DE1764738B1 - Halbleiterbauelement mit einem UEberzug aus bleihaltigem Isolierstoff am pn-UEbergang - Google Patents

Halbleiterbauelement mit einem UEberzug aus bleihaltigem Isolierstoff am pn-UEbergang

Info

Publication number
DE1764738B1
DE1764738B1 DE19681764738 DE1764738A DE1764738B1 DE 1764738 B1 DE1764738 B1 DE 1764738B1 DE 19681764738 DE19681764738 DE 19681764738 DE 1764738 A DE1764738 A DE 1764738A DE 1764738 B1 DE1764738 B1 DE 1764738B1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
insulating material
lead
component according
semiconductor component
ions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19681764738
Other languages
English (en)
Inventor
Schink Dr Norbert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19681764738 priority Critical patent/DE1764738B1/de
Priority to JP5930069A priority patent/JPS4831512B1/ja
Publication of DE1764738B1 publication Critical patent/DE1764738B1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3157Partial encapsulation or coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thyristors (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement mit einem pn-Übergang, der an der Halbleiteroberfläche zutage tritt und mit einem Überzug aus bleihaltigem Isolierstoff bedeckt ist.
  • Die Halbleiterkörper bekannter Halbleiterbauelemente bestehen meist aus Silicium, Germanium oder einer intermetallischen Verbindung zwischen Elementen der III. und V. Gruppe oder der 1I. und VI. Gruppe des Periodensystems der Elemente. Die genannten halbleitenden Materialien überziehen sich an der Atmosphäre unvermeidbar in kürzester Zeit mit einer dünnen Oxidhaut. Diese Oxidhaut ist in der Lage, sehr schnell Wasser aus der Umgebungsatmosphäre aufzunehmen. Bei Siliciumkörpern bilden sich hierdurch Kieselsäuren, die durch Polymerisation wieder Wasser abspalten.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die erwähnte Aufnahme und Bildung von Wasser in der Oxidhaut mittelbar die Ursache für Alterungserscheinungen ist. Insbesondere hat es sich gezeigt, daß die Sperrfähigkeit von pn-Übergängen, die an der Oberfläche des Halbleiterkörpers der Bauelemente zutage treten, im Laufe des Betriebes nachläßt. Hieraus resultieren instabile Kennlinien der Bauelemente.
  • Zur Erhöhung der Oberflächenstabilität von Halbleiterbauelementen ist ein Verfahren aus der deutschen Patentanmeldung W 15318 VIII c/21 g bekannt, bei dem einer auf die Oberfläche aufgebrachten Schutzschicht aus Polyäthylen und Polybutylen eine Bleiverbindung in Form von Mennige (Pb304) als Oxydationsmittel beigegeben wird. Dabei wird jedoch nur die an der Oberfläche befindliche Feuchtigkeit gebunden.
  • Aus der deutschen Auslegeschrift 1273 956 ist ein Verfahren zur Verbesserung einer Siliciumdioxiddeckschicht auf einem Halbleitergrundkörper zu entnehmen, bei welchem eine zusätzliche Bleischicht abgeschieden wird und sowohl die Siliciumdioxidschicht als auch die Bleischicht in oxydierender Atmosphäre in eine bleihaltige gegen Feuchtigkeit beständige Siliciumdioxidschicht übergeführt wird. Die Wirksamkeit dieser Schutzschicht erstreckt sich ebenfalls nur auf die Beständigkeit gegen eindringende Feuchtigkeit.
  • Ein weiteres Verfahren zur Passivierung von an Halbleiteroberflächen zutage tretenden pn-Übergängen ist aus der USA.-Patentschrift 3 300 841 bekannt. Dort wird die mit Zuführungen versehene Halbleiteroberfläche durch eine Glasschicht nach außen abgeschlossen. Eine solche Glasschicht kann aus den Komponenten Bleioxid, Siliciumdioxid und Aluminiumoxid bestehen.
  • Der Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, neben einer Passivierung der Halbleiteroberfläche die Oxidhaut für die zweiwertigen Bleiionen durchlässig zu machen, um Alterungserscheinungen an Halbleiterbauelementen zu vermeiden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Überzug aus Isolierstoff außer zweiwertigen Bleiionen auch Fluorionen enthält.
  • Vorteilhaft besteht der Isolierstoff aus einem Lack oder Kautschuk, da diese Stoffe relativ einfach auf die Oberfläche von Halbleiterkörpern aufgebracht werden können und dort auch gut haften. Als besonders geeignet haben sich Siliconlacke und Siliconkautschuk erwiesen. Der Isolierstoffüberzug auf dem Halbleiterkörper kann ausgehärtet oder im plastischen Zustand sein. Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung in Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • F i g. 1 zeigt einen stark vergrößerten Schnitt durch den Halbleiterkörper einer psn-Diode gemäß der Erfindung; F i g. 2 zeigt Sperrkennlinien einer derartigen psn-Diode; F i g. 3 zeigt Sperrkennlinien einer psn-Diode, die nicht gemäß der Erfindung ausgebildet ist; F i g. 4 zeigt einen stark vergrößerten Schnitt durch den Halbleiterkörper eines Thyristors; F i g. 5 zeigt Sperr- und Kippkennlinien eines derartigen Thyristors.
  • Der Halbleiterkörper der psn-Diode nach F i g. 1 besteht ohne Beschränkung der Allgemeingültigkeit der folgenden Ausführungen für andere Halbleitermaterialien und andere Halbleiterbauelemente aus Silicium. Er weist eine stark n-dotierte Zone 102, einen pn-Übergang 103, eine schwach p-dotierte Zone 104 und eine stark p-dotierte Zone 105 auf. An der n-leitenden Zone 102 befindet sich eine aus dem Gold-Silicium-Eutektikum bestehende Kontaktelektrode 101, die antimonhaltig ist, während an der stark p-leitenden Zone 105 eine aus dem Aluminium-Silicium-Eutektikum bestehende Kontaktelektrode 106 angebracht ist. Der pn-Übergang 103 tritt an der Mantelfläche 111 des Halbleiterkörpers zutage. Auf der Mantelfläche hat sich an der Umgebungsatmosphäre in kürzester Zeit eine unvermeidbare Oxidhaut 107, im vorliegenden Falle aus kieselsäurehaltigem Siliciumdioxid, gebildet.
  • Es wird angenommen, daß in der Oxidhaut 107 vorhandenes Wasser dissoziiert und daß aus den Wasserstoffionen an negativ geladenen Oberflächenteilen des Halbleiterkörpers atomarer Wasserstoff gebildet wird. Bei in Sperrichtung gepolter Diode, d. h., wenn die Kontaktelektrode 101 in F i g. 1 sowie die n-leitende Zone 102 positiv und die Kontaktelektrode 106 sowie die p-leitenden Zonen 104 und 105 negativ vorgespannt sind, befindet sich ein negativ geladener Oberflächenteil an dem Teil des Halbleiterkörpers, in dem die schwach p-leitende Zone 104 liegt und in dem sich bekanntlich ein durch die gestrichelte Linie 110 begrenzter Bereich negativer Raumladung befindet. Dort werden die Wasserstoffionen entladen, und es bildet sich während der Betriebszustände des Bauelements allmählich eine elektrisch gut leitende, metallartig wirksame Ansammlung 108 aus atomarem Wasserstoff. Diese schließt den Bereich negativer Raumladung weitgehend kurz und setzt damit die Sperrfähigkeit des pn-Überganges 103 herab.
  • Enthält der Isolierstoffüberzug 109 auf der Oxidhaut 107 zumindest am pn-Übergang 103 zweiwertige Bleiionen sowie Fluorionen, so wird die Oxidhaut 107 unter Einwirkung der Fluorionen durchlässig für die zweiwertigen Bleiionen. Letztere wirken im Bereich der Ansammlung 106 des atomaren Wasserstoffes wie ein Katalysator und bewirken die Umwandlung des atomaren Wasserstoffes in molekularen Wasserstoff. Molekularer Wasserstoff besitzt keine elektrische Leitfähigkeit und hat keinen Einfluß auf die Sperrfähigkeit des pn-Überganges 103 und damit auf die Kennlinie der Diode. Die Kennlinie bleibt somit auch während des Betriebes der Diode stabil.
  • Es ist daher vorteilhaft, wenn an einem pn-Übergang vornehmlich die Oberfläche desjenigen Teiles des Halbleiterkörpers mit dem Überzug aus Blei-und Fluorionen enthaltenden Isolierstoff versehen ist, der die p-leitende Zone enthält. Ausreichende Wirksamkeit der Blei- und Fluorionen im oben beschriebenen Sinne ist gewährleistet, wenn der Gehalt des Isolierstoffes an zweiwertigen Bleiionen 0,001 bis 30 Gewichtsprozent beträgt, während der Gehalt an Fluorionen im Bereich zwischen 0,0001 und 3 Gewichtsprozent liegt. Bei einem innerhalb dieser Bereiche liegenden Gehalt an Blei- und Fluorionen hat sich kein nachteiliger Einfluß dieser Ionen auf die Kennlinie der Diode bemerkbar gemacht. Aber auch bei einem Gehalt an Blei- und Fluorionen, der außerhalb dieser Bereiche liegt, ist ein stabilisierender Einfluß auf die Kennlinie deutlich erkennbar.
  • Die Grundsubstanz des Isolierstoffes kann ein Siliconharz sein. Als besonders günstig hat sich ein Mischkondensat aus einem Phenylmethylpolysiloxan und einer Alkydharzkomponente erwiesen, das im ausgehärteten Zustand auch bei Tieftemperaturen nicht reißt. Dieses Mischkondensat kann zinkfrei sein. Zinkhaltiges Mischkondensat kann nämlich insbesondere bei hohen Betriebsspannungen (Größenordnung von etwa 2000 V und mehr) ebenfalls zur Verringerung der Sperrfähigkeit von pn-Übergängen im Halbleiterkörper mit zunehmender Betriebsdauer des Bauelements führen. Es können aber auch andere Grundsubstanzen für den Isolierstoff, z. B. Kautschuk, insbesondere Siliconkautschuk, verwendet werden.
  • Der Überzug aus Isolierstoff kann als zweiwertige Bleiionen abspaltende Stoffe Mennige (Pb2[Pb04]), Bleikarbonat (PbC0,) und/oder gelbes Bleioxid (Pb0) enthalten. Auch ein Bleisalz einer Carbonsäure ist als Bleiionen abspaltender Bestandteil geeignet, sofern in ihm zweiwertige Bleiionen gebunden sind. Geeignet sind Bleistearat, Bleiacetat und Bleinaphtenat.
  • Der Anteil der Stoffe Mennige, Bleicarbonat und gelbes Bleioxid im Isolierstoff liegt vorteilhaft zwischen 0,1 und 30 Gewichtsprozent, während der Anteil der Stoffe Bleistearat, Bleiacetat und Bleinaphtenat im Isolierstoff zwischen 0,002 und 5 Gewichtsprozent liegt. Innerhalb dieser Bereiche wird die Streichfähigkeit von Isolierstoffen, wie Lack oder Kautschuk, im plastischen Zustand nicht beeinträchtigt.
  • Die Bereichsangaben für den Anteil von zu einer Gruppe zusammengefaßten Stoffen kann hier und im folgenden auch bedeuten, daß im Isolierstoff nur ein einziger Stoff bzw. einige Stoffe dieser Gruppe enthalten sind, dessen bzw. deren Anteil innerhalb des angegebenen Bereiches liegt. Ferner schließt das Vorhandensein von Stoffen einer bestimmten Gruppe im Isolierstoff nicht das Vorhandensein von Stoffen einer anderen Gruppe aus.
  • Als Fluorionen abspaltender Stoff kann der Überzug aus Isolierstoff Ammoniumfluorid und/oder ein Fluorid eines organischen Amins enthalten. Der Anteil von Ammoniumfluorid und Fluoriden eines organischen Amins liegt vorteilhaft zwischen 0,0002 und 0,2 Gewichtsprozent. Ammoniumfluorid und Fluoride eines organischen Amins enthalten keine Bestandteile, die einen nachteiligen Einfluß auf die Kennlinie von Halbleiterbauelementen haben.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Überzug aus Isolierstcff Bleifluorid (PbF2) enthält, da diese Verbindung sowohl zweiwertige Bleiionen als auch Fluorionen abspaltet. Der Isolierstcff kann vorteilhaft 0,001 bis 30 Gewichtsprozent Bleifluorid enthalten.
  • In Weiterbildung der Erfindung kann der Überzug aus Isolierstoff auf dem Halbleiterkörper neben Fluorionen und zweiwertigen Bleiionen Ionen eines Erdalkali- und/oder Erdmetalls, insbesondere Magnesium-, Calcium-, Strontium- und Bariumionen sowie Aluminium- und Galliumionen, enthalten. Dadurch wird in gewissem Umfang eine Erhöhung der Sperrspannung von pn-Übergängen erzielt. Ferner scheinen Erdalkali- und Erdmetallionen die Konzentration von Wasserstoffionen und damit schließlich die Konzentration von atomarem Wasserstoff in der Oxidhaut von vornherein zu vermindern. Enthält der Isolierstoff Erdalkalimetall- oder Erdmetallsalze schwacher Säuren, z. B. Carbonsäuren, so werden nach Fertigstellung des Halbleiterbauelementes aus der Umgebungsatmosphäre in den Isolierstoffüberzug und die Oxidhaut eindringende Säuren durch diese Salze abgepuffert, d. h., die Konzentration der von den eingedrungenen Säuren abgespaltenen Wasserstoff-Ionen wird insbesondere in der Oxidhaut sogar in erheblichem Umfang herabgesetzt.
  • Von Vorteil ist es, wenn der Anteil der Erdalkali-und Erdmetallionen im Isolierstoff zwischen 0,1 und 20 Gewichtsprozent liegt. Besonders gut als Ionenspender geeignet sind Salze eines Erdalkali- oder Erdmetalls und einer Carbonsäure. Bevorzugt werden hier Magnesiumstearat, Calciumstearat und/oder Aluminiumstearat, da sie die Sperrspannung von an der Oberfläche von Halbleiterkörpern zutage tretenden pn-Übergängen erhöhen, jedoch einen verhältnismäßig geringen Einfluß auf den Sperrstrom dieser pn-Übergänge haben. Der Gesamtanteil der genannten Stoffe Magnesiumstearat, Calciumstearat und Aluminiumstearat im Isolierstoff liegt vorteilhaft zwischen 0,1 und 6 Gewichtsprozent.
  • Es hat sich gezeigt, daß im Isolierstoff enthaltene Erdalkali- oder Erdmetallsalze einer starken Säure eine geringere Sperrspannung der pn-Übergänge im Halbleiterkörper ergeben als Salze einer schwachen Säure. Im Isolierstoffüberzug enthaltene Salze einer starken Säure hingegen ergeben ein geringeres Sperrstromniveau der pn-Übergänge als Salze einer schwachen Säure. Das Sperrstromniveau der pn-Übergänge wird in diesem Sinne auch durch eine im Isolierstoff enthaltene schwache Säure, z. B. Stearinsäure, verringert. Es ist günstig, wenn der Isolierstoffüberzug 0,1 bis 3 Gewichtsprozent Stearinsäure enthält.
  • Es ist ferner günstig, wenn der Isolierstoff ein Fluorid eines Erdalkalimetalls und/oder ein Fluorid eines Erdmetalls enthält, deren Anteil zwischen 0,002 und 15 Gewichtsprozent liegen kann. Diese Stoffe spalten nicht nur Fluorionen, sondern auch Erdalkalimetall- und Erdmetallionen ab.
  • Zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes gemäß der Erfindung wird zunächst die Oberfläche eines Halbleiterkörpers, der bereits mit den entsprechenden Anschlußelektroden versehen ist, mit einem Ätzstrahl aus einer Mischung aus 40°/oiger Flußsäure und rauchender Salpetersäure (96- bis 100°/oig) im Volumenverhältnis von 1:2 bis 3:2, vorzugsweise von 1:1, geätzt. Halbleiterkörper und Ätzflüssigkeit haben Zimmertemperatur (20 bis 25°C). Die Ätzdauer beträgt 4 bis 12 Sekunden, vorzugsweise 8 Sekunden. Hierauf wird die Oberfläche mit destilliertem oder entionisiertem Wasser 20 bis 60 Sekunden lang gespült und unter einer Rotlichtlampe getrocknet. Anschließend wird Isolierstoff im flüssigen oder plastischen Zustand, dem zuvor Toluol, Xylol, Cyclohexanon und/oder Cyclohexanol zugesetzt wurden, in denen Bleiionen und Fluorionen abgebende Stoffe gelöst sind, auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers aufgetragen. Toluol, Xylol, Cyclohexanon und Cyclohexanol sind gute, leicht flüchtige Lösungsmittel für Blei- und Fluorionen abgebende Stoffe. In den genannten vier Lösungsmitteln können zusätzlich auch Erdalkalimetall-und/oder Erdmetallionen abgebende Stoffe gelöst sein. Nach dem Auftragen des Isolierstoffes kann der Halbleiterkörper zwecks Aushärtung des Überzuges erwärmt werden. Vorteilhaft geschieht das in einem Ofen, in dem der Halbleiterkörper auf Temperaturen von 180 bis 300°C gebracht wird, da bei diesen Temperaturen weder eine Zerstörung des Isolierstoffüberzuges noch Veränderungen in den elektrischen Eigenschaften des Halbleiterkörpers auftreten. Der Isolierstoff auf dem Halbleiterkörper kann auch im plastischen Zustand belassen werden, wenn der Halbleiterkörper anschließend in einem entsprechend geeigneten Gehäuse angeordnet wird.
  • Die Dicke des Isolierstoffüberzuges beträgt im plastischen Zustand etwa 0,8 bis 1,1 mm, im ausgehärteten Zustand 0,5 bis 0,7 mm.
  • F i g. 2 zeigt Sperrkennlinien einer psn-Diode entsprechend F i g. 1 mit einem Isolierstoffüberzug auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers, der wie folgt hergestellt wurde 1 Gewichtsteil Bleistearat, 1 Gewichtsteil Magnesiumstearat sowie 0,02 Gewichtsteile Ammoniumfluorid werden in 10 Gewichtsteilen Cyclohexanol unter Erwärmung desselben auf 160°C gelöst. Die heiße Lösung wird sodann 100 Gewichtsteilen einer auf Zimmertemperatur befindlichen 65%igen Lösung eines Mischkondensats aus 25 Gewichtsprozent Terephthalsäureglyzerinester und 75 Gewichtsprozent Phenylmethylpolysiloxan in Cyclohexanon unter Um- , rühren zugesetzt. Die sich ergebende Mischung wird sodann auf die vorher geätzte, gespülte und getrocknete Oberfläche des Halbleiterkörpers aufgetragen. Anschließend wird der Halbleiterkörper zur Aushärtung des Oberflächenüberzuges 16 Stunden lang auf 220°C erwärmt, wobei sich das Cyclohexanol und das Cyclohexanon verflüchtigen.
  • Diese psn-Diode hat eine in F i g. 2 mit 201 bezeichnete Kaltkennlinie. 202 zeigt die Warmkennlinie der Diode bei 160°C unmittelbar nach Erreichen dieser Temperatur. 203 zeigt die Warmkennlinie bei 160°C, nachdem der Halbleiterkörper 48 Stunden lang auf dieser Temperatur gehalten und seine Elektroden während dieser Zeit in Sperrichtung mit einer Gleichspannung von etwa 80 % der Warmsperrspannung vorgespannt wurden. Wie der F i g. 2 eitnommen werden kann, hat sich die Warmsperrspannung Uspa praktisch nicht verändert.
  • Im Vergleich hierzu zeigt F i g. 3 Sperrkennlinien einer Diode mit dem gleichen Halbleiterkörper wie der der Diode nach F i g. 2, jedoch mit einem Oberflächenüberzug, der nur aus der ausgehärteten Cyclohexanonlösung des Mischkondensats aus Terephthalsäureglyzerinester und Phenylmethylpolysiloxan ohne weiteren Zusatz besteht. Wie aus F i g. 3 hervorgeht, hat die Kaltkennlinie 301 denselben Verlauf wie die Kaltkennlinie 201 in F i g. 2. Jedoch stimmt schon der Verlauf der Warmkennlinie 302, die bei 160°C unmittelbar nach Erreichen dieser Temperatur aufgenommen wurde, nicht mehr mit dem Verlauf der Warmkennlinie 202 in F i g. 2 überein. Insbesondere ist die Warmsperrspannung Usp31 um etwa 150 V kleiner als die Warmsperrspannung USp2 in F i g. 2. Wie die Warmkennlinie 303 zeigt, die nach einer 48stündigen Erwärmung des Halbleiterkörpers auf eine Temperatur von 160°C bei gleichzeitigem Anliegen einer Gleichspannung von etwa 80 % der Warmsperrspannung Usp31 an der Diode in Sperrrichtung aufgenommen wurde, ist die Warmsperrspannung USp32 nach dieser Zeit um etwa 250/0 ihres Ausgangswertes Usp31 bei 160°C abgesunken.
  • Ohne Magnesiumstearatgehalt im Isolierstoffüberzug würde die Warmsperrspannung der psn-Diode mit den Kennlinien nach F i g. 2 nur etwa 90 0/0 des in F i g. 2 dargestellten Wertes betragen, jedoch würde auch das Sperrstromniveau um etwa 5 bis 10% kleiner als dort dargestellt sein. Wie Versuche zeigen, werden die Sperrkennlinien eines solchen Bauelementes deutlich durch aus der Umgebungsatmosphäre stammende Säuren beeinflußt, wenn der Halbleiterkörper nicht durch Anordnung in einem besonderen Gehäuse vor derartigen Säuren geschützt wird.
  • In den 10 Gewichtsteilen heißen Cyclohexanols können statt des oben angegebenen 1 Gewichtsteils Magnesiumstearat 3 Gewichtsteile Magnesiumstearat und außerdem noch 1 Gewichtsteil Stearinsäure enthalten sein. Der im übrigen wie oben beschrieben hergestellte Isolierstoffüberzug bewirkt dann zwar eine etwas geringere Warmsperrspannung als in F i g. 2 dargestellt ist, jedoch ist auch das Sperrstromniveau wesentlich niedriger als in F i g. 2 dargestellt.
  • Der in F i g. 4 im Schnitt dargestellte Halbleiterkörper eines Thyristors besteht aus im wesentlichen einkristallinem Silicium. Er weist eine n-leitende Kernzone 403 und zwei äußere, p-leitende Diffusionszonen 404 und 405 auf. Zwischen den Zonen 403 und 405 befindet sich der pn-Übergang 403a und zwischen den Zonen 403 und 405 der pn-Übergang 403b. An der unteren Flachseite des Siliciumkörpers ist eine Aluminiumelektrode 406 als Emittelelektrode anlegiert. Zwischen der Diffusionszone 405 und der Aluminiumelektrode 406 befindet sich die stark aluminiumhaltige und daher stark p-leitende Rekristallisationszone 407. In die obere Flachseite des scheibenförmigen Siliciumkörpers sind eine weitere ringförmige, aus dem Gold-Silicium-Eutektikum beste' e.ide Emitterelektrode 409 sowie eine ebenfalls aus dem Gold-Silicium-Eutektikum bestehende kleine scheibenförmige Steuerelektrode 410 einlegiert. Die ringförmige Elektrode 4D9 kontaktiert die n-leitende, als Emitterzone wirksame Rekristallisationszone 498, während die Elektrode 410 die p-leitende Basiszone 404 sperrfrei kontaktiert. Zwischen der Basiszone 404 und der Emitterzone 498 befindet sich der pn-Übergang 498a. Die Oberfläche des Siliciumkörpers ist insbesondere auch an den Teilen, an denen die pn-Übergänge 403a, 403b und 498a zutage treten, mit einem Überzug 411 aus ausgehärtetem Isolierstoff bedeckt, der dieselbe Zusammelsetzung hat und in derselben Weise hergestellt wurde wie der Isolierstoffäberzug auf dem Halbleiterkörper der psn-Diode mit der Kennlinie nach F i g. 2.
  • F i g. 5 zeigt Warmkennlinien des Thyristors mit dem Halbleiterkörper nach F i g. 4 bei 110°C. 501a ist die Kippkennlinie und 501b (-ie Sperrkennlinie des Thyristors, die sofort, nachdem der Halbleiterkörper die Temperatur von 110°C erreicht hatte, aufgenommen wurden. 502a und 5026 sind eine Kipp- und eine Sperrkennlinie, die aufgenommen wurden, nachdem der Siliciumkörper 48 Stunden lang ohne elektrische Vorspannung auf 110°C gehalten wurde. Wie man erkennt, sind die Abweichungen der beiden Kennlinien 501 und 502 praktisch bedeutungslos. Man erhält auch keine Abweichung von den Kennlinien 502a und 502b, wenn man die Emitterelektrode 406 und 409 nach den 48 Stunden jeweils 1/a Stunde lang auf 80'/, der Warmkipp- bzw. Warmsperrspannung in Kipp- bzw. Sperrichtung vorspannt, währenddessen der Halbleiterkörper des Thyristors auf einer Temperatur von 110°C gehalten wird.
  • In F i g. 5 sind ferner gestrichelt die Kipp- und die Sperrkennlinie 503a und 503b eines Thyristors mit dem gleichen Halbleiterkörper nach F i g. 4 eingetragen, der jedoch auf seiner Oberfläche mit einem Überzug versehen ist, der nur aus der ausgehärteten, zusatzfreien Cyclohexanonlösung des Mischkondensats aus Terephthalsäureglyzerinester und Phenylmethylpolysiloxan besteht. Die Kennlinien 503a und 503b wurden aufgenommen, nachdem der Halbleiterkörper des Thyristors 48 Stunden lang auf 110°C erwärmt worden war und die beiden Emitterelektroden anschließend unter Beibehaltung dieser Temperatur jeweils 1/z Stunde lang mit einer Gleichspannung in Sperr- und in Kipprichtung, die 800/, der Warmsperr- bzw. Warmkippspannung betrug, vorgespannt wurden. Wie man erkennt, sind die Warmkipp- und Warmsperrspannung UKrr und Usprr des Thyristors mit den Kennlinien 503a und 503b um etwa ein Drittel geringer als die Warmkipp-und Warmsperrspannung Uxr und Uspr des Thyristors mit den Kennlinien 501a, 501b, 502a und 502b.

Claims (25)

  1. Patentansprüche: 1. Halbleiterbauelement mit einem pn-Übergang, der an der Halbleiteroberfläche zutage tritt und mit einem Überzug aus bleihaltigem Isolierstoff bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus Isolierstoff außer zweiwertigen Bleiionen auch Fluorionen enthält.
  2. 2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff aus einem Lack oder aus Kautschuk besteht.
  3. 3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am pn.-Übergang vornehmlich die Oberfläche desjenigen Teiles des Halbleiterkörpers mit dem Überzug aus Isolierstoff versehen ist, der die p-leitende Zone enthält.
  4. 4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des Überzuges aus Isolierstoff an zweiwertigen Bleiionen 0,001 bis 30 Gewichtsprozent beträgt, während der Gehalt an Fluorionen im Bereich zwischen 0,001 und 3 Gewichtsprozent liegt.
  5. 5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff Mennige, Bleicarbonat und/oder gelbes Bleioxid enthält.
  6. 6. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Stoffe Mennige, Bleicarbonat und gelbes Bleioxid im Isolierstoff zwischen 0,1 und 30 Gewichtsprozent liegt.
  7. 7. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff Ammoniumfluorid und/oder ein Fluorid eines organischen Amins enthält. B.
  8. Haltleiterbauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von Amm.oniurr.flucrid und Fluoriden eines organischen Amins zwischen 0,0002 und 0,2 Gewichtsprozent liegt.
  9. 9. Halblciterbauelement nach Anspruch 1, dadurch #ekennzcichret, daß der Isolierstoff Bleifluorid (PbF,) enthält.
  10. 10. Halbleiterbauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff 0,001 bis 30 Gem ichtsprozent Bleifluorid enthält.
  11. 11. Haltleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekc nnzeichnet, daß der Isolierstoff ein Bleisalz einer Carbonsäure enthält, in dem zweiwertige Bleiionen gebunden sind.
  12. 12. 1 albleherbauelement nach Anspruch 11, dadurch geken L eijhnet, daß der Isolierstoff Bleistearat, k irnacetat und/oder Bleinaphthenat enthält.
  13. 13. Haltleiterbauelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Stoffe Bleistearat, Bleiacetat und Bleinaphthenat im Isolierstoff zm i3chen 0,002 und 5 Gewichtsprozent liegt.
  14. 14. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff neben Fluorionen und zweiwertigen Bleiionen Ionen eines Erdalkali- und/oder Erdmetalls enthält.
  15. 15. Halt leiterbauelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Erdalkali- und Erdmetallionen im Isolierstoff zwischen 0,1 und 20 Gewichtsprozent liegt.
  16. 16. Halbleiterbauelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff ein Salz eines Erdalkali- oder Erdmetalls und einer Carbonsäure enthält.
  17. 17. Halbleiterbauelement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff Magnesiumstearat, Calciumstearat und/oder Aluminiumstearat enthält.
  18. 18. Halbleiterbauelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Stoffe Magnesiumstearat, Calciumstearat und Aluminiumstearat im Isolierstoff zwischen 0,1 und 6 Gewichtsprozent liegt.
  19. 19. Halbleiterbauelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff ein Fluorid eines Erdalkalimetalls und/oder ein Fluorid eines Erdmetalls enthält.
  20. 20. Halbleiterbauelement nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtanteil der Fluoride eines Erdalkalimetalls und eines Erdmetalls zwischen 0,0002 und 15 Gewichtsprozent liegt.
  21. 21. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff Stearinsäure enthält.
  22. 22. Halbleiterbauelement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff 0,1 bis 3 Gewichtsprozent Stearinsäure enthält.
  23. 23. Verfahren zum Herstellen eines Überzuges aus Isolierstcff auf die Oterfläche eines Halbleiterkörpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Isclierstoff im flüssigen oder plastischen Zustand Tcluol, Xylol, Cyclohexanon und/oder Cyclohexanol zugesetzt werden, in denen Bleiionen und Fluorionen abgebende Stoffe gelöst sind.
  24. 24. Verfahren nach - Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß dem Isolierstoff Toluol, Xylol, Cyclohexanon und/oder Cyclohexanol zugesetzt werden, in -denen Erdalkalimetall und/ oder Erdmetallionen abgebende Stoffe gelöst sind.
  25. 25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper nach dem Auftragen des Isolierstoffes zwecks Aushärtung des Isolierstoffes erwärmt wird.
DE19681764738 1968-07-27 1968-07-27 Halbleiterbauelement mit einem UEberzug aus bleihaltigem Isolierstoff am pn-UEbergang Withdrawn DE1764738B1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681764738 DE1764738B1 (de) 1968-07-27 1968-07-27 Halbleiterbauelement mit einem UEberzug aus bleihaltigem Isolierstoff am pn-UEbergang
JP5930069A JPS4831512B1 (de) 1968-07-27 1969-07-25

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681764738 DE1764738B1 (de) 1968-07-27 1968-07-27 Halbleiterbauelement mit einem UEberzug aus bleihaltigem Isolierstoff am pn-UEbergang

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1764738B1 true DE1764738B1 (de) 1970-09-24

Family

ID=5698105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19681764738 Withdrawn DE1764738B1 (de) 1968-07-27 1968-07-27 Halbleiterbauelement mit einem UEberzug aus bleihaltigem Isolierstoff am pn-UEbergang

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS4831512B1 (de)
DE (1) DE1764738B1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH392696A (de) * 1959-01-21 1965-05-31 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit p-n-Übergang, welcher mit einer Lackschutzschicht versehen ist
US3300841A (en) * 1962-07-17 1967-01-31 Texas Instruments Inc Method of junction passivation and product
DE1273956B (de) * 1963-08-01 1968-07-25 Hitachi Ltd Verfahren zur Verbesserung einer Siliziumdioxiddeckschicht auf Halbleitergrundkoerpern

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH392696A (de) * 1959-01-21 1965-05-31 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit p-n-Übergang, welcher mit einer Lackschutzschicht versehen ist
US3300841A (en) * 1962-07-17 1967-01-31 Texas Instruments Inc Method of junction passivation and product
DE1273956B (de) * 1963-08-01 1968-07-25 Hitachi Ltd Verfahren zur Verbesserung einer Siliziumdioxiddeckschicht auf Halbleitergrundkoerpern

Also Published As

Publication number Publication date
JPS4831512B1 (de) 1973-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1061446B (de) Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Gleichrichters mit einem drei Zonen aufweisenden Halbleiterkoerper
DE2142146A1 (de) Halbleiteranordnung und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Anordnung
DE2736250A1 (de) Halbleiterelemente und verfahren zu deren herstellung
DE2450907A1 (de) Verfahren zum herstellen von tiefen dioden
DE2500775C3 (de) Hochspannungsfestes planeres Halbleiterbauelement
DE1764066B1 (de) Kernstrahlungsdetektor aus Diamant und Verfahren zu dessen Herstellung
DE1789114A1 (de) Festkoerperbauelement
DE1032405B (de) Flaechenhalbleiter mit guter Waermeableitung
DE1126516B (de) Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen mit pn-UEbergang
DE2730367A1 (de) Verfahren zum passivieren von halbleiterelementen
DE1764738B1 (de) Halbleiterbauelement mit einem UEberzug aus bleihaltigem Isolierstoff am pn-UEbergang
DE7119982U (de) Halbleitervorrichtung
DE2506102A1 (de) Halbleitergleichrichter
DE2327878C3 (de) Verfahren zum Ätzen von mit Elektroden versehenen Halbleiterscheiben für Halbleiterbauelemente
DE1170082B (de) Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen
DE3540306A1 (de) Lichtemittierendes element
DE1812556A1 (de) Halbleiterbauelement
DE1564406B2 (de) Verfahren zur herstellung einer halbleiteranordnung und danach hergestellte halbleiteranordnung
DE1812556C (de) Halbleiterbauelement mit einem Überzug aus bleihaltigem Isolierstoff am pnÜbergang
DE1106879B (de) Verfahren zur Herabsetzung der Rekombination an den Oberflaechen von p-Zonen von Halbleiteranordnungen
DE1614703C3 (de) Verwendung eines Mischkondensats als Schutzlack für Halbleiterbauelemente
DE2164660A1 (de) Halbleiteranordnung
DE948275C (de) Selengleichrichter
DE1614703B2 (de) Verwendung eines mischkondensats als schutzlack fuer halbleiterbauelemente
DE2019162C (de) Zinksulfidelement

Legal Events

Date Code Title Description
E771 Valid patent as to the heymanns-index 1977, willingness to grant licences
8339 Ceased/non-payment of the annual fee