DE969508C

DE969508C - Verfahren zur Herstellung einer gesteuerten, elektrisch unsymmetrisch leitenden Halbleiteranordnung

Info

Publication number: DE969508C
Application number: DEL13149A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Reiner Thedieck
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1952-08-18
Filing date: 1952-08-18
Publication date: 1958-06-12
Also published as: FR1088388A; GB780723A; DE966905C; NL105742C; DE969748C; GB780724A

Description

AUSGEGEBEN AM 12. JUNI 1958

L13149 VIII c/21g

Es sind bereits gesteuerte, elektrisch unsymmetrisch leitende Halbleiteranordnungen bekanntgeworden, die jedoch meistens den Nachteil aufweisen, daß sie gegen mechanische Einflüsse, sei es durch Erschütterungen von außen her oder durch Wärmeausdehnung im Betrieb, sehr empfindlich waren. Dies traf insbesondere auf den Kontakt an der sogenannten Kollektorelektrode zu, die gegenüber der Basis Gleichrichterwirkung zeigt, und an die besonders hohe Anforderungen hinsichtlich der Stabilität gestellt werden müssen.

Es sind auch bereits an kraterförmigen Ausnehmungen für Transistorelektroden Untersuchungen angestellt worden. Stets wurde aber dabei die besonders gegen Erschütterungen empfindliche Kollektorspitzenelektrode nur lose aufgesetzt oder in den Krater eingesetzt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer gesteuerten, elektrisch unsymmetrisch leitenden Halbleiteranordnung, insbesondere eines Transistors mit den Halbleitern Germanium oder Silizium. Erfindungsgemäß wird durch die den Leitfähigkeitscharakter verändernde Behandlung des Halbleiters eine kraterförmige Ausnehmung geschaffen, hierin wird dann als Elektrode, im folgenden als Kollektorelektrode be-

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zeichnet, ein Draht eingeführt und angeschmolzen, angeschweißt oder angelötet, und eine weitere Elektrode, im folgenden als Emitterelektrode bezeichnet, wird auf dem nicht behandelten Teil der Halbleiteroberfläche außerhalb der Ausnehmung, aber in deren unmittelbarer Nähe vorgesehen. Dabei können eine oder beide Elektroden als Spitzenelektroden ausgebildet sein.

Der mit dem Verfahren gemäß der Erfindung

ίο erzielte Fortschritt ist im wesentlichen darin zu sehen, daß die Halbleiteranordnung elektrisch sehr stabil ist, weil sich die Leitfähigkeitsverhältnisse etwa durch Eindiffusion aus der Elektrode nicht ändern können und weil die mechanische Stabilität durch das Festlegen der Kollektorelektrode bewirkt wird.

Das Festlegen der Elektrode kann beispielsweise entweder dadurch geschehen, daß ein in die Ausnehmung eingeführter Draht, vorzugsweise mittels Stromdurchgang, mit der Wandung verschmolzen bzw. verschweißt wird, oder aber derart, daß ein Draht mittels Metallot mit der Wandung der Ausnehmung, vorzugsweise mittels Stromdurchgang, verbunden wird.

Das Ende des Drahtes bzw. das Lötmetall kann aus Nickel oder einer nickelhaltigen Legierung bestehen. In vielen Fällen ist es besonders vorteilhaft, wenn das Ende des Drahtes bzw. das Lötmetall aus Edelmetall, vorzugsweise Gold, oder aus einer edelmetallhaltigen Legierung besteht.

Die Stabilität ist besonders hoch, wenn die Elektrode bzw. das Lötmetall die Ausnehmung zum größten Teil ausfüllt.

Der Abstand der Emitterelektrode wird mit Vorteil so gewählt, daß der kleinste Abstand zwischen ihr und der Grenze des behandelten Teiles der Halbleiteroberfläche einige μ oder einige 10 μ beträgt. Als Material für die Emitterelektrode eignet sich besonders Wolfram. Die Emitterelektrode wird auf die Halbleiteroberfläche lediglich aufgesetzt.

Außer den genannten Elektroden können noch weitere Elektroden als Hilfs- bzw. Steuerelektroden vorgesehen werden.

Die Zeichnung zeigt in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Halbleiteranordnung gemäß der Lehre der Erfindung.

Der η-leitende Germaniumblock 1 in Fig. 1 liegt auf einer Basis 2 und weist eine kraterförmige Ausnehmung 3 auf, in die die Kollektorelektrode 4 eingeführt ist. Die Ausnehmung 3 liegt in einem p-leitenden Teil 5 des Germaniumblockes 1, so daß etwa in der Nähe der gestrichelten Linie eine Sperrschicht 6 entsteht. Auch die Wandungen der Ausnehmung bestehen aus p-leitendem Material, das infolge der Erwärmung mittels Stromdurchgang bei der Behandlung des an sich n-leitenden Germaniums p-leitend geworden ist. Auf dem η-leitenden Teil des Germaniumblockes 1 liegt noch die Emitterelektrode 7 auf, die gegenüber der gestrichelt angedeuteten Grenze des p-leitenden Bereiches einen Abstand von einigen μ oder einigen 10 μ aufweist.
Fig. 2 zeigt im einzelnen, wie die Kollektorelektrode mit der Ausnehmung 3 verbunden ist und wie das Lötmetall 8 die Ausnehmung zum größten Teil ausfüllt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zur Herstellung einer gesteuerten, elektrisch unsymmetrisch leitenden Halbleiteranordnung, insbesondere eines Transistors mit den Halbleitern Germanium oder Silizium, dadurch gekennzeichnet, daß durch die den Leitfähigkeitscharakter verändernde Behändlung des Halbleiters eine kraterförmige Ausnehmung geschaffen wird, daß hierin dann als Elektrode (Kollektorelektrode) ein Draht eingeführt und angeschmolzen, angeschweißt oder angelötet wird, und daß eine weitere Elektrode (Emitterelektrode) auf den nicht behandelten Teil der Halbleiteroberfläche außerhalb der Ausnehmung, aber in deren unmittelbarer Nähe vorgesehen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Elektroden als Spitzenelektroden ausgebildet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Ausnehmung eingeführte Draht mittels Stromdurchgang mit der Wandung verschmolzen bzw. verschweißt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Ausnehmung eingeführte Draht mittels Metallot und mittels Stromdurchgang verlötet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Drahtes bzw. das Lötmetall aus Nickel oder einer nickelhaltigen Legierung hergestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 oder einem derselben, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Drahtes bzw. das Lötmetall aus Edelmetall, vorzugsweise aus Gold, oder einer edelmetallhaltigen Legierung hergestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung durch die Elektrode bzw. das Lötmetall zum größten Teil ausgefüllt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Grenze des behandelten Teiles der Halbleiteroberfläche und der weiteren Elektrode (Emitterelektrode) eine kleinste Entfernung von einigen μ eingehalten wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7 oder einem derselben, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Grenze des behandelten Teiles der Halbleiteroberfläche und der weiteren Elektrode (Emitterelektrode) eine kleinste Entfernung von einigen 10 μ eingehalten wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Elektrode (Emitterelektrode) eine «5 solche aus Wolfram verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch ι oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere (Emitterelektrode) lediglich aufgesetzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch ι oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß (außer der Trägerelektrode bzw. Basiselektrode) weitere Elektroden (Hilfs- bzw. Steuerelektroden) vorgesehen werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 502 488; Proc IRE, Bd. 40, 1952, S. 445 bis 454.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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