DE1132246B

DE1132246B - Method for producing a semiconductor arrangement by melting an electrode onto a semiconductor body with a cavity

Info

Publication number: DE1132246B
Application number: DEN10641A
Authority: DE
Inventors: Jan Coenraad Van Vessem
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1954-05-18
Filing date: 1955-05-14
Publication date: 1962-06-28
Also published as: NL91363C; GB769048A; FR1133880A; US2844770A; NL187666B

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

N10641 Vfflc/21gN10641 Vfflc / 21g

ANMELDETAG: 14. MAI 1955REGISTRATION DATE: MAY 14, 1955

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 28. JUNI 1962 NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL: JUNE 28, 1962

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, insbesondere eines Transistors, mit einem halbleitenden Körper, dessen Oberfläche mindestens eine Aushöhlung hat, in der eine aufgeschmolzene Elektrode angeordnet ist. s Manchmal sind zwei solche Aushöhlungen und Elektroden in einander entgegengesetzten Oberflächen vorhanden. Mit dieser Bauart soll ein niedriger Basiswiderstand erreicht werden, wie dies eingehend in der R. C. A. Review XIV (1951), Nr. 4, S. 586 bis 598, beschrieben worden ist.The invention relates to a method for producing a semiconductor arrangement, in particular a transistor, with a semiconducting body, the surface of which has at least one cavity, in which a fused electrode is arranged. s Sometimes there are two such cavities and electrodes present in opposing surfaces. With this type of construction, a low base resistance should be achieved can be achieved, as described in detail in the R. C. A. Review XIV (1951), No. 4, pp. 586 to 598, has been described.

Bei der Herstellung solcher Halbleiteranordnungen stößt man auf die Schwierigkeit, daß das in einer Aushöhlung angeordnete Elektrodenmaterial die Neigung hat, an den Seitenwänden der Aushöhlung emporzukriechen, wodurch die beabsichtigte günstige Form der Elektrode nicht erhalten wird.In the manufacture of such semiconductor devices one encounters the difficulty that the in one Electrode material arranged in the cavity has a tendency to creep up the side walls of the cavity, whereby the intended favorable shape of the electrode is not obtained.

Dieser Nachteil soll durch das Verfahren nach der Erfindung vermieden werden.This disadvantage is to be avoided by the method according to the invention.

Gemäß der Erfindung wird das Elektrodenmaterial in ein isolierendes Rohr aufgenommen und dann das Rohr mit dem Elektrodenmaterial gleichachsig in der Aushöhlung angeordnet und danach durch Erhitzen mit dem halbleitenden Körper verschmolzen. Vorzugsweise besteht das Rohr aus feuerfestem Material, wie beispielsweise Quarz. Unter feuerfestem Material ist im vorliegenden Fall ein Material mitzuverstehen, das sich bei der Aufschmelztemperatur, die beispielsweise 500° C, aber auch weniger sein kann, nicht Verfahren zum HerstellenAccording to the invention, the electrode material is received in an insulating tube and then the Tube with the electrode material arranged coaxially in the cavity and then by heating fused with the semiconducting body. The pipe is preferably made of refractory material, such as quartz. In the present case, refractory material is to be understood as including a material this is not the case at the melting temperature, which can be 500 ° C, for example, but also less Method of manufacture

einer Halbleiteranordnunga semiconductor device

durch Aufschmelzen einer Elektrodeby melting an electrode

auf einen Halbleiterkörperon a semiconductor body

mit einer Aushöhlungwith a hollow

Anmelder:Applicant:

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

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7Representative: Dr. rer. nat. P. Roßbach, patent attorney,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 18. Mai 1954 (Nr. 187 666)Claimed priority:
Netherlands of May 18, 1954 (No. 187 666)

Jan Coenraad van Vessem, Eindhoven (Niederlande), ist als Erfinder genannt wordenJan Coenraad van Vessem, Eindhoven (Netherlands), has been named as the inventor

dicken Germaniumscheibe, die aus einem Einkristall geschnitten ist. In der Oberfläche dieses Körpers ist bei den Bauarten nach Fig. 1 bis 3 eine Aushöhlung 2 durch Ätzen oder Bohren hergestellt. Bei der Bauart merkbar ändert. Das Rohr kann auch aus einem 30 nach Fig. 4 sind zwei Aushöhlungen 2 und 3 auf je Stoff bestehen, der bei dem erwähnten Erhitzen ganz einer Seite des Körpers hergestellt,
oder teilweise verschwindet, beispielsweise einem In jeder Aushöhlung ist eine Elektrode 4 auf denthick germanium disk cut from a single crystal. In the types of construction according to FIGS. 1 to 3, a cavity 2 is made in the surface of this body by etching or drilling. Noticeably changes in design. The tube can also consist of a 30 according to FIG. 4, two cavities 2 and 3 on each material, which are produced on one side of the body during the aforementioned heating,
or partially disappears, for example one. In each cavity there is an electrode 4 on the

organischen Kunststoff, wie einem Silikonharz. Die halbleitenden Körper aufgeschmolzen. Zu diesem Verwendung der zuletzt erwähnten Stoffe hat den Zweck wird ein geeignetes Elektrodenmetall 5, bei-Vorteil, daß das Rohr beim Erstarren des Elektroden- 35 spielsweise Indium, wenn der Halbleiter aus n-leitenmaterials keine mechanische Spannungen und Stö- dem Germanium besteht, oder eine Antimon enthal-organic plastic, such as a silicone resin. The semiconducting body melted. To this The purpose of using the last-mentioned substances is to find a suitable electrode metal 5, if-advantage, that the tube when the electrode solidifies, for example indium, if the semiconductor is made of n-conductor material there is no mechanical stress or interference, or contains an antimony

rungen im Kristallgitter erzeugt. Wenn ein Stromzuführungsdraht an die aufgeschmolzene Elektrode angelötet werden muß, erfolgt dies zweckmäßig dann, wenn das Rohr das Elektrodenmaterial noch umgibt, denn dann besteht wenig oder gar keine Gefahr, daß dieses Material beim Löten zerfließt.in the crystal lattice. When a power lead wire to the fused electrode must be soldered on, this is expediently done when the tube still surrounds the electrode material, because then there is little or no risk of this material flowing away during soldering.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung näher erläutert, in der zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind.The invention is explained in more detail with reference to a drawing, in which two exemplary embodiments are shown are.

Die Fig. 1 bis 4 stellen Schnitte durch Transistoren in großem Maßstab dar, die gemäß dem Verfahren nach der Erfindung hergestellt sind.FIGS. 1 to 4 show sections through large-scale transistors made in accordance with the method are made according to the invention.

Fig. 5 zeigt ein isolierendes, mit Elektrodenmaterial gefülltes Rohr.Fig. 5 shows an insulating tube filled with electrode material.

Die Transistoren bestehen je aus einem halbleitentende Bleilegierung, wenn p-leitendes Germanium Verwendung findet, in einem isolierenden Rohr 6 angeordnet (Fig. 5).The transistors each consist of a semiconducting lead alloy, if p-conducting germanium Use is arranged in an insulating tube 6 (Fig. 5).

Danach wird das Rohr hi Stücke gesägt, wie dies schematisch durch Pfeile angegeben ist, wobei jedes Stück vorzugsweise so lang ist, daß es die richtige Metallmenge enthält. Wird die Länge zu groß bemessen, so hat das Metall beim Aufschmelzen auf den Halbleiter die Neigung, unter dem Rohr hindurchzufließen und dennoch an den Wänden der Aushöhlung 2 emporzukriechen; wird die Länge zu klein bemessen, so ist es schwierig, eine Zuleitung durch Löten an der Elektrode zu befestigen. Die richtige Länge kann aus Versuchen ermittelt werden, bei denen zugleich die Eigenschaften der angewandtenThereafter, the pipe is sawn hi pieces as indicated schematically by arrows, each Piece is preferably long enough to contain the correct amount of metal. If the length is too large, when it melts onto the semiconductor, the metal has a tendency to flow under the tube and yet crawl up the walls of cavity 2; If the length is too short, it is difficult to find a lead to be attached to the electrode by soldering. The correct length can be determined from experiments at which at the same time have the properties of the applied

den Körper I₁ beispielsweise einer angenähert 100 μ Materialien berücksichtigt werden können, von denenthe body I _1, for example, an approximately 100 μ of materials can be taken into account, of which

209 617/315209 617/315

das Zerfließen der Elektrode mehr oder weniger abhängt. the flow of the electrode depends more or less.

Ein geringes Zerfließen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, braucht nicht immer Schwierigkeiten zu bereiten. Das Rohr 6 kann aus feuerfestem isolierendem Material, beispielsweise aus Quarzglas oder gesintertem Quarz bestehen. Nach dem Aufschmelzen bleibt es in seiner Lage um die Elektrode 4; es kann jedoch gewünschtenfalls weggeätzt werden. Es kann auch ein Rohr aus einem nicht feuerfesten, beispielsweise organischen Stoff Verwendung finden, das beispielsweise während des Aufschmelzens verkohlen kann und so noch hinreichenden Zusammenhang besitzt, um das Zerfließen des Elektrodenmetalls zu verhindern. Dies kann auch mittels der Kombination eines organischen Bindemittels und eines feuerfesten Füllstoffes erreicht werden. Die Anwendung eines solchen zeitweiligen Isolierrohres 7 ist in Fig. 3 durch gestrichelte Linien angegeben. Diese Anwendung kann dann vorteilhaft sein, wenn mechanische Spannungen beim Abkühlen tunlichst vermieden werden müssen. Wenn ein feuerfestes Rohr Verwendung findet, können diese Spannungen auch dadurch verringert werden, daß eine Schicht aus Ruß oder einem ähnlichen weichen Material im Rohr vorgesehen wird.A slight deliquescence, as shown in FIG. 2, does not always have to cause difficulties. The tube 6 can be made of refractory insulating material, for example made of quartz glass or sintered Made of quartz. After melting, it remains in its position around the electrode 4; however, it can if desired be etched away. It can also be a pipe made of a non-refractory, for example Find organic material use, which can, for example, char during melting and so still has sufficient cohesion to prevent the electrode metal from deliquescing. This can also be done by means of the combination of an organic binder and a refractory filler can be achieved. The use of such a temporary insulating tube 7 is shown in Fig. 3 by dashed lines Lines indicated. This application can be advantageous when there is mechanical stress must be avoided as much as possible when cooling down. If a refractory pipe is used, you can these stresses can also be reduced by applying a layer of carbon black or the like soft material is provided in the pipe.

Den so angeordneten Elektroden 4 gegenüber befindet sich auf der flachen Oberfläche des halbleitenden Körpers eine zweite Elektrode 8 (Fig. 1 bis 3).The electrodes 4 so arranged opposite is located on the flat surface of the semiconducting Body a second electrode 8 (Fig. 1 to 3).

Auch diese zweite Elektrode kann in einer Aushöhlung angeordnet sein, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, wobei dann gegebenenfalls ein Rohr 6 das Zerfließen verhindert.This second electrode can also be arranged in a cavity, as shown in FIG. 4 is, in which case a pipe 6 then prevents the deliquescence.

In die aufgeschmolzenen Elektroden sind Stromzuführungsdrähte 9 und 10 eingelötet.Power supply wires 9 and 10 are soldered into the melted electrodes.

Claims

PATENT CLAIMS:
1. A method for producing a semiconductor device, in particular a transistor, with a semiconducting body which has at least one cavity in its surface in which a fused electrode is arranged, characterized in that the electrode material is added to an insulating tube and then the tube with the electrode material is arranged coaxially in the cavity and then fused with the semiconducting body by heating.

2. The method according to claim 1, characterized in that the tube made of refractory insulating Material.

3. The method according to claim 2, characterized in that the tube after melting the electrode is removed, for example by etching.

4. The method according to claim 1, characterized in that the tube is made of non-refractory Material exists and completely or partially disappears when the electrode melts.

Considered publications:
Austrian patent specification No. 154 538.

Legacy Patents Considered:
German patents No. 975 179, 1032405.

For this purpose, 1 sheet of drawings