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DE2237616A1 - Verfahren zum einschmelzen eines halbleiterbauelementes in ein glasgehaeuse - Google Patents

Verfahren zum einschmelzen eines halbleiterbauelementes in ein glasgehaeuse

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Publication number
DE2237616A1
DE2237616A1 DE2237616A DE2237616A DE2237616A1 DE 2237616 A1 DE2237616 A1 DE 2237616A1 DE 2237616 A DE2237616 A DE 2237616A DE 2237616 A DE2237616 A DE 2237616A DE 2237616 A1 DE2237616 A1 DE 2237616A1
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DE
Germany
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palladium
protective layer
tempered
semiconductor
electrode
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DE2237616A
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DE2237616C3 (de
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Inventor
Horst Polomsky
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefunken Electronic GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
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Publication of DE2237616B2 publication Critical patent/DE2237616B2/de
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Description

  • "Verfahren zum Ein schmelzen eines Halbleiterbauelementes in ein Glasgehäuset' Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde; das Einschmelzen von Halbleiterbauelementen in ein Glasgehäuse zu verbessern. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Einschmelzen eines Halbleiterbauelementes in ein Glasgehäuse nach der Erfindung vorgeschlagen, daß vor dem Einschmelzen auf das Halbleiterbauelement Palladium aufgebracht und anschließend das Palladium getempert wird, daß danach auf das Palladium eine Schutzschicht aufgebracht wird, die das Palladium vor Verunreinigungen schützt, und daß anschließend das Halbleiterbauelement in das Gasgehäuse eingeschmolzen wird. Die Erfindung fidet vorzugsweise bei Halbleiterbauelementen mit mindestens einem pn-Übergang Anwendung. Durch die Erfindung wird vor allem eine Ausfallsenkung erzielt.
  • Die Schutzschicht für das Palladium wird derart gewählt, daß sie unerwUnschte Stoffe wie Wasserstoff und Sauerstoff vom aufgebrachten und getemperten Palladium fernhält. Die Schutzschicht soll in dem Zeitintervall zwischen dem Tempern des Palladium und dem Einschmelzen des Halbleiterbauelementes in das Glasgehäuse vor allem solche Stoffe vom Palladium fernhalten, die beim Tempern aus dem Palladium herausgetempert werden. Dabei handelt es sich vor allem um Wasserstoff.
  • Die für das Palladium vorgesehene Schutzschidt besteht beispielswise aus Boroxid wie B203 oder aus Silanoxid.
  • Die Schutzschicht wird beispielsweise auf das Palladium aufgedampft. Das Palladium wird vorzugsweise in einer Schutzgasatmosphäre getempert. Als Schutzgas eignet sich beispielsweise Stickstoff. Das Tempern des Palladium erfolgt beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 7500 C.
  • Das Palladium wird vorzugsweise auf Elektrodenmaterial aufgebracht, welches zur Kontaktierung ein Halbleitarbereiches bzw. einer Halbleiterzone vorgesehen ist. Das Palladium wird dabei ein Bestandteil der Elektrode. Das Palladium wird beispielsweise galvanisch abgeschieden.
  • Um einen elektrischen Kontakt mit dem Palladium und damit mit einer Elektrode zu erhalten, muß die Schutzschicht über dem Palladium für den Fall, daß sie eine Isolierschicht ist, entweder durchstoßen oder entfernt werden.
  • Letzteres erreicht man zumindest zum Teil dadurch, daß man für die Schutzschicht ein Material wählt, welches beim Ein schmelzen des Halbleiterbauelementes in das Glasgehäuse schmilzt, und daß man gleichzeltig die Elektrode kugel-bzw. halbkugelförmig ausbildet, so daß das Material der Schutzschicht, welches beim Einschmelzen flüssig wird, von dem Elektrodenberg herunterläuft und dadurch das darunter befindliche Palladium für die Kontaktierung freigibt.
  • Die Elektrode mit Palladium als oberster Schicht besteht beispielsweise aus der Schichtenfolge Nickel, Silber Palladium, wobei das Nickel unmittelbar auf den Halbleiterkörper aufgebracht ist und das Silber als Zwischenschicht zwischen dem Nickel und dem Palladium vorgesehen ist. Der Halbleiterkörper besteht beispielsweise aus Silizium.
  • Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Die Figur 1 zeigt zunächst eine Planardiode, welche nach der Erfindung in ein Glasgehäuse eingeschmolzen werden soll.
  • Nach der Figur 1 besteht die Planardiode aus einem Halbleiterkörper 1 vom bestimmten Leitungstyp, indessen eine Oberflächenseite eine HalbleXerzone 2 vom entgegengesetzten Leitungstyp eingebracht ist, die mit dem Halbleiterkörper einen pn-0bergang 3 bildet. Das Einbringen der Halbleiterzone 2 edblgt durch Eindifusion von Störstellen in den Halbleiterkrper, und zwar durch eine Öffnung in der auf der Halb leiteroberfläche befindlichen diffusionshemmenden Isolierschicht 4. Der Halbleiterkörper 1 besteht im Ausführungsbeispiel beispielsweise aus Silizium.
  • g@@@s der Figur 2 Zur Kontaktierung der Halbleiterzone 2 wird/zunächst auf diese Halbleiterzone eine Nickel schicht 5 aufgebracht.
  • Auf die Nickelschicht 5 folgt eine Silberschicht 6. Beide Schichten 5 und 6 werden beispdelsweise aufgedampft. Auf der Silberschicht 6 wird schließlich noch ein halbkugelförmiger Silberberg 7 abgeschieden.
  • Wie die Figur 2 zeigt, wird gemäß der Lehre der Erfindung auf den Silberberg 7 Palladium (8) aufgebracht. Die Palladiumschicht 8 wird beispielsweise galvanisch abgeschieden.
  • Da die Palladiumschicht 8 nach dem Einschmelzen auf dem Silberberg verbleibt, wird sie Bestandteil der Elektrode, so daß die Elektrode zur Kontaktierung der Haibleiterzone 2 aus der Schichtenfolge Nickel, Silber, Palladium besteht.
  • Der Halbleiterkörper 1 wird auf der der Halbleiterzone 2 gegenüberliegenden Seite durch eine großflächige Elektrode 9 kontaktiert. Diese Elektrode 9 besteht beispielsweise aus Eisen oder Kupfer.
  • Nach dem Aufbringen der Plladiumschicht 8 wird das Palladium getempert; und zwar derart, daß unerwünschte Stoffe wie z.B. Wasserstoff aus dem Palladium enffbrnt werden.
  • Dieser Temperprozeß erfolgt beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 7500 C. Nach dem Tempern wird auf das Palladium gemäß der Figur 3 eine Schutzschicht 10 aufgebracht, die die Aufgabe hat, unerwünschte Verunreinigungen vom Palladium fernzuhalten. Die Schutzschicht 10 besteht beispielsweise aus B203.
  • Wie die Figur 4 zeigt, wird die lanardiode der Figuren 1 bis 3 durch zwei stempelförmige Zuleitungen 11 und 12 kontaktiert, die zusammen mit der dazwischen befindlichen Planardiode in ein Glasröhrchen 13 eingeschmolzen werden.
  • Am äußeren Ende der stempelförmigen Zuleitungen 11 und 12 sind jeweils Zuleitungsdrähte 14 und 15 angebracht. Das Einschmelzen der Planardiode in das Glasröhrchen- 13 erfolgt zweckmäßig mit Hilfe einer Formt in die die einzelnen Teile vor dem Einschmelzen eingebracht werden. Um den erforderlichen Kontakt zwischen den stempelförmigen Zuleitungen 11 und 12 einerseits und den Elektroden der Planardiode andererseits zu erzielen, wird während des Einschmelzens auf die Zuleitungen 11 und 12 vorzugsweise ein Druck mit Hilfe von Gewichten ausgeübt.
  • Da die Schutzschicht 10, die im Ausführungsbeisplel aus B203 besteht, vorzugsweise so gewählt wird, daß sie beim Glaseinschmelzen schmilzt, fließt für den Fall, daß die Elektrode wie im Ausführungsbeispiel kugel- bzw. halbkugelförmig ausgebildet ist, das flüssiggewordene Material der Schutzschicht 10 von der Spitze des Elektrodenberges herunter, so daß die Elektrode zumindest im Gipfelbereich von der Schutzschicht zumindest so weit befreit wird, daß eine Kontaktierung durch die angedrückte Zuleitung erleichtert wird.
  • Die Erfindung ist natürlich nicht auf Dioden beschränkt, sondern kann ebenso auch bei anderen Halbleiteranordnungen wie z.B. Transistoren Anwendung finden.

Claims (19)

  1. Patentansprüche
    verfahren zum Ein schmelzen eines Halbleiterbauelementes in ein Glasgehäuse, dadurchgekennzeichnet, daß vor dem Einschmelzen auf auf das Haibleiterbauelement Palladium aufgebracht und anschließend das Palladium getempert wird, daß danach auf das Palladium eine Schutzschicht aufgebracht wird, die das Palladium vor Verunreinigungen schützt, und daß anschließend das Halbleiterbauelement in das Glasgehäuse eingeschmolzen wird.
  2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet', daß die Schutzschicht derart gewählt wird, daß sie unerwünschte Stoffe wie Wasserstoff und Saerstoff vom aufgebrachte und getemperten Palladium fernhält.
  3. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus Boroxid besteht.
  4. 4) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus B203 besteht.
  5. 5) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus Silsnoxid besteht.
  6. 6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht auf das Palladium aufgedampft wird.
  7. 7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Palladium in einer Schutzgasatmosphäre getempert wird.
  8. 8) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Palladium in einer Stickstoffatmosphäre getempert wird.
  9. 9) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Palladium derart getempert wird, daß unerwünschte Stoffe wie Wasserstoff aus dem Palladium herausgetempert werden.
  10. 1o) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Palladium bei einer Temperatur von etwa 7500C getempert wird.
  11. 11) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Palladium galvanisch abeschieden wird.
  12. 12) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Palladium auf Elektrodenmaterial aufgebracht wird, welches zur Kontaktierung eines Halbleiterbereiches vorgesehen ist.
  13. 13) Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung während des Einschmelzens derart gegen das Palladium gedrückt wird, daß trotz des Vorhandenseins der Schutzschicht ein elektrischer Kontakt mit der Elektode erzielt wird.
  14. 14) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht derart gewählt wird, daß sie beim Ein schmelzen des Halbleiterbauelements in das Glasgehäuse schmilzt.
  15. 15) Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Palladium auf Elektrodenmaterial aufgebracht wird, welches kugel- oder hallkugelförmig ausgebildet ist.
  16. 16) Verfahren nach einem der Anspruche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Palladium auf Silber aufgebracht wird.
  17. 17) Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Halbleiterkörper und dem Silber Nickel vorgesehen ist.
  18. 18) Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper aus Silizium besteht.
  19. 19) Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19 bei einer Planardiode. Leerseite
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DE2237616B2 DE2237616B2 (de) 1977-06-08
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