DE1095951B - Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen, wie Transistoren oder Dioden. Eine solche Halbleiteranordnung enthält gewöhnlich eine kleine dünne Halbleiterscheibe, deren eine Oberfläche auf einer Trägerelektrode befestigt ist.

Im allgemeinen erfolgt diese Befestigung durch Löten, aber es ist auch möglich, erhärtende Bindemittel zu benutzen.

Es ist üblich, solche halbleitenden Scheiben dadurch herzustellen, daß aus einem verhältnismäßig großen Kristall Schnittscheiben gesägt werden, diese Scheiben in Streifen geteilt und aus diesen Streifen kleine Scheiben gesägt werden.

Solche Scheiben haben eine Stärke in der Größenordnung von 100 μ, während ihre Länge und Breite wenige Millimeter betragen können. Bei der Herstellung der Elektrodensysteme werden im allgemeinen mehrere dieser Scheiben in eine Schablone oder Matrize eingelegt und die Basiselektrode und die weiteren Elektroden mit diesen Scheiben verschmolzen. Dabei wird das Hantieren der Scheiben durch ihre kleinen Abmessungen erschwert.

Zur Beseitigung dieses Nachteils hat man schon ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem an einer halbleitenden Scheibe mehrere Trägerelektroden befestigt werden und die Scheibe in je an einer Trägerelektrode befestigte, kleinere Scheiben zerteilt wird. Gemäß diesem bekannten Verfahren wird eine Anzahl von kantigen Elektrodenstäben zu einer Art Kabel gebündelt, und die zusammenhängende und bündige Stirnseite dieses Kabels wird alsdann z. B. durch Verlöten mit einer großflächigen Scheibe aus halbleitendem Material, z. B. Germanium, versehen. Die Halbleiterscheibe wird anschließend längs der Kanten, an denen die Elektrodenstäbe passend aneinanderstoßen, in kleinere Scheiben aufgeteilt, z. B. durch Sägen. Auf diese Weise werden mehrere kleine Halbleiterscheiben erhalten, die durch die Anwesenheit der mit ihnen verbundenen Trägerelektroden bequem zu hantieren sind.

Die Durchführung dieses bekannten Verfahrens stößt jedoch auf erhebliche Schwierigkeiten. So> wird z. B. beim Verlöten das geschmolzene Lot leicht zwischen den Elektrodenstäben durchdringen und die nachträgliche Aufteilung erschweren. Weiterhin muß die Trennung, z. B. durch Sägen oder Schneiden, sehr genau gemäß den Trennflächen der Stäbe vorgenommen werden, was bei den in Frage kommenden kleinen Abmessungen schwer durchzuführen ist.

Die Erfindung bezweckt, unter anderem das Zerteilungsverfahren der Scheiben zu vereinfachen, und bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen, wie Transistoren oder Dioden, Verfahren zur Herstellung
von Halbleiteranordnungen

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 5. November 1957

Pieter Johannes Wilhelmus Jochems,

Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

bei dem an einer halbleitenden Scheibe mehrere Trägerelektroden befestigt werden und die Scheibe in je an einer Trägerelektrode befestigte, kleinere Scheiben zerteilt wird. Erfindungsgemäß werden die Trägerelektroden in einem so großen Abstand voneinander an der Scheibe befestigt, daß die Scheibe zwischen den Trägerelektroden durchgebrochen werden kann, und danach wird die Scheibe zwischen den Trägerelektroden durchgebrochen.

Überraschenderweise hat es sich herausgestellt, daß die Befestigungsstellen der Trägerelektroden an der Halbleiterscheibe bei deren Zerbrechen unverletzt bleiben. Das Verfahren der Erfindung macht die Verwendung von Säge- oder Schneidvorrichtungen und die damit zusammenhängende Einstellungsvorrichtung überflüssig. Überdies ergibt sich der Vorteil, daß nunmehr kein vom Sägen oder Schneiden herrührender Schmutz anfällt, so daß ein nachträgliches Spülen und Ätzen zur Beseitigung dieser Verunreinigungen unnötig geworden ist.

Es wird noch bemerkt, daß ein einfaches Brechen der Halbleiterscheibe bei dem obenerwähnten bekannten Verfahren praktisch nicht durchzuführen ist, weil beim Verlöten der Stirnseite der zum Kabel gebündelten Elektrodenstäbe mit der Halbleiterscheibe das geschmolzene Lötmaterial durch Kapillarwirkung zwischen den Elektrodenstäben durchdringen wird, so daß die Elektrodenstäbe nicht nur mit der Halbleiterscheibe, sondern auch miteinander verlötet werden.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird vorzugsweise eine Halbleiterscheibe von der Form eines Streifens verwendet. Dieser Halbleiterstreifen wird

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vorzugsweise auf den Enden der Zähne einer kammförmigen Metallplatte befestigt, wonach die kammförmige Metallplatte in mehrere die Trägerelektrode darstellende Streifen zerteilt und dann der Halbleiterstreifen zwischen den Zähnen durchgebrochen wird.

Nach einer anderen Ausführungsweise des Verfahrens werden Trägerelektroden reihenweise in Halterungsvorrichtungen verankert, die Halterungsvorrichtungen zu einem Stapel vereinigt, und es wird die halbleitende Scheibe auf den Stirnflächen der stabförmigen Trägerelektroden befestigt, wonach die Scheibe durch Trennen der Halterungsvorrichtungen in Streifen gebrochen wird, die beim Herausnehmen der Trägerelektroden aus den Halterungsvorrichtungen schließlich in die kleineren Scheiben zerbrochen werden.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 und 2 sind eine schaubildliche Darstellung zweier Herstellungsstadien eines Transistors;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt einer Scheibe mit Trägern nach Fig. 2;

Fig. 4 ist eine schaubildliche Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von Kristalldioden;

Fig. 5 bis 7 zeigen Einzelheiten dieser Vorrichtung.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Streifen aus einkristallinem Germanium, der dadurch erzielt ist, daß aus einem stabförmigen Einkristall dünne Scheiben gesägt und diese in schmale Streifen aufgeteilt wurden. Die Länge kann z. B. 30 mm, die Breite 2 mm und die Stärke 100 μ betragen. Darunter befindet sich ein aus Nickel mit einer Stärke von 100 μ hergestellter kammförmiger Teil 2 mit zehn Zähnen oder Trägern 3, die an der Oberseite mit einer Menge Zinn 4 überdeckt sind. Der Streifen 1 und der Kamm 2 können, gegebenenfalls durch eine nicht dargestellte Schablone unterstützt, in einen Ofen eingeführt und in einer Umgebung eines neutralen oder reduzierenden Gases aufeinandergeschmolzen werden. Gleichzeitig, zuvor oder in einer nachfolgenden Bearbeitung können auf dem Germaniumstreifen über jedem Träger 3 andere Elektroden aufgeschmolzen werden, wie in Fig. 2 eine Emitterkugel 5 und ein Basisring 6. Dann wird der Rücken des Kammes gemäß den strichpunktierten Linien 8 durchgeschnitten und der Germaniumstreifen 1 wird etwa gemäß den Strichpunktlinien 9 durchgebrochen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist der Streifen 1 an der Stelle, an der die Träger 3 aufgelötet sind, beträchtlich verstärkt, so daß der Bruch des einkristallinen Streifens in weitaus den meisten Fällen dem nicht mit Lot bedeckten Teil des Kristalles folgt.

Die Anwendung des obenbeschriebenen Kammes ist naturgemäß für die Erfindung nicht wesentlich. Es ist auch möglich, mehrere lose Träger gegen den Streifen 1 zu befestigen und diesen dann durchzubrechen. Auch ist die Erfindung nicht an die elektrischen Eigenschaften der Verbindung zwischen den Trägern und dem halbleitenden Körper gebunden. Diese Verbindung kann gegebenenfalls gleichrichtend sein. Die Erfindung ist auch nicht an die Anzahl, Form und Eigenschaften weiterer auf diesen Körper angebrachter Elektroden oder Kontakte gebunden. Naturgemäß müssen diese die zwischen den mit Lot oder Bindemittel 4 üljerdeckten Teile des halbleitenden Körpers liegenden Teile nicht so viel verstärken, daß die Brüche den zuerst genannten Teilen nicht mehr folgen würden.

Auf ähnliche Weise ist es möglich, kleine halbleitende Körper auf die Enden stabförmiger Träger anzubringen. Zu diesem Zweck kann, wie in Fig. 4 dargestellt, ein Halter 20 verwendet werden, der aus einem Stapel flacher Halter 21 zusammengesetzt ist (s. Fig. 5), in dem eine Reihe von Trägern 22 festgeklemmt ist. Diese Träger haben ein flaches, verzinntes Oberende. Alle dijese Oberenden befinden sich in einer einzigen Ebene, und auf diese Enden wird

ίο eine dünne Schnittscheibe 23 aus einkris'tallinem Germanium aufgelötet. Dann werden die Halter 21 stückweise vom Stapel 20 abgenommen, und die Scheibe 23 wird gemäß den strichpunktierten Linien 24 durchgebrochen. Nach dem öffnen eines Halters 21 erzielt man dann einen Streifen aus halbleitendem Material mit mehreren Trägern, wie in Fig. 6 dargestellt. Dieser Streifen kann gemäß den Linien 25 durchgebrochen werden. Im allgemeinen ist es natürlich erwünscht, daß die unbedeckten Teile der Scheibe 23 schmal und geradlinig sind, damit beim Brechen die Bruchspannung in solchen Teilen konzentriert wird. Es ist daher zweckmäßig, die Träger 22 mit rechteckigen Köpfen zu versehen, die nur kleine Zwischenräume aufweisen (s. Fig. 7).

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen, wie Transistoren oder Dioden, bei dem an einer halbleitenden Scheibe mehrere Trägerelektroden befestigt werden und die Scheibe in je an einer Trägerelektrode befestigte, kleinere Scheiben zerteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelektroden in einem so großen Abstand voneinander an der Scheibe befestigt werden, daß die Scheibe zwischen den Trägerelektroden durchgebrochen werden kann und daß danach die Scheibe zwischen den Trägerelektroden durchgebrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Scheibe von der Form eines Streifens verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der halbleitende Streifen auf den Enden der Zähne einer kammförmigen Metallplatte befestigt wird und daß danach die kammförmige Metallplatte in mehrere die Trägerelektrode darstellende Streifen zerteilt wird und daß dann der halbleitende Streifen zwischen den Zähnen durchgebrochen wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Trägerelektroden reihenweise in Halterungsvorrichtungen verankert werden, daß die Halterungsvorrichtungen zu einem Stapel vereinigt werden, daß die halbleitende Scheibe auf den Stirnflächen der stabförmigen Trägerelektroden befestigt wird und daß die Scheibe durch Trennen der Haiterungsvorrichtungen in Streifen gebrochen wird, die beim Herausnehmen der Trägerelektroden aus den Halterungsvorrichtungen schließlich in die kleineren Scheiben zerbrochen werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung Nr. S 29085 VIIIc/21g (bekanntgemacht am 24. 9. 1953);

deutsche Patentschrift Nr. 823 468;
schweizerische Patentschrift Nr. 209 915;
USA.-Patentschrift Nr. 2 748 041.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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