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DE1237694B - Verfahren zum Legieren von elektrischen Halbleiterbauelementen - Google Patents

Verfahren zum Legieren von elektrischen Halbleiterbauelementen

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Publication number
DE1237694B
DE1237694B DE1961S0075250 DES0075250A DE1237694B DE 1237694 B DE1237694 B DE 1237694B DE 1961S0075250 DE1961S0075250 DE 1961S0075250 DE S0075250 A DES0075250 A DE S0075250A DE 1237694 B DE1237694 B DE 1237694B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
semiconductor
semiconductor body
electrode material
alloying
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1961S0075250
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Phys Goetz Von Bernuth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE1961S0075250 priority Critical patent/DE1237694B/de
Publication of DE1237694B publication Critical patent/DE1237694B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/24Alloying of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, with a semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Description

  • Verfahren zum Legieren von elektrischen Halbleiterbauelementen Die Erfindun- bezieht sich auf ein Verfahren zum Legieren von elektrischen Halbleiterbauelementen, um eine oder mehrere dotierte Zonen bestimmten elektrischen Leitungstyps am Halbleiterkörper durch das Einlegieren von auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers als zunächst feste Körper aufgebrachten Elektrodenmaterialien aus oder mit Zusätzen aus Dotierungsmaterial bei einer entsprechenden Temperaturbehandlung zu erreichen. Die einlegierten Zonen können ohmsche oder pn-übergänge mit dem übrigen Halbleiterkörper bilden. Das Verfahren nach der Erfindung hat zum Ziel, eine möglichst einwandfreie gegenseitige Benetzung zwischen dem Elektrodenmaterialkörper und der Oberfläche des Halbleiterkörpers bei der Einleitung des Legierungsprozesses zu erreichen.
  • Bei der Herstellung von solchen legierten Halbleiteranordnungen spielt für ein gleichmäßiges Fortschreiten des Legierungsvorganges im Halbleiterkörper eine wesentliche Rolle, daß beim Schmelzen des einzulegierenden Materials zwischen diesem und dem eigentlichen Halbleiterkörper eine gute Benetzung stattfindet. Ist eine solche erreichbar, so gelingt es auch, ein solches Fortschreiten des Legierungsvorganges in den Halbleiterkörper zu erreichen, daß dabei eine ebene Legierungsfront, mindestens aber eine Legierungsfront entsteht, die eine einheitliche, vorbestimmte durchgehende Fläche einfacher geometrischer Grundgestalt bildet und keine Unregelmäßigkeiten in Form von Warzen od. dgl. aufweist.
  • Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß sich die hiermit vorgezeichnete Aufgabe der Schaffung einer verbesserten Benetzung zwischen dem für die Dotierung des Halbleiterkörpers benutzten Elektrodenmaterial und der Oberfläche des Halbleiterkörpers bei der Einleitung des Legierungsprozesses lösen läßt, indem erfindungsgemäß zunächst auf diejenigen Oberflächenteile des Halbleiterkörpers, von denen ans einlegiert werden soll, eine Schicht des verwendeten Legierungsmaterials oder mindestens des für diese Legierung benutzten Grundwerkstoffes aufgedampft wird, dann der eigentliche einzulegierende Elektrodenmaterial-Körper an dieser Schicht zur Anlage gebracht oder angepreßt und anschließend der Halbleiterkörper zusammen mit dem Elektrodenmaterialkörper zum Legieren erhitzt wird.
  • Es ist zur Herstellung von Trockengleichrichtern und Fotozellen, bei denen die aktiven Schichten auf eine Grund- oder Trägerelektrode aufgebracht werden, z. B. mit Selen als Halbleiterinaterial, zur Beherrschung der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten von Halbleitermaterial und Grundplattenmaterial und zur Vermeidung einer Bildung von Rissen, in die das nachträglich etwa durch Aufspritzen aufgebrachte Elektrodenmaterial eindringen könnte, bekannt, das die Halbleiterschicht bildende Material durch Aufdampfen oder Kathodenzerstäubung etwa als Ionen-, Atom- oder Molekülstrahl auf eine kalte, gegebenenfalls auf tiefe Temperatur ge-kühlte Grundplatte nacheinander oder gleichzeitig aufzubringen. Hierbei kann zunächst eine Halbleiterschicht von sehr ae , ringer Dicke aufgebracht werden, da diese Schicht etwaigen Temperaturbewegungen der Grundplatte ohne weiteres folgt und auch bei einer Wärinebehandlung sich keine definierten Risse bilden.
  • Ein Legierungsprozeß an einem Halbleiterkörper steht bei diesem Verfahren nicht zur Erörterung.
  • Es ist weiterhin ein Verfahren zum Herstellen von Kristalloden, z. B. von Kristallgleichrichtern und Kristallverstärkern, bekanntgeworden, nach welchem ein einkristallines Plättehen eines Halbleiters bestimmten elektrischen Leitungstyps auf mindestens einer Seite mit einer oder mehreren Vertiefungen von möglichst zylindrischer Form versehen wird, dann an den Oberflächen durch eine gesteuerte Eindiffussion von Störstoffen eine parallele Schichtenfolge hergestellt wird und schließlich zum Anbringen von Elektrodenanschlüssen an vorbestimmten Stellen der einzelnen Schichten Teile der Halbleiteroberfläche entfernt werden. Bei diesem Verfahren werden frei liegende Oberflächenteile des Halbleiterkörpers zur Erleichterung der Anbringung der Elektroden verkupfert. Eine Kugel aus niedrigschmelzendem Lot, wie einem Zinn-Blei-Lot, die mit einer dünnen Schicht eines Flußmittels überzogen ist, wird in die Vertiefung gebracht. Beim Schmelzen des Lotes wird ein verzinnter Kupferdraht in die geschmolzene Lotkuppe eingetaucht, und anschließend wird die Scheibe zur Verfestigung des Lotes abgeschreckt. In der zweiten Vertiefung mit dem eindiffundierten anderen Akzeptor ist als Lot für den Anschlußdraht reines Indium benutzt worden, da sein Schmelzpunkt ungefähr 30' C niedriger als derjenige des erstgenannten Zinn-Blei-Lotes mit Anteilen von 60 ü/o Zinn und 40 19/o Blei liegt. Bei diesem Verfahren dient das Indium nur als mechanisch bindendes Lot zwischen der Kupferschicht und dem Anschlußdraht, denn der dotierte Bereich im Halbleiterkörper ist bereits durch die Eindiffussion des aufgedampften Aluminiums geschaffen worden.
  • Zum flächenausdehnungsmäßig eindeutigen Dotieren eines Halbleiterkörpers mittels Indium ist es bekanntgeworden, auf demjenigen Oberflächenteil des Halbleiterkörpers, von welchem aus die Dotierung des Haibleiterkörpers vorgenommen werden soll, durch Plattieren zunächst eine dünne, umfangsmäßig begrenzte Schicht aus einem Metall vorzusehen, welches leicht mit dem Indium legiert und welches nachträglich den pn-übergang nicht beeinflußt. Das Lee crierungsmaterial, also das Indium, wird dann auf die plattierte Oberfläche des Halbleiterkörpers gebracht und das Ganze für das Schmelzen des Indiums erhitzt, so daß dieses über die plattierte Schicht, und nur über diese, frei fließt, wonach bei einer Erhitzung dann eine Diffusion durch die Metallzwischenschicht hindurch in den Halbleiterkörper aus Germanium hinein stattfinden soll. Als für die Benetzung durch Indium P Cr -nete Metalle sind dabei Silber, Gold, Kupfer und eig Nickel angegeben worden. Hierbei wird eine besondere Legierung aus der vorher aufgedampften Schicht und dem aufgebrachten Elektrodenmaterial gebildet, wobei aber offenbar die aufplattierte Schicht als solche bestehenbleiben soll, denn sonst würde sie nicht als Teil des Diffussionskanals für das auf sie aufgebrachte Elektrodenmaterial, nämlich für das Indium dienen.
  • Bekannt ist ein Germaniumtransistor mit einer durch Eindiffussion erzeugten Basiszone. Bei deren Herstellung sind in einen Ausgangs-Germaniumkörper vom p-Leitungstyp zunächst ein Dampf einer geeigneten n-Störzellensubstanz zur Bildung einer n-leitenden Mantelzone eindiffundiert, dann an der einen Oberfläche der Halbleiterplatte zur Bildung des Emitters ein Film aus Aluminium zunächst aufgedampft und anschließend in die n-leitende Zone zur Bildung eines pn-überganges einlegiert. Dann wird an der gleichen Oberflächenseite des Halbleiterkörpers ein Gold-Antimon-Film aufgedampft und die Halbleiterplatte bis auf die eutektische Temperatur von Gold-Antimon erhitzt, bei der ein ohmscher Kontakt zu der n-leitenden Oberflächenschicht geschaffen wird. Schließlich wird an der entgegengesetzten Oberflächenseite des Halbleiterkörpers mit Hilfe von Indium ein Platinstreifen mit dem p-leitenden Kollektorbereich als Kontaktkörper verlötet.
  • Diese Schriftstelle offenbart jeweils nur das Aufbringen des Elektrodenmaterials durch Aufdampfen auf den entsprechenden Oberflächenanteil des Halbleiterkörpers, von welchem aus dieses zum Einlegieren gebracht werden soll, ohne daß die aufgedampfte Schicht eine Benetzungshilfe für den zunächst als festen Körper auf den Halbleiterkörper aufzulegenden Elektrodenmaterialkörper bildet. Die aufgedampfte Menge soll vielmehr unmittelbar dem Volumen des Elektrodenmaterialkörpers entsprechen.
  • Es wird daher bei dem Verfahren nach der Erfindung derart vorgegangen, daß der bereits an seiner entsprechenden Oberfläche mit aufgedampften Elektrodenmaterial versehene Halbleitermaterialkörper mit einem noch festen Elektrodenmaterialkörper, z. B. einer entsprechenden Folie oder schmelzflüssigem Elektrodenmaterial, in Berührung gebracht und dann für das Einlegieren eine entsprechende Temperaturbehandlung dieser Anordnung nach einem geeigneten Temperatur-Zeit-Programm stattfindet. Bei dieser Temperaturbehandlung kann gegebenenfalls der Elektrodenmaterialkörper unmittelbar mit einer oder mehreren weiteren Hilfsträgerplatten verbunden werden, wobei die dem Halbleiterkörper benachbart liegende, aus einem Werkstoff geeigneter Stärke besteht, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient demjenigen des Halbleiterkörpers möglichst benachbart liegt, um auf diese Weise das Entstehen unerwünschter mechanischer thennischer Spannungen weitgehend auszuschließen.
  • Es ist jedoch nicht erforderlich, daß einerseits das Aufdampfen der Schicht auf den Halbleiterkörper und andererseits das Zusammenbringen dieses vorbereiteten Halbleiterkörpers mit dem zur Zonenbildung einzulegierenden Elektrodenmaterial in getrennten Arbeitsvorgängen und Vorrichtungen stattfindet. So kann vielmehr auch derart vorgegangen werden, daß in einer Hilfsforin oder -vorrichtung der Elektrodenmaterialkörper sowie gegebenenfalls die Hilfsträgerplatte und eine eventuell erforderliche Lotzwischenschicht zwischen beiden zusammen mit dem Halbleiterkörper derart übereinandergeschichtet werden, daß sich bei der Vorbehandlung des Halbleiterkörpers Abdampfprodukte des einzulegierenden Elektrodenmaterialkörpers unmittelbar auf den vorbestimmten Flächen des Halbleiterkörpers niederschlagen. Beim Schmelzen des Elektrodenmaterials wird sich bereits vor oder/und mit dem Schmelzflüssigwerden des Elektrodenmaterialkörpers eine entsprechende Dampfwolke aus diesem Elektrodenniaterial bilden, welches auf diese Weise auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers gelangt. Nachdem die Anordnung eine Zeitlang auf derjenigen Temperatur gehalten worden ist, daß von dem Elektrodenmaterial eine durch vorherige Versuche ermittelte Aufdampfung auf die Halbleiterkörperoberfläche stattgefunden hat, wird dann die in dieser Weise vorbehandelte Halbleiterkörperoberfläche mit dem festen bzw. flüssigen Elektrodenmaterial unmittelbar zusammen- geführt. Dann wird das Legieren, gegebenenfalls unter Anwendung eines bestimmten Druckes zwischen Halbleiterkörper und Elektrodenmaterial, über einen vorbestimmten Zeitraum nach vorbestimmten Temperaturprogrammen hinsichtlich zeitabhängiger Aufheiz- und Abkühlungsgeschwindigkeit durchgeführt.
  • Was soeben für das Einlegieren an einer Zone des Halbleiterkörpers beschrieben worden ist, kann auch gleichzeitig an mehreren Zonen an dem Halbleiterkörper durch Anwendung einer entsprechenden Hilfseinrichtung durchgeführt werden.
  • In der F i g. 1 bezeichnet 1 die Grundplatte eines Gestells, auf welcher sich Stangen, wie z. B. 2 und 3, nach oben erstrecken, die an ihrem oberen Ende eine Deckplatte 4 tragen. Diese obere Deckplatte dient gleichzeitig als Träger eines Antriebes, der aus dem Motor 5, der Welle 6, dem Zahnrad 7, dem Zahnrad 8, der Welle 9, den beiden Zahnrädern 10, 11 und den beiden Zahnrädern 12, 13 besteht, die am oberen Ende der Wellen 14 bzw. 15 angeordnet sind, die andererseits in entsprechenden Lagern 16 bzw. 17 in der Grundplatte 1 drehbar abgestützt sind. Auf dieser Grundplatte 1 sind ferner weitere Stangen, wie z. B. 18, vorgesehen. Diese bilden das Gestell, in welches Legierungshilfsformen eingeschichtet werden sollen.
  • Eine solche Hilfsform besteht z. B. nach der F i g. 1 aus einem Behälter 19, der z. B. aus Graphit oder Eisen hergestellt ist und im letzteren Fall an seiner Mantelfläche mit einem besonderen Überzug aus einem gegenüber den Aufbauteilen eines Halbleiterelementes inerten Werkstoff, wie z. B. Graphit, versehen sein kann.- In dem bereits genannten untersten dieser Behälter 19 ist eine Hilfsträgerplatte 20 für ein Halbleiterelement eingesetzt, die in bekannter Weise z. B. aus Molybdän, Wolfram oder Tantal bestehen kann. Auf diese Hilfsträgerplatte ist ein Elektrodenmaterialkörper 21 aufgelegt, der z. B. aus Aluminium bestehen kann. Nun ist jeder dieser Hilfslegierungsforrnenbehälter, wie z. B. 19, in seiner Mantelfläche mit Aussparungen 22 versehen, so daß in diese der untere Arm 23 eines doppelarmigen Winkelhebels 24 eingeschwenkt werden kann. Dieser doppelarmige Winkelhebel 24, dessen zweiter Arm mit 25 bezeichnet ist, ist in einem Lager 26 schwenkbar, das an der äußeren Mantelfläche des Behälters 19 vorgesehen ist. Der obere Arm 25 des Winkelhebels 24 ist bestimmt für das Zusammenwirken mit einem Winkelhebel 27, der drehfest auf der Welle 15 angeordnet ist. Durch eine Betätigung der Wellen, wie z. B. der Welle 15, kann also der jeweilige Winkelhebel 24 in seinem Lager derart gedreht werden, daß der Arm 23 aus der Aussparung bzw. dem Hohlraum des Behälters 19 herausgeschwenkt wird. In der Zeichnung sind nun an dem unteren Gefäß 19 zwei solche nach innen in den Hohlraum mit ihren Armen 23 eingeschwenkte Winkelhebel 24 gezeigt. Sie dienen als Träger einer Halbleiterplatte 28, die z. B. aus schwach p-leitendem Silizium bestehen kann. Auf der oberen Fläche dieser Siliziumplatte 28 sind bereits zwei Elektrodenmaterialkörper, und zwar ein Ring 29 und innerhalb desselben ein kreisflächenförmiger Elektrodenkörper 30 mit gegenseitigem Abstand aufgelegt, welche von dieser Fläche aus in den Halbleiterkörper einlegiert werden sollen.
  • Das Volumen dieser Elektrodenkörper wird zweckmäßig derart bemessen, daß die Legierungsfront nur bis zu einer vorbestimmten Tiefe in den Halbleiterkörper hinein fortschreiten kann. Diese Elektrodenmaterialkörper sind gegen die Oberfläche dieser Halbleiterplatte 28 dadurch festgespannt, daß sie nach einem bekannten Verfahren mittels einer Pulverpreßmasse 31 allseitig von dieser umschlossen bzw. umpreßt und dadurch gleichzeitig gegen die Oberfläche der Halbleiterplatte 28 gepreßt werden. Auf der oberen Fläche dieses Pulvermassepreßkörpers 31 ruht eine Graphitscheibe 32. Auf diese Graphitscheibe ist nun ein zweiter Legierungsbehälter bzw. eine Hilfsform 33 aufgesetzt, der bzw. die eine zweite Folge von Elementen enthält, wie sie als Einsatz des Behälters 19 bereits erläutert worden sind. Um diese Einzelteile im Behälter 33 von denjenigen im Behälter 19 zu unterscheiden, sind zwar für die entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen beibehalten worden, jedoch sind die Elemente im Behälter 33 von denjenigen im Behälter 19 durch einen zusätzlichen Strich C) unterschieden. Auf die obere Graphitplatte 32' der in den Behälter 33 eingeschichteten Teile ist noch ein Gewicht 34 aufgelegt.
  • In der gezeigten Stellung der Teile besteht also je- weils im Behälter 19 zwischen dem Elektrodenmaterialkörper 21 und der Halbleiterplatte 28 bzw. im Behälter 33 zwischen dem Elektrodenmaterialkörper 21' und dem Halbleiterkörper 28' ein gewisser Ab- stand. Das ganze bisher beschriebene System ist in einem Behälter 35 angeordnet und von einem diesen oben abschließenden Deckel 36 über Stützen 37 getragen. Diesem Behälter 35 sind in der Höhe der Legierungsformen außen entsprechende Strahlungsheizer zugeordnet, die mit 37 bis 40 bezeichnet sind. Die Strahlungsheizer liegen jeweils innerhalb entsprechender Reflektionskörper bzw. Schirme 41 bis 44, durch welche die von den Strahlungsheizem entwickelte Wärme in wirksamer Weise auf die zu beheizenden Legierungsformen im Behälter 35 gerichtet wird.
  • Zwischen diesen Strahlungsheizern und der äußeren Mantelfläche des Behälters 35 können noch besondere verstellbare Blendenkörper, wie 45 und 46, vorgesehen werden, so daß also auf einfache Weise erreicht werden kann, daß auch nur verschiedene Höhenzonen der Behälter 19 bzw. 33 unabhängig voneinander beheizt werden. In der dargestellten Lage der Blendenkörper 45 und 46 würden also nur die Strahlungsheizer 38 und 40 die unteren Teile der Behälter 19 bzw. 33 beheizen, während, wenn die Blenden nach oben herausgefahren werden, die gesamten Behälter der Heizwirkung durch die Strahlungsheizer unterworfen sind.
  • Wie bereits in der allgemeinen Beschreibung geschildert, sollen zunächst Flächen des Halbleiterkörpers mit Elektrodenmaterial bedampft werden, bevor das ei-entliche Elektrodenmaterial, welches in den Halbleiterkörper einlegiert werden soll, mit dessen Oberfläche zusammengebracht wird. Sind zunächst nur die Strahlungsheizer 38, 40 in Betrieb, so werden zunächst nur die unteren Teile der Legierungsforrn 19 bzw. 33 beheizt, so daß nur der Elektrodenmaterialkörper 21 im Behälter 19 bzw. der Elektrodenmaterialkörper 21-' im Behälter 33 erhitzt werden. Auf diese Weise wird von der Oberfläche dieser Elek# trodenmaterialkörper Elektrodenmaterial abdampfen und sich auf den gegenüberliegenden unteren Flächen der Halbleiterkörper 28 bzw. 28" niederschlagen. Ist dieser Aufdampfprozeß über eine gewisse Zeitdauer, deren Wert durch entsprechende Versuche zu ermitteln ist und der sich auch nach dem Elektrodenmaterial und der benutzten Temperatur richtet, gelaufen, so daß eine erwünschte Schicht am Elektrodenmaterial auf dem Halbleiterkörper niedergeschlagen worden ist, so wird nunmehr das Antriebsgestänge mittels des Motors 5 betätigt, wodurch die Winkelhebel 24 aus den Behälterräumen von 19 bzw. 33 herausgeschwenkt und die bisher von diesen getragenen Halbleiterkörper 28 und 28' mit den darauf geschichteten Teilen auf den jeweiligen der Elektrodenmaterialkörper 21 bzw. 21! in den Behältern 19 bzw. 33 abgesenkt werden. Nunmehr kann der Heizvorgang weiterhin so gelenkt werden, daß das Einlegieren dieser Elektrodenmaterialkörper in die entsprechenden Halbleiterkörper 28 bzw. 28' zur Erzeugung der erwünschten dotierten Zonen bestimmten elektrischen Leitungstyps stattfindet. Die Speisung des Elektromotors 5 erfolgt von einer Einrichtung 47, die zeitabhängig und gegebenenfalls temperaturabhängig von einem im Behälter 35 vorgesehenen, nicht besonders dargestellten Temperaturfühler gesteuert sein kann.
  • In der F i g. 2 ist ein weiteres Beispiel schematisch veranschaulicht, wie nach dem Aufdampfen automatisch temperaturabhängig das Absenken der mit Elektrodenmaterial vorbedampften Halbleiterplatte auf den einzulegierenden Elektrodenmaterialkörper erfolgen kann. Als Steuereinrichtung sind in diesem Fall sogenannte Seger-Kegel benutzt, d. h. keramische Körper, die sich in ihrem thermischen Verhalten so abstimmen lassen, daß sie bei einer bestimmten Temperatur ihre Forinfestigkeit verlieren, so daß sie, wenn sie als Abstützkörper wirken, dann das von ihnen ab-"estützte a System freigeben. In dieser Fig.2 ist die Behandlung einer einzigen Siliziumhalbleiterplatte zum Ei#nlegieren gezeigt, wie es also der untersten Siliziumplatte 28 nach F i g. 1 entspricht. Um einen Zusammenhang zwischen den F ig. 1 und 2 zu schaffen und dadurch die Erläuterung zu vereinfachen, sind für die entsprechenden gleichartigen, wie in F i g. 1 vorhandenen Elemente in F i g. 2 die gleichen Bezugszeichen beibehalten worden. So ist wieder ein Behälter 19 auf einer Grundplatte 1 vorhanden, auf dessen Bodenplatte die Hilfsträgerplatte 20 liegt, welche den Elektrodenmaterialkörper 21 trägt. Oberhalb dieses Körpers 21 ist die Siliziumhalbleiterplatte 28 mittels der Hebel 48, 49 gehalten. Diese Hebel 48, 49 sind an Stützen 50 bzw. 51 drehbar gelagert, die an der Grundplatte 1 befestigt sind. Diese doppelarmigen Hebel 48, 49 greifen mit dem einen Arm durch die Aussparungen 22 des Behälters 19 in dessen Hohlraum ein, wodurch sie, wie angegeben, die Halbleiterplatte 28 tragen. Auf die Hebelarine der doppelarmigen Hebel 48, 49 wirken die beiden Seger-Kegelkörper 52 bzw. 53 mit ihren unteren Enden. Diese Kegel 52 bzw. 53 stützen sich mit ihren oberen Enden gegen einen Schenkel der Stützen 54 bzw. 55 ab, welche an der Grundplatte 1 befestigt sind. Der Siliziumhalbleiterkörper 28 trägt an seiner oberen Fläche beispielsweise wie gemäß F i g. 1 bereits zwei Elektrodenmaterialkörper 29 bzw. 30, welche mittels eines Pulverpreßmassekörpers 31 umpreßt und gegen die obere Fläche der Halbleiterplatte 28 festgespannt sind. Auf dieser Pulverpreßmasse 31 ist zunächst wieder ein Graphitkörper 32 vorgesehen und auf diesem ein Belastungsgewicht 34.
  • Wie bereits erwähnt, wird eine solche Anordnung zunächst in einer nicht besonders dargestellten Beheizungseinrichtung derart beheizt, daß von der Oberfläche der z. B. als Elektrodenmaterialkörper 21 benutzten Aluminiumplatte Aluminium in Richtung auf die Siliziumhalbleiterplatte 28 abdampft. Nach einer gewissen Zeitdauer wird dann die Temperatur gesteuert für das Aufheizen der Anordnung zur Durchführung des Legierungsprozesses. Entsprechend der envünschten oberen Temperaturgrenze sinken dann die beiden Seger-Kegel 52, 53 zufolge ihrer Temperaturabstimmung in sich zusammen, so daß das durch die Hebel 48, 49 bis dahin abgestützte System auf der Platte 28 und den von dieser getragenen Teilen nach unten absinken kann, bis es auf der Aluminiumplatte 21 aufliegt, wonach dann der Legierungsprozeß des Halbleiterelementes durchgeführt wird.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Schaffen einer verbesserten Benetzung zwischen dem für die Dotierung des Halbleiterkörpers benutzten Elektrodenmaterial und der Oberfläche des Halbleiterkörpers bei der Einleitung des Legierungsprozesses zum Herstellen von Halbleiterbauelementen, d a d u r c h g e - Z, kennzeichnet, daß zunächst auf diejenigen Oberflächenteile des Halbleiterkörpers, von denen aus einlegiert werden soll, eine Schicht des verwendeten Legierungsmaterials oder mindestens des für diese Legierung benutzten Grundwerkstoffes aufgedampft wird, dann der eigentliche einzulegierende Elektrodenmaterialkörper an dieser Schicht zur Anlage gebracht oder angepreßt und anschließend der Halbleiterkörper zusammen mit dem Elektrodenmaterialkörper zum Legieren erhitzt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper und der einzulegierende Elektrodenmaterialkörper, gegebenenfalls auf einer gleichzeitig während des Legierungsvorganges einzulegierenden Hilfsträgerplatte, in einer Hilfsfonn zusammen übereinander angeordnet werden, diese Anordnung dann durch eine vor-eschene Beheizungseinrichtung auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der von dem Elektrodenmaterialkörper als Verdampfungsquelle eine Zeitlang Elektrodenmaterial auf die Halbleiterkörper-Oberfläche aufgedampft wird, und alsdann der Halbleiterkörper mit dem einzulegierenden Elektroden- bzw. Legierungsmaterial zusammengeführt und die Anordnung zum Legieren in bekannter Weise weiterbehandelt wird. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hilfsforrn für den einzelnen zu legierenden Halbleiterkörper der steuerbaren Stützen als Träger für die Halbleiterplatte und für auf diesen angeordnete weitere Teile vorgesehen sind und daß bei einer entsprechenden Steuerung diese Stützen den Halbleiterkörper für seine Absenkung auf den darunter befindlichen Elektroden- bzw. Legierungsmaterialkörper freigeben. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Hebel als Stützen für die Halbleiterplatte dienen und die Hilfsformenkörper an ihrer äußeren Mantelfläche mit Drehlagem für die die Halbleiterplatte haltenden Hebel versehen sind, die zunächst in den Hohlraum der einzelnen Hilfsform eingeschwenkt sind und die Halbleiter platte halten, jedoch beim Herausschwenken aus dem genannten Hohlraum die Halbleiterplatte freigeben. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hilfsformenbehälter mit den Aufbauteilen für das einzelne Halbleiterelement in einem Gestell oder einem Gerüst angeordnet sind, welches zum Legieren in einen besonderen Behälter eingesetzt wird, und daß dieser Behälter vorzugsweise von außen so beheizbar ist, daß verschiedene Höhenzonen der Hilfsformen wahlweise einzeln oder gemeinsam erhitzt werden können. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Strahlungsheizquellen mit zugehörigen steuerbaren Blenden derart vorgesehen sind, daß die verschiedenen Höhenzonen der Hilfsformenbehälter durch die Strahlungsheizer wahlweise erhitzt werden können. 7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die als Träger für die Halbleiterelementeteile vorgesehenen steuerbaren Stützen selbsttätig zeitabhängig und gegebenenfalls abhängig von der Temperatur in dem Behälter oder/und der Temperatur von Aufbauteilen des Halbleiterelementes arbeitend eingerichtet sind. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuermechanismus der Stützen für den Halbleiterkörper derart thermisch in ihrer temperaturabhängigen Formfestigkeit abgestimmte Seger-Kegel benutzt sind, daß sie die Halteeinrichtung bzw. die Träger des jeweiligen vorbedampften Halbleiterkörpers mit Erreichen ihrer Verformungstemperatur freigeben. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1015 152, 1024 640, 1099 085; deutsche Patentanmeldung p 16336 D VIII c/21 9 (bekanntgemacht am 23. 8. 1951); »RCA-Rev.«, Bd. 18, 1957, S. 195 bis 204; »Proc of the IRE«, 1952, S. 1341/1342; »IRE-Transactions-CT«, 1956, H. 1, S. 22; L. H o 11 a n d, Wacuum Deposition of thin Films«, London, 1956, S. 111. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1115 367.
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