DE1639578B1 - Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen ohne stoerenden Thyristoreffekt - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen ohne stoerenden ThyristoreffektInfo
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Claims (10)
1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen Halbleiterkörper den gleichen Leitungstyp des nichtvon
Halbleiterbauelementen ohne störenden Thyristor- sperrend zu kontaktierenden Halbleiterbereiches er-•effekt,
bei dem beim Anbringen von nichtsperrenden zeugt, und daß die Legierung oder Lötung dann mit
anlegierten oder angelöteten Elektroden an Halbleiter- dem Material, das eine die nichtsperrenden Eigenkörpern
ein Legierungs- oder Lötmaterial mit einer 5 schäften der Kontakte beeinträchtigende Komponente
oder mehreren Komponenten verwendet wird, die enthält, auf dem legierten Halbleiterbereich vorgeeinerseits
den Legierungs- oder Lötprozeß fördern, nommen wird.
andererseits aber die nichtsperrenden Eigenschaften Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich beider
Kontakte beeinträchtigen. spielsweise beim sperrfreien Auflöten der Kollektor-
Bei Mesa- oder bei Planar-Transistoren tritt be- ίο elektrode von Transistoren mit einem Halbleiterkörper
kanntlich des öfteren der sogenannte Thyristor-Effekt vom Leitungstyp der Kollektorzone bewährt, wenn als
auf, der darauf zurückzuführen ist, daß an der nicht- Lot Gold verwendet wird. In diesem Falle kann die
sperrenden Elektrode sich ein störender pn-Übergang Vorlegierung beispielsweise mit Hilfe von Indium
bildet. Dieser Effekt kann zum Durchschalten des durchgeführt werden, wenn der Kollektorkörper den
Transistors führen. 15 p-Leitungstyp aufweist.
Der Thyristor-Effekt ist beispielsweise bei pnp-Tran- Das erfindungsgemäße Verfahren soll am Beispiel
sistoren aus Germanium mit diffundierter Basiszone zu eines pnp-Transistors aus Germanium näher erläutert
beobachten, deren Kollektorkörper vom p-Leitungstyp werden.
mit Hilfe eines Indium-Gallium-Lotes auf einen ver- Der pnp-Transistor besteht gemäß der Figur aus
goldeten Transistorfuß aufgelötet wird. Beim Löten so einem Germaniumkörper 1 vom p-Leitungstyp, in den
schmilzt zunächst das Indium und diffundiert in den zunächst eine Zone 2 vom n-Leitungstyp eindiffundiert
Germaniumkörper ein. Bei der üblichen Löttemperatur wird. Der auf der Kollektorseite befindliche Teil
von 350 bis 400° C gelangt Gold aus dem vergoldeten dieser Zone wird anschließend wieder abgeätzt. Diese
Fuß in die Schmelze, wobei sich eine Gold-Indium- Ätzung kann beispielsweise mit Hilfe von Fluß-Sal-
Phase mit einem Schmelzpunkt von 544° C bildet. 35 petersäure durchgeführt werden.
Damit wird das Lot fest. Vor der Kontaktierung des Halbleiterkörpers 1
Untersuchungen haben ergeben, daß ein solcher wird auf die kollektorseMge Halbleiteroberfläche beiTransistor
nicht thyristorfrei ist. Dies dürfte darauf spielsweise Indium aufgedampft und in die koilektorzurückzufuhren
sein, daß die Diffusionsgeschwindig- seitige Halbleiteroberfläche so tief einlegiert .(4), daß
keit von Gold um einige Zehnerpotenzen größer als 30 bei der darauffolgenden Lötung das Lot Gold (3) nicht
die von Gallium und Indium ist, so daß Gold durch durch und damit vor die indium-Legierungszone (4)
<iie kurz zuvor gebildete p+-Schicht vermutlich hin- diffundieren kann. Das eindiffündierte Gold bleibt also
durchdiffundiert, eine η-Schicht bildet und dadurch im Halbleiterkörper auf den Bereich 5 beschränkt,
den Thyristor-Effekt hervorruft. Die Dicke der aufgedampften Indiumschjeht be-
den Thyristor-Effekt hervorruft. Die Dicke der aufgedampften Indiumschjeht be-
Es ist bereits ein Kontaktierungsverfahren bekannt- 35 trägt beispielsweise 15 bis 20 μπι. Zum Einlegieren der
geworden, bei dem das Legierungsmaterial aus ver- aufgedampften Indiumschicht wird schnell auf 600 0C
schiedenen Komponenten besteht, wobei die Kompo- aufgeheizt und anschließend langsam wieder abge-
nente Gold die nichtsperrenden Eigenschaften des kühlt Nach dem Legieren wird das restliche Indium,
Kontaktes beeinflußt. Alle Komponenten des Le- das nicht im Germanium gelöst wurde, durch Ätzen
gierungsmaterial werden bei dem bekannten Ver- 40 wieder abgetragen.
fahren gleichzeitig in den zu kontaktierenden Halb- Vor dem Auflöten des Halbleiterkörpers auf die
leiterkörper einlegiert. Da jedDßh die Diffusiimsge- -Graadplatte 6 werden auf.der Emitterseite noch die
schwindigkeit von Gold wesentlich größer ist als die Emitter- und Basispillen 7 und 8 in den Hälbleiter-
der übrigen Legierungskomponenten, läßt sich bei dem körper einlegiert. Dabei entsteht die Emitterzone 9.
bekannten Kontaktierungsverfahren der störende Thy- 45 Die Grundplatte 6, auf dip der Halbleiterkörper 1 zur
ristor-Effekt nicht ausschließen. sperrschichtfreien Kontaktierung der Kollektorzone
Bei einem anderen bekannten Verfahren wird zur aufgelötet wird, ist vergoldet, so daß das Lot bereits
Herstellung von pn-Übergängen zunächst ein Stör- als Überzug auf die Grundplatte aufgebracht ist.
Stellenmaterial in den Halbleiterkörper einlegiert. Zur Das Lot hat im vorliegenden Falle die Bedingung zu Erreichung geringer Emdringtiefen wird hiefbei das 5° erfüllen, daß «ein initäem Halbleitermaterial gebildeter Dotierungsmaterial in Form einer «dünnen Schicht leotektischer Schmelzpunkt zwischen ungefähr 320 auf den umzudotierenden Halbleiterbereich auf ge- und 400° C liegt. Die obere Grenze von 400° C ist •bracht. Diese Ixgiermigsschicht wird jabjschlifißfmdjnit dadurch bedingt, daß der Emitter bei Temperaturen einer Kontaktierungsschicht aus dem Legierungs- über 400° C bereits schmelzen kann, da die eutektische material bei einer derart niederen Temperatur foedeekt, 55 lmapecaiur vm 'Gsciö&ni!» «nd Aluminium bereits daß eine Verschiebung der den pn-Ü,ber.gang.bildenden bei 424°C liegt. Oh vuntere Grenze von 320°C ist Legierungsfront im Halbleiterkörper nicht möglich ist. darauf zurückzuführen, daß der Transistor bei der Bei dem zuletzt angegebenen Verfahren tritt das Kontaktierung -der Basis- und Emitterelektroden auf Problem, den Thyristor-Effekt zu vermeiden, nicht ungefähr 300° C erwärmt wird, wobei sich der Halbauf, da sowohl das Legierungs- als auch das Kontak- 60 leiterkristall nicht von der Grundplatte lösen darf, tierungsmaterial aus dem gleichen störstellenbildenden Beim Löten von Germanium auf Gold entsteht eine Material bestehen. Germanium-Gold-Legierung ,mit einem Schmelzpunkt
Stellenmaterial in den Halbleiterkörper einlegiert. Zur Das Lot hat im vorliegenden Falle die Bedingung zu Erreichung geringer Emdringtiefen wird hiefbei das 5° erfüllen, daß «ein initäem Halbleitermaterial gebildeter Dotierungsmaterial in Form einer «dünnen Schicht leotektischer Schmelzpunkt zwischen ungefähr 320 auf den umzudotierenden Halbleiterbereich auf ge- und 400° C liegt. Die obere Grenze von 400° C ist •bracht. Diese Ixgiermigsschicht wird jabjschlifißfmdjnit dadurch bedingt, daß der Emitter bei Temperaturen einer Kontaktierungsschicht aus dem Legierungs- über 400° C bereits schmelzen kann, da die eutektische material bei einer derart niederen Temperatur foedeekt, 55 lmapecaiur vm 'Gsciö&ni!» «nd Aluminium bereits daß eine Verschiebung der den pn-Ü,ber.gang.bildenden bei 424°C liegt. Oh vuntere Grenze von 320°C ist Legierungsfront im Halbleiterkörper nicht möglich ist. darauf zurückzuführen, daß der Transistor bei der Bei dem zuletzt angegebenen Verfahren tritt das Kontaktierung -der Basis- und Emitterelektroden auf Problem, den Thyristor-Effekt zu vermeiden, nicht ungefähr 300° C erwärmt wird, wobei sich der Halbauf, da sowohl das Legierungs- als auch das Kontak- 60 leiterkristall nicht von der Grundplatte lösen darf, tierungsmaterial aus dem gleichen störstellenbildenden Beim Löten von Germanium auf Gold entsteht eine Material bestehen. Germanium-Gold-Legierung ,mit einem Schmelzpunkt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der von 356°C.
sperrschichtfreien Kontaktierung von Halbleiterbe- Patentansprüche:
reichen den nachteiligen Thyristor-Effekt zu verhindern. 65 1. Verfahren zum Herstellen von Halbleiter-
Die Erfindung besteht darin, daß zunächst in den bauelementen ohne störenden Thyristoreffekt, bei
nichtsperrend zu kontaktierenden Bereich des Halb- dem bei Anbringen von nichtsperrenden anle-
leiterkörpers eine Komponente einlegiert wird, die im gierten oder angelöteten Elektroden ein Legierungs-
BAD ORIGINAL
oder Lötmaterial mit einer oder mehreren Komponenten
verwendet wird, die einerseits den Legierungs- oder Lötprozeß fördern, andererseits aber
die nichtsperrenden Eigenschaften der Kontakte beeinträchtigen, dadurch gekennzeichnet,
daß zunächst in den nichtsperrend zu kontaktierenden Bereich des Halbleiterkörpers eine
Komponente einlegiert wird, die im Halbleiterkörper den gleichen Leitungstyp des nichtsperrend
zu kontaktierenden Halbleiterbereichs erzeugt, to und daß die Legierung oder Lötung dann mit dem
Material, das eine die nichtsperrenden Eigenschaften der Kontakte beeinträchtigende Komponente enthält,
auf dem legierten Halbleiterbereich vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente so tief in den
Halbleiterkörper einlegiert wird, daß die die nichtsperrenden Eigenschaften beienträchtigende Komponente
nicht bis zu der beim Vorlegieren gebildeten »o Legierungsfront vordringen kann.
3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 bei Komponenten, die die nichtsperrenden
Eigenschaften des Legierungs- oder Lötmaterials beeinträchtigen und im Halbleiterkörper einen
Leitungstyp erzeugen, der dem des nichtsperrend zu kontaktierenden Bereiches entgegengesetzt ist.
4. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von
nichtsperrenden Kontakten an Halbleiterkörpern vom p-Leitungstyp unter Verwendung eines Goldlotes.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor der nichtsperrenden Kontaktierung
des Halbleiterkörpers Indium in den zu kontaktierenden Bereich einlegiert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Indium vor dem Legieren
aufgedampft wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Aufdampfschicht
15 bis 20 μηι beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungstemperatur bei Verwendung von Indium 600 bis
7000C beträgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht im Germanium
gelöste Indium vor dem Legieren oder Löten abgelöst wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Halbleiterkörper auf eine vergoldete Grundplatte aufgelötet wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DET0025199 | 1963-12-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1639578B1 true DE1639578B1 (de) | 1969-09-04 |
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ID=7551912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19631639578 Pending DE1639578B1 (de) | 1963-12-06 | 1963-12-06 | Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen ohne stoerenden Thyristoreffekt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1639578B1 (de) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1018557B (de) * | 1954-08-26 | 1957-10-31 | Philips Nv | Verfahren zur Herstellung von gleichrichtenden Legierungskontakten auf einem Halbleiterkoerper |
| FR1163048A (fr) * | 1955-09-02 | 1958-09-22 | Gen Electric Co Ltd | Diffusion différentielle d'impuretés dans les semi-conducteurs |
| AT210479B (de) * | 1958-06-14 | 1960-08-10 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung eines hochdotierten Bereiches in Halbleiterkörpern |
| DE1121278B (de) * | 1953-08-11 | 1962-01-04 | Steinmueller Gmbh L & C | Kupolofen mit Heisswindeigenerzeugung in Rekuperatoren |
-
1963
- 1963-12-06 DE DE19631639578 patent/DE1639578B1/de active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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