DE849461C

DE849461C - Kristallverstaerker und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE849461C
Application number: DES19579A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Henker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1950-09-25
Filing date: 1950-09-25
Publication date: 1952-09-15

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 15. SEPTEMBER 1952

S 19579 VlIIc/ 21g

Bei den Kristallverstärkern (Transistoren) mit zwei oder mehr auf einen Halbleiter, z. B. Germanium, aufgesetzten Kontaktelektroden besteht vielfach die Aufgabe, die Entfernung der Aufsatzstellen der l>eiden Kontakte sehr klein zu machen. Dies geschieht vielfach dadurch, daß die beiden Spitzen dicht nebeneinander auf eine el>en geschliffene, polierte und geätzte Halbleiterfläche oder auf zwei gegenüberliegende Punkte einer sehr dünn geschliffenen Halbleiterscheibe aufgesetzt werden. Um derart dünne Scheiben des Halbleiters herzustellen, sind t>ereits zwei Verfahren 1>ekannt. Bei dem einen werden in eine Kristallplatte zwei kugelförmige Vertiefungen an einander gegenüberliegenden Stellen der Platte so weit eingeschlifFen, bis ihre tiefsten Punkte den für den jeweiligen Halbleiter günstigsten Abstand haben, der im allgemeinen 20 bis 50 μ beträgt. Bei dem anderen Verfahren wird ein Kristall keilförmig mit sehr kleinem Keilwinkel angeschliffen. Die Kontaktspitzen können nun bei den in dieser Weise präparierten Kristallplatten auf zwei gegenül>erliegenden Punkten aufgesetzt werden und erhalten so den für die Wirkungsweise des Transistors notwendigen geringen Abstand.

Bei der Anwendung dieser Verfahren entsteht aber eine Reihe von Nachteilen. Das Einschleifen der Kugelkalotten erfordert erhebliche Zeit, und es ist sehr schwierig, den gewünschten Abstand der tiefsten Punkte der beiden Kalotten mit Sicherheit und genau herbeizuführen. Bei der Herstellung der keilförmig zugeschliffenen Kristalle müssen die Kontaktspitzen dicht ander dünnen scharfen Kante auf zwei gegenüberliegenden Punkten aufgesetzt werden. Diese Kante ist aber sehr empfindlich und

zerbric'ht deshalb ζ. B. bei der Justierung der Kontaktspitzen leicht.

Die Erfindung geht deshalb einen neuen Weg und schlägt vor, in den Kristallkörper mit einer dünnen Schleifscheibe, deren Außenkanten zweckmäßig abgerundet sind, von beiden Seiten an gegenüberliegenden Stellen rinnenförmige Vertiefungen in den Halbleiter einzuschleifen. Um einen keilförmigen Transistor zu erhalten, müssen diese rinnenförmigen Vertiefungen so weit eingeschliffen werden, daß sie .sich gegenseitig durchdringen, dadurch entstehen keilförmig aufeinander zu laufende Flächen, die infolge der geringen Breite der Rinne und der Krümmung der Flächen eine äußerst stabile Kante bilden.

Die Vorteile der Erfindung sind erheblich. Das abzuschleifende Volumen und die zu bearbeitende Oberfläche sind wesentlich kleiner als bei den bisher bekannten Verfahren, so daß beim Schleifen ein erheblicher Zeitgewinn erzielt werden kann. Außerdem kann durch geeignete Anordnung der Schleifeinrichtung in leichter Weise sichergestellt werden, daß die Mittellinien der schmalen Rinnen in genau einer Ebene liegen. Der außerordentlich kleine Krümmungsradius des schmalen Rinnenprofils hat außerdem zur Folge, daß der Transistor stabiler, insbesondere die Gefahr des Ausbrechens der Kanten beim keilförmigen Transistor wesentlich verringert wird. Auch das Justieren der aufzusetzenden Kontaktspitzen wird wesentlich erleichtert, da die Spitzen beim Aufsetzen meist schon von selbst in die tiefsten Stellen der engen Rinne hineingleiten. Schließlich können auch Schleifscheiben mit verhältnismäßig großem Durchmesser verwendet werden, so daß ihre Schleifgeschwindigkeiten am Umfang größere und günstigere Werte annehmen als z. B. beim Einschleifen der Kugelkalotten mit kleinem Durchmesser bei den bekannten Transistoren.

Ein Ausführungsbeispiel eines in der erfindungsgemäßen Weise hergestellten Kristallplättchens für Transistoren zeigt Fig. 1 in vergrößertem Maßstab (etwa 10: 1) im Aufriß, Grundriß und Seitenriß. In ihr bedeutet 1 den Halbleiterkristall, der z. B. aus Germanium oder Silicium besteht. In den Kristall ist von beiden Seiten je eine Rille 2, 3 so eingeschliffen, daß an der rechts dargestellten Seite des Kristallseine Keilfläche mit kleinem Keilwinkel entsteht. Die Breite dieser Rinne ist, wie im Grundriß (s. Fig. ι unten) gezeigt ist, sehr klein. Hierdurch und durch die Abrundung der Kanten der Schleifscheibe entsteht beim Durchdringen der l>eiden Rillen eine halbkreisförmig in das Innere gebogene Keilkante 4, die infolge ihrer Form sehr stabil ist und auch bei verhältnismäßig hohen mechanischen Beanspruchungen nicht ausbricht. Die Kontaktspitzen 5,6 werden bei dem erfindungsgemäßen Transistor dicht an der keilförmigen Kante 4 in der in Fig. 1 gezeigten Weise aufgesetzt. Aus dem Seitenriß (links unten in Fig. 1) ist er- [ sichtlich, daß die Spitzen hierbei ohne besondere Maßnahmen bestrebt sind, in die Mitte der Rinne zu gleiten. Da außerdem bei der Justierung der Spitzen ihr Abstand von der vorderen Keilkapte leicht kontrolliert und gleich groß gemacht werden kann, ist es in einfacher Weise möglich, ein genaues Gegenüberstehen der beiden Kontaktspitzen 5, 6 zu gewährleisten.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt ebenfalls in vergrößertem Maßstab Fig. 2. Dort sind in den Kristall 1 zwei rinnenförmige Vertiefungen 2, 3 so tief eingeschliffen, daß ihre sich gegenüberliegenden tiefsten Punkte nur einen geringen Abstand voneinander haben. In diese Rinne werden dann in der auch bei kugelförmig geschliffenen Vertiefungen üblichen Weise die Kontaktspitzen 5,6 eingesetzt, die zusammen mit dem Kristall 1 die drei Elektroden des Transistors bilden. Auch hier ist die Festigkeit des Transistors wesentlich größer als bei den kugelförmig geschliffenen Transistoren, und beim Einsetzen der Kontaktspitzen ist die Justierung dadurch erleichtert, daß die Spitzen in den schmalen Rinnen von selbst in die Mitte gleiten und nur noch in einer Richtung genau gegenübergestellt werden müssen (s. den Seitenriß in Fig. 2 links unten).

Die Erfindung ist nicht auf Transistoren mit nur zwei gegenüberstehenden Kontakten beschränkt, sondern bietet auch bei Transistoren mit mehr als einem Kontaktpaar bzw. mit mehr als zwei aufzusetzenden Kontaktspitzen wesentliche Vorteile. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Transistors mit zwei Kontaktpaaren auf einem gemeinsamen Kristallplättchen 1 zeigt Fig. 3 im Schnitt und in der Draufsicht, bei der ähnlich wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 in das Kristallplättchen 1 zwei rinnenförmige Vertiefungen 8, 9 eingeschliffen sind, jedoch so tief, daß sich dieRinnen gegenseitig durchdringen. Auf diese Weise entstehen zwei keilförmige Kanten 10, 11. Auf jede dieser Kanten können nun in der in Fig. 3 gezeigten Weise je zwei Kontaktspitzen 12, 13 bzw. 14, 15 aufgesetzt werden und ergeben somit einen Transistor mit einem gemein samen Kristall und zwei Kontaktpaaren.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Herstellung von Kristallverstärkern, bei dem mindestens- zwei Kontaktelektroden auf je eine Teilfläche eines Halb: kiterkörpers so aufgesetzt werden, daß die Berührungsflächen, insbesondere -punkte der Elektroden mit dem Halbleiter nur durch eine dünne Wandung des Halbleiters voneinander getrennt sind, vorzugsweise Keiltransistor, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die eine Teilfläche durch Einschleifen einer schmalen Rinne in den Halbleiterkörper, der insbesondere aus Germa^ nium oder Silicium l>esteht, mittels einer dünnen Schleifscheibe erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Schleifscheiben abgerundet sind.
3. Kristallverstärker, hergestellt nach einem Verfahren der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge-

kennzeichnet, daß die eingeschliffenen Rinnen parallel zueinander liegen.
4. Kristallverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinien der eingeschliffenen Rinnen in einer Ebene liegen.
5. Kristallverstärker nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnen so tief eingeschliffen sind, daß keilförmige Kanten am Halbleiterkörper entstellen (Fi?- ι)·
6. Kristallverstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rinnen so tief eingeschliffen sind, daß zwei keilförmige Kanten am Halbleiterkörper entstehen (Fig. 3).
7. Kristallverstärker nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnen nur so tief eingeschliffen sind, daß ihre tiefsten Punkte den für den Abstand der Kontaktelektroden geeigneten geringen Abstand hal>en (Fig. 2).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 5359 9.