DE1146206B - Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung - Google Patents
Verfahren zum Herstellen einer HalbleiteranordnungInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
S 74016 Vmc/21g
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 28. MÄRZ 1963
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, bei dem ein Halbleiterkörper
und Elektrodenmetall aufeinandergelegt, in ein Pulver einer mit dem Halbleiterkörper und
dem Elektrodenmetall nicht reagierenden Substanz eingebettet werden und dieses aus Halbleiterkörper
und Elektrodenmetall bestehende System unter Druck bis zur Legierungsbildung erhitzt wird.
Bei diesem als Pulververfahren bekannten Legierungsprozeß bildet das aus Graphit, Magnesiumoxyd,
Aluminiumoxyd od. dgl. bestehende Pulver beim Zusammenpressen eine sich dem eingeschlossenen,
aus Halbleiterkörper und Elektrodenmetall bestehenden System von selbst genau anpassende Form,
wobei von dem Pulver ein allseitiger Druck wie von einer Flüssigkeit auf das System ausgeübt wird. Dadurch
bleibt die Lage der einzelnen Teile des Systems erhalten, und es ist neben der gleichmäßigen
Benetzung des Halbleiterkörpers durch das Elektrodenmetall und damit einer gleichmäßigen Dicke
der entstehenden Legierungsschichten wird auch die äußere Form bzw. Flächengestalt der Elektroden gewährleistet,
da infolge des allseitig gleichen Drucks des Pulvers, das sich auch in die Räume zwischen
den Elektroden legt, ein seitliches Austreten des Elektrodenmaterials,
also ein Zusammenlegieren der Elektroden unmöglich ist.
Die Einzelteile des Systems werden bei diesem Verfahren mit der Hand zusammengesetzt. Diese
Justierung der Einzelteile ist vor allem dann besonders schwierig und unrationell, wenn der Abstand
der einzelnen, auf einer Oberfläche des Halbleiterkörpers angeordneten Elektroden sehr gering sein
soll, wie dies z. B. bei einem Transistor für hohe Frequenzen der Fall ist, bei dem Emitter- und Basiselektrode
auf derselben Seite des Halbleiterkörpers angeordnet sind und der Abstand zwischen diesen
Elektroden nur Bruchteile von Millimetern betragen soll. Die Justierung des Elektrodenmetalls auf dem
Halbleiterkörper muß dann für jedes System unter dem Mikroskop erfolgen, wodurch das Verfahren
sehr umständlich wird.
Es ist die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, dieses Legierungsverfahren zu
vereinfachen und die durch Handarbeit auftretenden Fehler weitgehend zu vermeiden.
Um dies zu erreichen, werden gemäß der Erfindung der Halbleiterkörper und das Elektrodenmetall
vor dem Einbetten in das Pulver in eine aus einem den Halbleiterkörper und das Elektrodenmetall
nicht benetzenden Material bestehende Form eingebracht, die eine den Abmessungen des aus
Verfahren zum Herstellen
einer Halbleiteranordnung
einer Halbleiteranordnung
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2
München 2, Wittelsbacherplatz 2
DipL-Phys. Leo Grasser, München,
und Friedrich Schnell, München-Feldmoching,
sind als Erfinder genannt worden
Halbleiterkörper und Elektrodenmetall bestehenden Systems entsprechende Vertiefung besitzt.
In eine Form, die ein den Abmessungen des Systems entsprechendes, eingepreßtes Muster aufweist,
können die Einzelteile des Systems leichter durch Einlegen, Einschieben oder Einrütteln eingebracht
werden. Diese das System enthaltende Form wird dann in das Pulver eingebettet und unter Druck
bis zur Legierungsbildung erhitzt.
Die beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Formen bestehen aus einem den Halbleiterkörper
und das Elektrodenmetall nicht benetzenden Material, das so weich ist, daß beim Einpressen in
das Pulver im Halbleiterkristall keine Sprünge entstehen, die denselben zerstören würden, und außerdem
der durch das Pulver auf die Form ausgeübte Druck auch gleichmäßig auf die von der Form bedeckten
Stellen des Systems übertragen wird.
Als Materialien für die beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Formen können Papierfolien,
Kunststoffolien, ζ. B. aus Polyäthylen, oder zu Pillen gepreßte Pulver, wie z. B. Quarzpulver, Verwendung
finden.
Zur näheren Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung wird als Ausführungsbeispiel die Herstellung
eines Transistors mit einlegierten Elektroden an Hand der Fig. 1 bis 4 beschrieben.
In der Fig. 1 ist eine Form 1, wie sie beim Verfahren gemäß der Erfindung Anwendung rindet, dargestellt.
Diese Form hat eine Vertiefung 2, deren Abmessungen dem aus Halbleiterkörper und Elektrodenmetall
bestehenden System entsprechen. Die Dicke D der Form ist z. B. größer als die größte senkrechte
Abmessung des Systems. Diese Dicke kann jedoch
309 547/308
beliebig gewählt werden. Sie kann z. B. auch wesentlich geringer als die größte senkrechte Abmessung
des Systems sein, wie dies in der Fig. 4 dargestellt ist. Die Form 1 kann z. B. aus einer Papier- oder
Kunststoffolie oder einer aus Pulver gepreßten Pille bestehen, in die das dem System entsprechende
Muster eingeprägt ist. In diese Form werden die einzelnen Teile des Systems eingebracht.
In der Fig. 2 ist die Form 1 im Schnitt nach dem Einbringen der einzelnen Teile dargestellt. Beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist die Folie 5 eine Kreisscheibe von etwa 0,6 mm Durchmesser aus
einem Metall, z. B. Aluminium, das beim Einlegieren einen sperrfreien Kontakt mit dem z. B. aus p-leitendem
Germanium oder Silizium bestehenden Halbleiterkörper 6, also den Basiskontakt bildet. Die
Folie 4 ist ein Kreisring mit einem Außendurchmesser von etwa 1,5 mm und einem Innendurchmesser
von etwa 0,7 mm, der die Basiselektrode konzentrisch umgibt und aus einem Metall, z. B. einer
Gold-Antimon-Legierung besteht, das beim Einlegieren eine Zone entgegengesetzten Leitungstyps im
Halbleiterkörper 6 erzeugt, die die Emitterzone des Transistors bildet. Die Folien für diese beiden auf
derselben Seite des Halbleiterkörpers in nur sehr geringem Abstand voneinander angeordneten Elektroden
sind zuunterst in die Form eingelegt. Der auf ihnen liegende Halbleiterkörper 6 ist beim Ausführungsbeispiel
eine Siliziumscheibe von 1,8 mm Durchmesser und 80 μΐη Dicke. Auf diesen Halbleiterkörper
wird eine weitere Folie 3 von etwa 2 mm Durchmesser aufgebracht, die aus einem Metall,
z. B. einer Gold-Antimon-Legierung besteht, das beim Einlegieren eine Zone des entgegengesetzten
Leitungstyps im Halbleiterkörper 6 erzeugt und den Kollektor des Transistors bildet. Die Dicke der Elektrodenmetallfolien
beträgt beim Ausführungsbeispiel etwa 30 μΐη.
In der Fig. 3 ist die mit den Einzelteilen 3, 4, 5 und 6 der Halbleiteranordnung versehene Form 1
wieder im Schnitt dargestellt. Diese Form wird nun in einem Gefäß 8 in ein Pulver 7, z. B. in Graphit
eingebettet. Mittels eines Stempels 9 wird das Pulver im Gefäß 8 zusammengepreßt und damit ein allseitig
wirkender Druck auf die in der Form 1 befindlichen Teile des Systems ausgeübt. Das Gefäß 8 besteht dabei
aus einem Material, das sich bei den während des Verfahrens an den Gefäßwänden auftretenden Druckkräften
nicht verformt, z. B. aus Stahl. Statt des Gefäßes 8 kann auch ein Rohr verwendet werden, in
das von beiden Seiten zylindrische Stempel eingeführt sind, zwischen denen die mit den Einzelteilen des
Systems versehene, in das Pulver eingebettete Form angeordnet ist. Dann erfolgt das Einpressen mittels
dieser beiden Stempel. Während der durch das Einpressen hervorgerufene Druck auf die Einzelteile des
Systems wirkt, wird das System z. B. in einem Ofen bis zur Legierungsbildung erhitzt. Nach dem Abkühlen
kann die fertige Halbleiteranordnung aus der Form herausgenommen werden. Das Verfahren gemäß
der Erfindung kann ebenso mit einer Form 1, deren Dicke D sehr gering ist und wie sie im Schnitt
in der Fig. 4 dargestellt ist, durchgeführt werden.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein auf sehr einfache Weise auch maschinell durchzuführendes
Verfahren zum Herstellen von Halbleiteranordnungen, wie z. B. Dioden, Transistoren und lichtempfindlichen
Elementen, die z. B. aus Germanium, SiÜzium einer Germanium-Silizium-Legierung oder einer
AmBv-Verbindung bestehen, angegeben. Das Verfahren
gemäß der Erfindung ist besonders vorteilhaft bei Halbleiteranordnungen mit sehr nahe nebeneinanderliegenden
Elektroden, d. h. mit Elektroden, deren Abstand Bruchteile von Millimetern, insbesondere
nur einige Mikrometer beträgt.
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, bei dem ein Halbleiterkörper und
Elektrodenmetall aufeinandergelegt, in ein Pulver einer mit dem Halbleiterkörper und dem
Elektrodenmetall nicht reagierenden Substanz eingebettet werden und dieses aus Elektrodenmetall
und Halbleiterkörper bestehend© System unter Druck bis zur Legierungsbildung erhitzt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper und das Elektrodenmetall vor dem Einbetten
in das Pulver in eine aus einem den Halbleiterkörper und das Elektrodenmetall nicht benetzenden
Material bestehende Form eingebracht werden, die eine den Abmessungen des aus Halbleiterkörper
und Elektrodenmetall bestehenden Systems entsprechende Vertiefung besitzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Form eine Papierfolie verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Form eine Kunststoffolie
verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Form eine aus einem Pulver
gepreßte Pille verwendet wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 015 152,
046 198.
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 015 152,
046 198.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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