DE1114591B - Vorrichtung zum Herstellen von Halbleiteranordnungen mit einlegierten Elektroden - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

F 28707 Vmc/21g

änmeldetag: 18. JUNI 1959

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 5. OKTOBER 1961

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Halbleiteranordnungen mit einlegierten Elektroden, bei der eine Kugel aus einem Legierungsmaterial auf einem Halbleiterkörper mit dem sie legiert werden soll, angeordnet und mittels eines Teiles aus natürlichem oder synthetischem Edelstein, wie z. B. Rubin, Saphir, Spinell, Zirkon oder Rutilit, in einer Bohrung gehalten wird.

Bei einem bekannten Verfahren zum Herstellen von Halbleiteranordnungen mit einlegierten Elektroden wird in den glatten oder gerippten Halbleiterkörper aus Germanium od. dgl. an einer bestimmten Stelle eine Elektrode aus Indium einlegiert. Dabei wird eine Kugel aus Indium auf die Oberfläche des flachen Halbleiterkörpers gelegt und zusammen mit ihm durch einen Ofen gegeben, unter dessen Wärmeeinwirkung das Indium schmilzt und mit dem Germanium legiert.

Um eine möglichst gleichmäßige Ausbildung der fertigen Halbleiteranordnung zu erhalten, ist es wichtig, das geschmolzene Legierungsmaterial genau zu verteilen und die Verteilung zu kontrollieren. Dazu werden gemäß einem älteren Vorschlag in die Durchbohrungen einer Stahlplatte beidseitig des Halbleiterkörpers passende Lagersteine eingeführt, beispielsweise Rubine oder Saphire, die entsprechend der Größe der gewünschten Legierungsflächen durchbohrt sind. In die Durchbohrungen wird dann das Legierungsmaterial eingebracht.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird dagegen ein Schaft aus rostfreiem Stahl mit einem kegelförmig abgeschrägten und eine Aussparung aufweisenden Ende verwendet, in das ein Edelstein mit einer abgeschrägten Kante eingesetzt ist, über die sich die kegelförmig geneigte Kante des Schaftendes legt und den Edelstein festhält.

Synthetische Edelsteine, wie Rubine oder Saphire, sind monokristalline Formen aus geschmolzenem Aluminiumoxyd. Sie können mit größter Genauigkeit gebohrt, geschliffen und poliert werden. Die Bohrangstoleranz beträgt bis zu 0,0025 mm, und die Oberflächenglätte ist besser als die optische Kontrollmöglichkeit.

Zweckmäßig gehen durch den Edelstein und den Schaft Bohrungen, durch welche die Kugel von oben her auf die unterhalb des Edelsteins angeordnete Materialplatte fallen kann.

Der Edelstein kann zur Aufnahme der Kugel aus dem Legierungsmaterial mit einer kugelkalottenförmigen oder kegelförmigen Ausnehmung versehen sein, in der die Kugel von unten her gegen die Halbleiterplatte gehalten ist.

Vorrichtung zum Herstellen
von Halbleiteranordnungen
mit einlegierten Elektroden

Anmelder:
A. & M. Fell Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Dabringhaus, Patentanwalt,
Düsseldorf, Charlottenstr. 58

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 18. Juni 1958 und 10. Juni 1959
(Nr. 19 462)

Robert Andrew Fell, London,
ist als Erfinder genannt worden

Außerdem kann der Edelstein aus einer Platte und einem darüber gelegenen Ring bestehen, die zusammen eine Aussparung zur Aufnahme der Kugel aus Legierungsmaterial bilden und die Kugel von unten her gegen die Materialplatte halten.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform im Schnitt und in vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 stellt eine andere Abwandlung dar;

Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform.

Ein Spannfutter aus Stahl oder Graphit besteht aus einer flachen Platte 1 mit einer Anzahl im Abstand voneinander angeordneten Bohrungen 2, die zur Aufnahme des Halbleiterkörpers 6 dienen. Das Futter 1 ist auf einer Grundplatte 3 angeordnet, und in der unteren Hälfte jeder Bohrung 2 ist ein genau zylindrisch ausgebildeter synthetischer Edelstein 4 vorgesehen, der an einem Schaft 5 aus rostfreiem Stahl befestigt ist. Über ihm ist der flache Halbleiterkörper 6 aus z. B. Germanium angeordnet, über dem sich ein weiterer Schaft oder eine Hülse 7 aus rostfreiem Stahl befindet, deren unteres Ende kegelförmig abgeschrägt ist und eine Aussparung aufweist, in die ein Edelstein

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aus synthetischem Rubin oder ein sonstiger Edelstein eingesetzt ist, durch den eine Bohrung 8 geht, die mit einem kegeligen Einführtrichter oder einer kugelförmigen Einführkalotte versehen ist. Die Edelsteine sind durch Umwälzen der kegelförmig abgeschrägten Kanten der Schäfte 5 und 7 über eine abgeschrägte Kante des jeweiligen Edelsteins festgehalten. Dabei liegt der Edelstein auf dem plattenförmigen Halbleiterkörper 6 aus Germanium auf, und in der Bohrung 8 des Einfuhrtrichters befindet sich eine Kugel 9 aus z. B. Indium, die auf der Platte 6 aufliegt.

Die Vorrichtung wandert durch einen Ofen, in dem das Indium schmilzt, wobei die genauen Abmessungen der Bohrung und die polierte, genau ebene Oberfläche des auf der Germaniumplatte aufliegenden Edelsteins eine genaue Kontrolle der Legierungsfiäche des Indiums gewährleisten, die durch eine scharfe Kante begrenzt wird.

Nach dem Durchgang durch den Ofen kann die Platte 6 umgewendet und das Legieren auf der anderen Seite durchgeführt werden.

Für einen einzigen Arbeitsgang kann der untere zylindrische Edelstein 4 nach Fig. 3 durch eine Edelsteinplatte 4 a ersetzt werden, auf der ein Edelsteinring 4 b angeordnet ist. Aus diesem ragt eine Indiumkugel 10 heraus und liegt an der Unterseite der Platte 6 an.

Die Edelsteinplatte 4 a und der Edelsteinring 4 b werden in einem kegelförmig abgeschrägten Stahlschaft oder einer Stahlhülse 5 gehalten, wobei die dünne Endkante des Schaftes wie oben in einem Winkel von etwa 45° auf den Edelsteinring gewalzt ist.

Wie Fig. 4 zeigt, kann die Kugel 10 aus Legierungsmaterial auch in einer kugelkalottenförmigen Ausnehmung oder entsprechend der Fig. 5 in einer kegelförmigen Ausnehmung des Edelsteinteils 4 b oder 4 liegen, wobei sie ebenfalls aus dem Edelstein herausragt und an der Platte 6 anliegt.

Schließlich kann beispielsweise der Edelstein 4 rechteckig und mit parallelen Seitenflächen ausge-

bildet sein, anstatt aus einer zylindrischen Scheibe zu bestehen.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Herstellen von Halbleiteranordnungen mit einlegierten Elektroden, bei der eine Kugel aus einem Legierungsmaterial auf einem Halbleiterkörper, mit dem diese legiert werden soll, angeordnet und mittels eines Teiles aus natürlichem oder synthetischem Edelstein in einer Bohrung gehalten wird, gekennzeichnet durch einen Schaft (7) aus rostfreiem Stahl mit einem kegelförmig abgeschrägten und eine Aussparung aufweisenden Ende, in das ein Edelstein (4) mit einer abgeschrägten Kante eingesetzt ist, über die sich die kegelförmig geneigte Kante des Schaftendes legt und den Edelstein festhält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Edelstein (4) und den Schaft (7) Bohrungen gehen, durch die die Kugel (9) von oben her auf die unterhalb des Edelsteins angeordnete Materialplatte (6) fallen kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Edelstein (4) zur Aufnahme der Kugel (10) aus dem Legierungsmaterial mit einer kugelkalottenförmigen oder kegelförmigen Ausnehmung versehen ist, in der die Kugel von unten her gegen die Halbleiterplatte (6) gehalten ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Edelstein aus einer Platte (4 a) und einem darüber gelegenen Ring (4 b) besteht, die zusammen eine Aussparung zur Aufnahme der Kugel (10) aus Legierungsmaterial bilden und die Kugel von unten her gegen die Materialplatte halten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Transistor Technology«, Vol. Ill, S. 183/187,
D. van Nostrand Comp., Inc., New York 1958.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen