DE2125106A1 - Halbleiterbauelement - Google Patents

Description

6645 GElISRAL ELECTRIC OOMP^JY, Schenectady, IT.Y. VStA

Halbleiterbauelement

Die Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper, der einander gegenüberliegende Hauptoberflächen und eine sich zwischen den Hauptoberflächen erstreckende Umfangsoberfläche sowie mindestens einen die ümfangsoberfläche schneidenden Übergang aufweist, und mit ohmschleitenden Kontakteinriehtungen, die den Hauptoberflächen des Halbleiterkörpers zugeordnet sind.

Die elektrischen Eigenschaften von Halbleiterkörpern v/erden bereits durch geringe Mengen von Verunreinigungen nachteilig beeinträchtigt, insbesondere, wenn die Verunreinigungen bis zur Oberflächenschnittstelle eines Sperrübergangs gelangen. Um die Verunreinigungen abzuschirmen, ist es bekannt, die Halbleiterkörper von Halbleiterbauelementen in hermetisch abgedichteteG-ehäuse zu packen. Um die Packungskosten für Halbleiterbauelemente unter diejenigen Kosten zu senken, die man für hermetische Gehäuse benötigt, v/urden bereits verschiedenartige Verfahren entwickelt, nach denen auf den Oberflächenschnittstellen der Übergänge des Halbleiterkörpers ein Schutzstoff oder ein Passivierungsmittel aufgetragen wird, um einen hermetischen Verschluß oder eine vollständig dichte Packung des Halbleiterkörpers zu erübrigen. Infolge des Unterschiedes zwischen den YJarmeausdehungskoeffizienten von Silicium und Glas sind die

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obigen Verfahren praktisch auf Siliciumkörpor nil; einer Breite von weniger als 5,3 mn (150 DiIs) beschränkt. ]?ür Halbleiterbauelements höherer Leistung hat man vorgeschlagen, eine dünne Glasschicht mit einer Stärke von weniger als 0,025· mn (1 mil) su verwenden und sie mit einem vorgeformten Keramikkörper zu verkleben, dessen Wärmeausdehungskoeffizient demjenigen von Silicium angepaßt ist.

Weiterhin hat man versucht, eine dünne Glasschicht als Passivierungsmittel auf der Oberfläche des Halbleiterkörper aufzubringen und einen polymeren Schutzstoff als

t zusätzliches Passivierungsmittel zu verwenden. Diesen Lösungsweg kann man jedoch infolge der mechanischen Zerbrechlichkeit der dünnen Glasschicht nur beschränkt anwenden. Bfun kann man aber eine Anzahl von polymeren Schutzstoffen direkt auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers, also auf den Übergängen,-aufbringen, ohne daß dadurch die elektrischen Eigenschaften vermindert werden. Die Verwendung derartiger polymerer Passivierungsmittel alleine ist jedoch durch die Tatsache beschränkt, daß sie gegenüber Verunreinigungen, insbesondere gegenüber Feuchtigkeit, eine höhere Durchlässigkeit als Glas zeigen. Man glaubte daher, daß die Verwendung von polymeren Passivierungsmitteln auf Halbleiterbauelemente beschränkt ist, an die

* keine hohen elektrischen Anforderungen oder keine hohe Zuverlässigkeit gestellt wird. Perner glaubte man, die polymeren Passivierungsmittel lediglich zur Ergänzung anderer Schutzmaßnahmen verwenden zu können, beispielsweise bei Halbleiterbauelementen mit Glaspassivierung und hermetischen Packungen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung von polymeren Passivierungsmitteln für HaIb-

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lcitcrkörper cine einfache, weniger aufwendige Packung zu. schaffen, die einen äußerst guten Serrata gegenüber Verunreinigungen "bietet und auch für Halbleiterbauelemente mit hoben !Leistungen sowie mit mehreren Umfangsoberflächeη oder ünfangsrändern geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs beschriebene Halbleiterbauelement dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgeformter Isolierlrörper den Umfang des Halbleiterkörpers umschließt, daß die Kontakteinrichtungen und der vorgeforate Isolierkörper etwa einander angepaßte, beabstandete Oberflächen aufweisen und daß eine dünne Schicht aus einen polymeren Passivierungsmittel zwischen der üinfangsoberflächo des Ilalbleiterlcörpers sov;ie zwischen den Oberflächen der Ivontakteinrichtungen und der Oberfläche des vorgeformten Isolierkörpers angeordnet ist und diese Oberflächen miteinander verklebt.

Derartig aufgebaute Halbleiterbauelemente eignen sich auch insbesondere für Thyristoren hoher leistung.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Piguren beschrieben.

Die 3?ig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch ein Halbleiterbauelement nach der Erfindung.

Die Pig. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch ein anderes Halbleiterbauelement nach der Erfindung.

Die Pig. 3 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen thyristor nach der Erfindung.

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In allen Figuren ist der besseren Übersicht halber der Halbleiterkörper nicht schraffiert and seine Dicke ist übertrieben dargestellt.

Das in der Pig. 1 dargestellte Halbleiterbauelement 100 enthält einen Halbleiterkörper 102. Der Halbleiterkörper v/eist eine erste Kontaktoberflache 104- und eine davon entfernte zweite Kontaktoberfläche 106 auf. An die beiden Kontaktoberflächen grenzt eine gemeinsame Umfangsoberfläche 103 an. Innerhalb des Halbleiterkörpers erstreckt sich zwischen den Kontaktoberflächen ein Übergang 110, der mit der Umfangsoberfläche oder dem Umfangsrand eine Schnittlinie bildet. Ein erster Anschlußkörper 112 ist ohmcchleitend mit der ersten Kontaktoberfläche über ein Bindemittel 114 verbunden. Ein zweiter Anschlußkörper 116 ist ohmschleitend mit der zweiten Kontaktoberfläche über ein Bindemittel 118 verbunden. Das Bindemittel kann eine oder mehrere Schichten von gleichen oder ungleichen Metallen enthalten, was allgemein bekannt ist. Wenn es sich bei den Anschlußkörpern um ein Metall mit einem verhältnismäßig großen Wärmeausdehnungskoeffizienten handelt, beispielsweise um Kupfer, wird als Bindemittel im allgemeinen ein ■Weichlot benutzt. Wenn es sich bei den Anschlußkörpern um hitzebeständige Metalle handelt, beispielsweise um Wolfram oder Moljrbdän, die einen verhältnismäßig geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, wird als Bindemittel ein Hartlot benutzt. Das Binde- oder Klebemittel enthält im allgemeinen ,eine oder mehrere ursprünglich vorgesehene Kontaktschichten, die direkt mit der Oberfläche des Halbleiterkörpers verklebt werden, beispielsweise durch Aufsprühen, Verdampfungsplattieren, stromloses Aufbringen usw. Der Halbleiterkörper kann aus irgendeinem herkömmlichen monokristallinen Halbleitermaterial oder einer Halbleiterverbindung bestehen. In den meisten !Fällen handelt

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es sich jedoch "bei dorn Halbleiterkörper um monokristallines Silicium oder Germanium.

Der erste Anschlußkörper weist eine erste UnfangsOberfläche 120 und der zweite Anschlußkörper eine zweite Urnfangsoberfläche 122 auf. In einem etwa gleichmäßigen Abstand von den Umfangsoberflächen befindet sich eine Oberfläche 124, die von einem vorgeformten Isolierkörper 126 vorgesehen ist, der den Halbleiterkörper und die Anschlußkörper umgibt. Ein polymerisches oder polymeres Passivierungsmittel 128 ist mit der Umfangsoberfläche des Halbleiterkörpers verklebt. Das Passivierungsmittel befindet sich ferner zwischen den Umfangsoberflächen der Anschlußkörper und der benachbarten Oberfläche des Isolierkörpers.

Das polymere Passivierungsmittel kann man aus einer Gruppe von herkömmlichen polymeren Stoffen auswählen, die man direkt auf die Übergänge des Halbleiterkörpers aufbringen kann, ohne dabei die elektrischen Eigenschaften zu verschlechtern. Als Stoffe werden beispielsweise Organopolysilixane bevorzugt, die im allgemeinen als Siliconharze und Siliconkautschuk bekannt sind. Ein bevorzugtes handelsübliches Organopolysilixanist Rü!T-11. Epoxidharz, beispielsweise Epojry 10, lieferbar von der Pirma Transene, Inc., ist ebenfalls ein geeignetes polymeres Passivierungsmittel. Weiterhin kommen als polymere Passivierungsmittel Polyimide in Präge, beispielsweise Pyre-M.I». von DuPont. Ferner kann man als Passivierungsmittel Fluorocarbonpolymere benutzen, beispielsweise leflon, Teflon-PEP und KeI-P. Die polymeren Pacsivierungsmittel sollten eine dielektrische Festigkeit oder Durchschlagfestigkeit von mindestens 4000 Y/mm (100 volts/mil) jedoch vorzugsweise von mindestens 8000 V/mm (200 volts/mil) und einen spezifischen Widerstand

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von mindestens 10 Ohm-cm haben. Der vorgeformte Isolierkörper, der in einem Abstand von dem Übergang angeordnet ist, braucht v/eder einen derart hohen spezifischen Widerstand noch eine derart hohe dielektrische Festigkeit wie das polymere Passivierungsmittel zu haben, wird jedoch vorzugsweise de-rart gewählt, daß er ebenfalls diesen Anforderungen genügt, da er versehentlich mit der Umfangsoberfläche des Halbleiterkörpers in Berührung kommen kann. Der Isolierkörper kann aus Glas oder einer glasartigen Keramik hergestellt sein. Vorzugsweise ist der Isolierkörper feuchtigkeitsundurchlässig. Ss ist jedoch lediglich' erforderlich, daß der Isolierkörper gegen- w über Verunreinigungen eine beachtlich geringere Durchlässigkeit als das polymere Passivierungsmittel aufweist, um nützlich zu sein.

Die Packung des Bauelements 100 ist gleichzeitig vorgeschlagenen Packungen ähnlich, bei denen eine dünne Schicht aus Glas mit der entsprechend ausgebildeten Oberfläche eines vorgeformten Keramikkörpers verbunden wird, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient demjenigen eines SiIiciumhalbleiterkörpers etwa angepaßt ist. Ferner ist es wichtig, daß die Glasbindeschicht eine Stärke von weniger als 0,025 mm hat, um übermäßige Spannungen und Risse in dem Glas zu vermeiden.

Die vorliegende Packung weicht in einigen Punkten von den gleichzeitig vorgeschlagenen Packungen ab. Da polymere Passivierungsmittel elastische Stoffe sind, ist es nicht notwendig, daß zwischen dem Isolierkörper und dem Halbleiterkörper oder den etwa angepaßten Oberflächen der Anschlußkörper ein genauer maximaler Abstand besteht. Wenn die Stärke der polymeren Passivierungsmittelschicht größer als 0,025 mm ist, besteht keine Gefahr, daß die Schicht bricht oder reißt.

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Weiterhin ist cn nicht notwendig, daß der Isolierkörper aus einem !Material hergestellt "wird, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient denjenigen des Halbleiterkörpern angepaßt ist. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, die Auswahl für die Änschlußkörper auf hitzebeständige !■letalle mit einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten zu beschränken. Die elastischen oder federnden Eigenschaften der polymeren Passivierungsnittel verhindern, daß die unterschiedlichen Wärneausdehnungen der verschiedenen Elemente aufeinander einwirken und es zu inneren Spannungen kommt. Je dicker und je elastischer das polymere Passivierungsmittel ist, um so geringer ist die übertragene Spannung. Wenn man ein weniger elastisches polymeres Passivierungsmittel benutzt, ist es stets möglich, einen Isolierkörper zu verwenden, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient dichter bei demjenigen des Halbleiterkörper oder demjenigen der Anschlußkörper liegt. Im Grenzfall kann man ein verhältnismäßig starres polymeres Passivierungsmittel in Verbindung mit hitzebeständigen Metallanschlußkörpern und mit einem Isolierkörper verwenden, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufeinander und auf die übrigen Bauelemente abgestimmt sind. Dazu müssen jedoch die Bauelemente optimal ausgewählt werden.

Die vorliegende Packung bietet die Vorteile, daß sie stabiler ist und über einen größeren Bereich Abmessungstoleranzen ausgleicht sowie eine größere Wahl/für die Isolierkörperstoffe ermöglicht und gleichzeitig die zuvor bei polymeren Passivierungsmitteln auftretenden ITachteile beseitigt, nämlich das Eindringen von Verunreinigungen. Aus der Pig. 1 geht hervor, daß lediglich zwei schmale Ränder des polymeren Passivierungsmittels äußeren Verunreinigungen ausgesetzt sind. Die Stärke oder Dicke dieser Ränder wird mit T bezeichnet. Der Hauptabschnitt des polymeren Passivierungsmittels wird gegenüber Verunreinigungen durch den vorgeformten Isolierkörper geschützt,

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der mit der gesamten Außenoberfläche des Passivierungsmittels verbanden oder verklebt ist. Verunreinigungen, die den Übergang des Ilalbleiterkörpers erreichen v/ollen, müssen eine Strecke von L zurücklegen. Das minimale Verhältnis von L au Ψ. beträgt 5 ! 1. In allgemeinen sollte es jedoch höher sein, beispielsweise 10 : 1 bis 100 : 1 oder noch höher. Größere Verhältnisse von L : T erhält man, wenn man die Toleranzen der Umfangsoberflachen der Anschlußkörper und der angepaßten Oberfläche des Isolierkörpers in engeren Grenzen hält. Weiterhin kann man die Länge des Isolierkörpers und die Breite der Anschlußkürper vergrößern, um das Verhältnis L : T zu erhöhen. Eine v/eitere Schutzmaßnahme besteht darin, den einen Anschlußkörper vor dem Zusammenbau des Halbleiterbauelements mit dem vorgeformten Isolierkörper zu verlöten oder anderweitig undurchlässig zu verbinden, so daß lediglich der eine Rand des polymeren Passivierungsmittels Verunreinigungen ausgesetzt ist.

In der Pig. 2 ist ein Halbleiterbauelement 200 mit einem Halbleiterkörper 202 dargestellt. Der Halbleiterkörper weist eine erste Kontaktoberfläche 204 und in einem Abstand davon eine zweite Kontaktoberflache 206 auf. An die beiden Kontaktoberflächen grenzt eine Umfangsoberfläche oder ein Umfangsrand 208 an. Ein in dem Halbleiterkörper liegender Übergang 210 befindet sich zwischen den Kontaktoberflächen und bildet mit der Umfangsoberfläche eine Schnittlinie.

Ein erster Anschlußkörper 212 weist einen zentralen abgesetzten Abschnitt 214 auf. Eine hitzebeständige Metallstützplatte 216 mit einem verhältnismäßig geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten, beispielsweise aus Wolfram oder

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Molybdän, Ist zwischen der ersten Kontaktoberfläche and dem abgesetzten Abschnitt angeordnet. Um die ohmsehe Leitung von dem ersten Aiischlußkörper zu der ersten Kontaktoberfläche des Halbleiterkörpers zu erleichtern, befindet sich zwischen der Stützplatte und dem abgesetzten Abschnitt eine Kontaktschicht 218. Die Schicht kann aus Gold oder einem anderen geschmeidigen Metall bestehen, das entweder mit dem stufenförmig abgesetzten Abschnitt und bzw. oder der Stütsplatte verbunden ist. Hit der ersten Kontaktoberfläche des Halbleiterkörpers ist ebenfalls eine Kontaktschicht 220 verbunden. Bei dieser Schicht kann es sich um eine herkömmliche Kontaktschicht handeln. Die Stützplatte kann durch die Kontaktschichten entweder mit dem abgesetzten Abschnitt oder der ersten Kontaktoberfläche, aber auch mit keinem dieser Teile, jedoch niemals mit beiden Heilen verbunden oder verklebt sein. Wie es aus der Darstellung hervorgeht, sind der zweiten Kontaktoberfläche ähnliche Elemente in der gleichen Reihenfolge zugeordnet, die mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Sine dünne polymere Passivierungsmittelschicht 222 verklebt einen ringförmigen vorgeformten Isolierkörper 224· mit den gegenüberliegenden Umfangsoberflächen der Stützplatten, des Halbleiterkörpers und der Anschlußkörper. Der Isolierkörper ist derart ausgebildet, daß er sich den gegenüberliegenden Oberflächen der Anschlußkörper anpaßt. Da die Anschlußkörper, die Stützplatten und der Halbleiterkörper vor dem Eingeben des polymeren Passivierungsmittels zwischen den Isolierkörper und die zuerst genannten Bauteile keine miteinander verbundene Einheit bilden, kann man das gezeigte Bauelement, allerdings noch ohne die Passivierungsmittelschicht, in eine I?orm einsetzen und auf die Anschlußkörper eine Druckkraft ausüben. In diesem Zustand kann man über einen oder mehrere Einlaßkanäle 226 in dem vorgeformten Isolierkörper das

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polymere Passivierungsmittel zugeben. Die Länge der Einlaßkanäle beträgt mindestens das !Fünffache ihren Durchmessers, so daß Verunreinigungen, die von außen in das Passivierungsmittel einzudringen versuchen, den Übergang 210 nicht erreichen. Each Beendigung des G-ießvorganges wird das Halbleiterbauelement von der polymeren Passivierungsmittelsehicht zusammengehalten. Das Bauelement kann man in ähnlicher Weise wie die herkömmlichen Preßpackungen verwenden.

In der 3?ig. 3 ist ein [Thyristor 300 mit einem Thristorhalbleiterkörper 302 dargestellt, der in herkömmlicher Weise aufgebaut sein kann. Der Thyristorkörper enthält vier aufeinanderfolgend angeordnete Schichten 304, 306·, und 310. Die Schichten sind abwechselnd vom entgegengesetzten Leitungstyp. Im allgemeinen sind die Schichten 304 und 308 IT-leitend und die Schichten 306 und 310 P-leitend. Die Außenschichten 304 und 310 v/erden Emitterschichten genannt. Die dazwischenliegenden Schichten 306 und werden als Basisschichten bezeichnet. Zwischen den Schichten 304 und 306 befindet sich ein Emitterübergang 312. Die Schichten 308 und 310 werden von einem Emitterübergang 314 und die Basisschichten von einem Kollektorübergang 316 getrennt.

Der Thyristorhalbleiterkörper weist eine erste Kontaktoberfläche 318 und eine zweite Kontaktoberfläche 320 auf. Die Emitterschicht 304 grenzt an einen Hauptabschnitt der ersten Kontaktoberflache an. Die Basisschicht 306 bildet einen zentralen kleineren Abschnitt dieser Oberfläche. Der Ermitterübergang 312 schneidet die erste Kontaktoberfläche zwischen der Emitterschicht und der Basisschicht. Die Emitterschioht 310 grenzt an die zweite Kontaktoberfläche an.

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Eine verhältnismäßig schwach abgeschrägte Umfangeoberfläche 322 des Ilalbleiterkörpors erstreckt sich.von der ersten Kontaktoberfläche nach unten und nach außen. Diese Umfangsoberflache schneidet die Übergänge 312 und 316 unter einem spitaen Winkel. Da die Schichten 304, 306 und 303 in der genannten Reihenfolge zunehmende spezifische Widerstände aufweisen, bildet die abgeschrägte Umfangsoberfläche 322 einen negativen Neigungswinkel mit den betreffenden Übergängen. Die den negativ abgeschrägten Übergängen zugeordneten Oberflächenfeldgradienten werden im allgemeinen vermindert, wenn der Neigungswinkel kleiner als 20° ist. Eine verhältnismäßig stark geneigte Umfangsüberfiäche 324 erstreckt sich von der zweiten Kontaktoberfläche zu der schwach geneigten Umfangsoberfläche 322. Da die Schicht 308 einen höheren spezifischen Widerstand als die Schicht 310 aufweist, schneidet die Umfangsoberfläche 324 den Emitterübergang 314 unter einem positiven ITeigungswinkel. Es ist bekannt, daß ein positiver Neigungswinkel den Oberflächenfeldgradienten verteilt, wobei eine kontinuierlich zunehmende Verbesserung beobachtet werden kann, wenn der lleigungswinkel beginnend mit 90° abnimmt und sich dem Wert ITuIl nähert. In den meisten Fällen ist es daher nicht wesentlich oder nicht erwünscht, daß die Umfangsoberfläche 324 genauso flach verläuft wie die Umfangsoberfläche 322. Bei vielen Anwendungszwecken kann die Umfangsoberfläche sogar senkrecht zu den Kontaktoberflächen verlaufen. In diesem Falle wird der Übergang 314 unter einem rechten Winkel geschnitten. Im allgemeinen wird die Umfangsoberfläche 322 auf einen genauen Winkel geschliffen, um die Eigenschaften des Kollektorübergangs zu optimieren. In vielen Fällen wird für die Umfangsoberfläche 322 eine negativer Neigungswinkel von 3 bis 8° gewählt. Im Gegensatz dazu wird im allgemeinen für die Umfangsoberfläche 324 ein Neigungswinkel von

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Ms 45° gewählt, zu dessen Ausbildung der Halbleiterkörper einem Sandstrahlblasverfahren ausgesetzt wird. Die Sandstrahlblastechnik ist zwar ein übliches Herstellungsverfahren zum Ausbilden dieser Oberfläche, je-. doch leidet dabei die Gleichmäßigkeit der Umfangsoberfläche 324. Die Umfangsoberfläche 322 wird somit im allgemeinen gleichmäßig geschliffen und ihr ITeigungswinkel genau eingestellt, obwohl sich die Breite dieser UmfangsOberfläche beträchtlich ändern darf. Im Gegensatz dazu kann sich bei der Umfangsoberfläche 324 sowohl die Heigung, die Breite und die Gleichförmigkeit ändern. W Das Abschrägen von Ihyristorkristallen ist bekannt und braucht daher im einzelnen nicht beschrieben zu werden. Hierz wird auf die US-PS 3 491 272 und 3 179 860 verwiesen.

Ein erster hauptstromführender Anschlußkörper 326 ist ohmschleitend mit der Emitterschicht 304 und der ersten Kontaktoberfläche über eine Bindemittelschicht 328 verbunden. In ähnlicher Weise ist ein zweiter hauptstromführender Anschlußkörper 330 mit der zv/eiten Kontaktoberfläche über eine Bindemittelschicht 332 verbunden.

. Der erste Anschlußkörper v/eist eine Öffnung 334 auf, so daß der erste Anschlußkörper bereits außerhalb der Schnittstelle des Übergangs 312 mit der ersten Kontaktoberfläche endet. Eine 2oranschlußleitung 336 ist innerhalb des Übergangs 312 an der ersten Kontaktoberflache mit der Basisschicht 306 verbunden. Ein vorgeformter Isolierkörper 340 umschließt dicht die Toranschlußleitung und weist von der ersten Kontaktoberfläche und der be-

. nachbarten Umfangsoberfläche des ersten Anschlußkörpers einen Abstand auf und ist diesen Oberflächen entsprechend ausgebildet. Ein polymeres Passivierungsmittel 342 ist zwischen den Isolierkörper und den ersten Anschlußkörper eingebracht und mit diesem dicht verbunden.

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Sin vorgeformter¹ Isolierkörper 544 überdeckt die üinfangsoberflächen des Halbleiterkörpers und weist Oberflächen 546 ULnäL 548 auf, die den benachbarten Oberflächen der Ansehlußkorper 526 unä 550 angepaßt sind. Der Isolierkörper 544 weist ebenfalls eine abgeschrägte Oberfläche 550 auf, die der abgeschrägten Umfangsoberfläche 522 angepaßte ist. Zwischen diesen vorgeformten Isolierkörper and ä.en Umfangs— oberflächen des Halbleiterkörpers und der Anschlußkörper befindet sich ein polymeres Passiv!',-rungsmittel. Das polymere Passivierungsmittel ist mit diesen -Oberflächen verklebt. Das polymere Passivierungsmittel ist in der gleichen "Weise aasgewählt, wie es bereits im Zusammenhang mit der Pig. 1 beschrieben worden ist, so daß lediglich äußerst dünne Ränder des polymeren Passivierungsmittels "Verunreinigungen ausgesetzt sind und die Strecke, die die Verunreinigungen zurücklegen müssen, um zu einem Übergang zu gelangen, verhältnismäßig groß ist, also das obige Verhälnis von 5 : 1 mindestens gewahrt ist. Da der Übergang 512 normalerweise keine hohen Spannungen zu sperren braucht, ist eine Passivierung dieses Übergangs an der -Schnittstelle mit der ersten Kontaktoberfläche nicht erforderlich, jedoch erwünscht. Anstelle des gezeigten vorgeformten Isolierkörpers 540 kann man auch polymeres Passivierungsmittel verwenden, wenn man bereit ist, eine geringfügige Verminderung der Sperreigenschaft des Übergangs 512 hinzunehmen, was bei vielen Anwendungszwecken möglich ist.

Die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele können in mannigfacher Weise abgeändert werden. Die als Dioden dargestellten Bauelemente 100 und 200 können beispielsweise bei Verwendung eines Halbleiterkörpers mit drei Übergängen in Shockley-Dioden umgewandelt werden. Ferner kann man diese Bauelemente sehr leicht in torgesteuerte Bauelemente umformen, indem man in dem einen

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Anschlußkörper eine Öffnung vorsieht and durch diene Öffnung eine !Boranschlußleitung führt, wie es "beispielsweise "bei dem Bauelement 500 gezeigt ist. Andererseits kann das Bauelement 300 sehr leicht dadurch in eine Diode oder eine Shockley-Mode umgewandelt werden, daß die . !Doranschlußleitung weggelassen und in den ersten Anschlußkörper Iceine Öffnung vorgesehen v/ird. Abweichend davon kann man das Bauelement 300 auch zu einem !Transistor umformen, indem man einen Halbleiterkörper mit zwei Übergängen und drei Schichten verwendet. Die in der Pig. 3 fc gezeigte Packung kann man auch bei Bauelementen benutzen, die lediglich einen einzigen !Neigungswinkel des Umfangsrandes aufweisen.

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Claims (1)

1. 6645

   Pat e ntansOrüche

   Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper, der einander gegenüberliegende Hauptoberflächen und eine sich av/ischen den Hauptoberflächen erstreckende Umfangsoberfläche sowie mindestens einen die Umfangsoberfläche schneidenden Übergang aufv/eist, und mit ohmschleitenden Kontakteinrichtungen die den Eauptoberflächen des Halbleiterkörpers zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß ein vorgeformter Isolierkörper (126) den Umfang des Halbleiterkörpers (102) umschließt, daß die Kontakt einrichtungen (112, 116) und der vorgeforiate Isolierkörper etwa einander angepaßte, beabstandete Oberflächen aufweisen und daß eine dünne Schicht (128) aus einem polymeren Passivierungsmittel zwischen der Umfangsoberflache (103) des Halbleiterkörpers sowie zwischen den Oberflächen (120, 122) der Kontakteinrichtungen und der Oberfläche (124·) des vorgeformten Isolierkörpers angeordnet ist und diese Oberflächen miteinander verklebt.

   2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das polymere Passivierungsmittel ein Polyimid ist.

   3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das polymere Passivierungsmittel ein Organopolysiloxan ist.

   4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das polymere Passivierungsmittel ein Epoxidharz ist.

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   5. Halbleiterbauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgeformte Isolierkörper gegenüber Verunreinigungen eine geringere Durchlässigkeit als das polymere Passivierungsmittel zeigt.

   6. Halbleiterbauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgeformte Isolierkörper flüssigkeits- und gasundurchlässig ist.

   7. Halbleiterbauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgeformte Isolierkörper aus Glas besteht.

   8. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgeformte Isolierkörper aus einer glasartigen Keramik besteht.

   9. Halbleiterbauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) des kürzesten potentiellen Verunreinigungsweges durch das polymere Passivierungsmittel zv/ischen den Kontalcteinrichtungen (112, 116) und dem vorgeformten Isolierkörper (126) mindestens das Fünffache des Abstandes (T) zv/ischen den etwa einander angepaßten Oberflächen der Kontakteinrichtungen und des vorgeformten Isolierkörpers beträgt.

   10. Halbleiterbauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung ein Innenteil (216) und ein auf das Innenteil lose aufgesetztes Außenteil (212) enthält und daß die beiden Teile durch das polymere Passivierungsmittel (222) miteinander verklebt sind.

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   11. Halbleiterbauelement nach einem den vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgeformte Isolierkörper (224) mindestens einen mit dem polymeren Passivierungsmittel angefüllten Eingießkanäl (226) aufweist und daß die Länge des Eingießkanals mindestens das Fünffache seiner Breite beträgt.

   12. Halbleiterbauelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadu. rch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (302) vier aufeinanderfolgende Schichten (304, 306, 308, 310) vom abwechselnd entgegengesetzten Iieitungstyp aufweist, daß die Schichten drei Übergänge (312, 314, 316) bilden, daß eine erste Außenschicht dieser Schichten an eine erste Kontaktoberfläche und eine zweite Außensohicht dieser Schichten an eine zv/eite Kontaktoberflache angrenzt, daß sich die Umfangsoberfläche (322, 324). zwischen den beiden Kontaktoberflächen erstreckt, daß der ersten Kontaktoberfläche eine erste hauptstromführende Kontakteinrichtung (326) und der zweiten Kontaktoberfläche eine zv/eite hauptstromführende Kontakteinrichtung (330) ohmschleitend zugeordnet ist, daß der vorgeformte Isolierkörper (344) den Umfang des Thyristorhalbleiterkörpers (302) umgibt, daß die Hauptkontakteinrichtungen und der vorgeformte Isolierkörper etwa einander angepaßte, beabstandete Oberflächen aufweisen und· daß die dünne Schicht (352) des polymeren Passivierungsmittels zwischen der Umfangsoberfläche des Thyristorhalbleiterkörpers sowie zwischen den sich etwa angepaßten Oberflächen der Kontakteinrichtungen und des vorgeformten Isolierkörpers angeordnet ist und diese Oberflächen miteinander verklebt.

   ^.Halbleiterbauelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß an der ersten Kontaktoberfläche an einer von der ersten hauptstromführenden

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   Kontakteinrichtung durch einen Übergang (512) getrennten Stelle eine Torkontakteinrichtung (336, 333) mit einer Zwischenschicht des Thyristorhalbleiterkristalls verbunden ist und daß zwischen der Torkontakteinrichtung und der ersten hauptstronführenden Kontakteinrichtung (326) ein isolierendes Schutzmittel (340, 342) vorgesehen ist.

   14· Halbleiterbauelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß das isolierende Schutzmittel einen weiteren vorgeformten Isolierkörper (340) und eine v/eitere dünne Schicht (342) aus einem polymeren Pasivierungsmittel aufweist, die zwischen dem weiteren vorgeformten Isolierkörper, der ersten Kontaktoberfläche und dem ersten Hauptkontakt angeordnet ist und diese "Teile miteinander verklebt.

   15. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsrand des ThyristorhalbleiterkÖrpers(3O2) mindestens einen abgeschrägten Umfangsrandabschnitt aufweist, der mindestens mit einem übergang eine Schnittstelle bildet, und daß der vorgeformte Isolierkörper (344) an dieser Stelle eine entsprechend abgeschrägte Oberfläche aufweist.

   Re/Ii/Ho

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