DE3011660A1 - Mehrschichtiger ohmscher anschlusskontakt - Google Patents

Mehrschichtiger ohmscher anschlusskontakt

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Description

  • Mehrschichtiger ohmscher Anschlußkontakt
  • Die Erfindung betrifft einen mehrschichtigen ohmschen Anschlußkontakt an ein aus Silizium bestehendes Halbleiterbauelement. Mehrschichtige Anschlußkontakte sind bereits bekannt. So ergibt sich beispielsweise aus der FR-PS 1 448 543 eine mehrschichtige Leitbahn für integrierte Halbleiterschaltungen, die aus der Schichtenfolge Aluminium-Nickel-Chrom-Gold besteht. Aus der FR-PS 1 427 314 ist eine Schichtenfolge aus Kupfer und Gold bekannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Metallanschlußkontakt anzugeben, der sowohl für p- als auch für n-leitendes Siliziummaterial geeignet ist und der ohne teure Edelmetalle auskommt. Ferner soll der Kontakt für einen Anschluß an einen Trägerkörper ohne die Verwendung einer zusätzlichen Lötfolie geeignet sein. Der Kontakt soll sich außerdem einfach herstellen lassen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kontakt ausgehend vom Silizium-Halbleiterkörper aus einer Titanschicht und einer Schicht aus Zinn besteht.
  • Zwischen die Titanschicht und die Zinnschicht kann bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Palladiumschicht eingefügt werden. Außerdem ist es von Vorteil, auf der Zinnschicht eine Indiumschicht anzuordnen, die bei relativ niedriger Temperatur eine gute Verbindung zu einem geeigneten Trägerkörper herstellt.
  • Die Titanschicht ist beispielsweise 0,03 um, die Palladiumschicht ca. 0,4 um, die Zinnschicht einige um und die Indiumschicht ca. 1 um dick. Der erfindungsgemäße mehrschichtige ohmsche Anschlußkontakt eignet sich insbesondere als ohmscher Rückseitenkontakt für eine Halbleiterscheibe, die eine Vielzahl von einzelnen Halbleiterbauelementen oder integrierten Halbleiterschaltungen enthält, wobei diese Halbleiterscheibe nach der Durchführung aller technologischen Arbeitsprozesse in Einzelelemente oder Einzelschaltungen zerlegt wird. Die Titanschicht und die Palladiumschicht werden vorzugsweise aufgedampft, während die Zinnschicht und die Indiumschicht sowohl aufgedampft als auch durch galvanische Abscheidung erzeugt werden können.
  • Die Erfindung und ihre vorteilhafte Ausgestaltung wird im weiteren an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • In der Figur ist ein Ausschnitt einer Halbleiterscheibe aus Silizium dargestellt, der beispielsweise zwei Planartransistoren umfaßt. Die einkristalline Halbleiterscheibe 1 weist beispielsweise ein niederohmiges Grundsubstrat la vom ersten Leitungstyp auf, auf der sich eine epitaktische Halbleiterschicht 2 gleichen Leitungstyps befindet, die die Kollektorzone der Transistoren bildet. In die Kollektor zone werden die Basis zonen drei und die Emitterzonen 4 beispielsweise durch Diffusion eingebracht.
  • Der erfindungsgemäße Halbleiterkontakt befindet sich beispielsweise auf der Rückseite des Halbleiterkörpers 1, die den Halbleiterzonen 3 und 4 gegenüberliegt. Die erste Schicht 6 besteht aus Titan, die auf die Halbleiteroberfläche aufgedampft wird und ca. 0,03 um dick ist. Diese Titanschicht wird auf die Halbleiteroberfläche bei einer Temperatur von ca. 25 CC aufgedampft. Auf die Titanschicht 6 folgt eine Palladiumschicht 7, die gute thermische und elektrische Eigenschlften aufweist und mit dem Titan einen guten ohmschen Übergang bildet. Die Palladiumschicht, die gleichfalls vorzugsweise aufgedampft wird, hat eine Dicke von ca. 0,4 um.
  • Schließlich wird auf die Palladiumschicht eine Zinnschicht 8 aufgebracht, die beispielsweise 4 um dick ist. Zinn hat sehr gute thermische und elektrische Eigenschaften und einen niederen Schmelzpunkt von 232 °C, Die Schichtdicke kann so variiert werden, daß sich ein optimaler Lötprozeß an dem Trägerkörper für das Halbleiterbauelement einstellt. Die Zinnschicht kann auch durch eine Bleischicht oder durch eine Zinn-Blei-Legierung ersetzt werden. Diese Schicht wird entweder auf die darunterliegende Metallschicht 7 aufgedampft oder auf dieser galvanisch abgeschieden.
  • Schließlich wird noch auf die Zinnschicht eine Indiumschicht aufgedampft oder galvanisch aufgebracht, die ca. 1 um dick ist. Auch Indium hat sehr gute thermische elektrische Eigenschaften und einen niederen Schmelzpunkt von 157 °C. Die Schichtdicke des Indiums kann gleichfalls den Erfordernissen des Lötprozesses angepaßt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, auf die Indiumschicht völlig zu verzichten.
  • Erwähnt sei noch, daß die Halbleiterzonen 3 und 4 beispielsweise mittels Aluminiumleitbahnen 10, die sich auf eine Oxidschicht 11 erstrecken, kontaktiert werden können.
  • Der erfindungsgemäße Rückseitenkontakt ermöglicht es, die Einzelelemente nach der Zerteilung der Halbleiterscheibe ohne eine zusätzliche Lötfolie auf einem Trägerkörper zu befestigen. Der Trägerkörper, der selbst beispielsweise aus Kupfer-Eisen oder Kupfer-Zinn besteht, ist vorzugs-# weise versilbert, vergoldet oder mit Zinn beschichtet.
  • Durch den Verzicht auf eine zusätzliche Lötfolie kann insbesondere die Taktzeit bei der Befestigung der Halbleiterbauelemente auf den Trägerkörpern wesentlich erhöht werden.
  • Dies ergibt eine erhebliche Kosteneinsparung und Steigerung der Produktivität.
  • L e e r s e i t e

Claims (7)

  1. Patentansprüche Mehrschichtiger ohmscher Anschlußkontakt an ein aus Silizium bestehendes Halbleiterbauelement, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt ausgehend vom Silizium-Halbleiterkörper aus einer Titanschicht (6) und einer Schicht aus Zinn (8) besteht.
  2. 2) Mehrschichtiger ohmscher Anschlußkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Titanschicht (6) und der Zinnschicht (8) eine Schicht aus Palladium (7) angeordnet ist.
  3. 3) Mehrschichtiger ohmscher Anschlußkontakt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Zinnschicht (8) noch zusätzlich eine Schicht aus Indium (9) angeordnet ist.
  4. 4) Mehrschichtiger ohmscher Anschlußkontakt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinnschicht (8) durch eine Schicht aus Blei oder eine Zinn-Blei-Legierung ersetzt ist.
  5. 5) Mehrschichtiger ohmscher Anschlußkontakt, dadurch gekennzeichnet, daß die Titanschicht (6) ca. 0,03 um, die Paladium-Schicht (7) ca. 0,4 um, die Zinnschicht (8) einige um und die Indiumschicht (9) ca. 1 um dick ist.
  6. 6) Mehrschichtiger ohmscher Anschlußkontakt nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Verwendung als ohmscher Rückseitenkontakt an einer eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen oder integrierten Halbleiterschaltungen enthaltenden Halbleiterscheibe (1).
  7. 7) Verfahren zum Herstellen eines Kontaktes nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Titan- und die Palladiumschicht aufgedampft und die Zinn-und die Indium-Schicht aufgedampft oder galvanisch abgeschieden werden.
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