DE1278018B

DE1278018B - Method for the simultaneous production of at least two semiconductor components from a disk-shaped semiconductor crystal

Info

Publication number: DE1278018B
Application number: DES93036A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Leo Grasser; Dipl-Phys Helmut Gueckel
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1964-09-09
Filing date: 1964-09-09
Publication date: 1968-09-19
Also published as: CH445647A; NL6509714A; GB1101590A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

HOIlHOIl

Deutsche KL: 21g-11/02German KL: 21g-11/02

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
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Display day:

P 12 78 018.6-33 (S 93036)P 12 78 018.6-33 (S 93036)

9. September 1964September 9, 1964

19. September 196819th September 1968

Eine in der Halbleitertechnik übliche Praxis bei der Herstellung gleichartiger Bauelemente aus einem scheibenförmigen Halbleiterkristall besteht darin, daß man in der Halbleiterscheibe zunächst die zum Funktionieren der Anordnungen wesentlichen pn-Übergänge erzeugt und dann die Elektroden an die einzelnen Zonen in einer durch die Anzahl der herzustellenden Bauelemente bestimmten Anzahl mit den Abmessungen der herzustellenden Bauelemente entsprechenden Abständen anbringt und erst am Schluß die Halbleiterscheibe in die einzelnen Bauelemente auftrennt. Das Verfahren hat gegenüber der Einzelherstellung den Vorteil, daß die oft sehr schwierige Halterung winziger Halbleiterstückchen durch die Halterung eines wesentlich größeren Halbleiterstückes ersetzt und außerdem die erforderlichen Justierungen pro Arbeitsgang wesentlich reduziert und erleichtert werden. Ermöglicht wird dies durch moderne Methoden der Maskierungstechnik, wie Photolithographie, welche die Erzeugung einiger ao Tausend Transistoren aus einer Halbleiterscheibe mit einer Fläche von etwa 1 bis 2 cm² ermöglichen.A common practice in semiconductor technology for the production of similar components from a disk-shaped semiconductor crystal consists in first producing the pn junctions essential for the functioning of the arrangements in the semiconductor wafer and then creating the electrodes on the individual zones in a manner determined by the number of components to be produced attaches certain number with the dimensions of the components to be manufactured corresponding distances and only at the end separates the semiconductor wafer into the individual components. The method has the advantage over individual production that the often very difficult holding of tiny semiconductor pieces is replaced by holding a much larger semiconductor piece and, moreover, the necessary adjustments per operation are significantly reduced and made easier. This is made possible by modern methods of masking technology, such as photolithography, which enable the production of a few thousand transistors from a semiconductor wafer with an area of approximately 1 to 2 cm ² .

Die übliche Technik bei einem solchen Verfahren besteht darin, daß man an der einen Flachseite einer einkristallinen Halbleiterscheibe, z. B. aus Silicium »5 oder Germanium, entweder mindestens eine sich über die ganze Flachseite erstreckende dünne Zone von entgegengesetztem Leitungstyp durch Diffusion oder epitaktisches Abscheiden erzeugt und in diese Zone Je zu erzeugendes Bauelement eine Emitter- und eine Basiselektrode einlegiert (z. B. beim Mesatransistor) oder in den ursprünglichen Halbleiterkristall unter Anwendung der Planartechnik pro Bauelement je eine Emitter- und Basiszone eindiffundiert. Dann wird die Scheibe durch senkrecht zu ihren Flach-Seiten geführte Schnitte in gleich große, gleichgeformte Stücke derart aufgetrennt, daß alle Stücke vollständige, einander gleiche Transistoren ergeben.The usual technique in such a process is that one flat side of a single crystal semiconductor wafer, e.g. B. made of silicon »5 or germanium, either at least one thin zone of opposite conductivity type generated by diffusion or epitaxial deposition and into this zone One emitter and one base electrode are alloyed into each component to be produced (e.g. in the case of a mesa transistor) or in the original semiconductor crystal using the planar technique for each component an emitter and base zone diffused. Then the disc is through perpendicular to its flat sides Guided cuts in equally large, equally shaped pieces are separated in such a way that all pieces result in complete, identical transistors.

Das Auftrennen der Scheiben erfolgt zweckmäßig durch Anritzen und Brechen längs der eingeritzten Linien, weil Zersägen und Zerschneiden mit einem mechanischen Werkzeuge wie auch mit einem feinen Elektronenstrahl zu erheblichen Materialverlusten Und Störungen der Halbleiteroberfläche führen und auch einen beträchtlichen technischen Aufwand erfordern. Dabei empfiehlt es sich, die Scheiben derart an einer harten Unterlage aufzukleben bzw. festzusaugen, daß man die Abmessungen der Systeme erkennen kann, und dann das Anritzen, beispielsweise mit einem Diamantstift, vorzunehmen, worauf man die Scheibe in eine inerte Flüssigkeit bringt und durch Ultraschall zerbricht. Statt dessen kann man Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen von
mindestens zwei Halbleiterbauelementen aus
einem scheibenförmigen HalbleiterkristallThe wafers are expediently separated by scoring and breaking along the scored lines, because sawing and cutting with a mechanical tool as well as with a fine electron beam lead to considerable material losses and disturbances of the semiconductor surface and also require considerable technical effort. It is advisable to glue or suck the disks to a hard surface in such a way that the dimensions of the systems can be seen, and then to make the scratching, for example with a diamond pen, after which the disk is placed in an inert liquid and ultrasound breaks. Instead, one can use methods for simultaneously producing
at least two semiconductor components
a disk-shaped semiconductor crystal

Anmelder:Applicant:

Siemens Aktiengesellschaft,Siemens Aktiengesellschaft,

Berlin und München,Berlin and Munich,

8000 München 2, Witteisbacherplatz 28000 Munich 2, Witteisbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dipl.-Phys. Leo Grasser,Dipl.-Phys. Leo Grasser,

Dipl.-Phys. Helmut Gückel, 8000 MünchenDipl.-Phys. Helmut Gückel, 8000 Munich

die Scheibe zwischen zwei Folien oder eine Folie und eine weiche Unterlage bringen und mittels einer Walze zerbrechen.Put the disc between two foils or a foil and a soft surface and use a Break the roller.

Nun ist es vielfach zweckmäßig, wenn eine Elektrode der herzustellenden Halbleiterbauelemente eine Seite dieser Bauelemente völlig bedeckt. Dies ist insbesondere auch bei solchen Bauelementen der Fall, bei denen eine Zone bzw. Elektrode — gewöhnlich ist dies der Kollektor — mit der metallischen Grundplatte eines Gehäuses leitend verbunden ist. In solchen Fällen ist man offensichtlich entweder dazu gezwungen, die betreffende Elektrode bzw. Metallschicht erst nach dem Auftrennen aufzulegieren — d. h. also mit anderen Worten, die elektrischen Eigenschaften dieses Kontaktes einzeln für jedes der Bauelemente festzulegen, oder man muß eine vorher aufgebrachte Metallschicht zusammen mit der Halbleiterscheibe auftrennen. Die Erfahrung zeigt dabei, daß ein einwandfreies Zerbrechen wegen der Zähigkeit einer solchen Metallschicht nicht ohne weiteres möglich ist, so daß man notgedrungen wieder zu den obenerwähnten aufwendigen Auftrennungsmethoden zurückkehren muß, die vor allem noch den großen Nachteil der Erhitzung der bezüglich ihrer elektrischen Eigenschaften an sich bereits weitgehend festgelegten Systeme aufweisen.Now it is often expedient if an electrode of the semiconductor components to be produced has a Side of these components completely covered. This is especially the case with such components, in which a zone or electrode - usually this is the collector - with the metallic base plate a housing is conductively connected. In such cases one is obviously either to it forced to apply the relevant electrode or metal layer only after separation - d. H. in other words, the electrical properties of this contact individually for each of the Set components, or you have to have a previously applied metal layer together with the Cut the semiconductor wafer. Experience shows that perfect breaking because of the Toughness of such a metal layer is not readily possible, so that one inevitably returns must return to the complex separation methods mentioned above, above all nor the major disadvantage of heating the electrical properties per se largely defined systems.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen von mehreren Halbleiterbauelementen mit je einer die eine Oberflächenseite jedes der Bauelemente völlig bedeckenden ElektrodeThe invention relates to a method for the simultaneous production of a plurality of semiconductor components each with an electrode that completely covers one surface side of each of the components

809 617/427809 617/427

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aus einem einzigen scheibenförmigen Halbleiter- Halbleitermaterial in den eutektischen Zustand überkristall, bei dem zunächst in der Halbleiterscheibe geführt wird.from a single disk-shaped semiconductor semiconductor material in the eutectic state supercrystalline, which is initially guided in the semiconductor wafer.

mindestens eine sich über mindestens einen Teil Gewöhnlich soll im vorliegenden unter demat least one covering at least a part usually intended in the present under the

einer Flachseite der Scheibe erstreckende Zone mit Begriff »eutektische Zusammensetzung« die Zusamgegenüber den der ursprünglichen Scheibe abge- 5 mensetzung eines binären Systems, nämlich des änderten Leitfähigkeitseigenschaften erzeugt wird Systems aus dem halbleitenden Element und einem und dann die Halbleiterscheibe senkrecht zu ihren als Legierungsmetall zu verwendenden Element — Flachseiten in die der Anzahl der herzustellenden häufig ist dies Gold —, verstanden werden. Dotie-Bauelemente entsprechende Anzahl von je einen rende Zusätze zum Legierungsmetall sind im all-Anteil der umdotierten Zone bzw. Zonen enthalten- io gemeinen nur in so geringen Anteilen erforderlich den Stücken durch Anritzen und Zerbrechen längs und erwünscht, daß sie das Verhalten des Zweistoffder eingeritzten Linien aufgetrennt wird. systems nicht merklich beeinflussen. Mitunter kanna flat side of the disk extending zone with the term "eutectic composition" the opposite that of the original slice of a binary system, namely the changed conductivity properties is generated from the semiconducting element and a system and then the semiconductor wafer perpendicular to its element to be used as alloy metal - Flat sides in which the number of this is often gold to be produced - to be understood. Dotie components A corresponding number of one rende additions to the alloy metal are included in the all-share the redoped zone or zones contain- io common only necessary in such small proportions the pieces by scoring and breaking lengthways and desired that they the behavior of the two-substance the incised lines. systems do not noticeably affect. Sometimes can

Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, daß an der es zweckmäßig sein, daß man auch einen nur geringden mit den völlig bedeckenden Elektroden zu ver- fügigen Zusatz des Legierungsmetalls an Dotierungssehenden Seiten der herzustellenden Bauelemente 15 stoff berücksichtigt und bei der Durchführung des entsprechenden Flachseite der Halbleiterscheibe eine erfindungsgemäßen Verfahrens das Eutektikum aller Folie aus einem mit dem Halbleiter an der Legie- beteiligten Stoffe heranzieht, nämlich dann, wenn rungsstelle sperrfrei kontaktierenden, durch Zusatz durch die Anwesenheit des Dotierungsstoffes eine des Halbleiters in ähnlicher Weise wie dieser brüchig merkliche Reduktion des Schmelzpunktes im Vergemachten Metall derart anlegiert wird, daß beim ao gleich zum Eutektikum aus dem Legierungsmetall gemeinsamen Zerbrechen von Scheibe und anlegierter und dem Halbleitermaterial eintritt, ohne daß hierbei Folie längs der eingeritzten Linie mindestens zwei der Halbleitergehalt der Legierung eine starke Verdef erhaltenen Halbleiterbauelemente an einer ihrer minderung erfährt. Die weitere Beschreibung des Seiten von dem ihnen zukommenden Teil der Folie erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt nach den vollständig bedeckt und die. vor dem Anlegieren der 05 Zeichnungen. Dabei ist noch folgendes festzustellen: Folie vorhandene Anzahl von Zonen unterschied- Um ein Nachdiffundieren bzw. Nachlegieren derAccording to the invention it is provided that it should be appropriate that one also only slightly with the completely covering electrodes, addition of the alloy metal at doping sites is available Pages of the components to be produced 15 material taken into account and in the implementation of the corresponding flat side of the semiconductor wafer a method according to the invention the eutectic of all Foil made of a substance involved with the semiconductor in the alloy is used, namely when Approximation point non-blocking contacting, due to the addition of the presence of the dopant a of the semiconductor in a manner similar to this fragile, noticeable reduction in the melting point in the manufactured Metal is alloyed in such a way that in the case of ao the same as the eutectic from the alloy metal joint breaking of the disc and the alloyed material and the semiconductor material occurs without this Foil along the incised line at least two of the semiconductor content of the alloy have a strong Verdef obtained semiconductor components at one of their reduction experiences. The further description of the Pages from the part of the film that is part of them is carried out according to the method according to the invention completely covered and the. before alloying the 05 drawings. The following should also be noted: Foil existing number of zones differed in order to re-diffuse or re-alloy the

liehen Leitungstyps der Scheibe nicht vermindert Systeme möglichst einzuschränken, empfiehlt es sich, wird. . .· . das erfindungsgemäße Verfahren bei möglichst nied-borrowed line type of the disc is not reduced to restrict systems as much as possible, it is advisable to will. . . ·. the inventive method at the lowest possible

Der Gedanke der Erfindung besteht also darin, das riger Temperatur vorzunehmen. Dies führt im all-Metall der anzulegierenden Schicht in ähnlicher 30 gemeinen zur Anwendung von Legierungstempera-Weise wie den Halbleiter brüchig zu gestalten, so daß tureri, bei denen weder das Halbleitermaterial noch beim Auseinanderbrechen längs der eingeritzten das Legierungsmetall für sich allein aufschmelzen. Linien die Metallschicht ebenfalls längs dieser Linien In den meisten Fällen erfolgt bei der Durchführung sofort" mit zerbrichtTintf nicht— wie es" sonst der des erfindungsgemaßen Verfahrens das Einlegieren Fall ist — das Metall sich an den Bruchstellen des 35 der Metallschicht, insbesondere Metallfolie, bei der Halbleiters verbiegt oder gar sich aus der Verbindung eutektischen Temperatur des maßgebenden Systems, mit dem Halbleiter löst. Dann wird jedoch zweckmäßig das erfindungsgemäßeThe idea of the invention is therefore to make the riger temperature. This results in all-metal of the layer to be applied in a similar manner to the application of alloy tempera how to make the semiconductor brittle, so that tureri in which neither the semiconductor material nor when breaking apart along the incised, the alloy metal melts on its own. Lines the metal layer also along these lines in most cases when performing immediately "with the ink does not break - as it" otherwise does the alloying of the method according to the invention Case is - the metal is at the breakpoints of the metal layer, in particular metal foil, in the Semiconductor bends or even results from the eutectic temperature of the governing system, with the semiconductor solves. Then, however, is expedient according to the invention

Hierzu ist erfahrungsgemäß ein ziemlich hoher Verfahren so durchgeführt, daß das Legierungsmetall Gehalt an Halbleitermaterial erforderlich, so daß und die zu legierende Halbleiterscheibe unter Druck die das Verlangte leistende Zusammensetzung der 40 miteinander in Kontakt gebracht werden, wie dies eutektischen Zusammensetzung entspricht bzw. sich z.B. bei dem an sich bekannten Pulverlegierungsnicht weit von dieser entfernt. Die Erfindung kann verfahren" der Fall ist. Das Pulverlegierungsverfahren durchgeführt werden, indem man eine aus einem besteht darin, daß man das zu legierende System in derartigen Material bestehende Folie an einer der ein Pulver aus inertem, hitzebeständigem Material^ Flachseiten der Halbleiterscheibe anlegiert, wobei 45 z.B. Al₂O₃ oder MgO, einbettet und das Pulver so zweckmäßig, aber nicht notwendig, die Folie die zusammenpreßt, daß der erforderliche Druck zwiganze Flachseite der Scheibe bedeckt. Die Legie- sehen dem Halbleiter und dem Legierungsmetall entrungstiefe ist dabei ^so^ zu wählen, daß die angren- steht*.For this purpose, experience has shown that a fairly high process is carried out in such a way that the alloy metal content of semiconductor material is required, so that and the semiconductor wafer to be alloyed is brought into contact with one another under pressure, as this corresponds to the eutectic composition or, for example, at not far from the powder alloy known per se. The invention can process "the case. The powder alloying process can be carried out in that one of a consists in that the system to be alloyed in such material is alloyed to one of a powder of inert, heat-resistant material ^ flat sides of the semiconductor wafer, wherein 45 eg Al ₂ O ₃ or MgO, and the powder is so useful, but not necessary, that compresses the foil so that the required pressure covers the two flat sides of the disk to choose that the is adjacent *.

zende Zone der Scheibe mit einer bestimmten Leit- In Fig. 1 ist eine dem erfindungsgemaßen Ver-zende zone of the disc with a certain guide In Fig. 1 is the inventive method

fähigkeitseigenschäft unter Umständen zwar in ihrer 50 fahren zu unterwerfende Anordnung aus einer ein-Dicke stark reduziert, aber niemals vollständig zum kristallinen Siliziumscheibe 1 dargestellt, an deren Verschwinden gebrächt wird. Diese Gesichtspunkte Oberseite eine Anzahl von Systemen 2 durch Diffudes erfindungsgemaßen Verfahrens gelten auch für sion und/oder Legierung erzeugt ist. Diese Systeme 2 den — im allgemeinen vorteilhafteren — Fall, daß bilden die wesentlichen Bestandteile der einzelnen die anzulegierende Metallschicht den Halbleiter nicht 35 nach dem Auftrennen der Halbleiterscheibe lent- oder nur in kleinen Mengen enthält. stehenden Halbleiterbauelemente, z. B. Mesa- oderAbility properties may be in their 50 drive to be subjugated arrangement from a one-thickness greatly reduced, but never shown completely to the crystalline silicon wafer 1, at their Disappearance. This point of view tops a number of systems 2 through diffudes The method according to the invention also apply to sion and / or alloy is produced. These systems 2 the - generally more advantageous - case that form the essential components of the individual the metal layer to be applied does not lent the semiconductor 35 after the semiconductor wafer has been separated or only contains in small amounts. standing semiconductor components, e.g. B. Mesa or

Für diesen Fall kann auf der Flachseite der Halb- Planartransistoren. Entsprechend der Erfindung wird Ieiterscheibe die Schicht eines den Halbleiter im die Halbleiterscheibe 1 an der den Systemen 2 abvornherein nicht oder nur wenig enthältenden Metalls gewandten Flachseite 2 einer Folie 3 aus Gold legiert, auflegiert und dabei die Dicke der Metallschicht 60 wobei die Stärke der Folie so zu wählen ist, daß das sowie die Dauer de£ Legierungsvorganges so gewählt gesamte Material der Folie an dem Legierungsprozeß werden, daß die durch das Einwandern von Halb- beteiligt wird, während andererseits die für das leiteratomen in das Legierungsmetall bedingten Funktionieren der Halbleiterbauelemente notwendige Änderungen seines inneren Gefüges ein einwand- Zonenfolge mit pn-Übergängen keine Beeinträchtifreies Zerbrechen der Metallschicht zusammen mit 65 gung erfährt. Um die Legierung durchführen zu der Halbleiterscheibe ermöglichen. Auch dann ist können, wird die zu legierende Anordnung mit der anzustreben; daß die gesamte Metallfolie während Folie 3 auf eine aus einem hitzebeständigem, inertem des Legierungsvorganges durch eindiffundierendes Stoff, wie Graphit, Al₂O₃, Glimmer oder Quarz,In this case, on the flat side of the half-planar transistors. According to the invention, the layer of a semiconductor in the semiconductor wafer 1 on the flat side 2 of a foil 3 made of gold facing the systems 2 is alloyed, alloyed and the thickness of the metal layer 60, the thickness of the foil being so it is to be selected that the entire material of the foil is chosen in the alloying process, as well as the duration of the alloying process, that the migration of semi-involved is involved, while on the other hand the necessary changes to the functioning of the semiconductor components required for the conductor atoms in the alloy metal inner structure a perfect zone sequence with pn junctions does not experience any impairment-free breaking of the metal layer together with 65 generation. To allow the alloy to perform to the semiconductor wafer. Even then, the arrangement to be alloyed is to be aimed for with the; that the entire metal foil during foil 3 on one of a heat-resistant, inert of the alloying process by diffusing substance such as graphite, Al ₂ O ₃ , mica or quartz,

bestehende, auf etwa 400 bis 450° C beheizte Platte 4 gestellt, während eine aus dem gleichen Material bestehende Beilagscheibe 5 die pn-Übergänge der Systeme 2 gegen Beschädigung schützt. Die zu legierende Anordnung wird während des Legierungs-Prozesses in Richtung des Pfeiles gegen den Heizer 4 gepreßt. Der erforderliche Druck wird gemäß dem Pulverlegierungsverfahren von einem die Anordnung Umgebenden (in der Zeichnung nicht dargestellten) Pulver aus inertem Material geliefert.existing plate 4 heated to about 400 to 450 ° C., while one made of the same material existing washer 5 protects the pn junctions of the systems 2 against damage. The too Alloying arrangement is during the alloying process in the direction of the arrow against the heater 4 pressed. The required pressure is determined by the assembly according to the powder alloy method Surrounding (not shown in the drawing) powder supplied from inert material.

Nachdem durch Einlegieren der Metallfolie 3, deren Material in das Eutektikum mit dem Halbleiter verwandelt ist, wird die Scheibe längs eingeritzter Linien zu den herzustellenden Halbleiterbauelementen zerbrochen. In diesem Zusammenhang ist auf F i g. 2 hinzuweisen. Hier ist die Oberseite einer mit 16 Systemen von Mesatransistoren 22 versehenen quadratischen Siliziumscheibe 21 gezeigt. Die Liniensysteme 26 und 27 werden mit einer Diamantspitze unter Verwendung eines Kreuztisches als Führung, ao auf dem die Scheibe 21 befestigt wird, an der der einlegierten Folie 3 abgewandten Seite eingeritzt. Das Zerbrechen kann in der eingangs geschilderten Weise erfolgen.After by alloying the metal foil 3, its material in the eutectic with the semiconductor is transformed, the wafer becomes the semiconductor components to be manufactured along incised lines broken. In this context, reference is made to FIG. 2 should be pointed out. Here is the top of one with 16 systems of mesa transistors 22 provided with a square silicon wafer 21 are shown. The line systems 26 and 27 are with a diamond tip using a cross table as a guide, ao on which the disc 21 is attached to which the incised foil 3 facing away from the side. The breaking can in the manner described above take place.

Die F i g. 3 zeigt einen nach der Planartechnik, entsprechend der Lehre der Erfindung, hergestellten Planartransistor, wobei die für die Kontaktierung der einzelnen Zonen erforderlichen Zuleitungen weggelassen sind. Dabei bedeutet 33 das — als Kollektor zu verwendende — Grundmaterial des Halbleiters, während die eindiffundierte Zone 32 vom entgegengesetztem Leitungstyp als Basiszone und die in diese eindiffundierte Zone 31 vom Leitungstyp des Grundmaterials als Emitterzone vorgesehen ist. Von der Herstellungstechnik (Planartechnik) stammen noch die als Schutz für die pn-Übergänge dienenden SiO₂-Scbichten34 an der Oberfläche des Halbleiters. Dieses System hat vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Dicke 37. Durch das Einlegieren einer Metallfolie an der gegenüberliegenden Seite in das Grundmaterial 33 sind die beiden Zonen 35 und 36 entstanden, wobei 35 die Rekristallisationszone aus wieder ausgeschiedenem Halbleitermaterial und 36 das in sein Eutektikum mit dem Halbleiter eines übergeführten Metalls der Folie 3 bedeutet. Die Zone 36 kann als Kollektorelektrode dienen. Vorzugsweise verwendet man jedoch das Material der Zone 36, um das Bauelement mit der metallischen Grundplatte eines Gehäuses od. dgl., die dann die Rolle der Kollektorelektrode übernimmt, zu verlöten.The F i g. 3 shows a planar transistor manufactured according to planar technology in accordance with the teaching of the invention, the leads required for contacting the individual zones being omitted. 33 means the base material of the semiconductor - to be used as a collector - while the diffused zone 32 of the opposite conductivity type is provided as the base zone and the zone 31 diffused into this of the conductivity type of the base material is provided as the emitter zone. _{The SiO 2} layers34 on the surface of the semiconductor, which serve as protection for the pn junctions, originate from the manufacturing technique (planar technique). This system has a thickness of 37 before the method according to the invention is carried out.By alloying a metal foil on the opposite side in the base material 33, the two zones 35 and 36 are created, with 35 being the recrystallization zone made of re-deposited semiconductor material and 36 being in its eutectic with the Semiconductor of a transferred metal of the foil 3 means. The zone 36 can serve as a collector electrode. Preferably, however, the material of the zone 36 is used to solder the component to the metallic base plate of a housing or the like, which then takes on the role of the collector electrode.

Die ganzflächige kollektorseitige Auf legierung einer Metallfolie ermöglicht ferner, den Kollektorbahnwiderstand nichtepitaktischer diffundierter Transistoren wesentlich zu verringern durch tiefes Einlegieren der Metallfolie 3.The entire surface of the collector-side alloy of a metal foil also enables the collector track resistance significantly reduce non-epitaxial diffused transistors by deep alloying the metal foil 3.

Es ist möglich, mit Hilfe der bereits beschriebenen Apparatur, dem Pulverfahren usw., diese Legierung zu erzeugen. Wird z. B. bei einem diffundierten npn-Transistor eine Goldfolie mit einem geringen Zusatz von Antimon und bei einem pnp-Transistor eine Gold-Bor-Folie verwendet, dann kann als Legierungstemperatur 400 bis 450° C gewählt werden, denn der eutektische Punkt liegt bei etwa 370° C. Dies bringt die Vorteile mit sich, daß sich die diffundierten pn-Übergänge während der Legierung nicht verändern und vor allem, daß sich die nn⁺- bzw. pp+-Übergänge abrupt herstellen lassen. Durch die Legierung kann also das Kollektorbahngebiet wesentlich niederohmiger gemacht werden, und ferner wird durch die abrupten nn⁺- bzw. pp+-Übergänge die Kollektorsperrspannung nicht beeinflußt, selbst bei kleinem Abstand zwischen Kollektor und der Rückkristallisationsschicht. Demgegenüber haben epitaktische Ausgangsscheiben den Nachteil, daß die nn⁺- bzw. PP⁺-Übergänge bei der Herstellung des Transistors durch Hochtemperaturprozesse verwaschen werden.It is possible to produce this alloy with the aid of the apparatus already described, the powder process, etc. Is z. If, for example, a gold foil with a small amount of antimony is used in a diffused npn transistor and a gold-boron foil is used in a pnp transistor, then the alloy temperature 400 to 450 ° C can be selected, because the eutectic point is around 370 ° C. This has the advantages that the diffused pn junctions do not change during the alloying process and, above all, that the nn ⁺ or pp + junctions can be produced abruptly. With the alloy, the collector track area can be made significantly lower, and the abrupt nn ⁺ and pp + transitions do not affect the collector reverse voltage, even if the distance between the collector and the recrystallization layer is small. In contrast, epitaxial output wafers have the disadvantage that the nn ⁺ and PP ⁺ transitions are washed out during the manufacture of the transistor by high-temperature processes.

Besonders geeignet ist dieses Verfahren zur Herstellung diffundierter Leistungstransistoren, denn bei diesen liegen meist die diffundierten pn-Übergänge relativ weit im Inneren des Kristalls, so daß die Rückkristallisationszone sehr nahe an den Kollektor legiert werden kann.This method is particularly suitable for the production of diffused power transistors, because at these are mostly the diffused pn junctions relatively far inside the crystal, so that the Recrystallization zone can be alloyed very close to the collector.

Obwohl die Erfindung an Hand von Silizium als Halbleitermaterial und von Gold, insbesondere dotiertem Gold, als Legierungsmaterial beschrieben wurde, läßt sich die Erfindung auch für andere Halbleitermaterialien und Legierungsmaterialien mit Erfolg gebrauchen. So kann man z. B. mit einer aus einkristallinem Siliziumkarbid bestehenden Scheibe arbeiten, in der ähnlich wie bei der Anordnung nach F i g. 1 die Systeme durch Diffundieren od. dgl. erzeugt sind. Als Material für die Folie 3 kommt z. B. Wolfram, Platin oder Chrom, als dotierend wirkender Stoff die bei Silizium bekannten Dotierungsmaterialien in Betracht. Für Germanium sind die zum sperrfreien Kontaktieren bzw. die zur Erzeugung von gleichrichtenden Elektroden durch Legieren geeigneten Metalle bzw. Metallabscheidungen ebenso wie im Fall von A₃B₅-Verbindungen als Halbleitermaterial bekannt, so daß diesbezügliche Ausführungen an dieser Stelle nicht mehr erforderlich sind.Although the invention has been described using silicon as the semiconductor material and gold, in particular doped gold, as the alloy material, the invention can also be used successfully for other semiconductor materials and alloy materials. So you can z. B. work with a disk consisting of monocrystalline silicon carbide, in which, similar to the arrangement according to FIG. 1 the systems are produced by diffusion or the like. As a material for the film 3 comes z. B. tungsten, platinum or chromium, the doping materials known for silicon can be considered as the doping substance. For germanium, the metals or metal deposits suitable for non-blocking contacting or the generation of rectifying electrodes by alloying, as well as in the case of A ₃ B ₅ compounds, are known as semiconductor material, so that explanations in this regard are no longer required at this point.

Claims

Patent claims:

1. Method for the simultaneous production of several semiconductor components, each with one die a surface side of each of the components of a single electrode completely covering disk-shaped semiconductor crystal, in which initially at least one in the semiconductor wafer zone extending over at least part of a flat side of the disk with opposite the conductivity properties modified from the original wafer are produced and then the semiconductor wafer perpendicular to its flat sides in the number of to be produced Components corresponding number of each containing a portion of the redoped zone or zones Pieces are separated by scoring and breaking along the scored lines, characterized in that an the sides of the components to be manufactured to be provided with the electrodes to be completely covered corresponding flat side of the semiconductor wafer a film made of a with the semiconductor contacting without blocking at the alloy point, by adding the semiconductor in a similar way Way how this brittle metal is alloyed in such a way that when it breaks together of disc and alloyed foil along the incised line at least two of the obtained Semiconductor components completely on one of their sides from the part of the film that comes to them covered and the prior to alloying the ·.; ... foil; existing number of zones differ-

union conduction type of the disc is not reduced.

2. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the metal foil consists of a Eutectic with the semiconductor.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the alloying of the metal foil takes place on the solid semiconductor below the melting point of the film material.

4. The method according to claim 3, characterized ge ίο indicates that the alloying of the metal foil takes place under pressure.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the metal foil on the collector side of the transistors to be produced from the semiconductor wafer

speaking side of the semiconductor wafer is applied.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the scoring on the semiconductor side of the consisting of the semiconductor wafer and the alloyed metal foil Formed is made.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the locations of the scoring are indicated by markings.

Considered publications:
Austrian Patent No. 229 424;
British Patent No. 943,758;
"Scientia electrica", 1960, no. 2, pp. 89 to 91.

1 sheet of drawings