DE1279847B

DE1279847B - Kapazitive Halbleiterdiode und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1279847B
Application number: DES94986A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Heinlein; Dipl-Phys Heinz Zschauer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1965-01-13
Filing date: 1965-01-13
Publication date: 1968-10-10

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIg

Deutsche KI.: 21g-10/05

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 79 847.9-33 (S 94986)

13.Januar 1965

10. Oktober 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine kapazitive Halbleiterdiode mit einem Gehäuse aus zwei gegenüberliegend angeordneten, je einen Gehäuseteil bildenden flächenhaften Zuführungselektroden und einem zwischen den Zuführungselektroden angeordneten und deren Abstand festlegenden isolierenden Gehäuseteil.

Für kapazitiv wirkende Halbleiterbauelemente ist ein kapazitätsarmes Gehäuse erwünscht. Den Idealzustand würde man zuzüglich Kapazitätsarmut erreichen, wenn man das Bauelement ohne Gehäuse in die betreffenden Geräte einbauen würde. Es ist jedoch nicht zweckmäßig, solche Halbleiterbauelemente ohne jegliche definierte Umgebung zu verwenden, weil hierdurch ein reproduzierbarer Einbau sehr erschwert würde.

Es sind Halbleiterbauelemente bekannt, die zwischen zwei mit Kühlflügeln versehene Metallkörper angeordnet sind, die mittels isolierter Schrauben zusammengeklammert sind. Diese Anordnungen sollen das Halbleiterbauelement vor Überhitzung schützen. Um gute Wärmeleitung zu ermöglichen, müssen die Kühlflügel groß sein. Eine solche Anordnung kann nicht kapazitätsarm sein (französische Patentschrift 1289 309). a₅

Es ist ferner bekannt, Gehäuse aus zwei aus Metall bestehenden, als Zufiihrungselektroden dienenden, sich flächenhaft ausdehnenden Körpern und einem die beiden Zuführungselektroden an ihren Rändern abschließenden ringförmigen Isolierkörper aufzubauen, wobei die Zufiihrungselektroden der Kontaktierung des Halbleiterbauelementes dienen. Der zum hermetischen Abschluß erforderliche ringförmige Isolator, der den Abstand zwischen den beiden, die Decke und den Boden des Gehäuses bildenden Zuführungselektroden festlegt, sichert das Maximum an mechanischer Stabilität (deutsche Auslegeschrift 1069 296).

Ein sehr kapazitätsarmes Gehäuse für eine kapazitive Halbleiterdiode der eingangs genannten Art ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der isolierende Gehäuseteil mindestens an einer Stelle von Zuführungselektrode zu Zuführungselektrode durchgehend unterbrochen ist, so daß das Gehäuseinnere mit der Diode gegen den Außenraum an der Unterbrechungsstelle nicht abgeschlossen ist.

Wie der Erfindung zugrunde liegende Untersuchungen gezeigt haben, wird die mechanische Festigkeit der Anordnung nicht wesentlich in Mitleidenschaft gezogen, wenn an Stelle eines geschlossenen Isolierringes als Distanzierkörper zwischen den beiden Zuführungselektroden ein unterbrochener Distanzier-Kapazitive Halbleiterdiode und Verfahren
zu ihrer Herstellung

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8000 München 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:

Dr. Walter Heinlein,

Dipl.-Phys. Heinz Zschauer, 8000 München - -

körper oder mehrere voneinander durch Zwischenräume, wie Einschnitte od. dgl., getrennte Distanzierkörper verwendet werden. Dem Umstand, daß eine derartige Anordnung nicht mehr gegen Korrosion des Halbleiters geschützt ist, läßt sich dadurch begegnen, daß man entweder einen genügend korrosionsfesten Halbleiter, wie z. B SiC, verwendet oder den Halbleiterkörper der Anordnung mit einem dünnen, korrosionsschützenden Überzug, z. B. aus SiO₂, der in bekannter Weise durch chemische Reaktion oder Aufdampfen erzeugt wird, versieht.

Eine besonders kapazitätsarme Ausführungsform einer Halbleiterdiode gemäß der Erfindung ist in F i g. 1 von der Seite gesehen, in

F i g. 2 von oben gesehen dargestellt.

Die Halbleiterdiode, z. B. eine Varaktordiode 1, ist mit ihrem Halbleiterkörper leitend auf einem metallischen Sockel 2 befestigt, der seinerseits auf einer als Zuführungselektrode dienenden metallischen Grundplatte 3 befestigt ist. Beiderseits davon erheben sich diametral gegenüber zwei Säulen 4 und 5 aus Isoliermaterial (z. B. aus Al₂O oder BeO oder einem anderen Isolator mit zweckmäßig niedriger Dielektrizitätskonstante), die mit ihren Grundflächen auf der metallischen Grundplatte 3 befestigt sind, während über ihre Deckflächen eine weitere streifenförmige Zuführungselektrode 6 gelegt und mit der Auflage fest verbunden ist. Die Zuführungselektrode 6 vermittelt den elektrischen Kontakt mit der zweiten »Belegung« der durch das Halbleiterbauelement 1 definierten elektrischen Kapazität. Sie ist deshalb mit einer die andere Seite der sich quer durch das Halbleiterbauelement 1 erstreckenden Sperrschicht kontaktierenden Elektrode Γ über ein weiteres, insbesondere kapazitätsarmes und induktivi-

809 620/130

tätsarmes Kontaktglied, ζ. Β. einen federnden Drahtbügel?, verbunden.

Verwendet man bei einer der F i g. 1 und 2 entsprechenden Anordnung vier statt zwei isolierende Stützen, die vorzugsweise an den Ecken eines Vierecks, insbesondere Quadrates, angeordnet sind, so erhält man eine Anordnung, deren mechanische Festigkeit etwas größer, deren Kapazität jedoch entsprechend größer ist.

Eine Anordnung gemäß der Erfindung läßt sich z. B. herstellen, indem man die Montage zunächst unter Verwendung eines isolierenden Distanzhalters in Gestalt eines geschlossenen Ringes vornimmt und dann das auf diese Weise entstandene geschlossene Gehäuse durch Einschneiden, Einsägen, Einschleifen oder andere abtragende, an definierten Stellen vorzunehmende Behandlungsvorgänge durch Auftrennen des Ringes »öffnet«.

In Fig. 3 ist dargestellt, wie die Einschnitte — von oben gesehen — beispielsweise verlaufen können. Mit a, b, c, d sind die verbleibenden Teile des Ringes bezeichnet.

Claims

Patentansprüche:

1. Kapazitive Halbleiterdiode mit einem Gehäuse aus zwei einander gegenüberliegend angeordneten, je einen Gehäuseteil bildenden flächenhaften Zuführungselektroden und einem zwischen den Zuführungselektroden angeordneten und deren Abstand festlegenden isolierenden Gehäuseteil, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierende Gehäuseteil mindestens an einer Stelle von Zuführungselektrode (3) zu Zuführungselektrode (6) durchgehend unterbrochen ist, so daß das Gehäuseinnere mit der Diode (1) gegen den Außenraum an der Unterbrechungsstelle nicht abgeschlossen ist.

2. Halbleiterdiode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierende Gehäuseteil aus mindestens zwei voneinander völlig getrennten säulenförmigen Distanzierkörpern (4; 5) besteht.

3. Halbleiterdiode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzierkörper an den Eckpunkten eines Vierecks angeordnet sind.

4. Halbleiterdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungselektroden (3; 6) über besondere Kontaktglieder (2 bzw. 7) an die Elektroden der Halbleiterdiode elektrisch angeschlossen sind.

5. Halbleiterdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper mit einem dünnen Überzug aus SiO₂ versehen ist.

6. Halbleiterdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Distanzierkörper (4; 5) aus einem Isolierstoff mit kleiner DK bestehen.

7. Halbleiterdiode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzierkörper (4; 5) aus Al₂O₃ oder BeO bestehen.

8. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiterdiode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Montage der Anordnung zunächst unter Verwendung eines geschlossenen isolierenden Ringes als Distanzierkörper vorgenommen und dann der Ring durch einen an definierten Stellen vorzunehmenden Abtragungsvorgang aufgetrennt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1069 296;
französische Patentschriften Nr. 1232 232,
309.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen