DE1521057B2 - Verfahren zum Kontaktieren einer Halbleiterzone - Google Patents
Verfahren zum Kontaktieren einer HalbleiterzoneInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontaktieren einer Halbleiterzone beliebigen Leitungstyps in
einem Halbleiterkörper aus Silizium, bei dem auf den zu kontaktierenden Oberflächenbereich der Halbleiterzone
eine Nickelschicht und auf die Nickelschicht eine Edelmetallschicht aufgebracht wird.
Ein solches Verfahren ist durch die französische Patentschrift 1 213 751 bekannt. Bei diesem bekannten
Verfahren wird auf die Nickelschicht eine Goldschicht aufgebracht, und zwar durch elektrolytische
Abscheidung. Dieses bekannte Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß sich keine dicke Metallschicht erzeugen
läßt, die mechanisch hoch belastbar ist und die die elektrischen Parameter des Halbleiterbauelementes
nicht negativ beeinflußt und sich außerdem für nachträgliche Temperaturbehandlungen bei relativ
hohen Temperaturen ohne Schädigung der mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Halbleitersystems
eignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches die Nachteile des bekannten
Verfahrens nicht aufweist. Zur Lösung dieser
ίο Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten
Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Nickelschicht aufgedampft wird, daß auf die Nikkeischicht
eine Silberschicht aufgedampft wird und daß auf der aufgedampften Silberschicht ein Silberbelag
galvanisch abgeschieden v;rd.
Durch die deutsche Auslegeschrift 1 004 294 ist es bekannt, auf einen Halbleiterkörper eine Gold-, Platin-
oder Rhodiumschicht durch Ionenaustausch aufzubringen und anschließend diese Schicht durch eine
Silberschicht galvanisch zu verstärken. Durch die USA.-Patentschrift 3 268 309 ist es weiterhin bekannt,
auf einen Halbleiterkörper eine Nickelschicht aufzubringen und auf diese Nickelschicht eine Goldschicht,
wobei jedoch eine Zwischenschicht aus Kupfer vorgesehen ist. Schließlich ist es durch die~österreichische
Patentschrift 2 131 007 bekannt, auf eine auf .einem Halbleiterkörper befindlichen Nickelschicht
eine weitere NTckelschicht aufzubringen und auf der weiteren Nickelschicht eine Goldschicht stromlos abzuscheiden.
Die Erfindung findet beispielsweise mit Erfolg bei der Kontaktierung von Planaranordnungen wie Planardioden
oder Planartransistoren Anwendung. Die Erfindung hat den Vorteil, daß Zonen beliebigen Leitungstyps,
also Zonen von n- als auch von p-leitendem Halbleitermaterial, mit dem gleichen Kontaktmaterial
kontaktiert werden können. Dabei hat die Verbindung von Halbleiter- und Kontaktmaterial einen sehr
hohen Schmelzpunkt, so daß der Halbleiterkörper beim Montieren sehr hohen Temperaturen ausgesetzt
werden kann. Außerdem sind die Kontakte thermisch ermüdungsfest.
Die Nickel- und die Silberschicht werden beispielsweise bei einer Temperatur der Siliziumscheibe vor
600 bis 700° C aufgedampft. Die Aufdampfzeit beträgt beispielsweise 10 Minuten. Für die aufgedampften
Nickel- und Silberschichten empfehlen sich z.B Schichtdicken von 0,3 bis 0,6 μ.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Bei der Herstellung einer Planardiode geht mar nach Fig. 1 von einem n+-leitenden Halbleiterkör
per 1 aus Silizium aus. Auf den Halbleiterkörper 1 der als Substrat Verwendung findet, wird nach Fig. i
eine epitaktische Schicht 2 aus Silizium aufgebracht die ebenfalls den n-Leitungstyp aufweist, jedoch
schwächer dotiert ist als der Halbleitergrundkörper 1 Zur Herstellung einer Halbleiterzone 3 vom p-Lei
tungstyp wird die Oberfläche der epitaktischei
Schicht 2 gemäß Fig. 2 mit einer diffusionshemmen den Schicht 4 versehen, die beispielsweise aus Silizi
umdioxid oder aus Siliziumnitrid besteht.
In diese diffusionshemmende Schicht 4 wird nac! Fig. 2 ein Diffusionsfenster 5 eingebracht, durch da
fi.5 die Halbleiterzone 3 vom p-Leitungstyp in die epitak
tische Schicht 2 vom n-Leitungstyp eindiffundiei
wird.
Nach F i g. 3 erfolgt die Kontaktierung der Halblei
terzone 3 vom p-Leitungstyp dadurch, daß auf die Oberfläche der p-Zone im Bereich des Diffusionsfensters
zunächst eine Nickelschicht 6 und unmittelbar anschließend daran eine Silberschicht 7 aufgedampft
werden, so daß man zur Kontaktierung eine Nickelschicht mit einer darüber befindlichen Silberschicht
erhält. Die Aufdampftemperatur beträgt beim Aufdampfen beider Schichten beispielsweise 600 bis
700° C, während der Aufdampfprozeß bei beiden Schichten ungefähr 10 Minuten dauert. Sowohl für
die Nickel- als auch für die Silberschicht empfehlen sich Schichtdicken von 0,3 bis 0,6 μπι.
Auf der aufgedampften Silberschicht wird nach Fig. 3 schließlich noch ein Silberbelag 8 galvanisch
abgeschieden, der sich auch seitlich auf die diffusionshemmende Schicht erstreckt. Dieser Silberbelag erhebt
sich so weit über die Halbleiteroberfläche sowie auch über die diffusionshemmende Schicht, daß er und
damit auch die Halbleiterzone 3 vom p-Leitungstyp - in einfacher Weise durch einen aufgesetzten
Kontakt kontaktiert werden kann.
, Die fertige und in einem Halbleitergehäuse untergebrachte
Planardiode zeigt die Fig. 4. Das Halbleitergehäuse besteht im Ausführungsbeispiel aus einem
Glasröhrchen 9, in dessen Enden auf beiden Seiten die Kupfer-Mantel-Drähte 10 und 11 eingeschmolzen
sind. Zwischen den beiden Kupfer-Mantel-Drähten mit einem Eisen-Nickel-Kern befindet sich das Halbleitersystem,
dad durch die beiden Kupfer-Mantel-Drähte kontaktiert wird. Während durch den Kupfer-Mantel-Draht
10 der Silberbelag 8 und damit die p-Zone in der auf dem Siliziumkörper befindlichen
epitaktischen Schicht aus Silizium kontaktiert wird, erfolgt die Kontaktierung des Halbleitergrundkörpers
1 durch den Kupfer-Mantel-Draht 11, auf dem der Halbleiterkörper unter Verwendung einer aufgedampften
Nickel-Silber-Schicht aufliegt. Genau auf dieselbe Weise wird verfahren, wenn an Stelle der
oben beschriebenen p-leitenden Zone eine n-leitende
ίο Zone mit einem Nickel-Silber-Silber-Kontakt versehen
wird.
Die Planardiode der Fig. 3 stellt eine sehr stabile Halbleiteranordnung dar, da einerseits der Kontakt
zwischen dem Silberbelag und dem Kupfer-Mantel-Draht 10 sowie der Kontakt zwischen dem Halbleiterkörper
und dem Kupfer-Mantel-Draht 11 sehr gut sind, andererseits aber auch die Kupfer-Mantel-Drähte
vakuumdicht mit der Glasrohre 9 verschmolzen sind.
Aus der Planaranordnung der Fig. 2 erhält man
in einfacher Weise einen Transistor, wenn ebenfalls nach der Planartechnik in die p-leitende Halbleiterzone
3 noch eine Halbleiterzone vom n-Leitungstyp eingebracht wird, die als Emitterzone Anwendung*
findet, während die Halbleiterzone 3 vom p-Leitungstyp dann- als Basiszone dient. Analog der im
Ausführungsbeispiel beschriebenen PlanarcBode können
auch bei einem Transistor Halbleiterzonen wie beispielsweise die Emitter- oder Basiszone kontaktiert
werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zum Kontaktieren einer Halbleiterzone beliebigen Leitungstyps in einem Halbleiterkörper
aus Silizium, bei dem auf den zu kontaktierenden Oberflächenbereich der Halbleiterzone
eine Nickelschicht und auf die Nickelschicht eine Edelmetallschicht aufgebracht wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nickelschicht aufgedampft wird, daß auf die Nickelschicht eine Silberschicht
aufgedampft wird und daß auf der aufgedampften Silberschicht ein Silberbelag galvanisch
abgeschieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickel- und die Silberschicht
bei einer Temperatur des Halbleiterkörpers von 600 bis 700° C aufgedampft werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufdampfzeit 10 Minuten
beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke
der aufgedampften Nickel- und Silberschicht 0,3 bis 0,6 μ beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung einer Planardiode, dadurch gekennzeichnet,
daß durch ein Diffusionsfenster in einer auf einem Halbleiterkörper vom bestimmten
Leitungstyp befindlichen diffusionshemmenden Schicht eine Zone vom entgegensetzten Leitungstyp in den Halbleiterkörper eindiffundiert wird,
und daß anschließend auf den zu kontaktierenden Oberflächenbereich der Zone vom entgegengesetzten
Leitungstyp eine Nickelschicht und auf die Nickelschicht eine Silberschicht aufgedampft werden
und daß auf der aufgedampften Silberschicht ein Silberbelag galvanisch abgeschieden wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterzone vom entgegengesetzten
Leitungstyp in eine auf einem Halbleitergrundkörper befindliche epitaktische Schicht
vom Leitungstyp des Halbleitergrundkörpers eindiffundiert
wird, deren Leitfähigkeit jedoch geringer ist als die des Halbleitergrundkörpers.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch seine
Verwendung zur Kontaktierung n- oder p-leitender Halbleiterzonen von Planardioden oder Planartransistoren.
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