Flachseite einer n- oder p-leitenden, Halbleiterscheibe Kollektorraaterial und auf der anderen Flachseite Emitter-und Basismaterial in Form einer Vielzahl konzentrischer Ringe aufgelegt. Das Emitter- und Kollektormaterial besteht aus solchem Material» das den Ausgangsleitungstyp der Halbleiterscheibe in den entgegengesetzten umwandelt. Die Halbleiterscheibe mit dem aufgelegten Material ist in zusammengepreßtem Graphitpulver gelagert und wird in einem evakuierten Ofen erhitzt. Dadurch bilden sich die gleichrichtenden pH-Übergänge an den einlegierten Grenzflächen zwischen Emitter und Halbleiterseheibe und zwischen Kollektor und Halbleiterscheibe aus. Das Basismaterial bildet nach dem Erhitzen eine ohmache Kontaktelektrode an der Halbleiterseheibe. Ein so hergestelltes Halbleiterelement weist überall gleichen Abstand arischen Kollektor Emitter-und Basiszonen auf. Dadurch ist ein gleichmäßiger Strom« durchging durch das HalbleiteriB&tsrial gewährleistet,

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Nach, dem Herstellen der pn-Übergänge durch Legieren war es ,bisher üblich, Verbindungsbrüeken zwischen dem ringförmigen Emitter-Elektroden einerseits und Verbindungsbrüeken zwischen den ringförmigen Basiselektroden andererseits sowie Emitter- und Basiszuführungen an den entsprechenden Elektroden anzuschmelzen. Die ringförmigen Elektroden wurden daher wieder aufgeschmolzen und die Kontaktbrücken und Zuleitungen an ihnen dauerhaft befestigt. Das hierzu erforderliche,nachträgliche Erjhitzen der Halbleiterkörper war die Ursache für beträchtlichen AüsschuBy ^a^ das'Material,aus dem die Elektroden bestehen, die Neigung hat, zusammenzufließen und sich um die Zuführungen und Brücken herum anzusammeln. Dieses Zusammenfließen wird durch Schwingungen, schelchtes Vakuum im Legierungsofen, Wässerdampf, unsaubere Teile oder sogar durch zu saubere Teile noch gefördert, so daß die Überwachung des. Herstellungsvorganges sehr schwierig war. Auch sind die Verbindungsstellen zwischen den Zuführungen und Brücken einerseits und den einzelnen Elektroden andererseits Schwingungen und thermischer Alterung ausgesetzt, die die Lebensdauer des Halbleiterbauelements nachteilig beeinflussen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, elektrische Kontaktstellen an den Kontaktelektroden der einzelnen Zonen des flachen Halbleiterkörpers herzustellen, die'weder durch Schwingungen noch durch von wechselnden Temperaturen hervorgerufene thermische Beanspruchung beschädigt werden. Auch eollen die Anschlußzuführungen an die Kontaktelektroden des Halbieiterkörpers nicht anlegiert oder angelötet werden. Außerdem soll eine möglichst großflächige Kontaktierung der -Kontaktelektroden durch Anschlußkörper ermöglicht werden, die mit ihren Kontaktflächen gegen die Kontaktelektrode«. Unter Herstellung eines Druckkontaktes gepreßt Bind. Schließlich

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sollen Falschkontaktierungen verhindert werden, die beim Zusammenbau des Halbleiterbauelementes durch falsche Winkellage der Anschlußkörper bezüglich der Achse des flachen Ha-lbleiterkörpers entstehen können.

Die Erfindung ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkörper als voneinander isolierte Teile einer die Kontaktelektroden überdeckenden Metallplatte ausgebildet sind, die auf der den Kontaktelektroden zugegekehrten Seite mit dazu passenden streifenförmigen und die jeweils zugehörigen Kontaktelektroden flächenhaft berührenden Vorsprüngen versehen sind.

Im Falle eines Halbleiterbauelemtes mit einem flachen,ringförmige Kontaktelektroden aufweisenden Halbleiterkörper sind die Anschlußkörper vorteilhaft durch Isolierzwischenlagen, die in zu den ringförmigen Kontaktelektroden senkrechten Radialebenen angeordnet sind, getrennt und mit ringsektorförmigen Vorsprüngen passend zu den .verschiedenen Kontaktelektroden versehen» Jis ist günstig, wenn der Halbleiterkörper,die Anschlußkörper und eine Einrichtung, die einen Druck auf diese Körper ausübt, in einem zentrierenden Hohlzylinder angeordnet sind. ,

Die Erfindung und ihre Vorteile werden anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:

Fig. 1 zeigt die perspektivische Ansicht eines teilweise ausgeschnittenen Transistorelementes aus Halbleitermaterial. Pig. 2 zeigt die perspektivische Ansieht;, zweiter Anschlußkörpef, die gemäß der Erfindung ausgebildet sind«

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Fig. 3 zeigt die perspektivische Ansicht eines auseinandergenommenen

Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung. Fig. 4 zeigt einen Axialschnitt durch ein zusammengesetztes Halbleiterbauelement nach Fig. 3.

Fig. 1 zeigt ein Halbleiterelement oder einen Transistor 10, bestehend aus einem flachen Halbleiterkörper 12, z.B. aus Silizium oder Germanium. Dieser Halbleiterkörper ist mit Verunreinigungen dotiert, die in ihm entweder p- oder η-Leitung hervorrufen. Im Falle der η-Leitung enhält das Halbleitermaterial des Körpers 12

Donatoren, z.B. Antimon, Phosphor oder Arsen, die Uberschußelektro- ^ nen an das Halbleitermaterial abgeben, so daß der fließende Strom im wesentlichen aus Elektronen besteht. Im Falle von p-Leitung enthält das Halbleitermaterial der Scheibe 12 Akzeptoren, z.B. Gallium, Aluminium, Indium oder Bor, die Elektronen aufnehmen, so daß der fließende Strom aus Elektronen-Leerstellen oder Löchern besteht. Diese Elektronenlöcher wirken wie positive Ladungen.

Der Kollektor 14 des Transistors 10 wird durch eine Metallfolie gebildet, die Verunreinigungen enhält, welche einen Leitungstyp ί hervorrufen, der dem des Halbleiterkörpers 12 entgegengesetzt ist. Besondere geeignet sind Goldfolien wegen ihrer hohen elektrischen Leitfähigkeit und ihrer Stabilität. Diese Goldfolien enthalten Verunreinigungen wie z.B. Bor, wenn sie p-Leitung, und Antimon, wenn sie η-Leitung im Halbleitermaterial hervorrufen sollen. Die untere Zone 14, die dieselbe Ausdehnung wie die Flachseite des Halbleiterkörpers 12 hat, stellt gewöhnlich den Kollektor dar, da nie wegen ihrer Größe die durch die hohen Kollekfco rströme erzeugte Wärme gut abführen kann. Die Zone 14 kann jedoch auch den Emitter darstellen, ohne daß die Anwendbarkeit der Erfindung be-

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einträchtigt wird.

Die Basis 15 besteht aus den nichtlegierten Teilen des Körpers und kann aus einer Vielzahl von Zonen bestehen, ζ JB. aus einer ringscheibenförmigen Zone 16, die sich zentral auf der Halbleiterscheibe 12 befindet und konzentrischen ringscheibenförmigen Zonen 18 und 20. Die Basiszonen 16, 18 und 20 können durch Goldfolien gebildet sein, die keine Verunreinigungen enthalten und so den Leitungstyp des Halbleiterkörpers 12 nicht verändern. Diese anlegierten Goldfolien werden nur gebraucht, um einen guten ohmb sehen Kontakt mit dem Körper 12 herzustellen.

Der Emitter 21 ist ebenfalls aus einer Vielzahl von Zonen gebildet, z.B. ringförmigen Zonen 22 und 24. Die Emitterzonen cC und 24 sind so angeordnet, daß sie sich mit den Basiszonen., so abwechseln, daß eine Folge von Basis- und Emitterzonen entsteht und man die gewünschten gleichmäßigen Abstände zwischen der Basis 15» dem Emitter 21 und dem Kollketor 14 sowie die gewünuchten kleine: Stromwege vom Emitter 21 zur Bais 15 erhält. Die Emitterzonen 22 und 24 können auch mit Hilfe von Goldfolien hergestellt werden, die eine dem Leitungstyp des Halbleiterkörpers 12 entgegengesetzten Leitungstyp hervorrufende Verunreinigung enthalten.

Zur Herstellung des Transistors 10 werden der flache Halbleiterkörper, die Metallfolien zur Herstellung des Kollektors 14 und die. Metallfolien zur Herstellung der Basiszonen 16, 18 und 20 sowie der Emitteizonen 22 und 24 so in einen Graphitpulver enthaltenden Behälter gebracht, daß Kollektor 14, Basis 15 und Emitter 21 auf dem Körper 12 die in der Figur 1 dargestellte Lage erhalten. Die einzelnen Teile sind vollkommen von zusammengeprei3tem Graphitpulver

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umgeben, so daß die Metallfolien zur Herstellung des Kollektors -.14, der Basis 15 und des Emitters 21 in inniger Berührung mit der Halbleiterscheibe 12 stehen. Die im Graphitpulver eingebetteten Teile werden in einem evakuierten Ofen so hoch erhitzt, daß die Metallfolien schmelzen und daß man gleichrichtende pn-Übergänge zwischem dem Kollektor 14 und dem Körper 12, sowie zwischen den Emitterzonen 22 und 24und dem Körper 12 erhält. Die geschmolzenen Folien lösen die an ihnen anliegenden Teile des Halbleiterkörpers 12 unter Ausbildung einer Legierung.

Hach dem Erkalten bildet sich ein pn-übergang an der Grenze zwischen der Rekristallisationszone und dem übrigen Halbleitermaterial aus, wenn die Folie Verunreinigungen enthalten hat, die einen dem Leitungstyp des Halbleiterkörpers 12 entgegengesetzten Leitungstyp hervorrufen. Auf diese Weise werden in Fig. 1 pn-Übergänge zwischen dem Kollektor 14 und dem Halbleiterkörper 12, sowie zwischen den Emitteizonen 22 und 24 und dem Halbleiterkörper 12 hergestellt. Ohmsche oder nicht gliechrichtende Kontaktelektroden werden zwischen den Basiszonen 16, 18 und 20 und dem Körper 12 hergestellt, da die Basiszonen 16, 18 und 20 Verunreinigungen enthalten, die dem Leitungstyp der Scheibe 12 entsprechen«

Der Aufbau des Halbleiterelementes 10 wird dadurch vervollständigt, daß man einen Trägerkörper 26 am Kollektor 14 befestigt, der im wesentlichen denselben thermischen Ausdehungskoeffizienten wie der Halbleiterkörper 12 besitzt. Der Trägerkörper 26 kann aus einem Material wie Molybdän oder Wolfram bestehen und kann zur Erleichterung des Anlötens oder Anbringens an den Kollektor 14 mit Gold plattiert sein.

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Die beiden sich gegenüberliegenden und im wesentlichen parallelen Flachseiten des Halbleiterelementes 10 können dann geläppt werden, so daß die freiliegende Flachseite des Trägerkörpers 26 und die freiliegende Flachseite des Halbleiterkörpers 12, auf denen sich der Emitter und die Basis 21 und 15 befinden, planparallel werden. Dem Läppen kann sich ein leichtes Ätzen anschließen, und schließlich wird das Halbleiterelement 10 gereinigt und getrocknet. Das Halbleiterelement oder der Transistor 10 ist nunmehr fertig und kann eingebaut oder gekapselt werden. Zuvor kann das Halbleiterelement auf seine elektrischen Eigenschaften geprüft werden, da es, wie fe bisher üblich war, keinen weiteren Wärmebehandlungen ausgesetzt wird, und somit seine Charakteristiken nicht mehr geändert werden.

Es war bisher üblich, den Trägerkörper 26 auf einen metallenen Grundkörper,z.B. aus Kupfer, aufzulöten und den Körper 12 mit einlegiertem Kollektor 14, einlegierter Basis 15 und einlegiertem Emitter 21 mit dem Kollektor 14 auf den Trägerkörper 26 aufzulegen. Sodann mußten die Basiszonen 16, 18 und 20 sowie die Emitterzonen 22 und 24 durch elektrisch leitende Brücken kurzgeschlossen werden und die Emitter- und Basiszuführungen in geeigneter Weise angebracht " werden. Zur Befestigung des Kollektors 14 am Trägerkörper 26 sowie der elektrisch leitenden Kurzschlußbrücken und Zuleitungen an den entsprechenden Ringen wurde in Wasserstoff gelötet. Diese Verfahrensschritte sind durch die Erfindung überflüssig geworden. Dadurch ist auch ein Zusammenfließen und Ansammeln des Metalls, aus dem die Ringe an den Basis- und Emitteizonen bestehen, an den Kurzschlußbrücken und Zuleitungen vermeidbar.

ORIGINAL !NSPECTED

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Guter Übergang von elektrischem Strom und Wärme an die am Halbleitermaterial befestigten Kontaktelektroden kann durch Anwendung von [ ■ Druck und Verwendung weicher Metalle mit hoher elektrischer Leitfähigkeit» z.B. Gold, erreicht werden. löten mit seinen' wegen der hohen Temperaturen und des fließenden Materials zerstörenden Wirkungen ist vollkommen vermeidbar.. Außerdem hat ein solcher Druckkontakt sehr geringen Widerstand und unterliegt keiner thermischen Alterung, wie das bei Weich- und Hartlotverbindungen der Fall ist. Druckkontaktverbindungen werden erfindungsgemäß für die Herstellung elektrischer Kontakte zum Emitter 21, zur Basis 15 und zum Kollektor 14 benutzt.

Pig. 2 zeigt einen perspektivischen Anblick zweier AnschlußkÖrper 30 und 32, die geeignet sind, Druckkontaktverbindungen mit der Basis und dem Emitter 15 und 21 herzustellen. Im allg. kann jeder AnschlußkÖrper 30 und 32 aus einem Material hergestellt sein, das gute elektrische Leitfähigkeit besitzt, z.B. Kupfer. Zur Verhinderung von Oxydation und zur Gewährleistung eines Kontaktes mit geringem elektrischen Widerstand zwischen den Körpern 30 und 32 und dem Emitter 15 und der Basis 21 können die Körper 30 und 32 mit Gold plat- J tiert sein. Jeder AnschlußkÖrper 30 und 32 besitzt die Form der Hälfte einer Kreisscheibe, so daß sie, wenn ihre Radialebenen isoliert voneinander zusammengebracht werden, ein kreisecheibenfö'rmiges Teil ergeben, das_# einen nur wenig kleineren Durchmesser als das Halbleiterelement 10 nach Pig. 1 besitzt. Die dem Halbleiterelement 10 gegenüberliegenden oder parallelen Flachseiten der AnschlußkÖrper \ 30 und 32 weisen Voreprünge auf, während an den anderen Flachaeiten Stromzuführungen befestigt

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Genauer gesagt besitzt der Anschlußkörper 30 Vorsprünge 34, 36und 38, die auf die Basiszonen 16,18 und ZO passen sollen. Eine verhältnismäßig starke Stromzuführung 40 ist auf der gegenüberliegenden Flachseite des Kontaktteiles 30 z.B. durch Hartlöten befestigt. Das Ende der Zuführung 40 kann auch mit einem Gewinde versehen sein und in einer Öffnung im Anschlußkörper 30, die ebenfalls mit einem Gewinde versehen ist, verschraubt sein.

Der Anschlußkörper t>2 weist Vorsprünge M und 44 auf, die so aus-. gebildet sind, daß sie mit den Emitterzonen 22 und 24 zusammenpassen. Eine verhältnismäßig starke Stromzuführung 46 ist an der gegenüber-· liegenden Plachseite des Anschlußkörpers 32 befestigt. Wenn die Anschlußkörper 30 und 32 auf der oberen Flachseite des Halbleitereleraentes 10 nach Fig. 1 gelagert sind, befindet sich zwischen den beiden Anschlußkörpern, die jetzt eine komplette Kreisscheibe bilden, eine dünne Isolierzwischenlage 74. Die Vorsprunge 34, 36 und 38 des Anschlußkörpers 30 kontaktieren die Basiszonen 16, 18 und 20 und die Ausladungen 42 und 44 des Anschlußkörpers 30 kontaktieren die Basiszonen 16, 18 und 20 und die Ausladungen 42 und 44 des Anschlußkörpers '52 die Emitterzonen 22 und 24. Die erwünschten Druckkontakte können ohne Rücksicht auf die Winkellage der Anschlußkörper50 und 52 bezüglich der Achse des Halbleiterkörpers 10, mit der die Achse der Kreisscheibe, die auö den Anschlußkörpern 30 und 32 zusammengesetzt ist, übereinstimmt, hergestellt werden. Außerdem werden nicht Punktkontakte mit den einzelnen Kontaktelektroden an den Emitter·? und Basiszonen hergestellt, sondern jeder AnschluSkörpe'r 30und 32 kontaktiert 50 f» der ihm zugeordneten Elektrodenfläche. Die Verblödung der Emitter- und Basis·?· zone« wird automatisch durch die elektrisch leitenden Anschlußkörper 30 und 32 bewerkstelligt. Die glatten Flaohaeiten der Anschlußkörper 30 und 32» die den Flachseiten mit den Ausladungen gegenüberliegen, fördern die gleichmäßige Verteilung des durch druckeraeugende Einrichtungen* die nach stehend beschrieben wenden» hervorgerufenen Druckes.,.'_

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Pig. 3 und 4 zeigen ein vollständiges, gekapseltes Halbleiterbauelement 50 gemäß der Erfindung in zerlegtem und zusammengesetzten Zustand. Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht und Fig. einen Axialschnitt des Halbleiterbauelements 50. Auf beide Figuren 3 und 4 wird im folgenden Bezug genommen.

Das Bauelement 50 besteht aus einem metallenen Grundkörper52» · der die Kollektorzuführung des Bauelementes darstellt. Der Grundkörper 52, der aus elektrisch und thermisch gut leitendem Material, z.B. Kupfer, besteht, weist einen mit einem Gewinde versehenen Zapfen 54 auf, durch den das Bauelement 50 mit einer äußeren Wärmesenke und

der Kollektor 14 nach Fig. 1 mit einem äußeren Stromkreis verbunden werden kann. Der Grundkörper 52 hat eine kreisförmige Ausladung 56, die goldplattiert und geläppt sein kann und so eine ebene gut leitende Oberfläche besitzt. Stahlringe 58 und 60, die konzentrisch sind und deren Achsen mit der Achse des Grundkörpers 52 zusammenfallen, sind aus Gründen, die anschließend beschrieben werden, auf der Oberfläche des Grundkörpers 52 angebracht.

Das innere Gehäuss 64, das aus jedem geeigneten Material, z.B. 3tahl, bestehen kann, besitzt eine rohrförmige.Gestalt mit einer durchgehen- | den axialen Öffnung' 66 zwischen seinen inden sowie mit transversalen Öffnungen 68 und einem Flansch 70 nahe seinem einen Ende. Das mit dem Flansch versehene rinde des inneren Gehäuses 64 ist über der Ausladung 56 des Grundkörpers 52 so angeordnet, daß der Flansch 70 den Btahlring 58 berührt. Das innere Gehäuse 64 kann dadurch mit dem Grundkörper 52 verbunden sein, daß der Flansch 70 am Stahlring 58 durch Warzenschweißen befestigt ist.

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Das Halbleiterbauelement 10 nach Fig. 1 befindet sich in der Öffnung 66 des inneren Gehäuses 64. Die geläppte und vergoldete Flachseite des Trägerkörpers 26 am Kollektor berührt die geläppte und vergoldete Flachseite der Ausladung 56 des Grundkörpers 52, wie man am besten aus Fig. 4 erkennen kann. Die beiden sich berührenden goldplattierten Flachseiten des Halbleiterelementes 10 und der Ausladung 56 bilden, wenn sie gegeneinander gepreßt sind, einen Kontakt geringen elektrischen Widerstands und verbinden den Grundkörper 52 elektrisch mit dem Kollektor 14.

^ Ein dünnwandiges rohrförmiges Teil 72, das aus einem Isolator, z.B. Micarta, besteht, wird in die Öffnung 66 des inneren Gehäuses 64 eingesetzt. Das Teil 72 hat einen Außendurchmesser, der wenig kleiner als der Innendurchmesser der Öffnung 66 des inneren Gehäuses 64 ist, und im wesentlichen denselben Durchmesser des Halbleiterelementes 10. Dadurch ist es möglich, daß das rohrförmige Teil 12 spielfrei in der Öffnung 66 des inneren Gehäuses 64 auf dem Rand des Halbleiterelementes 10 gelagert werden kann.

Die Anschluiikörper 30 und 3^, die zuvor beschrieben wurden, und in Fig. .. dargestellt sind, werden innerhalb der öffnung ob des Gehäuses 64 angeordnet. <*enn sie zu einer Kreisscheibe zusammengefaßt sind, besitzen si'e einen Durohmesser, der es ermöglicht, dau sie In die öffnung uea Isolierrohres 7- spielfrei eingeführt werden

74
können, fine Isolierzwischenlage/icit zwischen den AnBchluukorpern -50 und χ eingefügt, so dau zwischen ihnen kein elektrischer Kontakt besteht. 'Wenn die Anschlulikörper ;;0 und ;)_L auf der oberen Fl. chseite des H'ilbieiterelementes 10 aufliegen, berühren ihre Vorsprünge automatisch die entsprechenden Kontaktelektroden der Bais- und xunitter-

zonen. Die Stromzuführung 40 bildet die Basinzuführung, die otrom-

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zuführung 46 die Emitterzuführung.

'Ein dichtungsscheibenartiges Teil 80 aus Isoliermaterial, z.B. Mica, wird in der Öffnung 66 so angeordnet, daß es auf den oberen Flachseiten der Anschlußkörper 30 und 32 aufliegt. Ein metallener Dichtungsring 8^ mit einem solchen Durchmesser, daß er spielfrei, in der Öffnung 66 angeordnet werden kann, wird auf dem isolierenden Dichtungsteil 80 aufgelegt. Der druckerzeugende Ring 84, z.B. aus Federstahl oder anderem geeignetem Material, wird innerhalb der Öffnung 66 angeordnet. Dieser druckerzeugende Ring 84 kann auch durch eine Feder ersetzt werden, die einen sehr hohen Druck auf ä das Teil ausübt, das ihr unteres Ende berührt, wenn ihr oberes Ende einer zusammenpressenden Kraft ausgesetzt ist. Eine dem Dichtungsring 8d ähnlicher Dichtungsring 86 wird in der Öffnung 66 so angeordnet, daß er mit dem oberen Ende des druckerzeugenden Ringes 84 in Berührung steht. Ein Schnappring 88, der im ungespannten Zustand einen Durchmesser hat, der größer als der Durchmesser der Öffnung 66 ist, wird so zusammengepreßt, daß der Durchmesser klein genug ist und der Ring 88 in die öffnung 66 eingefügt werden kann. Der Schnappring 88 und die Anschlußkörper werden nach unten gepreßt, wodurch die Länge der Feder oder des Druckringes 84 in axialer Richtungverkürzt wird, bis der Schnappring 88 in die Ausnehmung in der Wandung der Öffnung 66 einrastet. Der Schnappring 88 hält so die Feder oder den druckerzeugenden Ring 84, die einen hohen Druck in axialer Richtung auf die Anschlußkörper 30 und 'id und die obere Flachseite des Halbleiterelementes 10 sowie die untere Flachseite des Halbleiterelementes 10 und die Fl choeite der Ausladung 56 des örundkörpers 52 ausüben, zusammengepreßt. Auf den Kontaktflächen der Kontaktelektroden des Halbleiterelementeo 10 und der Anechlußkörper befinden sich Schichten verhältnismäßig weichen Goldes, so

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daß sich elektrische Kontakte geringen Widerstandes ergeben, die durch Temperaturschwankungen nicht beeinflußt werden. Die Anschlußkörper 30, ^d und 56 haben eine ausreichende Größe und brechen daher nicht infolge von Schwingungen. Auch leiten sie schnell die im Halbleiterelement 10 entstehende Wärme ab.

Nachdem der Schnappring 88 in seine Endlage gedrückt worden ist, kann die gesamte Anordnung innerhalb des Gehäuses 64 mit einem Mittel, z.B. iJilikonlack, zur Verminderung der Anfälligkeit ihrer Oberflächen besprüht werden. Die Öffnungen 68 in den Aandungen des inneren Gehäuses 64 ermöglichen den Zugang in das Innere der Anordnung zu diesem Zweck.

Das innere Gehäuse 64 stellt somit eine Befestigungs- und Justiereinrichtung dar, die die in axialer Richtung hintereinander angeordneten verschiedenen Bestandteile des Bauelements 50 justiert und die für den Schnappring 88 ein Mittel bedeutet, die zusammenpressende Kraft auf das Federteil 84 zu erzeugen.

Ein äußeres Gehäuse 90 mit einer Öffnung an einem Ende kann schließlich über das innere Gehäuse 64 gestülpt und am Grundkörper 52 befestigt werden. Das äußere Gehäuse 90 besteht aus einem Keramik- oder Isolierstoffteil 9Vi einem Flansch ,94 aus Metall, der in geeigneter Weise an das Isolierteil 92 befestigt ist, sowie aus Zuführungen 96 und 98, die durch-das Isolierstoff teil 9--' hindurch-' geführt sind. Die endgültig© Montage des äußeren Gehäuses 90 wird in einer trockenen Atmosphäre vorgenommen und geschieht dadurch_p daß das äußere Gehäuse 90 konzentrisch ao über das innere Gehäuse geschoben wird, daß der Flansch 94 auf dem äußeren Stahlring 60

des Grundkörpera 52 ruht und die Zuführungen 40 und 46 durch die

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Öffnungen von Führungen 96 und 98 verlaufen. Der Flansch 94 ' kann dann durch Warzenschweißen mit dem Stahlring 60 verbunden, und die Zuführungen 40 und 46 können in geeigneter Weise an den Führungen 96 und 98 befestigt werden. Ein hygroskopisches Mittel kann innerhalb der eingeschlossenen Anordnung angebracht werden, bevor das äußere Gehäuse befestigt wird.

Beim Bau des Halbleiterbauelementes 50 gemäß der Erfindung tritt nicht die Gefahr des Zusammenlaufens des Elektrodenm-iterials auf, da die Anschlußkörper, die das Halbleiterelement 10 kontaktieren, > nicht an dessen Kontaktelektroden hart angelötet sind. Auch sind tfeichlotverbindungen vermieden, die einen höheren Widerstand aufweisen und an denen Wärme erzeugt wird. Auch besteht keine Gefahr, daß Lötstellen an den Kontaktelektroden durch thermische Alterung schadhaft werden. Im Gegenteil, durch TemperaturSchwankungen werden die Druckkontaktstellen verbessert.

Die Montage des Halbleiterbauelements 50 ist überdies vereinfacht, da das beschwerliche Anbringen kleiner und empfindlicher überbrückungsteile und Zuführungen vermieden wird. Auch können größere J Toleranzen bei der Herstellung zugelassen werden, ohne daß die Zuverlässigkeit oder die Leistungsfähigkeit der Anordnung leidet.

Die Lebensdauer des Halb i. ei terbuueloments 50 ist verlängert, da das Halbleiterelement 10 von beiden leiten, anstatt, wie bisher üblich, von einer Jei te gekuh.lt wird.- Die groiaen Anschlußkörper j0 und je. mit ihren großen Kontaktflachen auf der Flachseite des Haiblei terelementen 10 entziehen schnei 1 die Verlustwärme von den

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pn-Übergängen. Auch kann das Halbleiterelement 1O geprüft und dann¹ endgültig in das Halbleiterbauelement 50 eingebaut werden, ohne daß ein Erhitzen nötig ist, das das Halbleiterelement zerstören könnte. Das Halbleiterbauelement 50 arbeitet auch dann zuverlässig, wenn es Schwingungen ausgesetzt ist, da' keine biegsamen Zuführungen und Überbrückungsteile vorhanden sind, die altern und brechen könnten. Alle Bestandteile sind unempfindlich und nicht anfällig für Störungen durch Alterung..

Die aus der vorstehenden Beschreibung- oder/und die aus der zugehörigen Zeichnung - entnehmbaren Merkmale, Arbeitsvorgänge und fe Anweisungen sind, soweit nicht vorbekannt, im einzelnen, ebenso wie ihre hier erstmals offenbarten Kombinationen untereinander, als wertvolle erfinderische Verbesserungen anzusehen.

3 Patentansprüche

4 Figuren

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ORfGfNAl

Claims

Patentansprüche

Ί. Halbleiterbauelement mit einem flachen, mehrere Zonen ver-

schiedenen Leitungstyps und pn-Übergänge enthaltenden Halb- ^/ leiterkörper, auf dessen einer Flachseite mehrere streifenförmige Kontaktelektroden verschiedener 'Zonen angeordnet sind, und mit metallischen Anschlußkörpern für die Kontaktelektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkörper als voneinander isolierte Teile einer die Kontaktelektroden überdeckenden Metallplatte ausgebildet sind, die auf der den Kontaktelektroden zugekehrten Seite mit dazu passenden streifenförmigen und die jeweils % zugehörigen Kontaktelektroden flächenhaft berührenden Vorsprüngen versehen sind.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 mit ringförmigen Kontaktelektroden auf einer Flachseite des Halbleiterkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkörper durch Isolierzwischenlagen, die in zu den ringförmigen Kontaktelektroden senkrechtenRadialebenen angeordnet sind, getrennt und mit ringsektorförmigen Vorsprüngen passend zu den verschiedenen Kontaktelektro- | den versehen sind.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper, die Anschlußkörper und eine Einrichtung, die einen Druck auf diese Körper ausübt, in einem zientrierenden Hohlzylinder angeordnet sind.

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