DE1564604A1 - Halbleiterbauelement mit mindestens einem Druckkontakt - Google Patents

Halbleiterbauelement mit mindestens einem Druckkontakt

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DE1564604A1 DE19661564604 DE1564604A DE1564604A1 DE 1564604 A1 DE1564604 A1 DE 1564604A1 DE 19661564604 DE19661564604 DE 19661564604 DE 1564604 A DE1564604 A DE 1564604A DE 1564604 A1 DE1564604 A1 DE 1564604A1
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    • H01L2924/1301—Thyristor

Description

  • Halbleiterbauelement mit mindestens einem Druckkontakt Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Halbleiterbauelement mit mindestens einem pn-Übergang in seinem Halbleiterkörper und mit mindestens einem oder mehreren Druckkontakt-Übergängen für seine Einordnung in einem elektrischen Stromlauf, wobei zweckmäßig an solchen Übergängen jeweils eine gesinterte poröse, elektrisch und thermisch gut leitende Scheibe als Zwischenkörper bzw. Übergangskörper vorgesehen ist. Der Erfindung liegt für eine technisch vorteilhafte Weiterbildung eines solchen Halbleiterbauelemente,-#Aufbaues die Erkenntnis zugrundet daß sich unter Anwendung dieses Grundgedankens des Hauptpatenten aufbaumäßig besonders einfache Halbleiterbauelemente erzeugen lansen# indem erfindungägemäß an durch Einlegieren von Störstellenmaterial dotierten Bereichen oder durch Eindittunion von Störstellenmaterial dotierten und dann an ihren freien Gberflächen mit einem besonderen Metallüberzug für den elektrischen Anschluß versehenen Bereichen eine solche gesinterte poröse Scheibe aus elektrisch und thermisch gut leitendem Werkstoff unmittelbar als Gegenkontakt angedrückt wird., Eine solche Sinterscheibe.paßt sich erstens der Oberflächenform der freien Oberfläche des Halbleiterkörpers, an welcher sie zur Anlage kommt bzw. an welche sie durch den aufgewandten Kontaktdruckt angepreßt wird, schnell und gut zur Schaffung eines praktisch-durchgehenden einheitlich flächigen Wärme- und elektrischen Stromübergang an. Eine solche Scheibe vermag aber zweitens auchleicht und wirksam thermisch abweichende Dehnungen der aneinander gepreßten Körper, die also einerseits am Halbleiterkörper und andererseits an dieser Sinte scheibe entstehen unter Vermeidung der Entstehung nachteiligei- mechanischer Spannungen-für das Aufbauaystem des Halbleiterbauelemente auszugleichen, und zwar insbesondere bis zu flächenaundehnungsmäßig sehr bzw. relativ großen gegenseitigen Druckkontaktberührungsflächen Auch in diesem Falle soll jedoch die Verformbarkeit der jeweiligen Sinterscheibe derart in Bezug auf den für die gegenseitige Druckkontaktberührung aufgewendeten Druck durch Wahl des Werkstoffes für die Sinterscheibe und des bei deren Herstellung benutzten
    scheibe insbesondere auch während des betriebsmäßigen Einsatzes , einer solchen Halbleiterbauelemente-Anordnung.gegen eine selbsttätige weitere Verformung mit dem Charakter eines Fließvorganges unter festigkeits-technischen Gesichtspunkten, wie er beim Erreichen der. sogenannten Fließgrenze des Werkstoffes einsetzen würde, gesichert bzw. beständig ist. Zur näheren Erläuterung der Erfindung anhand eines entsprechenden Ausführungsbeispieles wird nunmehr auf die Figur der Zeichnung Bezug genommen, in welcher die Darstellung in einem zur Veranschaulichung geeigneten Maßstab gewählt worden ist. In dieser Figur bezeichnet 1 einen Halbleiterkörper, z.B. aus Silizium, mit in einem Ausgangshalbleiterkörper vom Leitungstyp und Dotierungsgrad p durch Eindiffusion.erzeug-#en dotierten Bereichen von dem Leitungstyp und Dotierungsgrad p + bzw. n + , so daß ein Diodenaufbau mit dem Schichtensystem p + p n + 9 also einem mittleren ReBtteil 2 des schwach p-dotierten Ausgangshalbleiterkörpers und den-stärker dotierten Schichten 3 und 4 bzw. p + und n + vorliegt.
  • Dießer Halbleiterkörper ist dann an seinen Endflächen vorzugsweise nach einem stromlosen 1 Abscheidungsverfahren mit einem Metallüberzug, z.B. einem Nickelüberzug, und gegebenenfalls auf diesem mit einem korrosionabeatändigen Metallüberzug, z.B. aus Gold, versehen worden, so daß an-ihm die metallischen elektrischen Anschlußkontaktschichten 5 bzw. 6-vorhanden sind.
  • Für d'as Zusammenwirken mit dioson Anachlu-Skont2ktschichten im Wege einer gegeneeitigen DruckkontaktberÜhrung, wobei ausgeübte.Druck nur durch die eingetragenen Teile 7 bzw. 8 angedeutet ist, dienen die gesinterten porösen Metallscheiben 9*und 10, welche z.B. aus Reinsilbi bestehen können.
  • In der Figur der Zeichnung ist außer diesen bereits beschriebenen Anteilen noch ein hülsen- bzw. schlauchartiger Teil 11 vorhanden bzw. v6rgesehen, welcher die Teile 1, 9 und 10 gemeinsam aufnimmt in seinem Hohlraum bzw. an deren Mantelfläche umschließt.
  • Dieser Teil 11 besteht zweckmäßig aus einem im thermischen Zustand vorgereckten und dann in diesem gereckten Zustand durch Abkühlung eingefrorenen Werkstoff von solcher lichter Weite, daß die genannten Teile 1, 9 und 10 sich relativ leicht in den Hohlraum von 11 einführen lassen. Nachdem die Teile in dem Schlauch untergebracht sind, wird dieser einer solchen leichten Erwärmung unterworfen, daß an ihm nunmehr aus dem vorgereckten Zustand rückläufig eine Kontraktion bzw. Schrumpfung auftritt, so daß der Schlauch 11 mit seiner inneren Mantelfläche auf die Mantelflächen der Teile 1, 9 und 10 gemeinsam aufgeschrumpft wird, diese Teile dtr)ii mechanisch zusammenhält und gleichzeitig für die Mantelfläche ,des Halbleiterkörpers 1 und den an dieser heraustretenden Rand des pri-Überganges einen Schutzmantel darstellt bzw. bildet. Ein solcher SchrumpfBehlauch kann z.B. aus einem vorgereckten Sili*Con-Kautrichuk bestehen.
  • Der Gegens,"L-land der Erfindung ist bei beliebigen Halbleiteranordnungeng also wie Flächengleichrichtern, Flächentranaistoren und Halbleiterstromtoren bzw. Thyristoren, also mit einem mindestens vierschichtigen unpn- oder npnp-Aufbau im Halbleiterkörper, anwendbar. Wie bereits im Hauptpatent (Patentanmeldung S 97 721 VIIIc/21g PIA 65/1382) angeführt, eignen sich für die Zwecke der Erfindung Sinterscheiben vor allem aus Reinsilber als Werkstoff oder aus Silberlegierungen mit Kupfer oder Kadmium als Zusatzmetall, aus Verbundmetallen, wie z.B. Silber mit Nickel, oder aus Verbundwerkstoffen, die aus Silber-Graphit, Silber-Molybdän(IV)-,sulfid,oder Silber-Wolframselenid bestehen. Dem jeweiligen Verbundwerkstoff kann auch noch eine besondere Gleitstoffkomponente beigegeben werden, z.B. in Form von Graphit, mit der Funktion einer Erleichterung der Relativbewegung der aneinander gedrückten Flächen im Falle unterschiedlicher thermißcher Dehnungen der aneinanderliegenden Körper sowie, um gegenseitigen Verschweißungen der aneinanderliegenden Kontaktflächen vorzubeugen.
  • Der Anteil eines solchen Zusatzes an Zusatzmetall zum legierungegrundmetall bzw. zum Verbundwerkstoff an Graphit oder an Moljbdän(IV). aulfid kann dabei vorzugsweise zwischen etwa 1 und 10 Gew.-% lieigen.

Claims (2)

  1. Patentansprüche 1. Halbleiterbauelement mit mindestens einem pn-Übergang und mit mindestens einem Druckkontaktübergang im Stromlauf sowie mit einei gesinterten porösen Scheibe aus gut thermisch und elektrisch leitendem Werkstoff als Übergangsglied zur Gegenkontaktfläche nach Patent . ... ... (Patentanmeldung S 97 721 VIIIc/21g - PLA 65/1382 dadurch gekennzeichnet, daß die mit den dotierten Bereichen durch Einlegieren oder Eindiffundieren von Störstellenmaterial und an-. schließendes Aufbringen eines metallischen Kontaktüberzuges versehene Halbleitermaterialscheibe unmittelbar zwischen porösen geeinterten Scheiben als Gegen-Druckkontaktkörper eingesetzt ist.
  2. 2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtung aus den Sinterscheiben und dämi Halbleiterkörpe# durch einen Hilfskörper aus eldktrischem leoliermatei#ial in axial; Richtung zusammengehalten ist. Halbleiterbauelement nach den AnsprUchen 1 und 2, daürch gekennzeichnet, daß die Schichtung aus den Sinterscheiben und dem Halbleiterkörper durch einen auf deren Mantelflächen gemeinsam aufgebrachten vorgereckten und nachträglich nach seinem Aufbringen dur eine entsprechendd Wärmobehandlung wieder in den entreckten Zurita seinen Werkstoffes übergeführten Schrumpfachlauch umspannt bzw. zunammengespannt ist. C Halbleiterbauelenent nach Anspruch 3, dadUrch pk*=zoiohnet, dafi ein Hülsonkörper bzw* goblauöhkörper au@ BilicoU-rautec)buk benutt ißt.
DE19661564604 1966-05-14 1966-05-14 Halbleiterbauelement mit mindestens einem Druckkontakt Pending DE1564604A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4142066A1 (de) * 1990-12-19 1992-07-30 Fuji Electric Co Ltd Elektrodenaufbau eines halbleiterelementes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE4142066A1 (de) * 1990-12-19 1992-07-30 Fuji Electric Co Ltd Elektrodenaufbau eines halbleiterelementes

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