DE1533375C

DE1533375C - Contact piece made of a silicon-vanadium alloy for a germanium-silicon semiconductor body and method for contacting the semiconductor body

Info

Publication number: DE1533375C
Application number: DE19661533375
Authority: DE
Inventors: Gerhard 8500 Nürnberg; Szabo de Bucs Eugen Dr.-Ing. 8520 Erlangen Oesterhelt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-07-02
Filing date: 1966-07-02
Publication date: 1973-03-29

Description

Zur Kontaktierung des Halbleiterkörpers mit" dem Kontaktstück kann der Halbleiterkörper auf die vor-For contacting the semiconductor body with "the contact piece, the semiconductor body can be on the front

Die Erfindung betrifft ein Kontaktstück für einen gesehene Berührungsfläche mit dem Kontaktstück Germanium-Silizium-Halbleiterkörper zur Kontak- 40 aufgeschmolzen werden. ''' ^;"
tierung von Thermoelementschenkeln, insbesondere Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird in Thermogeneratoren,: und* ein Verfahren zur Kon- zwischen dem Halbleiterkörper und dem Kontakttaktierung des Halbleiterkörpers. stück eine Schicht oder ein Netz aus Wolfram vorge-The invention relates to a contact piece for a visible contact surface with the contact piece germanium-silicon semiconductor body for contact 40 to be melted. '''^;"
control of thermocouple legs, in particular according to a development of the invention in thermogenerators,: and * a method for contact between the semiconductor body and the contact timing of the semiconductor body. a layer or a network of tungsten

Das Kontaktstück kann als Anschlußstück für eine sehen. Hierdurch wird beim Auflegieren des Halbelektrische Leitung oder bei Thermoelementen als 45 leiterkörpers auf:das Kontaktstück der Halbleiter-Teil einer Kontaktbrücke dienen. Das Kontaktstück materialfluß in das Kontaktstück hinein behindert, muß etwa den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie Außerdem wird auf diese Weise eine noch bessere das Halbleitermaterial haben, damit bei einer Tem- Angleichung der Ausdehnungskoeffizienten zwischen peraturänderung des Kontaktes keine zu großen dem Halbleiterkörper, und dem Kontaktstück erzielt, mechanischen Spannungen entstehen. Es muß gute 59 und der Kontakt ist besonders haltbar,
mechanische Eigenschaften, z. B. eine größe Festigkeit, Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungshaben. Weiterhin muß das Kontaktstück gegenüber beispieles näher erläutert. In der Figur ist ein Thermo-. einer, aggressiven Atmosphäre beständig sein. Soll das .generator dargestellt mit einem" Wärmeaustauscher 1 Kontaktstück als Kontaktbrücke in einem Thermo- "; für ein gasförmiges Medium an der heißen Kontaktgenerator verwendet werden, so muß es eine große 55 stelle lind einem Wärmeaustauscher 2 für ein flüssiges elektrische und thermische Leitfähigkeit besitzen, da " Medium an der kälten Kontaktstelle. Der Thermoder Wirkungsgrad eines Thermogenerators unter generator enthält zwei Thermqschenkel 3 und 4 aus anderem von diesen Größen abhängt. Germanium-Silizium-Halbleitermaterial, von denenThe contact piece can be seen as a connector for one. As a result, when the semi-electric line is alloyed or in the case of thermocouples as a conductor body on: the contact piece, the semiconductor part serves as a contact bridge. The contact piece obstructs the flow of material into the contact piece, must have about the same expansion coefficient as In addition, the semiconductor material will have an even better one in this way, so that the semiconductor body and the contact piece are not too large when the temperature changes between the temperature change of the contact, mechanical stresses arise. It must be good 59 and the contact is particularly durable,
mechanical properties, e.g. B. great strength. The invention will have an embodiment. Furthermore, the contact piece must be explained in more detail with respect to the example. In the figure is a thermal. be resistant to an aggressive atmosphere. Should the .generator shown with a "heat exchanger 1 contact piece as a contact bridge in a thermal"; For a gaseous medium to be used on the hot contact generator, it must have a large 55 point and a heat exchanger 2 for a liquid electrical and thermal conductivity, since "medium at the cold contact point. The thermal or efficiency of a thermal generator under generator contains two thermal legs 3 and 4 of other factors depends on these quantities: germanium-silicon semiconductor material, of which

Ein Kontaktstück der einleitend genannten Art, das der eine durch eine Dotierung mit z. B. Bor, GalliumA contact piece of the type mentioned in the introduction, which the one by doping with z. B. boron, gallium

alle diese An^forderungen erfüllt, erhält man erfindungs- 60 oder Indium p-leitend, der andere durch eine Dotie-At all these Requirements f ^f satisfied, is obtained Inventions 60 or indium P-type, the other by a doping

gemäß dadurch, daß es aus einer Silizium-Vanadium- rung mit z. B. Phosphor, Arsen oder Antimonaccording to the fact that it consists of a silicon vanadium with z. B. phosphorus, arsenic or antimony

Legierung mit 68,78 bis 80,15 Gewichtsprozent SiIi- η-leitend gemacht ist. Die Kontaktstücke 5,6 und 7 desAlloy with 68.78 to 80.15 percent by weight SiIi is made η-conductive. The contact pieces 5,6 and 7 des

zium und 19,85 bis 31,22 Gewichtsprozent Vanadium Thermogenerators, von denen das erste als Brückezium and 19.85 to 31.22 percent by weight vanadium thermogenerator, the first of which as a bridge

oder mit einem Mischungsverhältnis der Komponen- ausgebildet ist, bestehen aus einer Silizium-Vanadium-or with a mixing ratio of the components, consist of a silicon-vanadium

ten besteht, das einer eutektischen Zusammensetzung 65 Legierung. Sie sind durch eine elektrisch isolierendeth is that of a eutectic composition 65 alloy. They are by an electrically insulating

mit etwa 95 Gewichtsprozent Silizium und etwa 5 Ge- und thermisch leitende Schicht 9 und 10, die Alumi-with about 95 percent by weight silicon and about 5 Ge and thermally conductive layers 9 and 10, the aluminum

wichtsprozent Vanadium entspricht. niumoxyd sein kann, von den Wärmeaustauscherncorresponds to weight percent vanadium. nium oxide from the heat exchangers

Mischungsverhältnisse der genannten Art sind be- getrennt. Zwischen den Halbleiterkörpern und denMixing ratios of the type mentioned are separate. Between the semiconductor bodies and the

Kontaktstücken sind Schichten 8 aus Wolfram vorgesehen. Die Kontaktstücke 6 und 7 besitzen elektrische Zuleitungen 11 und 12.Layers 8 made of tungsten are provided for contact pieces. The contact pieces 6 and 7 have electrical ones Supply lines 11 and 12.

Die Kontaktierung wird auf die folgende Weise durchgeführt.The contacting is carried out in the following way.

Kontaktstücke aus einer Silizium-Vanadium-Legierung werden entsprechend vorgeformt. Auf sie werden Halbleiterschenkel an den vorgesehenen Berührungsflächen aufgeschmolzen oder aufgelötet. Die Zwischenschichten 8 erhält man, wenn man vor dem Aufschmelzen der Halbleiterschenkel eine Folie oder ein Netz aus Wolfram einlegt.Contact pieces made of a silicon-vanadium alloy are preformed accordingly. On them will Semiconductor legs melted or soldered on at the intended contact surfaces. The intermediate layers 8 is obtained if a film or a foil is used before the semiconductor legs are melted Inlaid tungsten net.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

Particularly favorable, because they use the material of the contact piece either in the form of a microscope. pure crystals of both com, ■. :. . . components or 'as a stoichiometric compound he ■ - ..' ■ -. 5 holds. Distectics can still be beneficial

1. Be a contact piece for a germanium-silicon if the contact piece has a particularly high one Semiconductor body for contacting thermal melting point should have. Crucial for the element legs, especially in thermogeneric- favorable selection of the mixing ratio is the fools. characterized in that electrical and thermal conductivity of the alloy it is made of a silicon-vanadium alloy with ~ io for the contact piece. Both sizes are said to be special 68.78 to 80.15, weight percent silicon and large.

19.85 to 31.22 percent by weight vanadium or '■ Preferably, the silicon-vanadium alloy

with a mixing ratio of the components the composition VsSi ₁ - * with 0.12 S x ^ 0.2,

consists, which has a eutectic composition ie 68.78 to 80.15 ⁽⁾ / q silicon and 19.85 to 31.22%

with about -95 percent by weight silicon and about 15 percent vanadium. This alloy has particularly good elec-

5 percent by weight vanadium corresponds to .. - tric and thermal conductivity.

2. Method for contacting the germanium- The contact piece according to the invention does not meet Silicon semiconductor body with the contact piece only the above-mentioned requirements, it has according to claim 1, characterized in that further advantageous properties. It has a very the contact piece is preformed and the semiconductor .20 high temperature and thermal shock resistance- ' body (3, 4) on the intended contact surface speed and because of its metallic component a (8) with the contact piece (5, 6, 7) melted, great hardness and great breaking strength. It is will. therefore in a special way for thermal generators

3. The method according to claim 2, characterized marked- suitable. Tests have shown that the contact Characterized in that prior to melting of the half 25 put easily to over 1000 ⁰ C be heated semiconductor body (3, 4) to the intended Beruh- so that when thermal generators better approximate surface (8) the contact piece (5, 6, 7) a degree of efficiency than with the previously known contact layer or a network of tungsten on the pre-piece materials is possible. 'In addition, the contact surface (8) seen is doped. Vanadium contained in the contact piece is the German

30 nium-silicon alloy does not.

It should also be emphasized that the contact piece contains a component of the semiconductor material. . Therefore, the semiconductor body is directly alloyed

- ' ■ · - - - without affecting the electrical properties of the

'"''■''; ■ · ■"■'. ■ · '' 35 ieiters noticeably influenced in an unfavorable sense