DE2702571C3 - Kontaktstruktur für ein Vielfach- Halbleiterbauelement - Google Patents

Kontaktstruktur für ein Vielfach- Halbleiterbauelement

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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 Patentansprüche:
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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