DE1958684A1 - Halbleiterbauelement - Google Patents

Halbleiterbauelement

Info

Publication number
DE1958684A1
DE1958684A1 DE19691958684 DE1958684A DE1958684A1 DE 1958684 A1 DE1958684 A1 DE 1958684A1 DE 19691958684 DE19691958684 DE 19691958684 DE 1958684 A DE1958684 A DE 1958684A DE 1958684 A1 DE1958684 A1 DE 1958684A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
area
layer
metallic
semiconductor component
component according
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.)
Pending
Application number
DE19691958684
Other languages
English (en)
Inventor
Byrns Jun Carl Joseph
Triggs William Michael
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.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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 General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE1958684A1 publication Critical patent/DE1958684A1/de
Pending 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
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/532Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
    • H01L23/53204Conductive materials
    • H01L23/53209Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides
    • H01L23/53214Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides the principal metal being aluminium
    • H01L23/53223Additional layers associated with aluminium layers, e.g. adhesion, barrier, cladding layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/482Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body
    • H01L23/4822Beam leads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • 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
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01029Copper [Cu]
    • 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
    • H01L2924/013Alloys
    • H01L2924/0132Binary Alloys
    • H01L2924/01327Intermediate phases, i.e. intermetallics compounds
    • 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
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/12Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1203Rectifying Diode
    • H01L2924/12036PN diode
    • 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
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301Thyristor
    • 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
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1305Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • 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
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/14Integrated circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

Patentanwälte
Dr.-Ing. Wilhelm Reichel '
Dipl-Ing. Wolfgang Keichel 6071
6 Frankfurt a. M. 1
Parksiraße 13
GENERAL ELECTRIC COMPANY, Schenectady, N.Y.f VStA
Halbleiterbauelement
Die Erfindung bezieht sich auf Halbleiterbauelemente und befaßt sich insbesondere mit einer Metall-Halbleiter-Verbindungsanordnung für Halbleiterkörper und ein Verfahren zur Herstellung derartiger Verbindungsanordnungen.
Es ist bekannt, daß sowohl Verbindungsanordnungen aus Aluminium-Silicium als auch aus Aluminium-Titant-Silicium gewöhnlich verwendet werden, Verbindungen, Anschlußklemmen oder ähnliche Teile an dem Halbleiterkörper des Halbleiterbauelementes zu bilden. Diese aluminiumhaltigen Verbindungsanordnungen haben jedoch zahlreiche Nachteile.
Es ist beispielsweise bekannt, daß zum Löten von Zinn an Aluminiumflächen ein Flußsäurezufluß erforderlich ist, damit die Bildung von unerwünschten Oxiden auf der Aluminiumoberfläche verhindert wird. Dieser Zufluß hat jedoch den Nachteil, daß er erwünschte Oxidschichten, die auf dem Körper aus Halbleiterwerkstoff vorhanden sind, beispielsweise Schutzschichten aus Siliciumdioxid oder erwünschte Schichten aus glasigen Werkstoffen, wie sie beispielsweise in der Technik als Phosphorsilikat- und Borsilikat-'Olas" bekannt sind, angreift. Ein anderer Nachteil ergibt sich- daraus, daß Aluminium zur Bildung der spröden Verbindung AuAl2 ' neigt, die manchmal "Purpurpest1'
009825/1360 .
genannt wird. Diese Verbindung hat einen schädlichen Einfluß auf die Zuverlässigkeit des Halbleiterbauelementes, und sie ■ tritt häufig dann auf, wenn Aluminium bei Temperaturen, die notwendig sind, den Halbleiteraufbau herzustellen, d.h. die größer sind als 250 0C, mit Gold in Berührung kommt. Die einzige Möglichkeit, wie man mit diesem Problem vor der erfindungsgemäßen Anordnung fertig wurde, bestand darin, die Menge des AuAIp■', die während der Herstellung der Verbindungsanordnung erzeugt wurde, verminderte.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst,' daß ein metallischer Kontakt an dem Halbleiterkörper einen unteren Bereich mit mindestens einer Schicht aus metallischem Werkstoff enthält, die neben der freiliegenden Fläche angeordnet und mit Aluminium beschichtet ist, daß ein oberer Bereich mindestens eine obere Schicht aus verbindbarem metallischem Werkstoff enthält und daß ein mittlerer Bereich eine metallische Sperrschicht zwischen dem unteren Bereich und dem oberen Bereich aufweist.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:
Figuren 1, Z9 3 und 4 eine Reihe von Teilquerschnitten von
aufeinanderfolgend hergestellten Halbleitergebilden gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei das fertige Halbleiterbauelement in Fig/ 4 dargestellt
Fig* 5 einen Teilquersohnitt durch die Halblei
terpille nach Fig. 4, an deren Kontakten ein Satz von Zuföhrungsleitungen angebracht ist und * ,
Fig-δ eine dreidimensionale feüansicttt einer
anderen Ausföbrtmgsform aer Erfindung» .
009825/13S0 .
_ 3 —
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Bezugszeichen für entsprechende Bauteile verwendet.
Ein metallischer Kontakt gemäß der Erfindung, der auf einen .Körper aus Halbleiterwerkstoff aufgesetzt ist, ist aus mehreren metallischen Bereichen zusammengesetzt. Die genaue Zahl der Bereiche ändert sich mit der Art des Herstellungsverfahrens ebenso-wie mit der Arbeitsweise des Kontaktes und der Dicke'des zu verbindenden Metalls, die erforderlich ist, damit die Erfordernisse bei einer Bindung oder beim Löten für eine Befestigung eines Halterungsteiles oder einer Elektrodenanschlußklemme an einem Halbleiterkörper eingehalten werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die in den Figuren 1 bis 4 dargestellt ist, ist ein Ausführungsbeispiel eines Teiles eines Halbleiterelementes 1 gezeigt, das einen Teil einer Pille aus Siliciumhalbleiterwerkstoff enthält, der mit einem Kontakt versehen ist. Das Halbleiterbauelement, das in den Figuren 1 bis 4 dargestellt ist, ist ein Teil einer monolithischen bipolaren Mikrominiaturschaltung. Die beschriebenen Kontakte können auch in verschiedenen einzelnen Halbleiterbauelementen, beispielsweise bipolaren oder unipolaren Transistoren, Dioden, Thyristoren, Bauelementen mit begrenzter Raumladungszone und ähnlichen Bauelementen, verwen-
det werden. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgerecht, damit die Ausführungsformen der Kontakte leichter verständlich.sind. Die beiden Schaltungselemente, die in der Halbleitervorrichtung nach Fig. 1 angeordnet sind, sind eine pn-Diode mit einer p-leitfähigen Anodenzone 7 und einer n-leitfähigen Katodenzone 8 und ein npn-Transistor, der eine n-leitfähige Emitterzone 3, eine p-leitfahige Basiszone 4 und eine n-leitfähige Kollektorzone 5 aufweist. Der p-leitfähige Grundkörper 6 wird .dazu verwendet, eine Isolation für mindestens die beiden oben erwähnten am Übergang zum Grundkörper gebildeten Dioden zu bilden.
009825/1350
Die planaren Übergänge der Schaltungselemente sind durch eine isolierende Schutzschicht 2, beispielsweise aus Siliciumdioxid,:geschützt* Die Herstellung der Teile des Halbleiterbauelementes 1, die bisjetzt beschrieben sind, wird nicht in. Einzelheiten ausgeführt* da sie nicht zu der vorliegenden Erfindung" gehört und. dem Burchschnlttsfachmann auch bekannt ist.. Es können natürlich zusätzlich aktive Schaltungselemente wie transistoren xmd JDiödsn mid passive Schaltungselemente wie Widerstände mtd Kondensatoren in der Pille 1 gefertigt sein imä is die Schaltuag eingeführt sein, μφώώ. sie auch nicht speziell in den figuren. 1 Ms 4 dargestellt sind* -Die Srfindmsg wird an Hand, eines feiles einer einsigen Halbleiterpille OescJariefeen, die auch mir einen ^Leinen fell eiaes HaXbleiterplairtetens Mldeä kann» es""kdnsen natürlich, die Herstellnngsschritte eatweder "bei äieser Pin© oder dem gesamten Balblei»
Ein Kontakt 30 in Pig· h ist auf etaeii Körper 6 aus BaTbleiter werkstaff angeortki&t, Der· Kontakt 30 enthält im wesentlichen drei Bereiche, die öbereiaanderüegen «ad swar &ismn imteren Bereicdi "10, einen nit-tleren Bereich 17 wne!" einen oberen Bereiefci 14* Ber lantere Bereicii 10, der sieben einer Fläche des Saiirters 3 liegt» enthalt eine aa Hallilelterwerksiwff anisafmetallische Schicht--10, der^i Oberfläche aus
"bestellt* Biese Schiclrt 10 wird dazu verwendet, eine gut haf- tende Bindimg iii*fc d^i HallbleitericoFper hei*znstellen. Der untere
10, der in Fig* 4 dargestellt ist, beeteirt sam !!«mi-&* ic&rm jedoch asäer-erseits aiaeli aus einem oder mehreren Metallen einer Griippe besteiiejif die AltEttinx-um^ Titan, ¥anadiumf Ctarom tma daraus hergestellte Legierungen enthalt.
Der mittlere Bereich 17 bedecfct d&n imteren Bereich 10 xma dient is wesentlichen als eise Sperrschicht» die verhindert t UmB sich der untere Bereich 10 irnci der o1?ere Bereich 14 ia tmerwönsch-fcer Weise "beeiaflössen, oisam daß die elektrische imü die thermische Leitfänigkeit zwischen des unteren Bereich 10 und deaf oberen Bereich 14 selsMliofe beeinflußt werden. Ber altt-
0*03825/13SO
lere Bereich 17 wird auch als Schutzschicht für die Teile des unteren Bereiches 10 verwendet, die nicht von dem oberen Bereich 14 abgedeckt sind. Der mittlere Bereich 17 wird im wese£tlichen durch eine Sperrschicht 12 gebildet, die insbesondere aus einem oder mehreren Metallen einer Gruppe besteht, die Nickel, durch chemisches Plattieren hergestelltes Nickel (mit weniger als 10% Phosphor), Kupfer, durch chemisches Plattieren hergestelltes Kupfer und aus diesen Metallen hergestellte Legierungen enthält. Durch den Ausdruck "durch chemisches Plattieren" wird auf einen metallischen Werkstoff hingewiesen, der ohne elektrischen Strom durch ein Plattierungsverfahren von selbst niedergeschlagen wird (d*h. durch eine autokatalytische oder selbstkatalytische Reduktion der Metallionen in einer wässrigen Lösung). Ferner kann der mittlere Bereich 17 zusätzliche metallische Schichten in einem Teil oder auf seiner ganzen oberen oder'unteren Fläche aufweisen, damit eine Adhäsion zwischen dem mittleren Bereich 17 und entweder dem oberen Bereich 14 oder dem unteren Bereich 10 gewährleistet ist, oder damit das Anbringen des oberen Bereiches 14 nach einem besonderen Verfahren erleichtert wird. Der mittlere Bereich 17 des Kontaktes 30 enthält eine Sperrschicht 12 aus durch chemisches Plattieren hergestelles Nickel, die auf der Unterseite mit einer katalytwlschen Schicht 11, beispielsweise aus Palladium, und an der Oberseite mit einer leitenden Schicht 13, beispielsweise aus Silber, beschichtet Ist, die neben dem unteren Bereich 10 liegt und ein leitendes Werkstoffplättchen bildet, auf dem der obere Bereich 14 durch ein elektrisches Plattierverfahren aufgebracht wird.
Der obere Bereich 14 bedeckt mindestens einen Teil des mittleren Bereiches 17 und enthält eine Schicht aus metallisch ver-r· bindbarem Werkstoff 14, an der äußere Elektroden und Anschlüsse' durch Löten, Abbinden und auf ähnliche Weise befestigt werden können. Der verbindbare Werkstoff 14 besteht aus'Gold, er kann jedoch beispielsweise aus einem oder mehreren Metallen der Gruppe bestehen, die Silber,.Gold, Zinn, Blei oder aus diesen Metallen bestehenden Legierungen enthält.
009825/1360 .
'Ein Kontakt 3OA enthält einen unteren Bereich 10A aus Alumi-* nium,- der eine Halbleiterzone 7 abdeckt und über einen Teil ' der Isolierschicht 2 an der Zwischenfläche 22 ragt. Der mittlere Bereich 17A des Kontaktes 30A enthält eine Sperrschicht 12A aus im Handel erhältlichem durch chemisches Plattieren hergestelltes Nickel (welches weniger als 10% Phosphor enthält), unter der eine katalyt~*ische Schicht 11A, beispielsweise aus Palkdium, und über der eine leitende Schicht 13A, beispielsweise aus Silber, angebracht ist, und die neben dem unteren j Bereich 10A angeordnet ist und ein leitendes Werkstoffplättt chen bildet, auf dem ein oberer Bereich 14A durch elektrische Plattierung aufgesetzt werden kann. Der obere Bereich 14A des Kontaktes 30A besteht aus Gold und liegt neben einem Teil des ' mittleren Bereiches 17A.
Die Kontakte 30 und 30A werden vor allem zur Befestigung von Zuführungsleitungen zu der Pille 1 verwendet, wobei der" Kon-? takt 30A auch eine zweckmäßige und bequeme Verbindung zwischen der Diode 7,8 und anderen Schaitungselementen, die in dem Halbleiterkörper 6 vorgesehen sein können oder zusammen mit ihm verwendet werden können.
Es wird nun im folgenden ein geeignetes Verfahren zur Herstellung der metallischen Kontakte 3.0 und 30A, wie sie in den Figuren 1 bis 4 dargestellt sind, beschrieben. Die beiden unteren Bereiche 10 und 10A die jeweils aus einer Aluminiumschicht bestehen, sind an den Zwischenflächen 20,21 und 22 auf bekannte Weise angebracht. Die Pille 1 und die Aluminiumschichten 10 und 1OA werden dann für eine ausreichende Zeit von etwa einer Stunde auf eine Temperatur in dem Bereich von 300 bis 570 C erhitzt, damit eine gute, haftende, nichtgleichrichtende Verbindung zwischen der Pille 1 und den Aluminiumschichten 10 und 1OA entsteht.
Die Pille 1 wird dann gereinigt; dadurch daß sie beispielsweise in siedende Salpetersäure eingetaucht und anschließend in entionisiertem Wasser gespült wird. Die mittleren Bereiche 17 und ·
009825/1380 .
■17Α werden in folgender Weise auf den unteren Bereichen 10 und 10A angebracht. Wenn durch chemisches Plattieren hergestelltes Nickel für.die Schicht 12 verwendet wird, dann werden zunächst katalytwische Schichten. 11 und 11A aus Palladium, die etwa 50 A dick sind, zunächst oben auf den Aluminiumschichten 10 und 10A und zwar nur an den Stellen, die in Fig. 2 dargestellt sind, angebracht. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß die Pille 1 für etwa 30 Sekunden j.n eine Lösung aus 15 Teilen entionisiertem Wasser und einem Teil PaHadiumchloridaktivator, d.h. eine Vorratslösung, die aus 0,3 g der Verbindung PdCl2, 2 ml konzentrierter Salzsäure und 998 ml entionisiertem Wasser besteht. Die Palladiumschichten 11 und 11A bilden eine katalyt^ische Oberfläche (beispielsweise um das Niederschlagen von durch chemisches Plattieren gebildetes Metall zu erleichtern), damit ein Grundkörper für die oberen Bereiche 14 und 14A und insbesondere die Sperrschichten 12 und 12A, wie es weiter unten beschrieben ist, vorgesehen wird, so daß eine gute Bindung mit den Aluminiumschichten 10 und 1OA entsteht.
Die Sperrschichten 12 und 12A, die auch Katalysatoren sind, bestehen aus durch chemisches Plattieren hergestelltes Nickel,
ο dessen Dicke zwischen 5000 und 50000 A liegt, und sie werden als nächstes angebracht, damit sie diemonsmolekularen Schichten aus Palladium 11 und 11A, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, bedecken. Ein bevorzugtes Verfahren, die durch chemisches Plattieren hergestellten Nickelschichten 12 und 12A herzustellen, besteht darin, die Pille 1 in eine für chemisches Plattieren geeignete Nickelplattierungslösung, beispielsweise in eine aufgerührte Lösung aus 25% "Roplate NiM", welches die Handelsbezeichnung für eine durch chemisches Plattieren hergestellte Nickellösung ist, die von-der R.O. Hull Co. in Cleveland, Ohio, USA, hergestellt wird, und 75% entionisiertem'Wasser, für etwa 10 Minuten pro 20000 £ von durch chemisches Plattieren hergestelltes Nickel einzutauchen.
Die Sperrschichten 12 und 12Λ sind mit leitenden Schichten 13 und 13A überzogen, die beispielsweise aus Silber bestehen können, das eine Dicke von 1000 bis 5000 S aufweist und welches
009825/1350
durch geeignete Vorrichtungen, beispielsweise im Vakuumnieder- - schlagverfahren, hergestellt ist. Die SilberscMchten 13 und „ " 13A bilden leitende Metallplättchen, die insbesondere während einer chemischen Plattierungsablagerung dazu verwendet werden, dicke obere Bereiche 14·und 14A aus leitendem Material herzustellen, deren Dicke zwischen 20000 und 100000 £ liegt.
Um die oberen Bereiche 14 und 14A von guthaftendem Metall, beispielsweise Gold, aufzubringen, ist es zweckmäßig, zunächst : eine Schicht 16 aus lichtelektrischem Widerstandswerkstoff, beispielsweise KMER von Eastman Kodak über den Flächen der
) Pille 1 anzubringen, wo kein Gold hingelangen soll, so wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Dies wird mit Hilfe von Einrichtungen erreicht, die dem Fachmann bekannt sind. Wenn dies abgeschlossen ist, dann wird die Pille 1 in ein GoId-Elektroplattier-Bad eingetaucht, bis sich Gold in genügender Stärke niedergeschlagen hat. Vorzugsweise sollte der Bereich 14 aus Gold bis zu einer Stärke von 60000 £ plattiert werden, wozu man etwa eine Stunde Plattierungszeit benötigt. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Goldschichten 14 und 14A wahlweise nur auf den Flächen niedergeschlagen werden, wo Silberschichten 13 und 13A frei liegen. Die Schicht 16 aus lichtelektrischem Widerstandswerkstoff wird dann in bekannter Weise ' entfernt,und die dann freiliegende Silberschicht wird von den
" Flächen entfernt, die nicht mit Gold bedeckt sind. Ein bevorzugtes Verfahren dies zu erreichen besteht darin, das unerwünschte Silber mit einem geeigneten Silberätzmittel wegzuätzen, ohne daß das Gold angegriffen wird, wobei derartige Verfahren gut bekannt sind. Die metallischen Kontakte 30 und 3OA können zusammen oder getrennt, verwendet werden, was von der Anwendung des Halbleiterbauelementes abhängt.
Wenn es erwünscht ist, können die Pille 1 und der untere, mittlere und obere Bereich der metallischen Kontakte 30 und 3OA, wie es in Fig. 4 dargestellt ist^ für etwa 30 Minuten auf eine ;
; Temperatur in dem Bereich von 300 0C bis 400 0C erhitzt worden, • damit sie besser aneinander haften. . -
00982 5/13 50
• ■ -
In Fig. 5 ist ein Halbleiterbauelement entsprechend Fig. 4 dargestellt, bei dem mehrere Zuführungsleitungen 100 mit den entsprechenden erhabenen metallischen Kontakten 30 und 3OA verbunden sind. Damit die Kontakte 30 und 3OA mit den Zuführungsleitungen 100, die beispielsweise aus mit Zinn plattiertem Kupfer bestehen, wirklich verbunden werden, werden die Zuführungsleitungen 100 mit Hilfe geeigneter Bindevorrichtungen, beispielsweise mit Hilfe von Erwärmungsbindevorrichtungen, gegen die obere Fläche 50 der Schichten 14 und 14A der entsprechenden Kontakte 30 und 3OA gedrückt. Die dabei entstehende Wärme und der Druck verursachen, daß das Zinn an jeder Zuführungsleitung 100 und das Gold der oberen Bereiche 14 und 14A miteinander verschmelzen und eine nichtgleiehrichtende haftende Bindung erzeugen.
Fig. 6 zeigt eine dreidimensionale Teilansicht einer anderen Halbleiteranordnung 200, mit einem metallischen Kontakt, der dem Kontakt in Fig. 1 ähnlich ist, mit dem Unterschied, daß die Kontakte 60 und 60A wie Kragträger über den Rand der Pille 70 hinwegragen.
Die Herstellungsschritte und Werkstoffe, die zur Herstellung der Kontakte 60 und 6OA in.Fig. 6 verwendet werden, entsprechen bis auf folgende Ausnahme denen, die bei der Herstellung der Anordnungen nach den Figuren 1 bis 4 beschrieben wurden. Die Pillen 200 werden dadurch von dem Plättchen, auf dem sie vor der Aufteilung in einzelne Pillen angebracht, sind, getrennt, daß sie abgedeckt werden und daß das Silicium (in nach dem Stand der Technik bekannter Weise) um die Teile der Kontakte und 6OA, die über die Ränder der Pille 70 wegragen, weggeätzt wird. . · ·
009825/13B0

Claims (1)

  1. ■ j -
    Patentansprüche
    /1.j Halbleiterbauelement mit einem Körper aus Halbleiterwerkstoff mit einer mindestens einen Teil des Körpers bedeckenden
    'Schicht und mit einer einen Kontakt aufnehmenden Öffnung, die einen Teil der Oberfläche des Körpers freigibt, dadurch gekennzeichnet-, daß der metallische Kontakt an dem Körper einen unteren Bereich mit mindestens einer Schicht aus metallischem Werkstoff enthält, die auf der freiliegenden Oberfläche angeordnet und mit Aluminium beschichtet ist, daß er einen oberen Bereich mit mindestens' einer Schicht aus guthaftendem metallischem V/erkstoff enthält und daß er einen mittleren Bereich mit einer metallischen Sperrschicht zwischen dem unteren Bereich und dem oberen Bereich • aufweist. . ■ ■ "
    2, Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, . dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterwerkstoff Silicium ist, daß der untere Bereich eines oder mehrere Metalle aus einer Gruppe enthält, die Aluminium, Titan, Chrom, Vanadium und daraus gebildete Legierungen enthält, daß der mittlere Bereich eine metallische Sperrschicht aufweist,, die aus einem Metall aus einer Gruppe besteht, welche:1 durch chemisches Plattieren hergestelltes Nickel, Nickel, Kupfer, durch chemisches Plattieren hergestelltes Kupfer und daraus zusammengesetzte Legierungen aufweist, wobei diese Schicht neben dem unteren Bereich angeordnet ist, damit eine schädliche Bindung des unteren Bereiches und des oberen Bereiches verhindert wird, und daß der obere Bereich aus einem oder mehreren Metallen besteht, die zu einer Gruppe gehören, die Gold, Silber, Zinn, Blei und daraus bestehende Legierungen enthält, und mindestens dicht neben einem Teil des mittleren Bereiches angeordnet ist. ■
    00982 5/13 60
    1958884
    3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht auf der Unterseite mit katalytischem metallischem Werkstoff beschichtet ist.
    4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht auf der Oberseite mit einer Schicht aus leitendem metallischem Werkstoff beschichtet ist.
    5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht auf der Unterseite mit einer Schicht aus katalytischem metallischem Werkstoff und "auf der Oberseite mit einer Schicht aus leitendem metallischem Werkstoff beschichtet ist.
    6. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich aus Aluminium besteht, daß die Sperrschicht aus durch chemisches Plattieren hergestelltem Nickel besteht, daß die Schicht aus katalytischem Werkstoff aus Palla-.dium besteht, daß die Schicht aus leitendem Werkstoff aus Silber besteht und daß der obere Bereich aus Gold hergestellt ist.
    7. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ° daß der mittlere Bereich eine metallische Sperrschicht zwischen dem unteren Bereich und mindestens einem Teil des oberen Bereiches aufweist.
    8. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterwerkstoff Silicium ist, daß der untere Bereich aus einem oder mehreren Metallen einer Gruppe besteht, die Aluminium, Titan, Chrom, Vanadium und daraus hergestellte Legierungen enthält, daß der mittlere Bereich eine metallische Sperrschicht aus einem Werkstoff der Gruppe besteht, die durch chemisches Plattieren hergestelltes Nickel, Nickel, Kupfer, durch chemisches Plattieren hergestelltes Kupfer und daraus
    009825/13S0
    _ 12 _ Ί958684
    hergestellte Legierungen enthält, und die ferner dicht neben dem unteren Bereich angeordnet ist, damit eine unerwünschte Zwischenwirkung zwischen dem unteren Bereich und dem oberen Bereich verhindert wird und damit eine Schutzschicht für die Teile des unteren Bereiches erzeugt wird, die nicht mit dem oberen Bereich abgedeckt sind, und daß der obere Bereich eines oder mehrere Metalle aufweist,-, die in der Gruppe enthalten sind, in der sich Gold, Silber, Zinn, Blei und daraus hergestellte Legierungen befinden, wobei der obere Bereich mindestens dicht neben einem Teil des mittleren Bereiches angeordnet ist.
    Rei/Gu
    009825/1350 .
    Leers eife
DE19691958684 1968-11-25 1969-11-22 Halbleiterbauelement Pending DE1958684A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US77864768A 1968-11-25 1968-11-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1958684A1 true DE1958684A1 (de) 1970-06-18

Family

ID=25114010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19691958684 Pending DE1958684A1 (de) 1968-11-25 1969-11-22 Halbleiterbauelement

Country Status (8)

Country Link
US (1) US3599060A (de)
BE (1) BE740431A (de)
DE (1) DE1958684A1 (de)
FR (1) FR2024203A1 (de)
GB (1) GB1286834A (de)
IE (1) IE33343B1 (de)
NL (1) NL6917686A (de)
SE (1) SE363192B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3011660A1 (de) * 1980-03-26 1981-10-01 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Mehrschichtiger ohmscher anschlusskontakt

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE763522A (fr) * 1970-03-03 1971-07-16 Licentia Gmbh Serie de couches de contact pour des elements de construction semi-conducteurs
FR2394894A1 (fr) * 1977-06-17 1979-01-12 Thomson Csf Dispositif de prise de contact sur un element semiconducteur
WO1982003727A1 (en) * 1981-04-21 1982-10-28 Seiichiro Aigoo Method of making a semiconductor device having a projecting,plated electrode
JPS60119777A (ja) * 1983-11-30 1985-06-27 Mitsubishi Electric Corp ゲ−トタ−ンオフサイリスタ
EP0266093B1 (de) * 1986-10-27 1992-09-23 Electric Power Research Institute, Inc Herstellung einer mehrschichtigen Leistungshalbleiterschaltung mit mehrfachen parallelen Kontaktfingern
US5206186A (en) * 1990-10-26 1993-04-27 General Electric Company Method for forming semiconductor electrical contacts using metal foil and thermocompression bonding
US5184206A (en) * 1990-10-26 1993-02-02 General Electric Company Direct thermocompression bonding for thin electronic power chips
KR960008558B1 (en) * 1993-03-02 1996-06-28 Samsung Electronics Co Ltd Low resistance contact structure and manufacturing method of high integrated semiconductor device
US5455195A (en) * 1994-05-06 1995-10-03 Texas Instruments Incorporated Method for obtaining metallurgical stability in integrated circuit conductive bonds
US5989993A (en) * 1996-02-09 1999-11-23 Elke Zakel Method for galvanic forming of bonding pads
US6115281A (en) * 1997-06-09 2000-09-05 Telcordia Technologies, Inc. Methods and structures to cure the effects of hydrogen annealing on ferroelectric capacitors
US6737353B2 (en) * 2001-06-19 2004-05-18 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor device having bump electrodes
JP2003059860A (ja) * 2001-08-13 2003-02-28 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
US6586043B1 (en) 2002-01-09 2003-07-01 Micron Technology, Inc. Methods of electroless deposition of nickel, methods of forming under bump metallurgy, and constructions comprising solder bumps
US6825564B2 (en) 2002-08-21 2004-11-30 Micron Technology, Inc. Nickel bonding cap over copper metalized bondpads
JP7075847B2 (ja) * 2018-08-28 2022-05-26 株式会社 日立パワーデバイス 半導体装置および電力変換装置
CN115394864A (zh) * 2022-03-11 2022-11-25 浙江爱旭太阳能科技有限公司 太阳能电池的导电接触结构、组件及发电系统
CN115084312A (zh) * 2022-03-11 2022-09-20 浙江爱旭太阳能科技有限公司 太阳能电池的制备方法及太阳能电池组件、发电系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1011317A (fr) * 1949-01-17 1952-06-23 Westinghouse Freins & Signaux Perfectionnements aux procédés de fabrication des cellules photo-électriques à couche d'arrêt et produits industriels nouveaux obtenus
GB1053069A (de) * 1963-06-28
BE670213A (de) * 1964-09-30 1900-01-01
US3458925A (en) * 1966-01-20 1969-08-05 Ibm Method of forming solder mounds on substrates
US3465211A (en) * 1968-02-01 1969-09-02 Friden Inc Multilayer contact system for semiconductors

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3011660A1 (de) * 1980-03-26 1981-10-01 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Mehrschichtiger ohmscher anschlusskontakt

Also Published As

Publication number Publication date
IE33343L (en) 1970-05-25
GB1286834A (en) 1972-08-23
IE33343B1 (en) 1974-05-29
BE740431A (de) 1970-04-17
US3599060A (en) 1971-08-10
SE363192B (de) 1974-01-07
NL6917686A (de) 1970-05-27
FR2024203A1 (de) 1970-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1958684A1 (de) Halbleiterbauelement
DE1965546C3 (de) Halbleiterbauelement
DE2624292C2 (de)
DE2813968C2 (de) Halbleiteranordnung
DE2314731C3 (de) Halbleiteranordnung mit höckerartigen Vorsprüngen auf Kontaktflecken und Verfahren zur Herstellung einer solchen Halbleiteranordnung
DE1811389C3 (de) Flächenhaftes Halbleiterbauelement
DE2217538B2 (de) Verfahren zur Herstellung von Zwischenverbindungen in einer Halbleiteranordnung
DE2509912C3 (de) Elektronische Dünnfilmschaltung
DE3640248A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE2632068A1 (de) Gehaeuseaufbau einer integrierbaren festkoerperschaltung
DE2033532B2 (de) Halbleiteranordnung mit einer Passivierungsschicht aus Siliziumdioxid
DE1627762A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen
DE3823347A1 (de) Leistungs-halbleiterelement
DE2252832A1 (de) Halbleiterelement mit elektroden sowie verfahren zu seiner herstellung
DE1639262A1 (de) Halbleiterbauelement mit einer Grossflaechen-Elektrode
DE3209666A1 (de) Halbleitervorrichtung und verfahren zum herstellen eines aufbaumetallkontaktes derselben
DE3528427C2 (de)
DE2608813C3 (de) Niedrigsperrende Zenerdiode
DE2039027C3 (de) Halbleiteranordnung mit einem Träger aus Isoliermaterial, einem Halbleiterbauelement und einem Anschlußfleck
DE1952499A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements
DE1764477B1 (de) Keramischer kondensator
DE1764572A1 (de) Mehrschichtiger,loetfaehiger Halbleiteranschluss
DE3448379C2 (de) Gate-Abschaltthyristor
DE2114075A1 (de) Trockenelektrolytkondensator und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2751393A1 (de) Integrierte anordnung und verfahren zu ihrer herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
OHJ Non-payment of the annual fee