DE2631810C3 - Planares Halbleiterbauelement - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein planares Halbleiterbauelement
mit mindesten einer, mit dem Halbleiterkörper einen pn-übergang bildenden Zone, die über eine auf
einer isolierenden Oberflächenschicht verlaufende Leiterbahn mit einem Kontaktfleck leitend verbunden
ist, an dem mittels Thermokompression ein Anschlußdraht angebracht ist. Solche Kontaktsysteme mit
verbreiterten Kontakten sind beispielsweise aus der Zeitschrift »Solic-State Electronics« Band 8, 1965,
Seiten 735-745, bekannt.
Bei der Massenkontaktierung derartiger Halbleiterbauelemente, insbesondere mittels automatischer Kontaktiermaschinen,
treten um so häufiger Fehlkontaktierungen auf, je kleiner die Kontaktflecke bemessen
werden, da die Kompressionskontakte aufgrund der den Kontaktierungsmaschinen anhaftenden Toleranzen reproduzierbar
nicht exakt zentrisch auf den Kontaktflekken aufgesetzt werden können. Dies hat aber bei
Hochfrequenzbauelementen den Nachteil der Vergrößerung und Schwankungen der Kapazitäten zwischen
den mit den Kontaktflecken versehenen Leitbahnen und der Zone des Halbleiterkörpers unter den mit den
Kontaktflecken versehenen Leitbahnen zur Folge, da zu der Kapazität der Kontaktflecken noch zusätzlich die
Kapazität des bei fehlerhafter Kontaktierung überlappenden Teils des Thermokompressionskontaktes hinzukommt
Entsprechend den Flächenschwankungen dieser überlappenden Teile weisen die kontaktierten Bauelemente
Schwankungen der obenerwähnten Kapazitäten zwischen den mit den Kontaktflecken versehenen
Leitbahnen und dem darunterliegenden Halbleiterkörper auf, der bei Planartransistoren die Kollektorzone ist
Bei Hochfrequenz-Planartransistoren sind daher insbesondere Schwankungen und überhöhte Rückwirkungskapazitäten (Ci2) zur Kollektorzone betroffen, in die die
Basiszone mit der Emitterzone eingesetzt ist
Man kann zwar einerseits die betroffenen Kapazitäten durch dickere Oxidschichten verringern; dies führt
aber zu Nachteilen im Herstellungsprozeß (lange Oxidätzzeiten, starke Unterätzung) und vermindert
nicht die Streuung der Kapazitäten. Andererseits können diese Kapazitätsstreuungen zwar durch Vergrößerung
der Kontaktflecke vermindert werden, was aber zur Erhöhung der mittleren Kapazitäten führt
Aufgabe der Erfindung ist daher die Verminderung der Zuleitungskapazitäten und der Abhängigkeit der
Streuung von Zuleitungskapazitäten von den Streuungen des Kontaktierungsortes bei der Massenkontaktierung
von planaren Halbleiterbauelementen mit verbreiterten Kontakten mittels Thermokompression. Die
vorstehend genannte Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 genannte
Ausbildung des Kontaktflecks gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausbildungen sind
in den Unteransprüchen gekennzeichnet
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Schnitt senkrecht zum Halbleiterkörper Yi einer planaren pn-Diode mit einem Thermokompressionskontakt
an einem Kontaktfleck einer Leiterbahn,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig.3
eines Hochfrequenz-Planartransistors, F i g. 3 die Aufsicht auf den Planartransistor der
Fig.2und
Fig.4 in Aufsicht eine weitere Ausführungsform des
Kontaktflecks.
Die F i g. 1 zeigt die Schnittansicht einer planaren pn-Diode, deren pn-übergang 15 an der Halbleiteroberfläche
von der Oxidschicht 12 abgedeckt ist. Die Zone 13 ist mit der Leiterbahn 10 kontaktiert, die den
Kontaktfleck 1 zum Anbringen des Thermokompressionskontaktes 2 aufweist.
Da der Kontaktierungsort des Thermokompressionskontaktes 2 auf dem Kontaktfieck 1 bei einer
Kontaktierung, insbesondere bei einer automatischen Kontaktierung, nicht exakt festgelegt werden kann, mu3
der Kontaktfleck 1 eine gewisse Mindestgröße aufweisen, wenn überlappende Teile des Thermokompressionskontaktes
2 im Interesse kleinster Schwankungen der Kapazität zum Halbleiterkörper 14 mit der
Isolierschicht 12 als Dielektrium aufgrund überlappender Teile des Thermokompressionskontaktes über die
Berandung des Kontaktflecks 1 hinaus vermieden werdensollen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann
im einfachsten Falle bei einer solchen planaren
pn-Diode dadurch gelöst werden, daß der Kontaktfleck 1 innerhalb seiner zur Kontaktierung benötigten
Kontaktierungsfläche mit dem Thermokompressionskontakt 2 durchbrochen ist, wie die Fig.3 bei einer
Aufsicht auf einen Planartransistor zeigt.
Der Kontaktfleck 1 kann zur Lösung desselben
Problems auch in Teilflecke unterteilt werden, wie die F i g. 4 anhand einer Aufsicht auf einen Planartransistor
veranschaulicht
Die F i g. 2 zeigt die Schnittansicht entlang der Linie A-A der F i g. 3 durch das Halbleiterplättchen 7 eines
Hochfrequenz-Planartransistors. In das Halbleiterplättchen 7 werden unter Anwendung des allgemein
bekannten Planardiffusionsverfahrens die Basiszone 15 und in diese Basiszone 15 die Emitterzone 16
eindiffundiert. Das Halbleiterplättchen 7 stellt die Kollektorzone dar und wird an einer Oberflächenstite
von der Isolierschicht 12 abgedeckt
Während die Emitterzone 16 von der Leitbahn 110 kontaktiert ist wird die Basiszone 15 von zwei
Leitbahnen 111 kontaktiert, wie die F i g. 3 veranschaulicht Die Kontaktfiecke 11 sind gemäß der Fig.3
innerhalb ihrer Umrandungen netzartig durchbrochen. Daran werden die Thermokompressionskontakte 2
angebracht, die in der F i g. 3 nicht dargestellt sind.
Beide netzartig durchbrochenen Kontaktflecke 11 weisen gemäß der F i g. 3 noch je einen Kontaktbereich
9 auf, dessen Fläche zur vorübergehenden Kontaktierung mittels einer Kontaktnadel bei der Messung und
Markierung der einzelnen Planartransistoren vor dem Zerbrechen der Platte verwendet wird.
Als weitere Besonderheit weist der Hochfrequenz-Planartransistor
gemäß den Fig.2 und 3 unter den Kontaktflecken 11 je eine planare Zone 6 vom
Leitungstyp der Basiszone 15 auf, welche mit dem Halbleiterkörper 7 einen pn-übergang 8 bildet. Diese
Zone 6 dient zur weiteren Verminderung der Kapazität zwischen den mit dem Kontaktfleck 11 verbundenen
Leitbahnen 111, die zur Kontaktierung der Basiszone 15 dienen, und dem Halbleiterplättchen 7, welches die
Kollektorzone bildet. Die planare Zone 6 ist über den Ansatz 112 des Kontaktflecks 11 der Leitbahn 110 an die
Emitterzone 16 kontaktiert. Diese Maßnahme ist zwar der Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden
Aufgabenstellung förderlich, ist aber aus der US-PS 33 73 323 bekannt.
Die Kapazität zwischen dem Kontaktfleck 11 und dem die Kollektorzone bildenden Halbleiterplättchen 7
ist weitgehend unabhängig vom Kontaktierungsort des Thermokompressionskontaktes 2, falls dessen Rand
nicht über die Berandung der planaren Zone 6 hinausgeht und falls dessen Kontaktierungsfläche mit
dem Kontaktfleck 11 größer ist als die Fläche des Kontaktbereichs und der Masebenweite des netzförmig
durchbrochenen Kontaktflecks 11. Diese Kontaktfläche des Thermokompressionskontakts 2, d. h.
seine Stirnfläche, beträgt wie die Fig.2 zeigt etwa V4
bis V5 der Gesamtfläche der zur Kontaktierung benötigten Kontaktierungsfläche innerhalb der Berandung
des Kontaktflecks 11.
Während bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 2 und 3 auch die von der Stirnfläche des Kompressionskontaktes
2 nicht bedeckten Teile des Kontaktflecks 11 einen Beitrag zur Kapazität zwischen der Basis und dem
Kollektor des Planartransistors liefern, da diese nicht bedeckten Teile elektrisch leitend mit den Leitbahnen
Ul verbunden sind, veranschaulicht die Fig.4 eine Ausführungsform, bei der von der Stirnfläche des
Thermokompressionskontakts 2 nicht bedeckte Teilflecken 30 des Kontaktflecks keinen Beitrag mehr zu
dieser Basis-Kollektor-Kapazität liefern.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß der Fig.4 ist der Kontaktfleck in einen
Kontaktbereich 9 und in Teilflecke 30 und 31 aufgeteilt, von denen die beiden Teilflecke 31 mit dem Kontaktbereich
9 über je eine elektrisch leitende Verbindung 5 kontaktiert sind. Der Kontaktbereich 9 ist seinerseits
mit der Leiterbahn 4 verbunden.
Diese mit dem Kontaktbereich 9 über je eine elektrisch leitende Verbindung 5 kontaktierten Teilflekke
31 liegen vorzugsweise in Richtung maximaler Schwankungen des Kontaktierungsortes der zum
in Anbringen der Thermokompressionskontakte 2 verwendeten
automatischen Kontaktiermaschine. Dies wird verständlich, wenn man annimmt, daß die
Kontaktfläche des Thermokompressionskontaktes 2 nicht mehr den Rand des Kontaktbereichs 9 erreicht;
r> dieser Fall tritt ein, wenn der Kontaktierungsort extrem vertikal auswandert. Fehlten in diesem Falle die
elektrisch leitenden Verbindungen 5, so wäre die Leiterbahn 4 an der Basiszone nicht mehr mit ihrer
Zuleitung verbunden. Die nicht über die Verbindungen 5 mit der Leiterbahn 4 elektrisch leitend verbundenen
Teilflecke 30 bilden dabei lediglich Stützpunkte für den Thermokompressionskontakt 2 und sind ohnehin über
das Material des Kompressionskontakts 2 mit der Leiterbahn 4 kontaktiert.
Die Teilflecke 30 und 31 können jede denkbare Flächenform aufweisen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Planares Halbleiterbauelement mit mindestens einer, mit dem Halbleiterkörper einen pn-Obergang
bildenden Zone, die über eine auf einer isolierenden Oberflächenschicht verlaufende Leiterbahn mit
einem Kontaktfleck leitend verbunden ist, an dem mittels Thermokompression ein Anschlußdraht
angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktfleck (1, 11) innerhalb seiner zur
Kontaktierung mit dem Thermokompressionskontakt (2) benötigten Kontaktierungsfläche durchbrochen
oder in Teilflecke (30,31) unterteilt ist
2. Planares Halbleiterbauelement nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktfieck (1) in Teilfleckc (30, 31) aufgeteilt ist, von denen
mindestens ein Teilfleck (31) mit der Leiterbahn (4) über eine elektrisch leitende Verbindung kontaktiert
ist.
3. Planares Halbleiterbauelement nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teilfleck (31) mit einer elektrisch leitenden Verbindung
(5) in Richtung maximaler Schwankungen der Kontaktierungsorte der Thermokompressionskontakte
bei einer Massenkontaktierung angeordnet ist.
4. Planares Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktfleck
(11) innerhalb seiner Umrandung netzartig durchbrochen ist.
5. Planares Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kontaktfleck (1,11; 30,31) einen Kontaktbereich (9)
aufweist, dessen Flächengröße zur vorübergehenden Kontaktierung mittels einer Kontaktnadel ausreicht.
6. Planares Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
unter dem Kontaktfleck (1, 11; 30, 31) eine planare Zone (6) angeordnet ist, welche mit dem Halbleiterkörper
(7) einen pn-übergang (8) bildet.
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OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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