DE1113521B - Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen zweier dicht nebeneinander-liegender Elektroden an Halbleiterkoerpern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen zweier dicht nebeneinander-liegender Elektroden an HalbleiterkoerpernInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
S64847Vnic/21g
ANMELDETAG: 10. SEPTEMBER 1959
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:
7. SEPTEMBER 1961
Bei Halbleiteranordnungen kann die Aufgabe auftreten, paarweise dicht nebeneinanderliegende, vorzugsweise
extrem kleinflächige metallische Kontakte auf der Oberfläche von Halbleiterkristallen herzustellen.
Ein Beispiel hierfür bietet die Herstellung des S als MESA-Transistor bekannten Typs. Hier wird in
einem beispielsweise p-leitenden Halbleiterkristall zunächst durch Eindiffundieren eines dampfförmigen,
den entgegengesetzten Leitungstyp erzeugenden Aktivators, z. B. von Arsen oder Antimon, eine dünne
η-leitende Oberflächenschicht erzeugt. Diese Schicht wird mit paarweise dicht nebeneinanderliegenden
metallischen Elektroden versehen, von denen die eine in gleichrichtender, die andere in sperrfreier Verbindung
mit der umdotierten Schicht der Halbleiter-Oberfläche steht. Die eine Elektrode wird durch Aufdampfen
eines mit der umdotierten Schicht sperrfrei kontaktierenden Metalls, z. B. von mit Antimon oder
Arsen versetztem Gold, die andere durch Aufdampfen eines den der umdotierten Schicht entgegengesetzten
Leitungstyp hervorrufenden Metalls, im Beispiel Aluminium oder Indium, erzeugt. Bei der sich an das
Aufdampfen anschließenden Wärmebehandlung legieren die beiden aufgedampften Metallelektroden in
die umdotierte Halbleiterschicht ein und erzeugen die gewünschten Kontakte. Sie dienen als Emitter- und
Basiselektrode, während die Kollektorelektrode durch Einlegieren eines sperrfrei kontaktierenden Metalls in
das durch die erstgenannte Umdotierung unbeeinflußt gebliebene Gebiet des Halbleiterkristalls, beispielsweise
von Aluminium oder Indium, hergestellt wird. Die umdotierte Halbleiterschicht wird für gewöhnlich
bis auf die unmittelbare Umgebung der beiden aufgedampften Elektroden durch Ätzen abgetragen. Die
aufgedampften und einlegierten Elektroden werden dann mit Anschlußdrähten versehen.
Bei der Herstellung dieses Transistors handelt es sich um eine schwierige, mit großer Sorgfalt durchzuführende
Arbeit. Schon beim Erzeugen der umdotierten Schicht soll eine möglichst große Präzision angestrebt
werden. Aber auch die Herstellung der beiden benachbarten Elektroden stellt hohe Anforderungen
in bezug auf Maßhaltigkeit, denn von der Reproduzierbarkeit der Abmessungen dieser beiden Elektroden
hängt es in hohem Maße ab» ob die Schwankungto der elektrischen Eigenschaften solcher Transistoren
innerhalb der bei anderen Transistoren üblichen Grenze bleiben. Um einen Begriff über die zu beherrschenden
Größenordnungen zu geben, sei darauf hingewiesen, daß bei Mesatransistoren die einander
benachbart aufgedampften, als Emitter- und Basiselektroden dienenden Anschlüsse üblicherweise eine
Verfahren und Vorrichtung
zum Erzeugen zweier dicht nebeneinanderliegender Elektroden an Halbleiterkörpern
zum Erzeugen zweier dicht nebeneinanderliegender Elektroden an Halbleiterkörpern
Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2
München 2, Witteisbacherplatz 2
Andreas Weißfloch, München,
Otto Frodl, Kreuzstraße bei Holzkirchen,
und Dr. Reinhard Dahlberg, Freiburg (Breisgau),
sind als Erfinder genannt worden
Fläche von je 25 · 50 μ2 und einen gegenseitigen Abstand
von 10 bis 20 μ besitzen. Es wird angestrebt, diese Größen noch erheblich zu unterschreiten.
Zur Erzeugung dieser Kontaktstellen wird üblicherweise das sogenannte Schrägaufdampfverfahren benutzt.
Dieses arbeitet nach dem folgenden Prinzip: Über der zu kontaktierenden Halbleiteroberfläche ist
mit Abstand eine Schablone angeordnet, welche beispielsweise aus einem thermisch hochbeständigen,
gegen den Halbleiterkristall möglichst indifferenten Metallblech besteht und welche eine die Größe der
aufgedampften Elektrode bestimmende Blendenöffnung aufweist. Gegen diese Blendenöffnung wird
ein definierter Strahl des aufzudampfenden Metalls gerichtet. Der Strahl ist dabei um einen so großen
Winkel gegen das Lot geneigt, daß der auf der Halbleiteroberfläche erzeugte Metallfleck nicht von dem
Mittellot auf die Öffnung der Schablone getroffen wird. Zur Erzeugung der zweiten Elektrode wird ein
zweiter Aufdampfstrahl ebenfalls schräg zum Lot, aber unter einem dem Reflexionswinkel des erstgenannten
Aufdampfstrahles entsprechenden Winkel gegen die Blendenöffnung in der Schablone gerichtet.
Beide Aufdampfstrahlen, die natürlich nicht gleichzeitig angewendet werden, treffen die Halbleiteroberfläche
somit an verschiedenen Stellen. Wenn der parallaktische Winkel zwischen den beiden Aufdampfstrahlen
und die Entfernung der Schablone von der Halbleiteroberfläche genügend groß gewählt ist,
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erhält man somit zwei vollständig voneinander getrennte und somit als zwei Elektroden verwendbare
Aufdampfflecken.
Dieses an sich vorteilhaft erscheinende Verfahren hat den Nachteil, daß die Dampf strahlen an und in
der Blendenöffnung eine gewisse Absehattung und eine gewisse Beugung erleiden, wodurch die Begrenzung
der Aufdampfflecken diffus wird. Erwünscht ist jedoch eine möglichst scharfe Begrenzung der Kontaktflecken,
da nur dann damit gerechnet werden kann, den im Hinblick auf die elektrischen Eigenschaften
des Transistors optimalen Grad der größtmöglichen Annäherung zu erreichen. Gegenstand der
Erfindung ist daher ein von dem bisher ausgeübten Verfahren in wesentlichen Punkten abweichendes
Verfahren, welches diesen Grad der gegenseitigen Annäherung zu erreichen gestattet. Dabei wird unter
anderem im Gegensatz zum Schrägauf dampfverfahren die Blendenöffnung der Schablone in Berührung mit
dem Halbleiterkristall gehalten, was an sich bereits beim Aufdampfen von Mustern auf Spiegel oder
andere Gegenstände bereits bekannt war.
Die Erfindung Jbezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen zweier dicht nebeneinanderliegender, vorzugsweise
extrem kleinflächiger Elektroden auf Halbleiterkörpern, bei dem Kontaktierungsmetalle unter
Verwendung einer die Gestalt dieser Elektroden mittels einer Blendenöffnung festlegenden Schablone
unter Vakuum aufgedampft und durch eine Wärmebehandlung in den Halbleiterkörper einlegiert werden.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß der zu kontaktierende Halbleiterkörper in einer mit der
Schablone mechanisch verbundenen Halterung unverrückbar befestigt wird, daß die Blendenöffnung in
der Schablone in zwei durch Anschläge festgelegten Grenzlagen einer durch Führungen ermöglichten,
vorzugsweise parallel zu der zu kontaktierenden Halbleiteroberfläche erfolgenden Verschiebung zwischen
Kristallhalterung und Schablone die zu kontaktierende Halbleiteroberfläche dicht berührt und
daß die Elektroden in diesen beiden Grenzlagen der Schablone auf die Halbleiteroberfläche, gegebenenfalls
unter gleichzeitiger Temperung des Halbleiterkörpers, aufgedampft werden.
Da bei jenem Verfahren die Blendenöffnung während des Aufdampfens in dichter Berührung mit dem
Halbleiterkristall steht, kann eine Unscharfe der Begrenzung der aufgedampften Elektroden — insbesondere
dann, wenn der Dampfstrahl senkrecht zur Blendenöffnung gerichtet ist — nicht auftreten. Anderseits
lassen sich auch kleine Verschiebungen der Schablone gegenüber dem Halbleiterkristall, ζ. B. in
der Größenordnung von 5 bis 20 μ, mit sehr großer Genauigkeit reproduzierbar einstellen, wenn für das
Verfahren nach der Erfindung eine Vorrichtung verwendet wird, bei der die Einstellung und vorzugsweise
auch der Wechsel der beiden Grenzlagen der Verschiebung durch Gewichte und/oder elastische
Federn und/oder einen oder mehrere Magnete, vorzugsweise Elektromagnete, erfolgt, welche den bewegliehen
Teil bzw. Anschläge des beweglichen Teils des mechanischen Systems Kristallhalterung—Schablone
gegen den ortsfesten Teil bzw. Anschläge des ortsfesten Teils drücken. Dabei wird zweckmäßig der
Wechsel der Grenzlage nach dem Aufdampfen der 6g ersten Elektrode des zu erzeugenden Elektrodenpaares
durch Zuschaltung eines zweiten, die Kraftwirkung des die vorherige Grenzlage festhaltenden
Gewichtes gegen- und überkompensierenden Gewichtes durchgeführt, das den beweglichen Teil bzw. Anschläge
des beweglichen Teils des Systems Kristallhalterung-—Schablone
gegen Anschläge des festen Teils bzw. den festen Teil und somit in die zweite Grenzlage drückt. In analoger Weise können einander
entgegenwirkende, entsprechend starke Federn verwendet werden. Die Verwendung von Gewichten
hat allerdings den Vorzug einer größeren Temperaturunabhängigkeit. Weiter können auch Magnete, insbesondere
Elektromagnete, die Halterung und/oder Verschiebung der Schablone 4 bewirken.
Das Verfahren nach der Erfindung ist in erster Linie von Bedeutung, wenn das Aufdampfen der
zweiten Elektrode ohne Wechsel des Aufdampfgefäßes erfolgt. Gegebenenfalls kann, wenn die beiden
Elektroden aus verschiedenen Metallen bestehen sollen, ein Wechsel des Aufdampfgefäßes vorgenommen
werden, jedoch ist ein solcher Wechsel nicht nötig, sofern der von der einen Verdampfungsquelle erzeugte Metalldampf sich nicht auf der dann
benötigten zweiten Verdampfungswelle niederschlagen kann.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung kann der Halbleiterkristall auch mit mehreren Elektrodenpaaren
gleichzeitig versehen werden, wenn die Schablone mit mehreren Blendenöffnungen versehen
wird. Desgleichen können gegebenenfalls mehrere Halbleiterkristalle gleichzeitig in die Kristallhalterung
derart eingepaßt werden, daß sie gleichzeitig mit Elektrodenpaaren versehen werden können.
In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Bei dieser Einrichtung, mit deren Hilfe das Wesen des Verfahrens nach der Erfindung
erläutert werden soll, besteht die Kristallhalterung aus einem ortsfesten, vorzugsweise horizontal gehalterten
Rahmen 2, dessen Aussparung 3 an der einen Seite (bei der in der Figur dargestellten Anordnung
an der unteren Seite) durch die gegebenenfalls in einem weiteren Rahmen aufgespannte, aus einem
dünnen ebenen Blech bzw. einer Folie bestehende, mittels einer Führung auf der Kristallhalterung 2
gleitend verschiebbar montierte Schablone 4 abgeschlossen ist und der den in die Aussparung 3
eingebrachten Halbleiterkristall 1 unverrückbar festhält und gegen die Schablone 4, z. B. mittels einer
Federung 5, drückt. Die mit dem Halbleiterkristall 1 in unmittelbarer Berührung stehenden bzw. in dessen
Nähe angeordneten Teile der Anordnung bestehen aus Tantal bzw. Molybdän bzw. Nickel. Die Schablone
ist mit einer oder mehreren Blendenöffnungen 6 versehen.
Bei der in der Figur dargestellten Anordnung ist die Schablone der bewegliche Teil. Die Bewegung
der Schablone wird durch die mit ihr verbundenen Anschläge? und la begrenzt. Die Anschläge sind in
bekannter Weise verstellbar am Rahmen der Schablone befestigt, so daß die Anschläge und damit die
Grenzlagen der Verschiebung verstellt werden können.
Bei dem in der Figur dargestellten Beispiel einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß
der Erfindung ist je ein entsprechend bemessener, aus wärmebeständigem Material bestehender Stab 8,9
(vorzugsweise aus Isoliermaterial, z. B. Quarz) derart mit seiner Achse gegen je einen der beiden Anschläge
7, Ta der Schablone 4 gerichtet und in je
einer Führung parallel zu seiner Achse und der Richtung der Verschiebbarkeit der Schablone 4 so
weit verschiebbar gelagert, daß er bei jeder im Bereich ihrer Verschiebbarkeit möglichen Stellung den
ihm gegenüberliegenden Anschlag 7,7 α der Schablone
erreicht. Dabei ist für die Verschiebung der Stäbe 8,9
gegen die Anschläge 7, la der Schablone 4 je ein durch ein Gewicht 10, 11 zu betätigender Hebel 12,
13 vorgesehen. Weiter sind die beiden Gewichte 10, 11 bzw. die beiden Hebelmechanismen 12, 13 auf
unterschiedliche Kraftwirkung dimensioniert. Dies kann entweder durch unterschiedliche Länge der
Hebelarme und/oder, wie es im Beispiel der Figur der Fall ist, durch unterschiedliche Größen der Gewichte
10, 11 erreicht werden. Dabei ist die Vorrichtung in dem in der Figur dargestellten Beispiel
mit einer während des Aufdampfverfahrens lösbaren, auf den die stärkere Kraftwirkung ausübenden Hebelmechanismus
einwirkenden Blockierung versehen. Diese Blockierung besteht aus einem durch Stromdurehgang
zu zerstörenden Faden oder Stäbchen 14. welches den Anschlag des Hebels oder Gewichtes an
den ihm zugeordneten Stab 8, 9 verhindert.
Während des Aufdampfens der ersten Elektrode des zu erzeugenden Elektrodenpaares bzw. der zu
erzeugenden Elektrodenpaare wird das größere Gewicht 11 mittels des aus leitendem, leicht schmelzbarem
Stoff bestehenden Fadens 14 hochgehalten.
Das kleinere Gewicht 10 ist dagegen freigegeben. Es wird mittels des Hebels 12 im Anschlag an dem
ihm zugeordneten Stab 8 gehalten, wodurch dieser Stab seinerseits an den Anschlag 7 der Schablone
anschlägt und die Schablone 4 in die für die Herstellung der ersten Elektrode des aufzudampfenden
Elektrodenpaares erforderliche Grenzlage relativ zu dem zu kontaktierenden Halbleiterkristall drückt und
in dieser Grenzlage festhält. Nach dem Aufdampfen der ersten Elektrode wird die Blockierung des zweiten
Gewichtes gelöst. Zweckmäßig wird die Blockierung des die stärkere Kraftwirkung auf die Schablone
ausübenden Hebelmechanismus durch einen den als Blockierung benutzten Faden oder das Stäbchen 14
durchschmelzenden elektrischen Strom gelöst (Stromquelle 15). Nach Lösung der Blockierung wird der
Stab 9 gegen den Anschlag der Schablone 4 und diese in die für die Erzeugung der zweiten Elektrode des
Paares erforderliche Grenzlage gedrückt und dort festgehalten. Der Unterschied zwischen den beiden
Gewichten 10 und 11 ist dabei so groß zu bemessen, daß das zweite Gewicht 11 sich gegen das erste Gewicht
10 eindeutig durchzusetzen vermag und die Schablone in die zum Aufdampfen der zweiten Elektrode
auf die Halbleiteroberfläche erforderliche Stellung bringt.
Da das Aufdampfverfahren vorzugsweise unter Vakuum (es wird ein Vakuum von 10~5 Torr oder
besser angestrebt) vorgenommen wird, ist die Anordnung gemeinsam mit einem oder mehreren zur
Erzeugung des Dampfes der Kontaktierungsmetalle dienenden Verdampfern 17,18 in einem vorzugsweise
unter laufender Evakuierung stehenden Vakuumgefäß angeordnet. Das Gefäß ist mit den zur Erzeugung
und Überwachung des Vakuums erforderlichen Gerätschaften (Vakuumpumpe 16, Manometer 17)
ausgerüstet.
Als Verdampfer wird am günstigsten eine aus hochwärmebeständigem und gegen das geschmolzene
Kontaktierungsmetall indifferentem Metall bestehende, mit einer kleinen Öffnung versehene beheizbare
Kapsel verwendet, die das Kontaktierungsmetall enthält und bei entsprechend hoher Temperatur einen
scharf definierten Strahl des Kontaktierungsmetalls
aus der Öffnung austreten läßt, Die Öffnung ist dabei senkrecht gegen die Schablone bzw. die Blendenöffnungen
6 der Schablone gerichtet, Einfachere Anordnungen bestehen aus einer napfartig gewickelten
Heizspule oder noch einfacher aus einem gegebenenfalls napfförmigen Blech, welches durch direkten
Stromdurchgang oder durch Induktion geheizt wird. Einzelheiten hinsichtlich der beiden Verdampfer 18
und 18 α sind in der Figur nicht dargestellt. Die zwischen den beiden Verdampfern angeordnete Schirmwand
19 soll eine gegenseitige Verunreinigung der Verdampfer 18 und 18 α durch auf ihnen niederschlagendes
Kontaktierungsmetall verhindern,
Da das Aufdampfen der Elektroden in den meisten Fällen mit einem gleichzeitigen Einlegieren verbunden
ist, ist eine Temperung des Halbleiterkristalls 1 während des Aufdampfens wünschenswert, Zu diesem
Zweck ist die Kristallhalterung 2 mit vorzugsweise an einander gegenüberliegenden Enden angebrachten,
zur Zuführung eines die Kristallhalterung beheizenden elektrischen Stromes dienenden Kontaktanschlüssen
versehen. Bei dem in der Figur dargestellten Beispiel dienen die Kontaktanschlüsse 20 und 21
gleichzeitig zum Tragen der KristaUhalterang 2, der
beiden Hebelmechanismen 10, 12 und 11, 13 sowie der beiden Verschiebestäbe 8 und 9. Sie sind mit
einer Stromquelle 22 verbunden, die den zur Beheizung erforderlichen Strom liefert. Die Beheizung
der Anordnung durch einen die Kristallhalterung 2 durchfließenden elektrischen Heizstrom stellt eine
einfache Art der Temperung der Halbleiterkristaile dar. Im Interesse einer besonders gleichmäßigen
Temperung empfiehlt es sich jedoch, einen besonderen Ofen zu verwenden. Dieser kann z. B. aus
einem oder mehreren von einem Heizstrom durchflossenen Körper(n) aus Tantal- oder Molybdänblech
bestehen, die die aus Kristallhalterung und Schablone bestehende Verschiebeeinrichtung umschließen. Eine
Ausführung ist in Fig. 2 dargestellt. Die Darstellungen in dieser Figur sind auf die Anordnung der Verschiebeeinrichtung
im Ofen beschränkt. Sie ist demgemäß, z. B. ähnlich wie in Fig. 1, durch die die
Schablone 4 verschiebenden Gewichts- oder auch Federmechanismen sowie durch ein die Anordnung
umschließendes Vakuumgefäß und die elektrischen Zuführungen zu ergänzen. Der Ofen ist am vorderen
Ende aufgebrochen, um die wesentlichen Teile der Verschiebeeinrichtung zu zeigen.
Die rahmenförmige Halterung 2 für den Halbleiterkristall
1 wird durch Stäbe 2a .., Zd ortsfest in einem Support gehaltert, der gleichzeitig als Träger
der Gewichtsmechanismen oder Fedenneehanismen dienen kann. Die von diesen Mechanismen ausgeübte
Kraft wird über die Stäbe 8 und 9 auf die Anschläge 7 und la der Schablone 4 (nur der Anschlag
7 ist sichtbar) übertragen. Zweckmäßig bestehen die Stäbe 2ß .. . 2d sowie 8 und 9 aus Isolierstoff,
vorzugsweise aus Quarz oder Keramik, so daß die Verschiebeeinrichtung (d. h. Kristallhalterung und
Schablone) isoliert im Ofen angeordnet sind. Der Ofen besteht aus zwei getrennten, die Verschiebeeinrichtung
,schachtelartig umschließenden Metallblechen 23, 24 aus Tantal oder Molybdän, die durch
einen über Elektroden zugeführten Strom (nur die
hintere Elektrode 25 des oberen Bleches 23 ist in der Figur zu sehen) beheizt werden. Durch lochartige
Ausnehmungen 26 der Bleche 23 und 24 kann der Stromfluß durch die beiden Bleche gelenkt und damit
auch die Wärmeverteilung in gewissem Umfang gesteuert
und damit wenigstens in den Zentralteilen des Ofens eine gleichmäßige Temperatur erreicht werden.
In diesem Zentralteil des Ofens soll sich die Verschiebeeinrichtung befinden. Die Temperatur wird
durch ein oder mehrere an der Verschiebeeinrichtung ίο angebrachte Thermoelemente (in der Figur nicht
dargestellt) überwacht. Die Verdampfer sind in der Figur ebenfalls nicht dargestellt. Sie befinden sich
außerhalb der beiden Bleche 23, 24, so daß das den Verdampfern zugewandte der beiden Bleche mit
einer oder mehreren Öffnungen 27 durchbrochen sein muß, um den aus den Kontaktierungsmetallen bestehenden
Dampfstrahlen den Zutritt zu den Halbleiterkristallen 1 zu ermöglichen.
Mit Hilfe des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung lassen sich bei der eingangs
beschriebenen Herstellung des Mesatransistors auch Elektroden mit scharfen Konturen und höchster
Präzision herstellen. Wegen der dadurch erzielten Genauigkeit der Einstellung der elektrischen Eigenschäften
und der Reproduzierbarkeit dieser Eigenschaften bietet das vorliegende Verfahren besondere
Vorteile gegenüber den bisher üblichen Verfahren.
Claims (15)
1. Verfahren zum Erzeugen zweier dicht nebeneinanderliegender, vorzugsweise extrem
kleinflächiger Elektroden auf Halbleiterkörpern, bei dem Kontaktierungsmetalle unter Verwendung
einer die Gestalt dieser Elektroden mittels einer Blendenöffnung festlegenden Schablone unter
Vakuum aufgedampft und durch eine Wärmebehandlung in den Halbleiterkörper einlegiert
werden, dadurch gekennzeichnet, daß der zu kontaktierende Halbleiterkörper in einer mit der
Schablone mechanisch verbundenen Halterung unverrückbar befestigt wird, daß die Blendenöffnung
in der Schablone in zwei durch Anschläge festgelegten Grenzlagen einer durch Führungen
ermöglichten, vorzugsweise parallel zu der zu kontaktierenden Halbleiteroberfläche erfolgenden
Verschiebung zwischen Kristallhalterung und Schablone.die zu kontaktierende Halbleiteroberfläche
dicht berührt und daß die Elektroden in diesen beiden Grenzlagen der Schablone auf die
Halbleiteroberfläche, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Temperung des Halbleiterkörpers, aufgedampft
werden.
2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kristallhalterung aus einem ortsfesten, vorzugsweise horizontal gehalterten rechteckigen
Rahmen (2) besteht, dessen Aussparung (3) an der einen Seite durch die gegebenenfalls in einem
weiteren Rahmen aufgespannte, aus einem dünnen Blech oder einer Folie bestehende, mittels
einer Führung auf der Kristallhalterung (2) gleitend verschiebbar montierte Schablone (4) abgeschlossen
ist und der den in die Aussparung (3) eingebrachten Halbleiterkristall (1) unverrückbar
festhält und gegen die Schablone (4), z. B. mittels einer Federung (5), drückt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Gewichte und/oder elastische
Federn und/oder ein oder mehrere Magnete den beweglichen Teil des Systems Kristallhalterung—
Schablone bzw. dessen Anschläge gegen den ortsfesten Teil bzw. dessen Anschläge drücken und
damit die Einstellung und vorzugsweise auch den Wechsel der beiden Grenzlagen der Verschiebung
bewirkt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein zweites die Kraftwirkung des die
andere Grenzlage festhaltenden Gewichtes überkompensierendes Gewicht, das den beweglichen
Teil in die zweite Grenzlage drückt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Halbleiterkristall
(1) unmittelbar in Berührung stehenden bzw. in seiner Nähe angeordneten Teile aus Tantal
und/oder Molybdän und/oder aus Nickel bestehen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß je ein aus
wärmebeständigem Material bestehender Stab (8, 9) mit seiner Achse gegen je einen der beiden
Anschläge (7, la) der Schablone (4) gerichtet und
in je einer Führung parallel zu seiner Achse und der Richtung der Verschiebbarkeit der Schablone
(4) so weit verschiebbar gelagert ist, daß er bei jeder möglichen Stellung der Schablone an den
ihm gegenüberliegenden Anschlag (7, Ία) der
Schablone anschlägt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch je einen durch ein Gewicht (10, 11) zu
betätigenden Hebel (12, 13) für die Verschiebung der Stäbe (8, 9) gegen die Anschläge (7, la) der
Schablone (4).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer während des Aufdampfverfahrens
lösbaren, auf den die stärkere Kraftwirkung ausübenden Hebelmechanismus einwirkenden
Blockierung versehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierung aus einem
durch Stromdurchgang zu zerstörenden, den Anschlag des Hebels oder Gewichtes an dem ihm
zugeordneten Stab (8, 9) verhindernden Faden oder Stäbchen (14) besteht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristallhalterung
(2) mit vorzugsweise an einander gegenüberliegenden Enden angebrachten, zur Zuführung eines die Kristallhalterung beheizenden
elektrischen Stromes dienenden Kontaktanschlüssen versehen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, gekennzeichnet durch einen aus einem
oder mehreren Tantal- oder Molybdänblechen bestehenden, durch direkten Stromdurchgang zu
beheizenden Ofen, der die Kristallhalterung und die Schablone umschließt.
12. Verfahren zum Erzeugen von paarweise dicht nebeneinanderliegenden Elektroden auf
Halbleiterkörpern nach Anspruch 1 unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche
2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode unter Blockierung des die
größere Kraftwirkung übertragenden Hebelmechanismus und Freigabe des die geringere
Kraftwirkung übertragenden Hebelmechanismus in der einen Grenzlage der Vorrichtung unter
Vakuum durch Aufheizen des zur Erzeugung der ersten Elektrode vorgesehenen Verdampfers unter
Temperung des Halbleiterkristalls aufgedampft und einlegiert wird, daß dann durch Lösung der
Blockierung des die größere Kraftwirkung übertragenden Hebehnechanismus die zweite Grenzlage
der Vorrichtung eingestellt und fixiert und durch Aufheizen des zur Erzeugung der zweiten ίο
Elektrode bestimmten Verdampfers diese unter Temperung des Halbleiterkristalls aufgedampft
und einlegiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperung der Halbleiterkristalle
während des Aufdampfens durch direkte elektrische Heizung der Kristallhalterung (2)
und/oder einen besonderen, die Kristallhalterung umschließenden elektrischen Ofen vorgenommen
wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lösung der Blockierung des die stärkere Kraftwirkung auf die Schablone
ausübenden Hebehnechanismus durch einen den als Blockierung benutzten Faden oder Stäbchen
durchschmelzenden elektrischen Strom bewirkt wird.
15. Verfahren zum Herstellen eines Transistors unter Anwendung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 und 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem durch Eindiffundieren
eines gas- oder dampfförmigen, den entgegengesetzten Leitungstyp erzeugenden Aktivators in
einen Halbleiterkristall von gegebenem Leitungstyp umdotierten Teil der Oberfläche dieses Halbleiterkristalls
ein aus einer gleichrichtenden und einer sperrfreien Elektrode bestehendes, in den
Halbleiterkörper einlegiertes Elektrodenpaar und auf dem hinsichtlich seines Leitungstyps unbeeinflußt
gebliebenen Teil des Halbleiterkristalls eine weitere sperrfreie oder gleichrichtende Elektrode
aufgebracht wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2453 582;
»Electronic Industries«, August 1958, S. 55 bis 60.
USA.-Patentschrift Nr. 2453 582;
»Electronic Industries«, August 1958, S. 55 bis 60.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
109 687/185 8.61
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL255702D NL255702A (de) | 1959-09-10 | ||
NL128994D NL128994C (de) | 1959-09-10 | ||
DES64847A DE1113521B (de) | 1959-09-10 | 1959-09-10 | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen zweier dicht nebeneinander-liegender Elektroden an Halbleiterkoerpern |
CH1010560A CH395343A (de) | 1959-09-10 | 1960-09-07 | Verfahren zum Erzeugen mindestens zweier benachbarter Elektroden auf einem Halbleiterkörper |
GB3112760A GB907999A (en) | 1959-09-10 | 1960-09-09 | Improvements in or relating to methods and apparatus for producing electrodes on semi-conductor bodies |
FR838225A FR1341477A (fr) | 1959-09-10 | 1960-09-09 | Procédé pour réaliser deux électrodes étroitement juxtaposées sur un corps semi-conducteur |
DES84300A DE1222168B (de) | 1959-09-10 | 1963-03-22 | Verfahren zum Erzeugen mindestens zweier dicht nebeneinanderliegender Elektroden aufHalbleiterkoerpern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES64847A DE1113521B (de) | 1959-09-10 | 1959-09-10 | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen zweier dicht nebeneinander-liegender Elektroden an Halbleiterkoerpern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1113521B true DE1113521B (de) | 1961-09-07 |
Family
ID=7497531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES64847A Pending DE1113521B (de) | 1959-09-10 | 1959-09-10 | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen zweier dicht nebeneinander-liegender Elektroden an Halbleiterkoerpern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1113521B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1222168B (de) * | 1959-09-10 | 1966-08-04 | Siemens Ag | Verfahren zum Erzeugen mindestens zweier dicht nebeneinanderliegender Elektroden aufHalbleiterkoerpern |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2453582A (en) * | 1944-06-09 | 1948-11-09 | Libbey Owens Ford Glass Co | Apparatus for making pattern mirrors and other coatings |
-
1959
- 1959-09-10 DE DES64847A patent/DE1113521B/de active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2453582A (en) * | 1944-06-09 | 1948-11-09 | Libbey Owens Ford Glass Co | Apparatus for making pattern mirrors and other coatings |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1222168B (de) * | 1959-09-10 | 1966-08-04 | Siemens Ag | Verfahren zum Erzeugen mindestens zweier dicht nebeneinanderliegender Elektroden aufHalbleiterkoerpern |
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