DE2702571C3 - Kontaktstruktur für ein Vielfach- Halbleiterbauelement - Google Patents
Kontaktstruktur für ein Vielfach- HalbleiterbauelementInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kontaktstruktur für ein
Vielfach-Halbleiterbauelement nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der US-PS 27 28 835 ist eine Kontaktstruktur bekannt, bei der sich von zwei parallel liegenden
Außenkanten Anschlußfinger nach innen erstrecken und dort um 90° abgewinkelt zu den Infrarot-Detektorzellen verlaufen. Der zweite Anschlußkontakt für alle
Detektorzellen liegt an dem Rand, der senkrecht zu den
beiden Außenkanten verläuft. Mit einer derartigen
Struktur ist die Zahl der anzuschließenden Zellen begrenzt- Außerdem muß die Struktur von drei Seiten
aus angeschlossen werden.
ä Bei der Herstellung von Infrarot-Detektorzellen ist es
notwendig, eine Vielzahl von Einzelzellen in einer Reihe anzuordnen. Zur Herstellung derartiger Infrarot-Detektorzellen geht man beispielsweise auch so vor, daß auf
einen Trägerkörper eine für Infrarotlicht empfindliche
ίο Halbleiterschicht aufgebracht wird.
Diese Halbleiterschicht ist kammförmig ausgebildet und besteht somit aus einem breiten Steg, von dem
zahlreiche, fingerförmige Zungen parallel zueinander und in einer Richtung ausgehen. Diese kammförmige
Halbleiterschicht wird ganzflächig mit einem Kontaktmetall bedeckt, das jeweils nur einen kleinen Spalt im
Übergangsbereich zwischen den fingerförmigen Zungen und dem breiten Steg freiläßt. Dieser Spalt, in dem
allein Infrarotlicht auf die Halbleiterschicht auftreffen
kann, bildet jeweils eine Detektorzelle, die einerseits an
den breiten Steg und andererseits an eine fingerförmige Zunge angeschlossen ist Allen Detektorzellen ist somit
ein Anschluß, nämlich der die Zungen miteinander verbindende breite Steg, gemeinsam.
1S Die bekannte Struktur hat den Nachteil, daß der
Abstand zwischen zwei fingerförmigen Zungen am Außenrand der Struktur nicht beliebig verkleinert
werden kann, da an die Enden der zungenförmigen Anschlüsse Kontaktierungsdrähte angebracht werden
müssen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktstruktur anzugeben, die es ohne
Vergrößerung der Gesamtstruktur erlaubt, eine Vielzahl von auf einer Linie liegenden, eng benachbarten
Detektorzellen mit von außen zugänglichen Anschlüs
sen zu versehen, wobei die Zahl der Detektorzellen
nicht beschränkt ist
Diese Aufgabe wird bei einer Kontaktstruktur durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst
Die eriindungsgemäße Kontaktstruktur hat den
Vorteil, daß die Detektoren sehr eng benachbart angeordnet werden können und trotzdem die fingerförmigen Anschlüsse am Außenrand der Gesamtstruktur
einen ausreichend großen Abstand voneinander aufwei
sen, um ein sicheres Kontaktieren dieser Anschlüsse zu
gewährleisten. Da jeweils zwei um 180° gegeneinander gedrehte Einzelstrukturen eine etwa rechteckförmige
Gesamtstruktur bilden, ergeben sich auch beim Einbau sehr langer Detektorzeilen in ein Gehäuse keine
Schwierigkeiten, da senkrecht zur Ausdehnungsrichtung der Strukturen nach jeder Seite gleich viele
Anschlüsse von dem Gesamtkontaktstreifen ausgehen.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung liegen daher mehrere Gesamtstrukturen vorzugsweise so in einer
Reihe, daß die einzelnen Bauelemente aller Strukturen eine gerade Linie bilden. Die Kontaktstruktur ist — wie
bereits dargelegt wurde — besonders zur Kontaktierung von in einer Reihe angeordneten Infrarot-Detektorzellen geeignet. Bei der Kontaktstruktur wird der
größte Teil der strukturierten Kante am Außenrand der Gesamtstruktur von den Enden der fingerförmigen
Anschlüsse eingenommen, während nur der kleinere Rest zum großflächigen Anschlußkontakt der angrenzenden Einzelstruktur gehört. Die strukturierte Kante
am Außenrand einer Gesamtstruktur ist vorzugsweise etwa im Verhältnis von 3 zu 7 auf die fingerförmigen
Anschlüsse und den großflächigen Anschlußkontakt aufgeteilt. Die Ausbildung der Struktur ermöglicht es.
den Abstand zwischen zwei benachbarten Anschlußfingern am Außenrand der Gesamtstruktur um ca. 30%
gegenüber dem Abstand in der Strukturmitte zu vergrößern.
Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausgestaltung soll im folgenden noch anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden. In der F i g. 2 sind in der Draufsicht zwei benachbarte Gesamtstrukturen
dargestellt, wobei die untere Struktur 14 nur die Halbleiterschicht zeigt, während die obere Struktur 15
die bereits mit den Kontaktleitbahnen versehene Endstruktur wiedergibt
Die F i g. 1 zeigt dagegen einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig.2 durch eine Detektorzelle und die
von ihr ausgehenden Anschlußieitbahnen.
Zur Herstellung eines Vielfach-lnfrarotdetektors
wird auf einen Trägerkörper 1 gemäß F i g. 1 eine gegenüber Infrarotlicht empfindliche Halbleiterschicht
2 aufgebracht Der Trägerkörper 1 kann beispielsweise aus einem Saphir bestehen, auf den mit Hilfe eines
Klebers 2 eine Cadmium-Quecksilber-TeHurid-Scheibe aufgeklebt wird. Diese Halbleiterscheibe wird dann bis
auf eine Restdicke von ca. 15 bis 20 μΐη abgetragen. Die
zurückbleibende dünne und infrarotlichtempfindliche Cadmium-Quecksilber-Tellurid-Schicht 3 wird mit einer
Struktur 14 versehen, wie sie im unteren Teil der F i g. 2 dargestellt ist Die gepunkteten Gebiete zeigen die
verbleibende Halbleiterschicht, während in den schraffierten Bereichen der Trägerkörper an die Oberfläche
tritt Eine Einzelstruktur weist beispielsweise fünf fingerförmige Bereiche 13a und 136 auf, die in eine.ti,
allen Fingern gemeinsamen Steg 12a bzw. 12£> übergehen. Die Finger 13a und 13£>
sind so aufgefächert, daß an der Außenkante der Struktur zwischen zwei benachbarten Anschlußfingern ein Abstand b von
beispielsweise 130 bis 140 μίτι verbleibt. Dieser Abstand
nimmt zur Strukturmitte hin ab und beträgt dort noch beispielsweise a = 100 μιη. Zwei derartige Einzelstrukturen
sind um 180° gegeneinander gedreht und bilden dann wieder eine etwa rechteckförmige Gesamtstruktur
14, wobei die Kantenlänge an der strukturierten Außenkante z. B. 1 mm lang ist. Etwa 700 μιη dieser
Länge werden dann von den fingerförmigen Bereichen 13a und i3b eingenommen, während die restlichen
300 μπι auf den großflächigen Steg 12a bzw. 120 der
benachbarten Einzelstruktur entfallen. Eine aus zwei Einzelstrukturen 10 und 11 zusammengesetzte Gesamtstruktur
14 bzw. 15 ist somit zu ihrem Mittelpunkt symmetrisch und weist derart abgewinkelte Finger auf,
daß die beschriebene Auffächerung zustande kommt
Die Halbleiterschicht 3 wird noch, wie die weiter bearbeitete Struktur 15 in F i g. 2 zeigt, so mit Metall
beschichtet, daß nur ein kleiner Spalt 8 etwa in der Strukturmitte freibleibt. Dieser Spalt bildet den
• i Infrarot-Detektor, da nur dort Infrarotlicht 9 (Fig. 1)
auf die Halbleiterschicht auftreffen kann. Aus der F i g. 2 ergibt sich, wie die Infrarot-Detektorzellen bildenden
Spalte 8 in einer geraden Linie angeordnet sind. Wie auch aus F i g. 1 ersichtlich ist, führen zu diesem
Infrarotdetektor 8 zwei Metallzuleitungen 4 und 5, die beispielsweise aus Indium bestehen. Diese Zuleitungen 5
und 4 bedecken gemäß F i g. 2 die fingerförmigen Halbleiterbereiche 13a bzw. 13£>
bzw. die großflächigen Halbleiterstege 12a und 12£>
fast vollständig. An diese
j Kontakte 5 und 4 müssen noch gemäß der Fig. 1 von
außen Zuleitungen 6 und 7 angebracht werden. Die Zuleitungen bes'ehen beispielsweise aus Golddrähten,
die mit der Indium-Kontaktschicht 4 und 5 durch Thermokompression verbunden werden. Es ist von
:■-, Vorteil, an die großflächigen Anschlußkontakte 4 auf den Halbleiterbereichen 12a und 12Z>
zur Erhöhung der Kontaktsicherheit zwei Anschlüsse anzubringen. An die
freien Enden der Anschlußfinger 5 auf den Halbleiterzungen 13a und \'ib wird dagegen jeweils ein
ι» Anschlußkontakt angebracht, wobei der relativ große
Abstand zwischen zwei benachbarten Anschlußfingern ein sicheres Kontaktieren der Anschlußleitbahnen
ermöglicht.
Gesamtstrukturen der dargestellten Art können nun
!■; in beliebiger Anzahl aneinandergereiht werden, so daß
in einer geraden Linie zahlreiche Infrarot-Detektorzellen liegen, die Jeweils das in diese Linie einfallende
Infrarotlicht detektieren. Da nach jeder Seite aufgrund der gewählten Anschlußstruktur eine gleich große
Anzahl von Anschlußfingern wegführen, ist ein Einbau der Gesamtanordnung in ein Gehäuse leicht möglich, da
die Anschlüsse insgesamt symmetrisch aufgeteilt werden können. Dies hat auch den Vorteil, daß die Zahl der
aneinandergereihten Gesamtstrukturen variabel ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Kontaktstruktur für ein Vielfach-Halbleiterbauelement aus einer Anzahl von zweipoligen
Einzelbauelementen mit einzelnen fingerförmigen Anschlüssen für den jeweils einen Kontakt jedes
Elementes und einem großflächigen Anschlußkontakt, mit dem die anderen Kontakte einer ganzen
Gruppe von Elementen verbunden sind, wobei sich von der einen Außenkante der Kontaktstruktur eine
Gruppe von kammförmig angeordneten Anschlußfingern unter Querschnittsverminderung zur Mitte
der Struktur hin erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfinger (5) derart
aufgefächert sind, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Kontaktfingern von außen nach innen
abnimmt, daß diese Anschlußfinger, unterbrochen von je einem Bauelement (8), in den großflächigen
Anschlußkontakt (4) übergehen, der sich zu dem parallel zur einen Außenkante liegenden Rand der
Struktur erstreckt und daß zwei derartige, um 180° gegeneinander gedrehte Einzelstrukturen zu einer
etwa ein Rechteck bildenden Gesamtstruktur (15) zusammengesetzt sind.
2. Kontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gesamtstrukturen (14,
15) so in einer Reihe angeordnet sind, daß die einzelnen Bauelemente aller Strukturen eine gerade
Linie bilden.
3. Kontaktstruktur nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch seine Verwendung zur Kontaktierung von in einer Reihe angeordneten
Infrarot-Detcktorzellen (8).
4. Kontaktstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichne;, daß der größte Teil
der strukturierten Kante am Außenrand der Gesamtstruktur (15) von den Enden der fingerförmigen Anschlüsse (5) eingenommen wird und nur der
kleinere Rest zum großflächigen Anschlußkontakt (4) der angrenzenden Einzelstruktur gehört.
5. Kontaktstruktur nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß die strukturierte Kante am
Außenrand einer Gesamtstruktur (15) etwa im Verhältnis von 3 :7 auf die fingerförmigen Anschlüsse (5) und einen großflächigen Anschlußkontakt (4)
aufgeteilt ist.
6. Kontaktstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei
benachbarten Anschlußfingern (5) am Außenrand der Gesamtstruktur um ca. 30% größer ist als in der
Strukturmitte.
7. Kontaktstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die strukturierte
Kante am Außenrand der Gesamtstruktur ca. 1 mm lang ist.
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