DE920140C

DE920140C - Verfahren zur Herstellung von Kristalloden mit einem Halbleiterkristall

Info

Publication number: DE920140C
Application number: DET6906A
Authority: DE
Inventors: Heinz Beneking
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1952-10-31
Filing date: 1952-10-31
Publication date: 1954-11-15

Description

Verfahren zur Herstellung von Kristalloden mit einem Halbleiterkristall Bei der Herstellung von Kristalloden mit einem Halbleiterkristall, wie z. B. Germanium, ist es vielfach üblich, nach erfolgter Einjustierung der Elektroden (Spitzen) das gesamte Kristallsystem oder auch nur die Berührungsstelle der Elektroden in eine dicht anschließende Umhüllung aus Kunstharz oder einem anderen geeigneten Material einzubetten. Hierdurch ergibt sich einerseits ein guter Oberflächenschutz für das oft recht empfindliche Halbleitersystem, andererseits bringt diese Maßnahme aber auch eine gute Fixierung der Abnahmeelektroden mit sich. Letzteres ist besonders bei Spitzentransitoren und Spitzengleichrichtern ein sehr wesentlicher Gesichtspunkt, da sich die elektrischen Eigenschaften solcher Anordnungen schon bei geringster Verschiebung der Spitzen aus ihrer einjustierten Lage erheblich verändern können.
Es ist bekannt, die Bildung solcher Schutzumkleidungen bei Kristalloden vorzugsweise mit Hilfe von flüssigen Gießharzen zu bewirken, welche bekanntlich unter Einfluß von Wärme zu einem festen Körper polymerisieren und in diesem Zustand harzähnliche Eigenschaften aufweisen. Es wird dann einfach das betreffende Kristallsystern in eine passend gewählte Form gebracht und diese nach erfolgter Einjustierung der Elektroden mit einem solchen Gießharz ausgegossen. Zur Herbeiführung der Polymerisation und Härtung des Gießharzes wurde bisher die besagte Form einfach in irgendeinen geeigneten Ofen hineingebracht. In anderen Fällen benutzte man hierzu auch die joulesche Wärme einer von außen auf die Form aufgewickelten Heizspirale. Da bei all diesen Härteverfahren jedoch dem System die Wärme von außen zugeführt wird, ergibt sich hierbei .der Nachteil, daß die Härtung des Gießblocks nicht in allen Teilen gleichmäßig erfolgt. Beispielsweise nehmen die äußeren, der Wärmeeinwirkung am stärksten ausgesetzten Teile sehr rasch eine große Härte an, während die weiter innenliegenden Schichten bezüglich der Härtung zurückbleiben. Diese Unterschiedlichkeit des Härtegrades an verschiedenen Stellen des Gußkörpers hat dementsprechend das Auftreten örtlich verschiedener Kontraktionswirkungen im Innern zur Folge, was seinerseits wieder das Auftreten von unerwünschten inneren Spannungen und daher die Gefahr einer Verschiebung der bereits justierten Elektroden (Spitzen) der Halbleiteranordnung mit sich bringt. Insbesondere macht sich dieser Umstand dann nachteilig bemerkbar, wenn es sich um Gießharze handelt, welche bei ihrer Polymerisation gasförmige oder andersartige Umwandlungsprodukte ausscheiden. Die äußeren, bereits gehärteten Schichten verhindern dann das Austreten dieser Umwandlungsprodukte aus den tiefer liegenden Innenschichten des Volumens, was unter Umständen zu einer .gänzlichenUnterbindung der Polymerisation in diesen Schichten führen kann. Aus dem gleichen Grunde beansprucht diese Art der Wärmezufuhr auch eine sehr lange Härtezeit, was besonders von Nachteil ist, wenn es sich um die fabrikatorische Fertigung großer Stückzahlen handelt.
Gemäß der Erfindung werden sämtliche genannten Nachteile vermieden, wenn die Härtung des zunächst in flüssiger Form vorliegenden Schutzmaterials durch kapazitive Hochfrequenzerhitzung erfolgt. Da bei dieser Form der Wärmezufuhr das gesamte Gußvolumen einer gleichmäßigen Erwärmung im Innern ausgesetzt ist, erhält man hierbei Produkte mit durch und durch gleichmäßigen Härteeigenschaften, so daß keine inneren Spannungen auftreten und eine hohe Reproduzierbarkeit der elektrischen Eigenschaften der Erzeugnisse gewährleistet ist. Da das erfindungsgemäße Verfahren außerdem eine erhebliche Verkürzung der Polymerisationszeit mit sich bringt, ist dieses besonders zur fabrikatorischen Fertigung hervorragend geeignet. Praktische Versuche haben beispielsweise bei der Herstellung von Spitzentransistoren nach diesem Verfahren ergeben, daß bei Verwendung von Gießharzen die notwendige Härtezeit pro Stück auf i bis 2 Minuten reduziert werden kann, wogegen nach dem älteren Verfahren Härtezeiten von etwa i Stunde und mehr erforderlich waren. Natürlich tritt der Effekt um so stärker in Erscheinung, je größer die dielektrischen Verluste des Gießharzes sind. Da diese in gehärtetem Zustand normalerweise geringer sind als in flüssigem, ist ein weiterer Vorteil darin zu sehen, daß eine Einwirkung des elektrischen Wechselfeldes über die zur Härtung notwendige Zeitdauer hinaus wegen der zurückgehenden Energieaufnahme des Materials ohne Schaden ist.
Die Abbildung zeigt prinzipiell, wie sich die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gestaltet. In dieser Abbildung ist mit i ein Block bezeichnet, welcher in der Mitte eine Einfräsung 2 enthält und welche die eigentliche Gußform darstellt. Diese wird nach Einbringen des Kristallsystems 3 beispielsweise mit einem geeigneten Gießharz ausgegossen und anschließend der Einwirkung eines hochfrequenten elektrischen Wechselfeldes ausgesetzt. Hierfür sind die beiden Kondensatorplatten q. und 5 vorgesehen, welche mit einer hochfrequenten Spannungswelle 6 in Verbindung stehen. Unter Einwirkung des Hochfrequenzfeldes tritt eine rasche Erwärmung des Gießharzes ein, was, wie oben beschrieben, die das ganzeVolumen2 gleichmäßig durchdringende Härte mit sich bringt. Es ist zweckmäßig, den Block i aus einem Material mit möglichst geringen dielektrischen Verlusten zu gestalten, um weitgehend zu verhindern, daß dieser im Hochfrequenzfeld ebenfalls Energie aufnimmt. Außerdem muß das Material hohe Feldstärke im Volumen 2 gestatten. Erscheint es ferner für die Härtung erwünscht, die inneren Zonen des Volumens zuerst zu härten, so läßt sich dies durch Kühlhalten der Form i ohne weiteres erreichen.
Das Verfahren läßt sich ebenso mit Vorteil auch bei der Herstellung von Flächentransistoren oder Flächengleichrichtern verwenden, die sehr häufig zum Oberflächenschutz mit einer Schutzschicht überzogen werden. Der Gesichtspunkt der Elektrodenfixierun.g ist zwar hier von untergeordneter Bedeutung, doch ist auch hier das Zustandekommen eines Überzuges mit überall gleichmäßigen Härteeigenschaften erwünscht. Auch in anderen Fällen, wo nur die die Spitzen tragende Seite des Halbleiterkristalls oder auch nur die unmittelbare Umgebung der Spitzen zur Fixierung ihrer Lage mit einem solchen Überzug versehen werden soll, ist die Erfindung mit Erfolg anwendbar. Man braucht dann beispielsweise nur das Kristallsystem selbst als unteren Abschluß einer Gießform zu verwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Kristalloden mit einem Halbleiterkristall, wie z. B. Germanium, bei welchem nach erfolgter Justierung der Spitzen auf der Oberfläche des Halbleiterkristalls zur Fixierung der relativen Lage der Spitzen -und zum Oberflächenschutz des Halbleiterkristalls entweder nur die Berührungsstelle der Spitzen oder das gesamte System in eine direkt anschließende Schutzumhüllung, wie z. B. aus Kunstharz, eingebettet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Härtung des-zunächst in flüssiger Form vorliegenden Schutzmaterials, wie z. B. ein Gießharz, durch kapazitive Hochfrequenzerhitzung erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußform aus einem Material mit möglichst geringen dielektrischen Verlusten besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußform während der Einwirkung des Hochfrequenzfeldes gekühlt wird. q..
Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzmaterial verwendet wird, das in flüssigem Zustand hohe dielektrische Verluste besitzt.
5. Verfahren nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzmaterial verwendet wird, das in festem Zustand geringere dielektrische Verluste hat als in flüssigem.