DE1764663B2 - Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines HalbleiterbauelementesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sind bekannt (DE-AS 12 39 778 und GB-PS 1049 417).
Derartige Verfahren werden herangezogen, um Halbleiterthyristoren mit vier Schichten und pn-Übergängen
zu schaffen, wobei ohmsche Kontakte parallel zu den äußersten pn-Übergängen liegen, welche an der oberen
Fläche des Thyristors freigelegt sind. Derartige Kontakte sind als Eniilterkurzschlüsse bekannt. Es
bekannt, die Emitterzone des Thyristors durch Legieren mit Hilfe einer perforierten Kontaktschicht herzustellen,
welche einen Doiierungsstoff enthält und auf den Körper des Thyristors aufgebracht wird. Durch die
Legierungsstufe bildet der Dotierungsstoff die Emitterschicht, wobei die darunterliegende Schicht entgegengesetzten
Leitfähigkeitstyps innerhalb der Perforationen auftritt und pn-Übergänge mit der Eniitterschicht
innerhalb der Perforationen bildet. Die Kontaktschicht und die pn-Übergänge, welche innerhalb der Perforationen
gebildet werden, werden dann mit einer metallischen Schicht versehen, welche die pn-Übergänge
innerhalb der Perforationen kurzschließt, so daß auf diese Art und Weise ein Halbleiterbauelement mit
EmitterkurzschluB entsteht.
Obgleich derartige bekannte Einrichtungen Vorteile aufgrund der Kurzschlußemitter aufweisen, sind diese
Halbleiterbauelemente nur begrenzt einsetzbar, weil die Sperreigenschaft in bezug auf Spannungen, welche sich
in einer kurzen Zeit sehr rasch ändern, nicht ausreichend ist. Es ist bekannt, daß ein Halbleiterbauelement mit
nicht ausreichender Festigkeit gegenüber hohen Spannungsanstiegsgeschwindigkeiten,
wenn es im Sperrzustand verbleiben soll, durch eine ausreichend große Spannungsänderungsgeschwindigkeit leitend gemacht
werden kann, was nicht erwünscht ist.
Die Erfindung geht von einem nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag aus (DE-PS 15 14 683)
und befaßt sich mit der Aufgabe, ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, welches zu
einem Halbleiterbauelement mit verbesserten Eigenschaften führt, nämlich eine bessere Sperrspannungscharakteristik hat und auch bei hohen zeitlichen
Spannungsänderungen betriebssicher eingesetzt werden kann. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß
Anspruch 1 gelöst.
Mit Hilfe des Verfahrens gemäß der Erfindung werden unnötige Verluste an Material des F.mitterbereiches
aufgrund des Bereiches der Perforationen in der den Emitter bildenden dortierten Materialschicht
vermieden, indem derjenige Bereich der Perforationen auf einem maxialen Wert von 25% des gesamten
Bereichs der Fläche gehalten wird, auf welchem der Emitter gebildet wird. Außerdem wird ein Halbleiterbauelement
mit Emitterkurzschlüssen geschaffen, indem eine Metallschicht über die perforierte Emitterschicht
und die abgeriebenen pn-Übergänge innerhalb der Perforationen gebracht wird, wobei die abgeriebenen
Emitter-pn-Übergänge kurzgeschlossen werden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Beispieles erläutert:
Ein Körper aus Siliziumhalbleitermaterial mit zwei pn-Übergängen wurde gebildet, die sich parallel zu zwei
gegenüberliegenden Flächen des Körpers erstrecken.
An eine dieser gegenüberliegenden Flächen wurde dann eine ringförmige Goldlegierungsfolie eines ersten
einen Dotierungsstoff einschließenden Materials anlegiert, die in dem Körper die Emitterzone bildete und die
mit 40 Bohrlöchern eines Durchmessers von jeweils etwa 0,33 mm vorperforiert war, wobei die Bohrlöcher
gleichmäßig über die Schicht verteilt waren. Die Bohrlöcher stellten somit etwa 7,5% der Gesamtfläche
der Schicht dar, die einen Außendurchmesser von etwa 7,92 mm, einen Innendurchmesser von etwa 2,39 mm
und somit eine Gesamtfläche von 18,92 mm2 hatte. Durch Anlegieren dieser Goldlegierungsfolie an den
Körper wurde in diesem eine Emitterzone gebildet, die Perforationen hatte, deren jede einer der Perforationen
in der ursprünglichen Goldlegierungsfolie entsprach und in deren jede ein Teil einer der Emitierzone
benachbarten Zone gelegt war. Das Material der Goldlegierungsfolie war eine Goldantimonlegierung.
Nach Bildung der Emitterzone auf die oben genannte Weise wurde die Fläche der sich durch die Perforationen
in der Emitterzone erstreckenden Teile der benachbarten Zone unter Verwendung eines feinen
Pulvers sandgestrahlt.
Nach dem Sandstrahlen wurden durch Niederschlagen unter Vakuum Nickel und GoIt aufgebracht, und
zwar sowohl über die Goldlegierungsfolie als auch über die Fläche der in den Perforationen der Emitterzone
liegenden Teile der der Emitterzone benachbarten Zone. Während dieses Niederschiagens unter Vakuum
wurde der übrige Teil des Körpers durch einen Wachsüberzug gegen Aufnahme des Niederschlags
geschützt.
Die zweite Materialschicht stellte somit einen ohmschen Kontakt mit der Goldlegierungsfolie und der
Fläche der in den Perforationen der Emitterzone liegenden Teile der benachbarten Zone dar, so daß die
Emitterzone elektrisch mit der benachbarten Zone verbunden ist.
Nach den obengenannten Schritten wurde der Wachsschutzüberzug entfernt.
Nach den oben genannten Schritten wurde der Wachsschutzüberzug entfernt.
Um das Anhaften des zweiten Materials zu verbessern, wurde es in einer Wasserstoffatmosphäre
bei einer 4500C nicht überschreitenden Temperatur gesintert.
Bei dem oben beschriebenen Beispiel wurden Löcher eines speziellen Durchmessers und in einer besonderen
Dichteverieilung verwendet, es ist jedoch gefunden worden, daß andere Verteilungen und Durchmesser
gleichfalls zufriedenstellend sind.
Beispielsweise ist gefunden worden, daß mit Löchern eines Durchmessers von 0,33 mm die Anzahl auf 70
erhöht werden kann, so daß für die obengenannten Gesamtgrößen die Löcher in der Goldlegierungsfotie
dann etwa 13% des Gesamtbereiches der Schicht darstellen. Gleichfalls wurden 48 Löcher eines Durchmessers
von 0,457 mm verwendet, die etwa 17% der Folie darstellen. Es wurden auch 36 Löcher eines
Durchmessers von 0,457 mm verwendet, die dann etwa 13% des Gesamtbereiches der Folie darstellten. Es ist
daher ersichtlich, daß der Bereich der Perforationen >n der Folie zwischen 7,5 und 17% des Gesamtbereichs der
Folie darstellen kann.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung eines mehrere Zonen und mehrere Übergänge aufweisenden Halbleiterbauelemenles mit Emitierkurzschlüssen, bei welehern an einer Oberfläche eines Halbleiterkörpers eine einen Dotierungsstoff enthaltende perforierte Goldlegierungsfolie zur Bildung einer Emitterzone anlegiert wird, wodurch an der Oberfläche innerhalb der Perforationen der Goldlegierungsfolie pn-Über- i< > gänge gebildet werden, bei dem die Goldlegierungsfolie wenigstens 30 gleichförmig über die Oberfläche verteilte Perforationen aufweist, die mehr als 2,5% der Gesamtoberfläche überdecken, bei dem danach durch Sandstrahlen die p- und η-Zonen an den 'r> pn-Übergängen abgerieben werden, dadurch gekennzeichne t, daß die Perforationen maximal 25% der Gesamtoberfläche überdecken und eine zweite Metallschicht über die Emitterzone und die Perforalionen angebracht wird.
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