DE2125106A1 - Halbleiterbauelement - Google Patents
HalbleiterbauelementInfo
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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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,10
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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- ίο -
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
../12
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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.
../13
10 9 849/1762
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
• ./14 1G9849/17S2
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)
- 6645Pat e ntansOrücheHalbleiterbauelement 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.1098 4 9/1762../165. 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.109849/1782 ../1711. 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../18 109849/1762Kontakteinrichtung 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/Ho109849/1762
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