DE1297759B - Halbleiterdiodenanordnung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Halbleiterdiodenanordnun- Strahlung emittierende Galliumarsenid-piode nach gen mit jeweils zwei elektrisch leitenden Kontakt- der Erfindung, deren obere Kontaktscheibe teilweise scheiben, die einerseits durch das Diodenelement und entfernt ist,

andererseits durch mindestens einen Abstandshalter F i g. 2 eine Seitenansicht der in F i g. 1 dargestell-

in festem gegenseitigem Abstand gehalten werden. 5 ten Diode, und

Derartige Halbleiterdiodenanordnungen sind all- F i g. 3 die Auf sieht auf eine gegenüber F i g. 1 der

gemein verwendbar und eignen sich beispielsweise Zeichnung abgewandelte Ausführungsform der Erfinauch als strahlenemittierende Dioden, wie sie in Ver- dung.

bindung mit angeregten, selektiven Fluoreszenzstrah- Die in den F i g. 1 und 2 der Zeichnung dargestellte

lern Verwendung finden. io Galliumarsenid-Diode 1 enthält einen n-leitenden

Aus der britischen Patentschrift 848 619 und der Abschnitt 2 und einen p-Ieitenden Abschnitt 3, die USA.-Patentschrift 2 855 334 sind bereits Halbleiter- einen Übergang 4 bilden. Die Diode ist in gutem therdiodenanordnungen mit einem zwischen zwei Kon- mischem und elektrischem Kontakt in der Mitte zwitaktscheiben angeordneten Diodenelement und mit sehen einer oberen Kontaktscheibe 5 und einer unteeinem letzteres einschließenden, stirnseitig jeweils mit 15 ren Kontaktscheibe 6 gehalten. Diese zwei Kontaktden Kontaktscheiben verbundenen Isolationsring aus scheiben bilden die beiden elektrischen Anschlüsse Glas bzw. Keramik bekannt. Diese bekannten Halb- und dienen durch ihre relative Größe als Kühlflächen leiterdiodenanordnungen haben jedoch ein schlech- zur wirkungsvollen Abführung und Verteilung der tes Wärmeableitvermögen und sind bei starken Tem- während des Betriebes der Diode entstehenden peraturschwankungen infolge der verschiedenen 20 Wärme. Die Kontaktscheiben sind zweckmäßiger-Wärmeausdehnungskoeffizienten der verschiedenen weise aus Molybdän gefertigt. Die Kontaktscheibe 5 Materialien großen mechanischen Spannungen aus- ist zur Kontaktierung mit dem η-leitenden Abschnitt 2 gesetzt, was bei starken Temperaturschwankungen mit Gold und Zinn belegt, während die Kontaktauch dann nicht immer vermieden werden kann, scheibe 6 zur Kontaktierung mit dem p-leitenden wenn die einzelnen Materialien in ihren Abmessun- 25 Abschnitt 3 mit Gold und Zink belegt ist. gen bezüglich ihrer Wärmeausdehnung jeweils auf- Zwischen den beiden Kontaktscheiben ist ein die

einander abgestimmt sind. Diode 1 teilweise umfassender, ringförmiger Ab-

Aus der deutschen Auslegeschrift 1080 693 und standshalter 7 angeordnet, aus dem ein Sektor ausder französischen Patentschrift 1313 633 ist es zwar geschnitten ist, der einen Durchgang der von dem bekannt, zur Erzielung einer besseren Wärmeablei- 30 Übergang 4 emittierten Strahlung ermöglicht. Der tung zwischen einem Diodenelement und einer Kon- Abstandshalter 7 ist aus halbisolierendem Galliumtaktscheibe einen Abstandshalter aus Halbleitennate- arsenid gefertigt, welches eine Galliumarsenid-Form rial anzuordnen, doch sind derartige Anordnungen mit hohem elektrischen Widerstand ist. Der spezinur in Verbindung mit bestimmten Halbleiterdioden- fische Widerstand beträgt bei normalen Temperaturen anordnungen verwendbar und haben in elektrischer 35 zwischen 16⁶O cm und 10⁹ßcm. Dieses Material Hinsicht den Nachteil, daß bei der einen dieser be- kann im Zonenziehverfahren aus dem normalen, kannten Anordnungen zur Ausbildung einer Sperr- halbleitenden Galliumarsenid gewonnen werden oder Schicht ein bestimmtes Spannungspotential erforder- durch 12-stündiges Erhitzen des halbleitenden Gallich ist, während bei der anderen derartigen bekann- liumarsenids in einer Sauerstoffatmosphäre auf ten Anordnung durch den aus Halbleitermaterial be- 40 1100° C hergestellt werden, wie dies bereits an andestehenden Abstandshalter die Ausbildung von Kriech- rer Stelle vorgeschlagen ist. Die Verwendung der strömen begünstigt ist. halbisolierenden Form des zu der Herstellung der

Bezüglich strahlenemittierender Halbleiterdioden- Diode verwendeten Halbleitermaterials für den Abanordnungen ist es außerdem aus den USA.-Patent- standshalter 7 bewirkt eine praktisch vollkommene Schriften 2 861165 und 3 059 117 bekannt, die be- 45 Übereinstimmung der thermischen Ausdehnungskoeftreffende Fläche eines Halbleiterdiodenelementes zu fizienten, wodurch die gesamte Halbleiterdiodenanmetallisieren, um hierdurch bessere Reflexionseigen- Ordnung Temperaturstürze aushalten kann, ohne daß Schäften zu erzielen. unzulässigemechanischeSpannungenauftreten.Außer-

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst wer- dem bewirkt der die Diode 1 umfassende Abstandsden, bei Halbleiterdiodenanordnungen der eingangs 50 halter 7 die beste Wärmeabführung von der Diode, beschriebenen Art bessere thermische und mecha- In Fig. 3 der Zeichnungen ist eine gegenüber

nische Eigenschaften zu erzielen, ohne hierfür elek- F i g. 1 abgewandelte Ausführungsform der Erfindung irische Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. dargestellt, in der gleiche Teile auch mit gleichen

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Bezugsziffern versehen sind. Die Abwandlung besteht löst, daß der bzw. die Abstandshalter aus einer halb- 55 darin, daß an Stelle des Abstandshalters 7 nun zwei isolierenden Form des das Diodenelement bildenden Abstandshalter 8 und 9 vorgesehen sind. Die Ab-Halbleiterstoffes bestehen. standshalter 8 und 9 sind aus ähnlichem Material ge-

Um eine solche Halbleiterdiodenanordnung auch fertigt wie der Abstandshalter 7, bilden jedoch zwei auf dem Gebiet der Strahlung emittierenden Dioden stumpfwinklige Sektoren, die symmetrisch auf gegenanwenden zu können, sind nach einer weiteren Aus- 60 überliegenden Seiten der Diode angeordnet sind und bildung der Erfindung zwei jeweils auf einer Seite auf anderen gegenüberliegenden Seiten der Diode der Diode zwischen den Kontaktscheiben angeord- schmale Kanäle in Form spitzwinkeliger Sektoren nete Abstandshalter vorgesehen und ist eine der bei- freilassen. Einer dieser Kanäle ermöglicht den Ausden freiliegenden Seiten der Diode versilbert. tritt der von der Diode emittierten Strahlung. Der

Zwei Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung 65 andere Kanal gestattet ein Versilbern einer Seite der dargestellt und werden im folgenden näher beschrie- Diode nach erfolgtem Zusammenbau, beispielsweise ben. Es zeigt mittels bekannter Aufdampfverfahren. Diese Versil-

F i g. 1 die Aufsicht auf eine zusammengebaute, berung ist notwendig, damit bei Verwendung der

Diode im Zusammenhang mit angeregten, selektiven Fluoreszenzstrahlen eine maximale Lichtausbeute erzielt wird. Diese Art, die Diode zu versilbern, ist zweckmäßiger als den Zusammenbau erst nach der Versilberung einer Diodenseite vorzunehmen.

Selbstverständlich kann der oben beschriebene Aufbau in genau derselben Weise auch mit anderen Halbleiterarten, wie beispielsweise Galliumphosphid, vorgenommen werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die erfindungsgemäße Abstandshalteranordnung ein sowohl in thermischer wie auch in elektrischer Hinsicht überaus fortschrittlicher und mechanisch widerstandsfähiger Aufbau der Halbleiterdiodenanordnung erzielt wird, durch welehe selbst bei größeren Temperaturstürzen die erfindungsgemäße Halbleiterdiodenanordnung keinen mechanischen Spannungen ausgesetzt ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Halbleiterdiodenanordnung mit jeweils zwei elektrisch leitenden Kontaktscheiben, die einerseits durch das Diodenelement und andererseits durch mindestens einen Abstandshalter in festem gegenseitigem Abstand gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Abstandshalter (7 bzw. 8, 9) aus einer halbisolierenden Form des das Diodenelement bildenden Halbleiterstoffes bestehen.

2. Halbleiterdiodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei jeweils auf einer Seite der Diode (1) zwischen den Kontaktscheiben (5, 6) angeordnete Abstandshalter (8, 9) vorgesehen sind und daß eine der beiden freiliegenden Seiten der Diode versilbert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen