DE1106422B - Blattfoermig zusammengesetztes, aus mehreren Lagen bestehendes Plaettchen aus Elektrodenmaterial zum Einlegieren von p-n-UEbergaengen in Halbleiteranordnungen - Google Patents

Blattfoermig zusammengesetztes, aus mehreren Lagen bestehendes Plaettchen aus Elektrodenmaterial zum Einlegieren von p-n-UEbergaengen in Halbleiteranordnungen

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DE1106422B DEI17552A DEI0017552A DE1106422B DE 1106422 B DE1106422 B DE 1106422B DE I17552 A DEI17552 A DE I17552A DE I0017552 A DEI0017552 A DE I0017552A DE 1106422 B DE1106422 B DE 1106422B
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Description

DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft ein blattförmig zusammengesetztes, aus mindestens drei Lagen bestehendes Plättchen aus Elektrodenmaterial zum Einlegieren von p-n-Übergängen in Halbleiteranordnungen.
Halbleiteranordnungen mit flächenhaften Übergängen zwischen Gebieten verschiedener Leitfähigkeit bestehen gewöhnlich aus einem Plättchen aus Halbleitermaterial, beispielsweise Germanium oder Silizium, welches entweder p- oder η-Leitfähigkeit besitzt, und einem Gebiet entgegengesetzter Leitfähigkeit, welches mit dem Plättchen einen p-n-Übergang bildet.
Nach einem bekannten Verfahren zur Herstellung von p-n-Ubergängen wird auf das Halbleiterplättehen eines bestimmten Leitfähigkeitstyps ein Material auflegiert, so daß der Halbleiterkörper an der Legierungsstelle entgegengesetzte Leitfähigkeit erhält.
Der Kürze halber soll in der folgenden Beschreibung angenommen werden, daß ein Halbleiterplättchen aus η-Germanium mit dem Akzeptormaterial Indium legiert wird, wobei eine p-leitende Emitterzone entsteht.
Bei der üblichen Herstellung von Halbleiteranordnungen wird ein η-leitendes Germaniutnplättchen beispielsweise in einer Form untergebracht, eine Indiumpille auf das Plättchen gelegt und die gesamte Anordnung in einer bestimmten Gasatmosphäre erhitzt. Häufig ist es jedoch wünschenswert, in die Legierungszone zusätzlich zu Indium und Germanium andere Materialien, welche die elektrischen oder sonstigen Eigenschaften der Anordnung verbessern, einzufügen. Solche Materialien sind beispielsweise Aluminium, Bor und Gallium.
Die Verwendung von zwei oder mehreren Legierungsmaterialien bereitet jedoch bei der Fertigung oft Schwierigkeiten. Das Aluminium löst sich in Germanium nur schwer, ganz gleich ob es in einer Indium-Gallium-Aluminium-Legierung oder als Aluminiumblech zwischen einer Lage aus Indium—Gallium und dem Germaniuniplättchen aufgebracht wird. Andererseits wird eine ausreichende Lösung des Aluminiums erreicht, wenn Indium—Gallium zwischen einem Aluminiumblech und dem Germanium und ebenso, wenn Indium—Gallium zwischen Gallium—Aluminium und Germanium angeordnet wird.
Es ist bekannt, zur Beseitigung der obenerwähnten Schwierigkeiten ein Gebilde, beispielsweise in Form einer Tablette, herzustellen, welches aus einer Indium-Gallium-Scheibe besteht, die mit einer Aluminiumscheibe geringeren Durchmessers zusammengepreßt wird. Dieses Gebilde wird legiert, indem es in einer Legierungsform auf das Germanium gelegt wird, wobei die das Aluminium enthaltende Seite vom HaIbleiterplättchen abgekehrt ist. Das Verfahren besitzt jedoch einige erhebliche Nachteile. So sind beispiels-Blattförmig zusammengesetztes,
aus mehreren Lagen bestehendes
Plättchen aus Elektrodenmaterial
zum Einlegieren von p-n-übergängen
in Halbleiteranordnungen
Anmelder:
INTERMETALL
Gesellschaft für Metallurgie
und Elektronik m.b.H.,
Freiburg (Breisgau), Hans-Bunte-Str. 19
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2. Februar 1959
Paul L. Meretsky, Framingham, Mass. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden
weise zwei getrennte Ätzbehandlungen, die eine für das Aluminium und die andere für das Indium-Gallium notwendig. Ferner wird ein zusätzlicher Verfahrensschritt zum Verbinden der Aluminium- und Indium-Gallium-Scheibchen benötigt. Schließlich muß bei der so hergestellten Anordnung darauf geachtet werden, mit welcher Seite sie auf das Germaniumplättchen aufgelegt wird.
Es ist bereits versucht worden, diese Nachteile zu beseitigen, indem die Anordnungen aus einer zwischen Indium-Gallium-Blechen liegenden Aluminiumfolie ausgestanzt wurden. Die ausgestanzten Plättchen erhalten während des Stanzvorganges eine mechanische Festigkeit, da durch den Stanzdruck Teile des oberen Indium-Gallium-Bleches über die anderen Lagen gezogen werden. Ein so hergestelltes Plättchen ist jedoch ebenfalls nicht geeignet, da bei dem anschließenden chemischen Ätzvorgang, der zur Reinigung der Indiurn-GaHium-Qberfläche notwendig ist, diese über die anderen Teile gezogene Schicht bereits vor Beendigung des Ätzvorganges wieder beseitigt wird. Daher lösen sich die einzelnen Schichten der Anordnung voneinander.
Mit dem Plättchen nach der Erfindung werden diese Nachteile vermieden.
Ein solches Plättchen wird erhalten, indem erfindungsgemäß die mittlere Lage aus einem mit im
109 580/342
\vesentlichen gleichförmigen Perforierungen versehenem Blech besteht und das Material der äußeren, aus gleichmäßigen Blechen bestehenden Lagen die Perforierungen ausfüllt und in diesen an den Berührungsstellen miteinander verbunden ist.
Zur Herstellung der Plättchen wird ein im wesentlichen gleichmäßig perforiertes Blech eines gegebenen Materials zwischen zwei gleich großen Blechen aus anderem Material angeordnet, und die aufeinandergeschichteten Bleche werden einem senkrecht zu ihrer Oberfläche wirkenden Preßdruck ausgesetzt, der das Material der beiden äußeren Bleche in die Perforierungen des mittleren Bleches fließen läßt und eine feste Verbindung der beiden äußeren Bleche an der Berührungsstelle ihrer Materialien in den Perforierungen des mittleren Bleches bewirkt. Aus einem größeren Stück derart gepreßter Bleche werden dann tablettenförmige Plättchen gewünschter Größe und Form ausgestanzt oder durch ähnliche Methoden abgetrennt.
Die Vorteile des Plättchens nach der Erfindung werden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
Fig. 1 erläutert an Hand einer schematischen Teilansicht die Herstellung des Plättchens gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist die perspektivische Ansicht eines tablettenförmigen Plättchens zum Einlegieren gemäß der Erfindung.
Xach Fig. 1 besteht der aus Blättern zusammengesetzte Streifen 10 aus drei übereinandergeschichteten Lagen 12,14 und 16. Die mittlere Lage 14 enthält eine Vielzahl von im wesentlichen gleichmäßig verteilten Perforierungen 18, welche von dem Material der Lagen 12 und 16 ausgefüllt werden. Dadurch werden die Lagen entweder infolge mechanischer Verzahnungen oder durch Kaltverschweißung des Materials der Lagen 12 und 16 an ihrer Verbindung innerhalb der Perforierungen zusammengehalten. Im einzelnen wird das bei Beschreibung der Herstellung der Streifen 10 näher erläutert.
Der aus Blättern zusammengesetzte Streifen 10 wird aus den einzelnen Blechen 12', 14' und 16', die den Lagen 12,14 und 16 im Endprodukt entsprechen, hergestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel bestehen die Bleche 12 und 16 aus dem gleichen Material, beispielsweise aus einer Indium-Gallium-Legierung, und das Blech 14 aus Aluminium. Das Verhältnis der Dicke der einzelnen Bleche ist nicht kritisch. Dieses Verhältnis ist durch die gewünschte prozentuale Zusammensetzung der Legierung bestimmt. Obwohl bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Bleche 12', 14' und 16' die gleiche Dicke aufweisen, kann das mittlere Blech 14 auch wesentlich dünner gemacht werden als die Bleche 12' und 16'. Eine umgekehrte Wahl der Abmessungen würde dagegen zu keinem befriedigenden Ergebnis führen.
Die Bleche 12' und 16' brauchen nicht aus dem gleichen Material zu bestehen, es sei denn, daß das beim Endprodukt gewünscht wird. Das mittlere Blech 14' wird gestanzt, geschlitzt, durchbohrt oder in irgendeiner anderen Weise gleichmäßig perforiert, so daß die Löcher 18 entstehen. Weder die Form noch die Abmessung oder die Zahl der Perforationen ist kritisch. Diese Faktoren werden durch das zu verbindende Material und durch die gewünschte Bindungsfestigkeit bestimmt.
Das Blech 14' wird zwischen den Blechen 12' und 16' angeordnet und gepreßt. Das Pressen kann mittels einer Flachpresse durchgeführt werden, indem das Material, wie in Fig. 1 dargestellt, durch eine oder mehrere Sätze von Rollen 20 und 22 hindurchgeführt wird.
Der Preßdruck muß so groß sein, daß das Metall der Bleche 12' und 16' in die Perforierungen 18 fließt und die Lagen zusammenbinden. Die Verbindung
ίο kann rein mechanischer Natur sein, hervorgerufen durch den seitlichen Druck auf das Metall und die dadurch bedingte Querschnittsverringerung beim Ausfüllen der Perforierungen 18. Es kann auch eine Kaltschweißverbindung der Metalle der Bleche 12 und 16 an ihrer Berührungsstelle 24 innerhalb der Perforierungen eintreten.
Die Bleche 12', 14' und 16' werden vorher geätzt, da sowohl die inneren als auch die äußeren Oberflächen sauber sein müssen.
Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab ein Plättchen in Form einer Tablette 26, welches durch Stanzen oder auf eine andere Art aus dem Streifen 10 abgetrennt worden ist. Die Tablette 26 kann zum Legieren von Halbleiteranordnungen in der gleichen Weise verwendet und behandelt werden, wie beispielsweise einfache Pillen aus Indium. So kann sie ohne Gefahr für ihren Zusammenhalt oder sonstige Schaden geätzt werden. Ferner ist es gleichgültig, mit welcher Oberfläche die Tabletten auf das Halbleiterplättchen aufgelegt werden, so daß außer den üblichen beim Legieren verwendeten Arbeitsgängen kein weiterer Arbeitsgang erforderlich ist.

Claims (5)

Patentansprüche-
1. Blattförmig zusammengesetztes, aus mindestens drei Lagen bestehendes Plättchen aus Elektrodenmaterial zum Einlegieren von p-n-Übergängen in Halbleiteranordnungen, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Lage (14) aus einem mit im wesentlichen gleichförmigen Perforierungen (18) versehenem Blech (14') besteht und das Material der äußeren, aus gleichmäßigen Blechen bestehenden Lagen (12 und 16) die Perforierungen ausfüllt und in diesen an den Berührungsstellen (24) miteinander verbunden ist.
2. Plättchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Lagen aus unterschiedlichem Material bestehen.
3. Plättchen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Lage (14) aus Aluminium, Bor und/oder Gallium und die äußeren Lagen (12 und 16) aus Donator- und/oder Akzeptormaterial bestehen.
4. Plättchen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Lage (14) aus Aluminium und die äußeren Lagen (12 und 16) aus einer Indium-Gallium-Legierung bestehen.
5. Plättchen nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Lagen (12 und 16) nicht dünner sind als die mittlere Lage (14).
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 129 912, 438 704,
442131, 600 949.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DEI17552A 1959-02-02 1960-01-19 Blattfoermig zusammengesetztes, aus mehreren Lagen bestehendes Plaettchen aus Elektrodenmaterial zum Einlegieren von p-n-UEbergaengen in Halbleiteranordnungen Pending DE1106422B (de)

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