DE1045549B - Verfahren zur Herstellung von Legierungskontakten mit p-n-UEbergaengen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Legierungskontakten für eine Vielzahl von Hälbleiterflächenelementen mit p-n-Übergängen unter Verwendung einer mit Durchbohrungen versehenen, gegebenenfalls aus auf gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterkörpers aufgelegten Teilen bestehenden Platte.

Zur Fertigung von Halbleiterflächenelementen nach dem Legierungsverfahren wird auf ein Halbleiterplättchen, z. B. ein Germaniumplättchen, ein Kugelchen des Legierungsmetalls, z. B. Indium, gebracht. Die Herstellung des p-n-Überganges erfolgt dann durch Hineinlegieren des Indium in das Germanium bei erhöhten Temperaturen. Zur Herstellung von, „; Transistoren wird ein zweiter p-n-Übergang auf der Gegenseite des Halbleiterplättchens in gleicher Weise erzeugt. Für die Fertigung von Hochfrequenztransistoren ist es hierbei besonders wichtig, daß sich die Zentren der Legierungsflächen genau fluchtend gegenüberstehen.

Nach dem bisher üblichen Verfahren wird das Halbleiterplättchen dazu in eine zweiteilige Graphitform gebracht und die Pillen des Legierungsmetalls durch Bohrungen im oberen und unteren Teil der Form eingeführt. Die Verwendung von Graphitformen hat verschiedene Nachteile. Infolge der Porosität des Graphits haftet die Legierungssubstanz leicht in den Bohrungen. Beim Erwärmen zur Durchführung des Legierungsprozesses bleibt die Legierungskugel in der Bohrung hängen und fließt nur zum Teil zum Halbleiter. Die Verwendung von porenfreiem Graphit ist nicht angebracht, weil hier beim Herstellen der Bohrungen die Kanten der Form abbröckeln. Auch in porösem Graphit reißen die Kanten der Form leicht aus beim Bohren und beim Herausnehmen des fertiglegierten Halbleiterplättchens. Infolgedessen werden bei weiterer Verwendung der Form die p-n-Ubergänge unregelmäßig und unerwünscht groß. Besonders bemerkbar macht sich die Abnutzung der Kanten der Graphitformen bei der Herstellung von Hochfrequenztransistoren. Versuche ergaben, daß bereits nach zehnmaligem Benutzen einer Graphitform die gegenüberliegenden Legierungsflächen nicht mehr zentrisch zueinander waren. Graphitformen müssen daher oft erneuert werden. Ebenfalls ein Nachteil des Graphits ist, daß er leicht Metalldämpfe absorbiert, die bei weiterer Verwendung den Legierungsprozeß ungünstig beeinflussen können. Da sich jedoch Graphitformen für die Herstellung von Legierungskontakten für eine Vielzahl von Halbleiterflächenelementen gleichzeitig eignen, werden sie in der Halbleiterfabrikation häufig verwendet.

Nach einem anderen bekannten Verfahren, bei dem Verfahren zur Herstellung

von Legierungskontakten

mit p-n-übergängen

Anmelder:
Intermetall Gesellschaft für Metallurgie

und Elektronik m. b. H.^
Düsseldorf, Königs allee 14/16

Walther Ramser, Düsseldorf,
ist als Erfinder genannt worden

verhütet wird, daß die Legierungsflächen eine unerwünscht große oder unregelmäßige Form annehmen, wird der Teil der Halbleiteroberfläche, der mit der Legierungssubstanz nicht in Berührung kommen soll, durch Bedampfen mit SiO₂ geschützt. Dieses Verfahren ist für die gleichzeitige Herstellung von Legierungskontakten für eine Vielzahl von Halbleiterflächenelementen fabrikationstechnisch wenig brauchbar. Außerdem sind die Si O₂-Schichten sehr dünn und auch porös und können an den Kanten leicht ausreißen, so daß in der Praxis die gewünschte Form der Legierungsfläche bei diesem Verfahren nicht garantiert ist.

Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren, bei dem diese Schwierigkeiten und Unzulänglichkeiten bekannter Verfahren vermieden werden.

Erfindungsgemäß werden in die Durchbohrungen einer Stahlplatte beidseitig des Halbleiterkörpers passende Lagersteine, beispielsweise Rubine oder Saphire, eingeführt, welche ihrerseits Durchbohrungen entsprechend den gewünschten Legierungsflächen aufweisen, welche mit Legierungssubstanz versehen werden.

Die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Lagersteine sind z. B. als Uhrenlagersteine in beliebiger Größe mit beliebig kleinen Bohrungen erhältlich. So können z. B. für die Kollektorseite Lagersteine mit Bohrungen von 200 μ Durchmesser, für die Emitterseite Lagersteine mit Bohrungen von 50 bis 80 μ Durchmesser verwendet werden. Die Toleranz beträgt dabei 0,5 μ. Da die geometrischen Abmessungen der verwendeten Formen sich nicht ändern, können die p-n-Ubergänge stets in der gewünschten Größe und Lage hergestellt werden. Hinzu

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kommt als weiterer Vorteil, daß Lagersteine leicht chemisch gereinigt werden können, weil sie gegen alle Säuren beständig sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die bei dem gemäß der Erfindung verwendete Legierungsform dargestellt. Eine Stahlplatte 1 wird mit Bohrungen vom Durchmesser der zu legierenden Halbleiterplättchen 2 bzw. einem Durchmesser, der der Diagonalen der quadratischen Halbleiterplättchen entspricht, versehen. In jede dieser Bohrungen werden die Lagersteine für die Emitterseite 3 mit den kleineren Durchbohrungen 4 für die Emitterpillen, die Halbleiterkristalle 2 und die Lagersteine für die Kollektorseite 5 mit den Durchbohrungen 6 für die Kollektorpillen eingeführt.

Der Legierungsprozeß wird dann im Ofen in bekannter Weise durchgeführt.

Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung ist die gleichzeitige Herstellung von Legierungskontakten bestimmter Form für eine Vielzahl von Halbleiterflächenelementen leicht durchführbar. Die Legierungssubstanz, beispielsweise Indium, kann in die Durchbohrungen zunächst fest eingeführt werden. Die Legierungssubstanz gleitet gut in den Durchbohrungen, da diese von innen mit Diamant poliert sind, was bei Graphit unmöglich ist. Infolge der Glätte der Wandungen bleibt auch beim Schmelzen die Legierungssubstanz an ihnen nicht hängen. Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte Halbleiterflächenelemente weisen verbesserte elektrische Eigenschaften, insbesondere hohe Strom-Verstärkungsfaktoren auf.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Legierungskontakten für eine Vielzahl von Halbleiterflächenelementen mit p-n-Übergängen unter Verwendung einer mit Durchbohrungen versehenen, gegebenenfalls aus auf gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterkörpers aufgelegten Teilen bestehenden Platte, dadurch gekennzeichnet, daß in die Durchbohrungen einer Stahlplatte beidseitig des Halbleiterkörpers passende Lagersteine, beispielsweise Rubine oder Saphire, eingeführt werden, welche ihrerseits Durchbohrungen entsprechend den gewünschten Legierungsflächen aufweisen, welche mit Legierungssubstanz versehen werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschriften Nr. 1 088 286,
   093 724;

   deutsche Patentanmeldung R 13270 VIIIc/21g.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ©iOS 697/446 11.58