DE1614023A1 - Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen

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Description

Kabel- und Metallwerke 2 018
Gutehoffnungshütte -Aktiengesellschaft 12*9*1967
Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen
Bekannt sind Halbleitervorrichtungen, die aus einem. Träger aus Kupfer öder einer Kupferlegierung bestehen, auf dessen Oberseite ein Halbleiterelement angeordnet ist, das von einem Abdeckteil, etwa einer Verschlußkappe, überdeckt und nach außen dicht abgeschlossen wird. Auf der dem halbleiterelement abgekehrten Seite des Trägers ist ein im allgemeinen mit einem Gewinde versehener Schaft vorgesehen, mit dessen Hilfe diese Halbleitervorrichtung, z. B. auf einem Schaltbrett,: befestigt werden kann.
Zur Befestigung der Verschlußkappe für das Halbleiterelement an dem Träger aus Kupfer oder einer Kupferlegierung ging man bisher so vor, daß zunächst ein sog. Schweißring aus nickelplattier tem Stahl oder sonstigem geeigneten Material mit Hilfe von SiI-" berlot an der Oberseite des Kupferträgers aufgelötet wird, so daß er den Halbleiter umgibt und eine Stahlobergelte bildet, auf der anschließend die Verschlußkappe durch Widerstandsschweißung^ befestigt wird. Ein solches Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß der Träger auf eine Temperatur vom 65O0G und darüber erwärmt Yrerden muß, wodurch der Träger weich wird und seine Festigkeit verliert.
TJm das zu vermeiden, hat man.bereits vorgeschlagen,^zunächst einen Metallro'hling mit einer Ober·* und einer Unterseite herzustellen und danach ein Metall-Bauteil in Form eines Kupferringes auf die Oberfläche des ebenfalls aus Kupfer oder einer Kupferlegierung be stehenden Metallrohlings aufzuschmelzen. An diese weichen Kupferringe.können dann die napfförraigen Verschlußkappen durch Kalt- oder Druckschweißeh angeschweißt werden.
0 α9819/1074
16 UO 2
Die Erfindung, geht zur Vermeidung der obengenannten Schwierigkeiten bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen, die aus einem vorzugsweise einen Schaft aufweisenden Träger für das Halbleiterelement und einer das Halbleiterelement überdeckenden und mit dem Träger über ein gesondertes metallisches Bauelement verbundenen Verschlußkappe bestehen, einen anderen ./eg. Gemäß der Erfindung wird das metallische Bauelement mittels Kaltschweißung auf den Träger aufgebracht. Hierdurch ist eine Erweichung des bei der Herstellung des Trägers verfestigten 'i'rägerwerKstoffes, der aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder auch Eisen sein kann, vermieden. Ohne weitere Glühbehandlungen lassen sich durch die Erfindung Halbleitervorrichtungen herstellen, deren Träger eine hone mechanische Festigkeit aufweisen. Diese höh': mechanische Festigkeit läßt sich in vorteilhafter Weise dann noch steigern, wenn de · Vorgang der Kaltschweißung mit einer Kaltverfestigung des Trägerwerkstoffes kombiniert wird.
Je nach Wahl des Trägerwerkstoffes und des Materials für das metallische Bauelement, das zweckmäßig ein -ii-ng, z.B. aus Stahl, sein wird, kann es von Vorteil sein, zwischen der Trägeroberfläche und dem metallischen Bauelement eine die KaItschweißung günstig beeinflussende metallische Zwischenschicht, etwa in Form einer Silberfolie, durch eile eine Herabsetzung des Fließdruekes erreich-bar ist, anzuordnen.
Die Erfindung sei anhand der in der ]?igur als Ausführungsbeispiel dargestellten Halbleiterdiode näher erläutert.
Der aus Kupfer bestehende TrägerKörper 1 weist an seinem einen ι Ende den gegebenenfalls mit einem Gewinde versehenen Schaft 2 zur Befestigung der Halbleiterdiode auf einer nicht dargesteU.-ten Trägerplatte auf. Auf dem an der dem Schaft 2 abgekehrten Seite des Trägerkörpers 1 angeordneten erhöhten Mittelteil 3
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ist z.B. mit Hilfe eines Silberlotes eine dünne Scheibe 4 aus TuOlybdän aufgebracht, auf der wiederum unmittelbar ein aus Germanium» Silteium oder ähnlichem geeig-neten Material gebildeter Halbleiter 5 weich aufgelötet ist. Die Molybdänscheibe 4 bildet hierbei eine leitende Schicht zwischen.dem Halbleiter 5 und dem IrägerkÖrpcr 1 mit praktisch demselben Ausdehnungskoeffizienten wie der halbleiter, so daß die. lotverbindung zwischen dem Halbleiter und der darunter liegenden l'rägerf lache durch thermische Ausdehnung und " Zusammenziehung während des Betriebes nicht zerstört wird.«'"·--
Zur Befestigung der Verschlußkappe 6 auf dem 'Prägerkörper 1 dient der Schweißring 7 aus einem -Stahl, der an dem l'rägerkörper 1 durch Kaltschweißen befestigt is't und mit dem die Verschlußkappe 6 verbunden wird»
Zur Herstellung einer; solchen Halbleiterdiode kann man beispielsweise so vOrgeheh, daß zunächst derfrägerkörper 1 mit dem Schaft 2 und dea erhöhten Kittelteii 3 in bekannter Weise, z.B. durch Pressen aus einen üohling,:durch Ausstanzen aus el— nem iCupferbleeh und -dgl., geformt wird/Anschließend erfolgt das Auflöten der !."olybdänscheibe 4 auf dem erhöhten Mittelteil 3 und das Aufbringen des Halbleiters 5 auf diese Molybdänscheibe. Bann v/ird der Stahlring % filttels" Kailischweißen unter Druck auf die dem Schaft 2 abgekehrte Seite des Trägerkörpers 1 aufgebracht, wobei zweckmäßig eine weitere Verfestivgtmg des Trägerma'erials erfolgt. Schlieölich wird diese Anordnung nach deru Auf bringen einer Gegenelektrode mittels der Verschlußkappe 6 nach au^en gasdicht abgeschlossen.
Berücksichtigter Stand der Technik:US Patentschrift 3 199 000.
Bm
009819/ 1

Claims (1)

  1. Kabel- und Metallwerke; ' 2 018
    Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft 12,9·67
    Patentansprüche .
    1« Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen, die aus einem vorzugsweise einen Schaft aufweisenden ,!Träger für das Halbleiterelement und einer das Halbleiterelement überdeckenden und. mit dem Träger Über ein gesondertes metallisches Bauelement verbundenen Verschlußkappe bestehen* dadurch gekennzeichnet» daß das metallische Bauelement mittels Kaltschweißung auf den Träger aufgebracht wird*
    ■ ■■ ■■-,' ■ ί" <?-
    2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Bauelement als Stahlring ausgebildet ist.
    5« Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß sirischen dem metallischen Bauelement und dem frager eine die Kalteohweißung begünstigende metallische Zwiechenschicht vorgesehen wird*
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet* daß zwischen dem metallischen Bauelement und dem Träger eine die KaltschwelBung begünstigende.Metallfolie, e.B. aue Silber^ angeordnet :-«firdV-
    5. !fach dem Verfahren nach einem oder mehreren der Anejßrtlche bis 4: hergestellte ^[albleiliervoirriehtung, dadurch gelcennzeichnet, daß die Verschlußkappe an dem Träger au« Kupfer oüftr einer Kupfer-Legierung durch einen mit dem Träger durch Kaltschweißen feiet veirbundenen Stahlring befestigt
    009819/1074
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