DE3110604C2

DE3110604C2 - Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE3110604C2
Application number: DE3110604A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Mobara Chiba Morimoto; Toshinori Nagaokakyo Kyoto Takagi
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1980-03-31
Filing date: 1981-03-18
Publication date: 1986-11-13
Also published as: JPS56137662A; DE3110604A1; JPS5912015B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung mit einem Berylliumoxidfilm (41) zum elektrischen Isolieren eines Halbleiterkörpers (1) und einer Wärmesenke (51) und zum Übertragen der im Halbleiterkörper (1) erzeugten Wärme zur Wärmesenke (51), damit die Halbleitervorrichtung gekühlt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Berylliumoxidfilms zwischen einem Halbleiterkörper und einem Kühlkörper. Der Berylliumoxidfilni dient dabei als ein Wärmeübertragungsfilm, der auf alle Arten von Halbleitern anwendbar ist, wie beispielsweise auf bipolare Halbleiter, MOS-Halbleiter (Metall-Oxid-Halbleiter), I-'L-Halbleitervorrichtung (integrierte Injektions-Logik-Halbleiter) und Solarzellen.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch das in dessen kennzeichnendem Teil angegebene Merkmal gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung sieht ein Verfahren vor, mit dem unter Verwendung der aus der DE-OS 26 28 367 bekannten Vorrichtung eine Halbleitervorrichtung hergestellt werden kann, die einen kristallinen Berylliumoxidfilm aufweist, der gute elektrische Isolatoreigenschaften mit verbesserter Wärmeleitfähigkeit verbindet. Die verbesserte Wärmeableitung ergibt sich dadurch, daß die C-Richtung des kristallinen Berylliumoxidfilms vorzugsiweise senkrecht zur Oberfläche des Kühl- oder Halbleiterkörpers steht. Der zur C-Achse ausgerichtete BeO-FiIm hat nämlich anisotrope Wärmeleitfähigkeitseigenschaften. Dies kann durch die Messung der anisotropen Wärmeleitfähigkeiten KpI und Kph des Beo-Filmes verdeutlicht werden. Der Wert KpI stellt den Wärmefluß parallel zur C-Achse des BeO-Filmes dar, und der Wert

40

45

55

60

65 Kph gibt den Wärmefluß senkrecht zur C-Achse des 3eO-Filmes an, und diese Werte betragen K_P'l! = 2,6 W/cm · ° C bzw. KjIh = 0,6 W/cm ■ " C bei Raumtemperatur. Es ist ersichtlich, daß die Wärmeleitfähigkeit entlang der C-Achse des BeO-Filmes ungefähr 4,3mal höher als diejenige senkrecht zur C-Achse des BeO-Filmes ist. Wenn demgemäß der BeO-FiIm entlang der Wärmestrahlungsrichtung des Halbleiterkörpern abgeschieden wird, so daß er zur C-Achse ausgerichtet ist, dann kann der Kühleffekt merklich verbessert werden. Im BeO-FiIm sind die Temperaturkennlinien der Wärmeleitfähigkeiten Kp'li und Kph proportional zur Temperatur T"².

Aus der US-PS 30 25 473 ist eine Halbleiteranordnung bekannt, bei der sich eine Berylliumoxidschicht zwischen einem Halbleiterkörper und einem Kühlkörper befindet.

Weiterhin ist aus der US-PS 32 87 243 ein Verfahren zum Auftragen von Isolierfilmen durch Kathodenzerstäubung bekannt, wobei u. a. eine Kathode aus Silizium, Beryllium o<ier Aluminium in einer Atmosphäre aus Sauerstoff, Stickstoff oder Methan verwendet wird, um so ggf. einen Berylliumoxidfilm herstellen zu können.

Schließlich ist in der_DE-OS 26 28 367 ein Halbleiter-Bauelement mit PN-Übergang und ein Verfahren zu dessen Herstellung heschrieben. Mit dem dieser Druckschrift entnehmbaren sogenannten »Agglomerat-Aufdampfverfahren« werden insbesondere dünne Halbleiterschichten auf einem Substrat epitaxial aufgetragen.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Berylliumoxidfilms zwischen einem Halbleiterkörper und einem Kühlkörper anzugeben, mittels dem eine Halbleitervorricntung mit verbesserten Kühleigenschaften und mit guter elektrischer Isolation zwischen einem Halbleiterkörper oder -chip und Kühlkörper erreicht wird.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Darstellung eines Kühlkörpers, auf dem eine Halbleitervorrichtung befestigt ist;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt einer Halbleitervorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Gerätes zum Erzeugen von kristallinen Berylliumoxidfilmen;

Fig. 4 ein Röntgenstrahlbeugungsmuster für einen Berylliumoxidfilm, der durch das in Fig. 3 dargestellte Gerät hergestellt ist;

Fig. 5 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Prozesses;

Fig. 6 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung eines alternativen erfindungsgemäßen Prozesses;

Fig. 7 einen Schnitt einer Halbleitervorrichtung, die nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung hergestellt wurde.

In der Fig. 1 ist ein Hochleistungs-Halbleiterbauelcment mit einer Wärmesenke dargestellt, die aus einem Kühlkörper mit Rippen R besteht. Das Halbleiterbauelement ist mit einer Halterung H am Kühlkörper befestigt.

Fig. 2 zeigt eine PL-Halbleitervorrichtung. Ein Halbleiterkörper 1 umfaßt eine η'-leitende vergrabene Schicht (burried layer) la, eine n~-leitende epitaktische Schicht Ib, pMeitende Diffusionsschichten lc, n'-leitende Diffusionsschichten ld und SiO₂-FiImC 2. Diese Halbleiterelemente werden mit einem herkömmlichen Prozeß gefertigt, bei dem ein SiO₂-FiIm hergestellt

wird, bei dem mittels eines Photolackes der SiO₂-FiIm photogeätzt wird, bei dem Dotierstoffe eindiffundiert werden und bei dem eine epicaktische Schicht aufwächst, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Zusätzlich werden Al-Elektroden 3, 4 und 5 in Fenstern des SiO₂-Filmes gebildet, die als Injektor, Basis bzw. Kollektor dienen. Weiterhin wird der Halbleiterkörper 1 mit einem kristallinen Berylliumoxidfihn 41 versehen, der auf einer Unterseite des Halbieiterkörpers 1 aufgetragen wird. Diese Vorrichtung ist auf einem Kühlkörper 51 angeordnet.

Da? Auftragen oder Abscheiden des BeO-Filmes erfolgt mittels eines in Fig. 3 gezeigten Gerätes auf die folgende Weise:

Das in Fig. 3 dargestellte Gerät umfaßt einen geschlossenen Tiegel 21 mit wenigstens einer Öfnung oder Düse 22, die in diesem Beispiel einen Durchmesser zwischen 0,5 mm und 2,0 mm besitzt. Die Dicke der Düse 22 in der axialen Richtung ist so klein als möglich und vorzugswseise dünner als der Durchmesser der Düse 22, so daß das Geometrieverhälinis kleiner als 1 wird. Der Tiegel 21 enthält metallisches Beyllium 23, das in den Tiegel 21 in der Form von Blättchen oder Kugeln bzw. Pellets eingeführt wird.

Der Tiegel 21 ist von einer Heizeinrichtung 24 umgehen. In dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel arbeitet die Heizeinrichtung 24 durch Elektronenbeschuß und umfaßt eine Wendel zum Emittieren von Elektronen. Der Tiegel 21 wird auf einem positiven Potential bezüglich der Wendel mittels einer (nicht gezeigten) Strom- bzw. Spannungsquelle gehalten, um dadurch die von der Wendel emittierten Elektronen zu beschleunigen, so daß sie auf die Tiegeloberfläche mit hoher Geschwindigkeit auftreffen, wodurch der Tiegel 21 erwärmt wird. Wärmeschirmplatten 25 umgeben die Heizeinrichtung 24. In einer möglichen anderen Anordnung zum Erwärmen des Tiegels 21 besteht dieser aus einem elektrisch leitenden Material und enthält Anschlüsse an seinen oberen und unteren Teilen; der Tiegel 21 w'.rd dann erwärmt, indem ein hoher Strom (bei geringer Spannung) durch den Tiegel 21 geschickt wird, so daß der gesamte Tiegel 21 erwärmt wird. Als weitere Möglichkeit kann der Tiegel 21 durch Strahlungsbeheizen erwärmt werden, wobei eine Heizeinrichtung um den Tiegel 21 angeordnet wird. Eine Kombination von mehr als einer dieser heizmethoden kann benutzt werden.

Eine Ionisationskamme^r 26 ist oberhalb des Tiegels 21 vorgesehen. Um die Ionisationskammer 26 wird eine Anordnung zum Erzeugen ionisierender Elektronen angebracht, die einen in einen Schirm 29 eingeschlossenen Heizfaden 28 und eine netzförmige Anode 27 umfaßt, die die äußeren Grenzen der Ionisationskammer bildet. In Draufsicht ist die Anode 27 kreisförmig, obwohl sie auch jede andere Gestalt besitzen kann, wie beispielsweise die Form von Polygonen.

Ein Halter 31 ist vorgesehen, um einen Halbleiterkörper 1 auf der Unterseite zu halten, von der der BeO-FiIm aufgetragen wird. Auch ist ein Verschluß 33 vorhanden, damit der Halbleiterkörper 1 von den Berylliumoxid- und Sauerstoff-Strahlen abgeschirmt werden kann.

Weiterhin ist ein Sauerstoff-Zufuhrrohr 35 mit wenigstens einer Düse 36 vorhanden. In dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeisniel liegt die Düse 36 in der Nähe der Düse 22 des Tiegels 21; jedoch kann die Düse 36 auch neben dem Halbleiterkörper 1 vorgesehen werden. Eine ringförmige Beschleunigungselektrode 37, an der ein negatives Potential bezüglich des Tiegels 21 von einer (nicht gezeigten) Strom- bzw. Spannungsquelle zum Beschleunigen der ionisierten Be-Dämpfe liegt, kann zwischen der Ionisationskammer 26 und dem Halbleiterkörper 1 angeordnet werden. Dort ist eine Photomaske 40 vorhanden, die dicht den Halbleiterkörper 1 berührt oder einen kleinen freien Raum bezüglich des Halbleiterkörpers 1 beibehält, um die Abscheidung des BeO-Filmes auf vorbestimmten Teilen des Halbleiterkörpers 1 zu erlauben. Auch kann eine (nicht gezeigte) Heizeinrichtung vorgesehen werden, damit der Halbleiterkörper 1 auf der richtigen Temperatur gehalten wird, wenn dies erforderlich ist.

Das gesamte in Fig. 3 gezeigte Gerät ist in einer (nicht gezeigten) Vakuumkammer zusammen mit dem Halbleiterkörper 1 eingeschlossen, auf dem der Berylliumoxidfilm herzustellen ist, und die Kammer wird in einen Hochvakuumzustand in der Größenordnung von wenigstens 133 - 10~⁵ Pa evakuiert. In diesem Zustand wird Sauerstoff 36a zur Vakuumkammer von der Düse 36 durch das Sauerstoff-Zufuhrrohr ί·5 gespeist, und der Druck in der Vakuumkammer wird zwischen 133 ■ 10" Pa und 133 ■ 10 ' Pa gehalten. Die Verwendung eines geringeren Sauerstoffdruckes kann zur BiI-dung des Berylliumoxidfilmes mit höherer Qualität führen. Jedoch erfordert die Verwendung eines geringeren Sauerstcffdruckes auch ein Evakuieren der Vakuumkammer auf ein sehr hohes Vakuum vor dem Einführen des Sauerstoffes und bedingt so eine Verringerung der Geschwindigkeit, mit der der Film gebildet wird. Der Bereich von 133 · 10" Pa bis 133 · 10' Pa liefert einen praktisch vernünftigen Kompromiß zwischen diesen sich widerstreitenden Anforderungen.

Dann wird die Heizeinrichtung 24 betätigt, um den Tiegel 21 zu erwärmen, damit das in den Tiegel 21 gefüllte metallische Be schmilzt und im Tiegel 21 ein Dampf 23a des metallischen Be erzeugt wird. Die Temperatur zum Erwärmen des metallischen Be wird aufgrund der Umgebungsbedingungt η um den Tiegel 21, insbesondere aufgrund des Druckes in der Vakuumkammer bestimmt, der durch PIPo S 10 ^:, vorzugsweise PIPo SlO⁴, ausgedrückt werden kann, wobei P den Dampfdruck des metallischen Be im Tiegel 21 und Po den Druck im Vakuumbehälter bedeuten. Beispielsweise wird der Dampfdruck P bei etwa o65 · 10"· Pa für die Heiztemperatur von 1300' C und bei 133 · 10 ' Pa für die Heiztemperatur von 1380' C gehalten, da der Schmelzpunkt des metallischen Be 1280⁼ C beträgt. Entsprechend ist die Heiztemperatur von 1300 bis 1400° C ausreichend, wenn der Druck im Vakuumbehälter 133 ■ 10 ■* Pa bis 133 · 10" Pa beträgt. Um die Filmbildung durch Steigerung des Dampfdruckes P zu beschleunigen, kann die Keiztemperatur in einem Ausmaß erhöht werden, in dem nicht die Qualität des herzustellenden B<»O-Filmes beeinträchtig; wird.

Der Dampf 23a des metallischen Bc wird von der Düse 22 zur Außenseite des Tiegels 21 aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Tiegel 21 und dem Vakuumbehälter abgegeben. Der abgegebene oder ausgespritzte Dampf wird mit einer kinetischen Energie entsprechend der Aüstrittsgeschwindigkeit verseilen und zum Halbleiterkörper 1 in einem Dampfstrahl 23b gerichtet. Wenn in diesem Fall der Dampf in einen unterkühlten Zustand aufgrund der adiabatischen Ausdehnung zur Zeit des Ausspritzens aus der Düse 22 gezwungen wird, indem die Form der Düse 22 und der Druck P und Po geändert werden, so daß die oben angegebenen Bedingungen erfüllt sind, oder indem die

Form der Düse 22 des Tiegels 21 abgewandelt wird, ist es möglich, den Dampf in Agglomerate umzuwandeln, die große Ansammlungen des Dampfes der Be-Atome sind, die lose durch Van der Waal'sche Kräfte gekoppelt sind. Die Bildung der Agglomerate ermöglicht eine Verbesserung des Ionisationswirkungsgrades in der Ionisationskammer 26, die weiter unten näher erläutert wird, und auch die Herstellung überlegener Filme auf dem Halbleiterkörper 1.

Der mit der kinetischen Energie aufgrund des Ausspritzens aus dem Tiegel 21 versehene Dampfstrom 236 wird durch die Ionisationskammer 26 geschickt, wo wenigstens ein Teil des Dampfstromes ionisiert wird. Die Ionisation des Dampfes 236 erfolgt derart, daß von dem Heizfaden 28 emittierte Elektronen bei Erregung und Erwärmung auf eine Spannung von 100 bis 1000 V beschleunigt werden, die zwischen dem Heizfaden 28 und der netzförmigen Anode 27 liegt, und dann auf den nampfstrnm 23Λ auftreffen, der durch die netzförmiae Anode 27 verläuft. Wenn der von der Düse 22 herausgespritzte Dampfstrom 236 von metallischem Be in der Form der Agglomerate vorliegt, wird wenigstens eine der jedes Agglomerat bildenden Atomgruppen in der Ionisationskammer 26 durch den Elektronenbeschuß ionisiert, um dadurch Agglomerationen zu bilden. Weiterhm verläuft der von der Düse 36 herausgespritzte Sauerstoff durch die Ionisationskammer 26, wo der Sauerstoff dem Elektronenbeschuß ausgesetzt und teilweise ionisiert wird.

Die ionisierten Be-Atome und die nicht-ionisierten neutralen Be-Atome oder die Be-Agglomerate werden - während der Sauerstoff in der Strecke des Dampfstrahls 23t eingeschlossen wird - zum Halbleiterkörper 1 als ein Sauerstoffkomplex gerichtet, und bei offenem Verschluß stößt der Dampfstrom 236 auf die Oberfläehe des Halbleiterkörpers 1 durch Öffnungen der Maske 40, um darauf einen BeO-FiIm 41 zu bilden. In diesem Fall wird - wie dies oben erläutert wurde - ein Teil des auf das Substrat auftreffenden Be-Dampfstromes 236 beim Durchgang durch die Ionisationskammer 26 ionisiert, und das elektrische Feld der Ionen wirkt auf den Anfangszustand der Filmbildung ein. D. h.. das elektrische Feld der Ionen begünstigt die Bildung von Keimen für das Kristallwachstum und wirkt auf die Bildung von Inselbereichen ein. die die Atome in der Mitte der so gebildeten Keime sammeln, was allgemein als Koaleszenz bezeichnet wird. Weiterhin ist die Ionisation wirksam, um die Reaktion zwischen Be und Sauerstoff zu fördern und den Film zu bilden, der entsprechend der Stöchiometrie in einem hervorragenden kristallinen Z'istand ist.

Bei der Bildung des erfindungsgemäßen BeO-Filmes trifft der BeO-Dampfstrom 23b auf dem Halbleiterkörper 1 mit der zur Zeit des Ausspritzens übertragenen kinetischen Energie auf. Daher kann eine stark haftfähige Auftragung oder Abscheidung des BeO-Filmes 41 auf dem Halbleiterkörper 1 aufgrund der Implantationsenergie erzielt werden, die ihrerseits wirksam ist, um zur Steigerung in der Packungsdichte des BeO-Filmes 41 und der Verbesserung des kristallinen Zustandes ω beizutragen und einen Film hoher Qualität zu bilden. Die Ionisationsrate des Be-Dampfstrahls 236 kann durch Einstellen der an der Anode 27 liegenden Beschleunigungsspannung und durch Ändern des aus dem Heizfaden 28 abgesaugten Ionisationsstromes gesteuert werden, um dadurch den kristallinen Zustand und andere Eigenschaften des aus dem Halbleiterkör-Der 1 abzuscheidenden BeO-Filmes zu steuern.

In dem obigen Ausführungsbeispiel wird die kinetische Energie des Be-Dampfstrahls 236 durch Ausspritzen des Dampfes 23a aus dem Tiegel 21 aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Tiegel 21 und der Vakuumkammer erzeugt. Jedoch sei darauf hingewiesen, daß der durch den Verlauf durch die Ionisationskammer 26 teilweise ionisierte Dampf 236 durch ein elektrisches Feld beschleunigt werden kann, damit die kinetische Energie gesteuert wird, um dadurch den kristallinen Zustand zu steuern oder zu verbessern. Wenn beispielsweise eine Beschleunigungsspannaung von bis zu 10 kV, die bezüglich des Tiegels 21 negativ ist, an der Beschleunigungselektrode 37 liegt, dann werden die Teilchen im Dampfstrom 236, der durch den Verlauf durch die Ionisationskammer 26 ionisiert ist, beschleunigt und mit der kinetischen Energie versehen, die wirksam zur Verbesserung oder Steuerung des kristallinen Zustandes zur Zeit der Bildung des Filmes einwirkt, und der BeO-FiIm 41 kann mit hoher Oualität erzeugt werden. Wenn es erforderlich ist, den BeO-FiIm 41 mit einem extrem hervorragenden kristallinen Zustand zu bilden, dann muß der Halbleiterkörper 1 in einem gewissen Ausmaß erwärmt werden. Die Aufheiztemperatur des Halbleiterkörpers 1 kann in diesem Fall etwa 200° C oder weniger als 400° C betragen. Diese Temperatur ist merklich geringer als die Temperatur, die zur thermischen Diffusion zu der Zeit erforderlich ist, wenn die HaMeiterelemente auf dem Halbleiterkörper 1 gebildet werden. Dadurch wird also das Fremdatom-Konzentrationsprofil der Halbleiterelemente nicht gestört.

Auf der Unterseite des auf die Rückseite des Halbleiterkörpers 1 nach dem oben beschriebenen Verfahren aufgetragenen BeO-Filmes wird durch Dampfabscheidung ein Aluminiumfilm 51 aufgetragen, der als Kühlkörper wirkt, wie dies in Fig. ? gezeigt ist. Wenn der Film 51 mit einer Halterung verbunden wird, dann wird die durch den Halbleiterkörper I erzeugte Wärme auf die Halterung über den BeO-FiIm 41 und den Kühlkörper 51 übertragen, wo die Wärme abgestrahlt wird. In Hochleistungs-Halbleitern, die viel Wärme erzeugen, kann die Halterung an einer Kühlrippe eines äußeren Kühlkörpers befestigt werden, um eine wirksame Wärmeabstrahlung zu erzielen.

Untersuchungen der Strukturen eines auf einer Glasplatte oder auf einem Einkristall-Silicium-Substrat mil dem in Fig. 3 dargestellten Gerät aufgetragenen BeO-Filmes haben ergeben, daß der Film jeweils stengelartige Strukturen aufweist, kristallin ist und seine C-Achse bevorzugt senkrecht zur Oberfläche des jeweiligen Substrats steht.

Die Fig. 4 zeigt ein Röntgenstrahlbcugungsmuster des BeO-Filmes, der auf einem Einkristall-Silicium-Substrat aufgetragen ist.

Auch der auf einem amorphen Substrat aufgetragene BeO-FiIm hat die Vorzugsausrichtung senkrecht zur Oberfläche des Substrats, und das Ausmaß oder der Grad der Vorzugsausrichtung kann durch Ändern der Herstellungsbedingungen gesteuert werden.

Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Halbleitervorrichtung gezeigt, die hergestellt wird durch Auftragen des BeO-Filmes auf dem Halbleiterkörper mit den zuvor gefertigten Halbleiterelementun und durch anschließendes Auftragen des mit dem Kühlkörper verträglichen Substrates auf den BeO-FiIm gemäß dem in Fig. 5 gezeigten Verfahren. Jedoch sei bemerkt, daß das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung nicht

ίΐιιΓ den in Fig. 5 gezeigten Prozeß beschränkt ist; vielmehr kann die Halbleitervorrichtung auch durch den in ' Fig. 6 gezeigten Prozeß hergestellt werden.

Der in Fig. 6 dargestellte Prozeß zum Herstellen der Halbleitervorrichtung umfaßt ein Auftragen eines BeO-Filmes 41 auf einem Substrat 61 und ein kristallines Wachsen von Si auf dem BeO-FiIm durch den reaktiven ionisierten Agglomeratstrahl-Aufwachsprozeß wie im zuvoi* erläuterten Ausführungsbeispiel, um dadurch einen Halbleiterkörper 1 zu fertigen. Wie oben erläutert to wurde, ist der BeO-FiIm 41 vorzugsweise ausgerichtet. Wenn so das Si auf dem BeO-FiIm 41 aulgetragen oder abgeschieden wird, der auf dem Substrat 61 durch ionisierte Agglomerationenstrahl-Abscheidung gebildet ist, kann polykristallines Si bei einer niederen Substrattempcratur aufwachsen, indem geeignete Bedingungen für clic Dampfabscheidung gewählt werden. Das Si kann epitaktisch auf dem BeO-FiIm 41 in der gleichen Weise wie das Kristallwachstum von Silizium auf Sphir (SOS) aufwachsen, das durch die C-Achse einzusteiien ist. Auf diese Weise kann die gleiche Halbleitervorrichtung wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel gefertigt werden.

Fig 7 zeigt eine Abwandlung der mit dem erfindungsgcmäßen Verfahren hergestellten Halbleitervorrichtung. Die in Fig. 7 dargestellte Halbleitervorrichtung umfaßt ein Substrat 61, das aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise Glas, Stahl und dgl. bestehen kann. Das Substrat 61 ist mit einem BeO-FiIm 41 beschichtet, und ein Halbleiterkörper 1 ist auf einem Teil des Substrates 61 durch Kristallwachstum gebildet. Eint Aluminiumplatte ist parallel und in enger Nähe zum Halbleiterkörper 1 vorgesehen und wirkt als eine Wärmesenke Sl. Mit der Halbleitervorrichtung, bei der der Halbleiterkörper 1 und die Wärmesenke 51 in paralleler Beziehung auf dem gleichen Substrat vorgesehen sind, ist es möglich, einen ausreichenden Kühieffekt zu

viAiuiuii, aviifsi w^iiti U(U ouuaiiai υι aus einem iviaiciiai besteht, das in der Wärmeleitfähigkeit unterlegen ist. Somit kann das Substrat 61 aus einem billigen Material hergestellt werden.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine polykristalline Solarzelle durch das oben beschriebene Verfahren herzustellen. In diesem Fall ist der auf dem BeO-FiIm aufzuwachsende Siliziumkristall Vorzugsweise von stengelartiger Struktur, die dicker als 10 ;un im Durchmesser in ihren Teilchen ist. Mit der vorliegenden Erfindung kann diese Anforderung leicht erfüllt werden, da der stark ausgerichtete BeO-FiIm hergestellt werden kann. Entsprechend kann ein hoher photoelekfrischer Umsetzungs-Wirkungsgrad erzielt werden, selbst wenn die Solarzelle aus polykristallinem Silizium besteht. Im allgemeinen müssen in einer polykristallinen Silizium-Solarzelle die Anteile von Fe, Cu, C und Al kleiner als eine vorbestimmte Menge sein. Sonst kann der photoelektrische Umsetzungs-Wirkungsgrad von mehr als 10 % nicht erreicht werden. D. h., wenn das Silizium mehr als 10⁵ cm"' an Fe, 5 · 10^u cm"³ an Cu, 2 ■ 10'⁷ cm ' an C und 3 · 10" cm' an AI enthält, dann ist der photoelektrische Umsetzungs-Wirkungsgrad der Solarzelle merklich verringert. Jedoch wirkt bei der vorliegenden Erfindung der BeO-FiIm als ein Pufferfilm, der verhindert, daß das Substratmaterial in den Siliziumkristall diffundiert. Daher liegt keine Abnahme im photoelektrischen Umsetzungs-Wirkungsgrad vor, und es tritt auch keine Änderung in den Eigenschaften der Solarzelle aufgrund eines Temperaturanstieges auf; diese behält ihre Anfangseigenschaften, da der BeO-FiIm hervorragende Wärmeleitungseigenschaften besitzt und die in der Solarzelle erzeugte Wärme durch den BeO-FiIm abgestrahlt wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Berylliumoxidfilms zwischen einem Halbleiterkörper und s einem Kühlkörper, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahl aus wenigstens teilweise ionisiertem Berylliumoxid auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers (1) oder des Kühlkörpers (51) gerichtet ist, und woraus das Berylliumoxid so abgeschieden wird, daß der entstehende Berylliumoxidfilm (41) kristallin ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (1) mittels des Berylliumoxidfüms (41) mit dem Kühlkörper (51) is verbunden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (1), der Berylliumoxidfilm (41) und der Kühlkörper (51) übereinandergeschichtet werden.

4. Verffchien nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Berylliumoxidfilm (41) auf einem Substrat (61) angeordnet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (1) und der Kühlkörper (51) auf dem Berylliumoxidfilm (41) Seite an Seite angeordnet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat (61) Glas oder Stahl verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl teilweise ionisiertes Rerylliumo; .id und Sauerstoff enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl des zuweise ionisierten Berylliumoxids aus Strahlen von Berylliumdampf (25b) und Sauerstoff (36a) gebildet werden.