DE2548060C2 - Halbleitervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Halbleitervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Description

me Sperre gegen das Eindringen von Feuchtigkeit, Gasen, Ionen und anderen Störstoffen aus dem die fertige Anordnung umgebenden Medium bildet. Da aber die hierzu zur Verfügung stehenden Stoffe trotz ihrer erheblichen Temperaturbeständigkeit und sonstigen günstigen mechanischen Eigenschaften zu Rißbildungen neigen, ist eine äußere Teilschicht 5 aus einem organischen Isoliermaterial vorgesehen, welche die innere Schicht 4 und eventuell in dieser vorhandene schwache Stellen, z. B. Mikrorisse, Pinholes, wirksam gegen außen schützt Bemißt man die Stärke der inneren Teilschicht 4 auf mindestens 0,6 μΐη und die der äußeren Teilschicht 5 auf mindestens 3—4 μπι, so kann auf eine weitere Umhüllung der Halbleitervorrichtung, also auch auf ein Gehäuse, verzichtet werden.
Um eine Halbleitervorrichtung gemäß der Figur herzustellen, ist folgendes Verfahren erforderlich: Nach dem Aufbringen der inneren Teilschicht 4 *uf der gesamten Oberfläche der zu schützenden Halbleitervorrichtung werden in dieser zunächst die zu den einzelnen leitenden Anschlüssen 3 führenden Kontaktierungsfenster unter Verwendung einer Photolackmaske geätzt, wodurch jedoch sicher zu stellen ist, daß nur die Metallisierung aber nicht die innere Isolierschicht 2 zutage tritt. Dann wird die äußere Isolierschicht 5 aus organischem Isoliermaterial, insbesondere eine Photolackschicht oder Polyamidschicht, derart auf die innere Teilschicht 4 aufgebracht, daß diese auch in den Kontaktierungsfenstern völlig von der äußeren Teilschicht 5 abgedeckt ist, während andererseits in den einzelnen Kontaktierung*- fenstern je ein Teil des zu diesem Kontaktierungsfenster gehörenden leitenden Anschlusses 3 von den beiden Teilschichten 4 und 5 unbedeckt bleibt. Sorgt man bei der Bemessung der Kontaktierungsfenster in der inneren Teilschicht 4 dafür, daß längs der gesamten Umrandung des Kontaktierungsfensters der inneren Teilschicht 4 diese in Verbindung mit dem leitenden Anschluß 3 verbleibt, so wird nach Ausfüllung des so erhaltenen Kontaktierungsfensters mit dem Metall des Elektrodenkörpers 6, z. B. durch Aufdampfen, Galvanik oder Aufstäuben eines Kupfer-Goldgemisches, dieser durch das Material der äußeren Teilschicht 5 von der inneren Teilschicht 4 distanziert.
Verwendet man als Material für die äußere Teilschicht 5 ein lichtempfindliches Isoliermaterial, also einen Photolack, so wird durch entsprechende Belichtung der ganzflächig aufgebrachten Isolierschicht und nachfolgendem Entwickeln aus ihr die äußere Teilschicht 5 geformt und dann durch Tempern stabilisiert. Gute Erfahrungen wurden z. B. mit Negativphotolacken oder mit Polyimid gemacht, wobei man mit Temperungszeiten von 30 bis 40 Minuten unter gleichzeitiger Anwendung einer Behandlungstemperatur von 150—400° C eine elektrisch vorzügliche und standfeste Abdeckung der inneren Teilschicht 4, also die angestrebte Stabilisierung erhält.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Halbleitervorrichtung mit einem Halbleiterkörper, einer als Schutzschicht für die pn-Obergänge des Halbleiterkörpers dienenden ersten Isolierschicht aus anorganischem isoliermaterial und mindestens einen mit der Halbleiteroberfläche verbundenen leitenden Anschluß, bei der auf der ersten Isolierschicht eine aus zwei Teilschichten bestehende zweite Isolierschicht derart aufgebracht ist, daß lediglich ein zu dem elektrischen Anschluß führendes und mit einem Elektrodenkörper ausgefülltes Kontaktierungsfenster ausgespart ist, und bei der schließlich die innere Teilschicht der zweiten Isolierschicht aus einem anorganischen Isoliermaterial und die äußere Teilschicht aus einem organischen Isoliermaterial bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenkörper (6) von der inneren Teilschicht (4) durch die das Kontaktierungsfenster unter Bildung einer ringförmigen Berührungszone mit dem leitenden Anschluß (3) auskleidende äußere Teilschicht (5) getrennt ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Halbleitervorrichtung.
Eine derartige Halbleitervorrichtung und ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 24 55 357 bekannt Bei derartigen Halbleitervorrichtungen grenzt die innere Teilschicht unmittelbar an den Elektrodenkörper an. Dabei kann sich aufgrund von thermischen Ausdehnungen des Elektrodenkörpers eine Beschädigung der mechanisch empfindlichen aber gegen das Eindringen von Fremdstoffen unentbehrlichen inneren Teilschicht einstellen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Halbleitervorrichtung zu schaffen, bei der eine gegen Temperaturschwankungen unempfindliche Abdichtung zwischen dem Halbleiterkörper und dem Außenraum entlang der Oberfläche des leitenden Anschlusses und des Elektrodenkörpers erreicht wird.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst
Durch Temperaturschwankungen bedingte Volumenänderungen des metallischen Elektrodenkörpers werden durch die äußere Teilschicht abgefangen und können sich dsjher nicht auf die mechanisch empfindliche innere Teilschicht auswirken. Andererseits ist die Elasti-
2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Teilschicht (4) 25 zität und das Haftvermögen der äußeren Teilschicht soaus mindestens einem der Stoffe SiO2, Si3N4, alkali- wohl in bezug auf den Elektrodenkörper als auch in freiem Glas, die äußere Teilschicht (5) aus getemper- bezug auf die innere Teilschicht aus anorganischem Matern Photolack und der Elektrodenkörper (6) aus ei- terial so groß, daß es nicht zu einem Aufreißen der nem Gemisch aus Kupfer und Gold bestehen. Abdichtung zwischen dem Elektrodenkörper und der
3. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervor- 30 anorganischen inneren Teilschicht aufgrund von Temrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei dem auf die peraturschwankungen kommen kann, einschließlich ihrer pn-Übergänge, ersten Isolier- Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist Geschieht und leitenden Anschlüsse fertiggestellte genstand des Anspruchs 2.
Halbleitervorrichtung die innere und die äußere Ein vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen der erfin-
Teilschicht der zweiten Isolierschicht ganzflächig 35 dungsgemäßen Halbleitervorrichtung ist Gegenstand
aufgebracht und von den leitenden Anschlüssen un- des Anspruchs 3.
ter Bildung von Kontaktierungsfenstern, die jeweils Die Verwendung von SiO2 und SbN4 für anorganische
mit einem metallischen Elektrcdenkörper ausgefüllt Isolierschichten auf einem Halbleiterkörper und von
werden, wieder soweit entfernt werden, daß ein ring- Photolack für organische Isolierschichten ist aus der
förmiger Berührungskontakt zwischen der inneren 40 DE-AS 17 64 977 bekannt.
Teilschicht und dem betreffenden leitenden An- Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin-
schluß verbleibt, dadurch gekennzeichnet, daß das dung anhand der einzigen Figur näher erläutert.
Abätzen der inneren Teilschicht (4) von den leiten- Ein mit pn-Übergängen, Schutzschichten und Elek-
den Anschlüssen (3) unter Anwendung einer Photo- troden versehener, insbesondere aus einkristallinem Silack-Ätztechnik vor dem Aufbringen der äußeren 45 licium bestehender scheibenförmiger Halbleiterkörper
Teilschicht (5) erfolgt und daß das Material der äußeren Teilschicht (5) von den einzelnen leitenden Anschlüssen (3) nur soweit entfernt wird, daß die innere Teilschicht (4) überall von der äußeren Teilschicht (5) abgedeckt bleibt.
1 ist an seiner Oberfläche bis auf Zonen, an denen er durch leitende Anschlüsse 3 unmittelbar kontaktiert ist, mit einer SiO2-Schicht 2 bedeckt. Der Halbleiterkörper 1 ist durch eine zweite Isolierschicht zu einer Halbleitervorrichtung vervollständigt. Diese besteht aus einer inneren Teilschicht 4 aus anorganischem Isoliermaterial
und einer äußeren Teilschicht 5 aus einem organischen
Isoliermaterial. Beide Teilschichten 4 und 5 sind so ausgestaltet, daß sie lediglich den den betreffenden leiten-
Die Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung mit 55 den Anschluß 3 aussparen, während die innere Isoliereinem Halbleiterkörper, einer als Schutzschicht für die schicht 2 und die übrige Oberfläche der zu schützenden
Halbleitervorrichtung vollständig durch die beiden Teilschichten 4 und 5 abgedeckt ist. Schließlich ist das durch die Aussparung bedingte Kontaktierungsfenster mit dem Elektrodenkörper 6 für einen externen Anschluß ausgefüllt.
Als Material für die innere Teilschicht 4 können z. B. folgende anorganische Isolierstoffe dienen: S1O2, S13N4. Al2Oj und alkalifreies Glas (insbesondere Pb-haltiges
ausgespart ist.\ind befder schließlich die innere Teil- 65 Glas). Die äußere Teilschicht 5 besteht zweckmäßig z. B. schicht der zweiten Isolierschicht aus einem anorgani- aus getemperten Photolack oder Polyimid. Die innere sehen Isoliermaterial und die äußere Teilschicht aus ei- Teilschicht 4 wird in ihrer Stärke und Beschaffenheit so nem organischen Isoliermaterial bestehen. gewählt (zweckmäßig 0,6-1,2 μπι), daß sie eine wirksa-
pn-Obergänge des Halbleiterkörpers dienenden ersten Isolierschicht aus anorganischem Isoliermaterial und mindestens einen mit der Halbleiteroberfläche verbundenen leitenden Anschluß, bei der auf der ersten Isolierschicht eine aus zwei Teilschichten bestehende zweite Isolierschicht derart aufgebracht ist, daß lediglich ein zu dem elektrischen Anschluß führendes und mit einem Elektrodenköiper ausgefülltes Koniakiierungsfenster
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