DE1242297B - Halbleiteranordnung mit wenigstens einem pn-UEbergang und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

DEUTSCHES #f# PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKI.: 21«-11/02

Nummer: 1242297

Aktenzeichen: N17234 VIII c/21 g

1 242 297 Anmeldetag: 12. September 1959

Auslegetag: 15. Juni 1967

Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung, insbesondere einen Transistor oder eine Diode, mit einer hermetisch verschlossenen Hülle und ein Verfahren zur ihrer Herstellung.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß sich die elektrischen Eigenschaften von Halbleiteranordnungen, z. B. solchen mit einem Halbleiterkörper aus Germanium und Silizium, insbesondere dann, wenn die Anordnungen hohen Temperaturen oder einer starken Belastung ausgesetzt sind, auf die Dauer stark verschlechtern. Dies ist auch dann der Fall, wenn die Halbleiteranordnungen in einer hermetisch verschlossenen oder vakuumdichten Hülle montiert sind.

Bei Transistoren äußert sich diese Verschlechterung insbesondere in einer starken Abnahme des Ver-Stärkungsfaktors <x_bc, während bei Dioden der Leckstrom zunimmt. Unter dem Stromverstärkungsfaktor Oi_bc ist hier die durch die Gleichung

Halbleiteranordnung mit wenigstens einem
pn-übergang und Verfahren zu ihrer Herstellung

Anmelder:

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

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. E. Walther, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Johannes Jacobus Asuerus Ploos van Amstel,
Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 16. September 1958 (231409)

definierte Größe zu verstehen. JI_c und I_b sind darin kleine Änderungen des Kollektorstromes I_c bzw. des Basisstromes I_b, die bei einer konstanten Spannungsdifferenz V_ce zwischen Kollektor und Emitter gemessen sind.

Um diese störende Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften zu vermeiden, ist bereits ein Stabilisierungsverfahren vorgeschlagen worden, das unter dem Namen »Vakuumbrennen« bekannt ist, bei dem die Halbleiteranordnung der Montage einige Stunden lang auf hohe Temperatur, z. B. 140° C, im Vakuum erhitzt wird, bevor die Hülle verschlossen wird. Zwar ergeben sich auf diese Weise stabile Transistoren und Dioden, aber ein mit diesem Verfahren einhergehender großer Nachteil ist darin zu sehen, daß die Stabilität auf Kosten der elektrischen Eigenschaften erhalten wird, z. B. bei Transistoren auf Kosten des Wertes des Stromverstärkungsfaktors, der nämlich während dieser Behandlung immer weiter abfällt, bis ein sehr niedriger, wenn auch weiter stabiler Wert erreicht wird. Weiterhin hat dieses Verfahren den Nachteil, daß die Halbleiteranordnung unter äußerst schwer aufrechtzuerhaltenden Umständen, d. h. im Vakuum, fertigmontiert werden muß.

Es war weiter bereits bekannt, eine Halbleiteranordnung in einer hermetisch verschlossenen Hülle anzuordnen, die wenigstens teilweise mit einem Füllmittel oder Bindemittel ausgefüllt ist (deutsche Auslegelschrift 1015 934). Das verwendete Füllmittel, nämlich ein hochdisperses Trockenmittel, vermag je-

doch die Eigenschaften der Halbleiteranordnung nicht zu beseitigen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile der bekannten Anordnungen zu beseitigen und eine Halbleiteranordnung zu schaffen, die sowohl günstige elektrische Eigenschaften als auch eine hohe zeitliche Stabilität dieser Eigenschaften aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe geht aus von einer Halbleiteranordnung mit mindestens einem pn-übergang, insbesondere ein Transistor oder eine Diode, mit einer hermetisch verschlossenen Hülle, welche wenigstens teilweise mit einem Füllmittel oder Bindemittel ausgefüllt ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Füllstoff oder Bindemittel im Raum zwischen der Hülle und dem Halbleiterkörper eine stabilisierende Substanz aus der Gruppe, die aus den Sulfiden, Seleniden, Telluriden. Phosphor, Antimon, Wismut und von Verbindungen oder Legierungen, die mindestens eines der drei zuletzt erwähnten Elemente enthalten, besteht, in feinverteiltem Zustand im Füllmittel bzw. im Bindemittel oder als ein vom Halbleiterkörper getrennter, mit metallischen Teilen nicht in Brührung stehender Vorrat enthalten ist.

Es sei bemerkt, daß bereits eine Halbleiteranordnung mit einer hermetisch verschlossenen, mit einer Flüssigkeit gefüllten Hülle bekannt war (deutsches

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Gebrauchsmuster 1733 396), bei der die von der Flüssigkeit bedeckten Metallteile, um ein Ablösen von Metallteilen und ein Niederschlagen dieser Teile auf dem Halbleiterkörper zu vermeiden, mit einem Mittel, z. B. Antimon, überzogen sind, das sich nicht auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers niederschlägt. Die beim Erfindungsgegenstand beabsichtigte und erreichte stabilisierende Wirkung tritt bei dieser bekannten Anordnung nicht auf, da, wie bereits gesagt, das Mittel (Antimon) die Oberfläche des Halbleiterkörpers nicht erreichen kann. Die stabilisierende Substanz kann auf verschiedene Art und Weise in der Hülle angebracht werden. Vorzugsweise enthält der Füllstoff oder das Bindemittel 0,1 bis 10 Gewichtsprozent an stabilisierender Substanz und besteht aus mindestens einem silikoorganischen Polymer.

Die stabilisierende Substanz kann so innerhalb der Hülle angebracht sein, daß sie durch eine poröse Wand von dem Halbleiterkörper getrennt ist. Diese poröse Wand kann z. B. aus Asbest oder Quarzwolle bestehen. Der den Halbleiterkörper umgebende Raum kann in diesem Fall mit einer inerten Substanz, wie beispielsweise Sand, ausgefüllt sein. Insbesondere mit Rücksicht auf den Leckstrom ist es manchmal vorteilhaft, den Halbleiterkörper mit einer Lackschicht zu überziehen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, die sich auf das Herstellungsverfahren bezieht, wird während der Montage im Raum zwischen Hülle und Halbleiterkörper mindestens eine der erwähnten Stabilisierungssubstanzen angebracht und dann die Hülle hermetisch verschlossen. Vorzugsweise wird die stabilisierende Substanz auf eine der vorstehend erwähnten Weisen in der Hülle angebracht. Wird nachher die Halbleiteranordnung eine bestimmte Zeit lang ausreichend stark belastet und/oder auf ausreichend hohe Temperatur erhitzt, so übt die stabilisierende Substanz eine dauerhafte stabilisierende Wirkung auf den Halbleiterkörper aus. Vorzugsweise wird dann auch die Halbleiteranordnung nach Verschluß der Hülle einer Stabilisierungsbehandlung unterworfen, wodurch die stabilisierende Wirkung möglichst vollständig und beschleunigt erzielt wird. Diese Stabilisierungswirkung besteht dabei vorzugsweise aus einer Erhitzung auf hohe Temperatur, z. B. auf eine Temperatur von mehr als 80° C. Im allgemeinen wird die Stabilisierungstemperatur vorzugsweise zwischen 100 und 300° C gewählt. Je höher die Stabilisierungstemperatur gewählt wird, um so schneller wird im allgemeinen ein stabiler Endwert erreicht. Die minimal erforderliche Stabilisierungstemperatur hängt wahrscheinlich mit der Flüchtigkeit der stabilisierenden Substanz zusammen und wird weiter durch die praktisch annehmbare Stabilisierungsdauer bestimmt. Für eine Halbleiteranordnung mit Phosphor als Stabilisierungssubstanz genügt beispielsweise eine verhältnismäßig niedrige Stabilisierungstemperatur, z. B. 85 oder 100° C. Für Antimon dagegen ist 85° C als Stabilisierungstemperatur weniger geeignet. Bei 140° C beträgt für Antimon die erforderliche Stabilisierungsdauer noch etwa 100 Stunden. Für Wismut ist im allgemeinen eine Stabilisierungstemperatur von 140° C oder höher erforderlich. Vorzugsweise wird für Antimon und Wismut eine Stabilisierungstemperatur von mehr als 200° C gewählt. Für manche Sulfide, Selenide und Telluride hat sich 140° C als eine passende Stabilisierungstemperatur erwiesen. Je höher die Flüchtigkeit, um so niedriger kann im allgemeinen

die Stabilisierungstemperatur sein. Vorzugsweise werden dann auch Sulfide, Selenide und/oder Telluride mit einem Schmelzpunkt von höchstens 600° C angewandt. Im allgemeinen wird vorzugsweise die Stabilisierungstemperatur nicht höher gewählt als mit Rücksicht auf eine praktisch annehmbare Stabilisierungszeit erforderlich ist, weil bei Erhitzung auf zu hohe Temperatur dauerhafte Strukturveränderungen in der Halbleiteranordnung oder chemische Reaktionen etwaiger innerhalb der Hülle vorhandener Gase eine Rolle spielen können. Vorzugsweise wird die Stabilisierungstemperatur niedriger als die niedrigste Schmelztemperatur der Elektroden gewählt. Im übrigen ist eine Stabilisierung oberhalb der Schmelztemperatur mindestens einer der Elektroden auch möglich, insbesondere wenn die Halbleiteranordnung mit einer Schutzschicht, beispielsweise aus Silikonvakuumfett oder Lack, versehen ist.

Phosphor, Antimon und Wismut selbst haben sich als geeignete Stabilisatoren erwiesen. Sehr geeignet sind auch Legierungen oder Verbindungen mindestens eines dieser Elemente. Es sind z. B. mit Legierungen und Verbindungen mindestens eines dieser Elemente mit einer neutralen Komponente, wie Blei oder Zinn, und auch mit Legierungen oder Verbindungen mindestens eines dieser Elemente mit einer bei der Stabilisierungstemperatur für die Halbleiteranordnung unschädlichen Komponente, wie beispielsweise Indium und Aluminium, ausgezeichnete Ergebnisse erzielt. Von den Verbindungen haben sich z. B. auch die Oxyde dieser Elemente, insbesondere Sb₂O₃, als geeignet erwiesen. Sehr geeignet sind auch Sulfide, Selenide und Telluride von Phosphor, Antimon und Wismut. Es stellte sich jedoch heraus, daß auch viele andere Sulfide, Selenide und Telluride, beispielsweise diejenigen des Arsens, besonders geeignet sind. Weitere Beispiele sind unter anderem GeS, K₂S₅ und HgS. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß sich die Sulfide und Selenide viel günstiger als die Elemente Schwefel und Selen erwiesen haben, mit welchen letzteren im allgemeinen ungünstige Ergebnisse erzielt wurden.

Als Gasfüllung können die üblichen Gase, wie beispielsweise Stickstoff oder Wasserstoff und Gemische dieser Gase, Anwendung finden. Auch mit Luft als Füllung werden gute Ergebnisse erzielt, und auch andere inerte Füllungen, wie beispielsweise Argon, haben sich als geeignet erwiesen.

Die Erfindung ist insbesondere wichtig für Halbleiteranordnungen, deren Halbleiterkörper aus Germanium oder Silizium besteht. Besonders gute Ergebnisse sind bei Halbleiteranordnungen erzielt, die eine pnp-Transistorstruktur aufweisen. Die Halbleiteranordnungen nach der Erfindung weisen nebst einer hohen Stabilität sehr günstige elektrische Eigenschaften auf, z. B. hohen Strom verstärkungsfaktor, niedrigen Leckstrom und eine niedrige Rauschzahl. Viele vertragen sogar eine Erhitzung auf sehr hohe Temperatur, beispielsweise bis zu 200 bis 300° C. Die Abdichtung der Hülle muß jedoch hermetisch, vorzugsweise sogar vakuumdicht sein. Hiermit ist unter »hermetisch« zu verstehen, daß der Raum innerhalb der Hülle praktisch für eine angemessen lange Zeit gegen den schädlichen Einfluß der in der Umgebung vorhandenen Gase oder Dämpfe abgeschlossen sein muß. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß, wenn die Hülle erbrochen wird, die Stabilität der Halbleiteranordnung nach der Erfindung wieder verlorengeht.

Die Erfindung ist insbesondere wichtig für Halbleiteranordnungen, die in eine Glashülle eingeschmolzen sind. Beim Einschmelzen in eine Glashülle verschlechtern sich die elektrischen Eigenschaften einer Halbleiteranordnung im allgemeinen sehr stark infolge der hohen Einschmelztemperatur. Wird jedoch in der Hülle eine stabilisierende Substanz gemäß der Erfindung angebracht, so können zwar während der Einschmelzung die elektrischen Eigenschaften verschlechtert werden, jedoch durch eine Stabilisierungsbehandlung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, lassen diese Eigenschaften sich wiederum auf ihr ursprüngliches Niveau steigern.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier Figuren und einer Anzahl Ausführungsbeispiele näher erläutert.

F i g. 1 und 2 zeigen schematisch im Längsschnitt zwei verschiedene Ausführungsformen eines Transistors mit einer hermetisch verschlossenen Hülle gemäß der Erfindung.

F i g. 1 stellt eine Ausführungsform eines Transistors nach der Erfindung dar, bei der die mit Silikonvakuumfett gemischte stabilisierende Substanz praktisch die ganze Hülle ausfüllt. Der Halbleiterkörper 1 ist in eine vakuumdichte Glashülle eingeschmolzen, die aus zwei aneinandergeschmolzenen Teilen, dem Galssockel 2 und dem Glaskolben 3, besteht. Der Raum4 zwischen dem Halbleiterkörper! und der Hülle 2, 3 ist mit einem feinverteilten Gemisch aus Silikonvakuumfett und Stabilisierungssubstanz ausgefüllt. Die Elektroden der Transistors sind mit Zuleitungen 5, 6 und 7 verbunden, die durch den Glassockel 2 ausgeführt sind.

In F i g. 2 ist eine weitere Ausführungsform eines Transistors nach der Erfindung dargestellt. Die Ausführungsfonn nach F i g. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 1 nur in der Weise, in der der Raum zwischen dem Halbleiterkörper! und der Hülle 2,3 ausgefüllt ist. Die stabilisierende Substanz 8 ist durch eine poröse Wand 9, die beispielsweise aus Quarzwolle oder Asbest besteht, vom übrigen Teil des Raumes getrennt. Dieser übrige Teil 10 kann gewünschtenfalls mit einem inerten Material, wie beispielsweise Sand, ausgefüllt werden.

Jetzt werden einige durch Anwendung der Erfindung erzielte Ergebnisse mit Ergebnissen verglichen, die mit in bekannter Weise montierten Transistoren erreicht wurden. In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen, die sich auf Germaniumtransistoren beziehen, bestand der Halbleiterkörper jeweils aus einem pnp-Legierungstransistor der gleichen Herstellungsreihe, der dadurch hergestellt war, daß eine Emitterkugel und eine Kollektorkugel, die beide aus reinem Indium bestanden, und ein Basiskontakt, der aus einer Zinn-Antimon-Legierung (95 Gewichtsprozent Sn, 5 Gewichtsprozent Sb) bestand, auf eine Germaniumscheibe mit einer Dicke von etwa 150 μ etwa 10 Minuten lang auf 600° C in einer Atmosphäre aus Stickstoff und Wasserstoff aufgeschmolzen wurden. Weiter sei bemerkt, daß die nebenstehend angegebenen Werte des Stromverstärkungsfaktors stets am bis auf Zimmertemperatur abgekühlten Transistors gemessen wurden und daß in den nachstehenden Beispielen, die sich auf Transistoren nach der Erfindung beziehen, sich das Rauschen und der Leckstrom während der Stabilisierung entsprechend dem Verhalten des Stromverstärkungsfaktors verbesserten und einen stabilen Wert annahmen.

Ausführungsbeispiel 1

Ein pnp-Germaniumtransistor wurde auf bekannte Weise in einer vakuumdichten Glashülle montiert, die zuvor mit getrocknetem Silikonvakuumfett gefüllt war. Die Gasfüllung der Hülle bestand aus Stickstoff. Nach der Einschmelzung betrug <x _bc91. Nach 2- bzw. 200stündiger Erhitzung auf 140° C betrug a_bc 39 bzw. 14. Auch das Rauschen und der Leckstrom hatten erheblich zugenommen. Die Stabilität dieses bekannten Transistors war somit besonders schlecht.

Ausführungsbeispiel 2

Ein Germaniumtransistor wurde nach der Nachätzung, als Oc_bc noch 97 war, 3 Stunden lang im Vakuum auf 145° C erhitzt (»vakuumgebrannt«) und in diesem Zustand in eine Glashülle eingeschmolzen. Nach dem Vakuumbrennen betrug a_bc nur noch 25,

d. h. ein Viertel des ursprünglichen Wertes. Nach einem Dauerversuch von 1000 Stunden auf 85° C war dieser Wert praktisch noch erhalten. Obgleich die Stabilität gut war, waren die elektrischen Eigenschaften dieses auf bekannte Weise montierten Transistors, insbesondere der Stromverstärkungsfaktor, jedoch sehr ungünstig.

Ausführungsbeispiel 3

Ein gleicher pnp-Germaniumtransistor wurde erfindungsgemäß in eine Glashülle eingeschmolzen, die zuvor (s. Fig. 1) zu etwa 60% mit getrocknetem Silikonvakuumfett, dem etwa 5 Gewichtsprozent Phosphor zugesetzt war, ausgefüllt war. Die Gesamtmenge des Silikonvakuumfettes betrug etwa 60 mg. Die Gasfüllung war Stickstoff. Nach der Einschmelzung betrug <x_bc 54. Nachdem der Transistor 200 Stunden auf 85° C erhitzt wurde, hatte tx_bc auf 78 zugenommen. Nach Erhitzung während 500 bzw. 1000 Stunden auf 85° C war cc_bc 80 bzw. 85. Nach 200stündiger Erhitzung auf 85° C war somit praktisch bereits der stabile Wert erreicht. Dieser Transistor gemäß der Erfindung weist mithin neben einer hohen Stabilität auch einen hohen Stromverstärkungsfaktor auf. Aus vergleichenden Stabilisierungsversuchen bei höheren Temperaturen mit auf gleicher Weise montierten Transistoren stellte sich heraus, daß durch eine Stabilisierung auf 140° C bereits nach etwa 2 Stunden ein stabiler Endwert erreicht wurde.

Ausführungsbeispiel 4

Ein anderer pnp-Germaniumtransistor der gleichen Reihe wurde in der in F i g. 2 dargestellten Weise montiert, wobei zuvor unter einer Quarzwatte 4 mg Phosphor als stabilisierende Substanz angebracht war, während der übrige Teil der Hülle mit trockenem Sand ausgefüllt war. Nach der Einschmelzung war K_bc 33, nach 500stündiger Erhitzung auf 85° C war «_bc auf 86 angestiegen. Nach 1000- bzw. 2000stündiger Erhitzung auf 85° C war a_6e88 bzw. 87. Aus vergleichenden Versuchen mit auf gleiche Weise montierten Transistoren ergab sich, daß bei 140° C nach etwa 1 bis 2 Wochen ein stabiler Endwert erreicht wurde.

Ähnliche Ergebnisse wurden erzielt, wenn der Halbleiterkörper zuvor mit einer Lackschicht (Warenzeichen des Lackes »HK¹³«) versehen worden war.

Ausführungsbeispiel 5

Ein pnp-Transistor wurde in der in F i g. 1 dargestellten Weise fertigmontiert, wobei dem getrockneten Silikonvakuumfett 5 GewichtsprozentIndiumphosphid zugesetzt war. Nach der Einschmelzung war a_bc 93. Danach wurde der Transistor 2000 Stunden auf 100° C erhitzt. Nach 500, 1000 und 2000 Stunden war (x_bc 108, 116 bzw. 118. Dann wurde der Transitstor 2000 Stunden auf 140° C erhitzt. Nach 100, 500, 1000 und 2000 Stunden war <x_bc 112, 123, 118 bzw. 116. Ähnliche Ergebnisse wurden erzielt, wenn der Halbleiterkörper zuvor mit einer Lackschicht (Warenzeichen des Lackes »HK¹⁵«) versehen worden war.

Ausführungsbeispiel 6

Ein anderer Germaniumtransistor der gleichen Reihe wurde mit einer Indium-Phosphor-Legierung (Indium 90 Gewichtsprozent; Phosphor 10 Gewichtsprozent) auf die in F i g. 2 angegebene Weise fertigmontiert. Nach der Einschmelzung war K_bc 75. Nach 100-, 1000- und 2000stündiger Erhitzung auf 140° C war O_bc 89, 90 bzw. 91. Vergleichende Versuche wurden auch mit einem solchen Transistor, der mit einer Lackschicht versehen war, durchgeführt. Im allgemeinen stellte es sich heraus, daß die Anwendung der Lackschicht insbesondere bei hohen Temperaturen, beispielsweise 140° C, hinsichtlich des Lackstromes vorteilhafter ist. Es ergibt sich jedoch, daß der Transistor ohne Lackschicht im allgemeinen infolge der Stabilisierung einen höheren Stromverstärkungsfaktor erhält als derjenige mit einer Lackschicht.

Ausführungsbeispiel 7

Ein pnp-Germaniumtransistor wurde in der in F i g. 1 angegebenen Weise montiert, wobei das getrocknete Silikonvakuumfett mit etwa 5 Gewichtsprozent Antimon gemischt war. Nach der Einschmelzung war a_bc 30. Bei Erhitzung auf 85° C nahm der Stromverstärkungsfaktor kaum zu. Dann wurde der Transistor 200 Stunden auf 140° C erhitzt, wonach Ot_bc auf 57 angestiegen war. Bei einer nachfolgenden SOstündigen Erhitzung auf 200° C stieg x_bc weiter auf 68 an. Danach wurde der Transistor 6 Stunden lang auf 300° C erhitzt, wobei der Wert von <&_bc praktisch beibehalten blieb. Auch bei einem weiteren Dauerversuch auf 100° C erfuhr a_bc praktisch keine Änderung mehr. Ein vergleichbares Verhalten weisen auch solche Transistoren auf, deren Halbleiterkörper mit einer Lackschicht versehen ist.

Ausführungsbeispiel 8

Ein pnp-Germaniumtransistor wurde auf die in F i g. 2 dargestellte Weise mit Antimon als Stabiiisator montiert, wobei das Sperrschichtsystem mit einer Lackschicht versehen wurde. Die Antimonmenge war 4 mg. Nach der Einschmelzung war <x_bc 33 und nach 200stündiger Stabilisierung auf 140° C 76. Während eines nachfolgenden Dauerversuches, bei dem der Transistor 1000 Stunden lang auf 50° C erhitzt und gleichzeitig mit 50 mW belastet wurde, erfuhr dieser Wert praktisch keine Änderung.

Ausführungsbeispiel 9 _6s

Bei einem weiteren Transistor der gleichen Reihe fand auf die in Fi g. 1 angegebene Weise Wismut als Stabilisator Anwendung, wobei dem Silikonvakuum-

fett 5 Gewichtsprozent Wismut zugesetzt war und der Halbleiterkörper mit einer Lackschicht versehen war. Nach der Einschmelzung war a_bc 46. Erhitzung auf 140° C während 100 Stunden hatte nur eine Herabsetzung von oc_bc zur Folge. Dann wurde der Transistor 6 Stunden lang auf 230° C erhitzt, wodurch oc_bc auf 122 anstieg. Danach wurde der Transistor 2000 Stunden auf 50° C erhitzt und gleichzeitig in der bereits erwähnten Weise mit 50 mW belastet. Nach 200, 1000 und 2000 Stunden betrug oc_bc 127, 130 bzw. 128. Ähnliche Ergebnisse wurden bei 5stündiger Stabilisierung auf 310° C erzielt.

Ausführungsbeispiel 10

Ein pnp-Germaniumtransistor der gleichen Reihe wurde auf die in Fig. 2 dargestellte Weise mit 4mg Wismut als Stabilisator montiert. Der Halbleiterkörper war zuvor mit einer Lackschicht versehen worden. Nach der Einschmelzung war x_bc 42. Dann wurde der Transistor 6 Stunden lang auf 230° C erhitzt. Hierbei stieg a_bc auf 73 an, und dieser Wert blieb bei einem weiteren Dauerversuch, der aus einer Erhitzung auf 50° C und Belastung mit 50 mA bestand, beibehalten.

Ausführungsbeispiel 11

Ein Germaniumtransistor der gleichen Reihe wurde auf die in F i g. 1 dargestellte Weise montiert, wobei dem getrockneten Silikonvakuumfett 5 Gewichtsprozent Sb₂O₃ zugesetzt und der Halbleiterkörper mit einer Lackschicht versehen war. Bei Erhitzung auf 140° C stellte sich heraus, daß <x_bc abnahm. Nach einer 6stündigen Erhitzung auf 250° C stellte sich heraus, daß &_bc im allgemeinen stark zunahm, und zwar von 37 auf 111. Dann wurde der Transistor 2000 Stunden lang auf 140° C erhitzt. Nach 300, 1000 und 2000 Stunden war x_bc 112,118 bzw. 120.

Ausführungsbeispiel 12

Ein auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 11 montierter Transistor, bei dem anstatt von Sb₂O₃ als Stabilisator Bi₂O₃ Anwendung fand, wies bei Stabilisierung auf 250° C gleichfalls eine Erhöhung des Stromverstärkungsfaktors auf.

Ausführungsbeispiel 13

Ein Germaniumtransistor der gleichen Reihe wurde auf die in F i g. 1 dargestellte Weise montiert, wobei als Stabilisator GeS (5 Gewichtsprozent) dem getrockneten Silikonfett zugesetzt wurde. Nach der Einschmelzung war oc_bc 67, nach 200stündiger Erhitzung auf 140° C war «_bc auf 122 angestiegen, und dieser Wert wurde während eines 500stündigen Dauerversuches, der aus einer Erhitzung auf 50° C und gleichzeitiger Belastung mit 50 mW bestand, praktisch beibehalten. Aus vergleichenden Stabilisierungsversuchen bei 100° C stellte sich heraus, daß im allgemeinen die Stabilisierung bei 140° C hinsichtlich des Rauschens noch bessere Ergebnisse als diejenige bei 100°C lieferte.

Ausführungsbeispiel 14

Bei einem auf die in F i g. 1 dargestellte Weise montierten Transistor, bei dem dem Fett 5 Gewichtsprozent HgS zugesetzt war, betrug <x_bc nach der EinSchmelzung 30. Nach 200stündiger Erhitzung auf 140° C war <x_bc auf 90 angestiegen, und dieser Wert änderte sich während eines nachfolgenden 500stün-

Claims (11)

digen Dauerversuches, der aus einer Erhitzung auf 50° C und gleichzeitiger elektrischer Belastung mit 50 mW bestand, praktisch nicht. Auch mit dieser Stabilisierungssubstanz ergaben vergleichende Stabilisierungsversuche auf 100° C zwar gute, aber weniger günstige Ergebnisse hinsichtlich des Rauschens als diejenige bei 140° C. Ausführungsbeispiel 15 Bei einem auf die in F i g. 1 dargestellte Weise montierten Transistor wurde als Stabilisator 5 Gewichtsprozent K2S5 dem Silikonvakuumfett zugesetzt. Nach der Einschmelzung war <xbc 26. Nach 200stündiger Erhitzung auf 140° C war <xbe auf 79 angestiegen, und dieser Wert erfuhr während eines nachfolgenden 500 Stunden dauernden Dauerversuches, der aus einer Erhitzung auf 50° C und gleichzeitiger elektrischer Belastung mit 50 W bestand, praktisch keine Änderungen. Ausführungsbeispiel 16 Ein auf die in F i g. 1 angegebene Weise montierter Transistor, bei dem als Stabilisator 5 Gewichtsprozent Sb2S3 dem Silikonvakuumfett zugesetzt war und der Halbleiterkörper mit einer Lackschicht versehen war, wies nach der Einschmelzung einen <xbc von 41 auf. Dann wurde der Transistor 2000 Stunden auf 140° C erhitzt. Nach 200, 500, 1000 bzw. 2000 Stunden war xbc 92, 119,120 bzw. 120 Ausführungsbeispiel 17 Ein auf die in Fig. 1 angegebene Weise montierter Transistor, bei dem als Stabilisator 5 Gewichtsprozent As2S3 dem Silikonvakuumfett zugesetzt und der Halbleiterkörper zuvor mit einer Lackschicht versehen war, hatte nach der Einschmelzung einen «6c-Wert von 92. Dann wurde der Transistor 2000 Stunden lang auf 140° C erhitzt. Nach 200, 300, 1000 bzw. 2000 Stunden war <xbc 166, 251, 246 bzw. 254. Transitoren ohne Lackschicht wiesen mit dieser stabilisierenden Substanz günstige Ergebnisse auf. Ausführungsbeispiel 18 Bei einem auf die in Fig. 1 angegebene Weise montierten pnp-Germaniumtransistor, bei dem als stabilisierende Substanz 5 Gewichtsprozent As2Se3 dem Silikonvakuumfett zugesetzt und der Halbleiterkörper zuvor mit einer Lackschicht versehen war, betrug Cibc nach der Einschmelzung 53. Dann wurde der Transistor 2000 Stunden lang auf 140° C erhitzt, wobei Kbc nach 200, 300, 1000 bzw. 2000 Stunden 88, 108, 110 bzw. 111 war. Es sei noch bemerkt, daß die Erfindung selbstverständlich nicht auf die vorstehend als Beispiel ausdrücklich erwähnten stabilisierenden Substanzen beschränkt ist, sondern daß auch mit anderen stabilisierenden Substanzen aus der erwähnten Gruppe der Sulfide, Selenide, Telluride, Phosphor, Antimon, Wismut und den Verbindungen und den Legierungen, die mindestens eines der drei zuletzt erwähnten Elemente enthalten, günstige Ergebnisse erzielbar sind. Auch ist die Erfindung nicht auf die angegegebenen Mengen an stabilisierender Substanz oder auf die Weise, in der die Substanz in der Hülle angebracht ist, beschränkt. Weiterhin ist die Erfindung nicht auf Legierungstransistoren und ebensowenig auf Anwendung auf Germanium beschränkt. Es können auch Siliziumtransistoren, insbesondere pnp-Legierungstransistoren, auf diese Weise, beispielsweise mit Phosphor, stabilisiert werden. Ähnliche Ergebnisse sind auch bei Anwendung der Erfindung auf Halbleiteranordnungen, bei denen der Halbleiterkörper aus einer Halbleiterverbindung, beispielsweise aus einer AmBvVerbindung, wie GaAs, InP u. dgl. besteht, zu erwarten. Patentansprüche:

1. Halbleiteranordnung mit mindestens einem pn-übergang, insbesondere ein Transistor oder eine Diode, mit einer hermetisch verschlossenen Hülle, welche wenigstens teilweise mit einem Füllmittel oder Bindemittel ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Füllstoff oder Bindemittel im Raum zwischen der Hülle und dem Halbleiterkörper eine stabilisierende Substanz aus der Gruppe, die aus den Sulfiden, Seleniden, Telluriden, Phosphor, Antimon, Wismut und von Verbindungen oder Legierungen, die mindestens eines der drei zuletzt erwähnten Elemente enthalten, besteht, in feinverteiltem Zustand im Füllmittel bzw. im Bindemittel oder als ein vom Halbleiterkörper getrennter, mit metallischen Teilen nicht in Berührung stehender Vorrat enthalten ist.

2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff oder das Bindemittel 0,1 bis 10 Gewichtsprozent an stabilisierender Substanz enthält.

3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 und/ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff oder das Bindemittel aus mindestens einem silikoorganischen Polymer besteht.

4. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stabilisierende Substanz so innerhalb der Hülle angebracht ist, daß diese durch eine poröse Wand vom Halbleiterkörper getrennt ist.

5. Halbleiteranordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper mit einer Lackschicht versehen ist.

6. Halbleiteranordnung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper aus Germanium besteht.

7. Halbleiteranordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper aus Silizium besteht.

8. Halbleiteranordnung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper eine pnp-Transistorstruktur aufweist.

9. Halbleiteranordnung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der zuletzt erwähnten stabilisierenden Substanzen Phosphor, Antimon und Wismut in Form einer Legierung oder Verbindung vorhanden ist.

10. Halbleiteranordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der drei zuletzt erwähnten stabilisierenden Substanzen Phosphor, Antimon und Wismut in Form eines Sulfides, Selenides oder Tellurides vorhanden ist.

11. Halbleiteranordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn-

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