Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbau'elernent mit einem Halble terkörper _/ welcher eine Folge von schichtförmigen Zonen mit wenigstens zwei zwischenliegenden pn-Übergängen und in wenigstens einer der beiden, die E itterzone bi l- denden, äußeren Zonen eine Struktur aufweist, bei welcher Abschnitte der Emitterzone und zwi scheπl i egende- Tei le der angrenzenden Basiszone eine gemeinsame Oberfläche bilden, und auf den Bas i szonentei len mit einer ersten Metallisie¬ rung sowie auf den Emitterzonenabschnitten mit einer zwei- ten Metallisierung, über welcher eine durchgehende Kontakt¬ platte angebracht ist, versehen ist.

Bei Ha Ib Lei terbaue lementen mit einem Ha Ib lei terkörper mit mehreren Fun ionsbere chen ist dessen Konta telektro¬ de zur Kontakt i erung mit St romlei tertei len entsprechend unterteilt. Die Ausbildung solcher sogenannten Elektro¬ denstrukturen und die Kontakt i erung derselben ist z.B. bei bipolaren Lei stungstransi stören, bei Frequenzthyr i - stören mit verzweigter Steuerele trode und bei über das Gate abschaltbaren Thyristoren (GTO-Thyri stören) erfor¬ derlich.

Es sind Elektrodenstrukturen mit ineinandergreifenden Abschnitten unterschiedlich gepolter Elektroden bekannt.

Diese erfordern besondere Maßnahmen zur Vermeidung von Kurzschlüssen. Mit kleiner werdenden Abmessungen der Elektrodenabschnitte, d.h. mit Zunehmen der Unterteilung, wird die Fei nst rukturi erung dichter und wachsen die An¬ forderungen an die Verfahrenstechnik und an die Einrich¬ tung zur Herstellung solcher Anordnungen.

Es ist bekannt, derartige Strukturen durch Bonden oder durch Druck mittels Federkraft mit Kontaktstücken oder mit Strom lei tertei len zu verbinden. Als Kontaktstücke werden auch scheibenförmige Teile aus Molybdän ver endet

Bei bekannten druckkontakti erten, abschaltbaren Leistungs¬ halbleiterbauelementen (GTO-Thyri stören, -Transistoren) sind Emi erzonen-Metallisierung und Basiszonen-Metalli¬ sierung, als Teile der Elektrodenstruktur, in einer Ebene und mit gleicher Materialdicke angeordnet. Dabei sind alle Abschnitte der Emitterzone mit einem durchgehenden Kon¬ taktstück aus Molybdän verbunden. Dieses weist an der Ver¬ bindungsfläche ein entsprechendes Muster aus Kontakt¬ höckern auf, sodaß die Basiszonen-Metallisierung freiliegt. Ein solcher Aufbau ist wegen der beschränkten Strukturier- barkeit des Kontaktstücks sowie wegen seiner begrenzten Justiergenauigkeit zur Emittergeometrie nicht beliebig an- wendbar .

Bei anderen bekannten, druckkontakti erten, abschaltbaren Bauelementen liegt die Basiszonen-Metallisierung tiefer als die Emitterzonen-Metallisierung, und zur Kontakt i erung der letzteren ist ein planes Kontaktstück vorgesehen. Diese Struktur macht einen erheblichen Verfahreπsaufwand zur Ausbildung der Basiszonen-Metallisierung erforderlich.

Beide bekannten Bauformen weisen noch einen gemeinsamen

Nachteil auf. Jeder st rei fenförmi ge Abschnitt der Emitter- Metallisierung ist ganzflächig mit einem Bereich des Kon-

taktstücks, z.B. einer Molybdänronde, unmittelbar verbunden. Beim < ^* Ausschaltverhalten z.B. eines GTO-Thyristors wird ein Teil des zuvor fließenden Durchlaßstromes mit Hilfe einer negativen Gate-

\ Spannung über das Gate abgezogen. Wegen der sehr niederohmigen 5 Verbindung zwischen Emitter-Metallisierung und Kontaktstück ist die Zeit, in welcher die Emitterzonenabschni te nach Anlegen der negativen Spannung reagieren, aufgrund von Toleranzen der das Ausschaltverhalten bestimmenden Parameter unterschiedlich. Dies hat eine unerwünschte Begrenzung des abschaltbaren- 10 Anodenstromes zur Folge.

Untersuchungen haben ergeben, daß dieser Nachteil mit einem definierten elektrischen Widerstand zwischen jedem Kontaktstück¬ bereich und dem zugehörigen Emittermetallisierungsabschnitt weitgehend beseitigt werden kann. Dabei soll der Widerstand vom 15 Kontaktstück zur Mitte des Metallisierungsabschn tes größer sein als zum Rand des letzteren. Damit wird in Analogie zur Verwendung sogenannter Ballastwiderstände bei der Parallelschaltung von Halbleiterbauelementen ein Ausgleich der oben genannten, uner¬ wünschten Toleranzen erzielt.

20 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schaltverhalten druckkontaktierter, abschaltbarer Halbleiterbauelemente mit strukturierter Elektrode dadurch zu verbessern, daß bei der Emittermetallisierung die Emitterzonenabschnitte über definierte Widerstände mit den Anschlußteilen, z.B. den Kontaktstücken,

25 verbunden sind. Die Lösung der Aufgabe besteht bei einem Halbleiterbauelement der eingangs erwähnten Art in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 9 angegeben.

Anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels 30 wird die Erfindung erläutert. Die Darstellung zeigt schematisch den scheibenförmigen Halbleiterkörper

eines GTO-Th r i stors und die Anordnung eines Kontakt¬ stücks auf demselben.

Der Halbleiterkörper (I) aus einer hochohmigen, n-leiten- den Mittelzone (1), je einer daran angrenzenden, p-leiten- den Zone (2, 3) und den in die als Steuerbasiszone dienen¬ de Zone (2) eingelassen angeordneten Emitterzonenabschnit¬ te (4) zeigt den üblichen Aufbau für ein schaltbares Halb- leitergleichrichterelemeπt. Die beiden Funktionsbereiche, nämlich der Steuerstrombereich und der Lastst romberei ch, sind jeweils streifenförmig unterteilt ausgebildet, ab¬ wechselnd aufeinanderfolgend angeordnet und bilden gemein¬ sam die eine der beiden Hauptflächen des Halbleiterkörpers (I). Jeder strei fenförmi ge Teil des Steuerstrombereichs, d.h. der zwischen zwei benachbarten Emitterzonenabschnit- ten (4) liegende Basiszonenteil (2a), ist mit einer Me¬ tallisierung (6) versehen. Diese Basiszonen-Metallisie¬ rung (6) ist mit einer Isolierschicht (7) überzogen, die für eine einwandfreie Abdeckung der bei der Druckkontak- tierung des Aufbaus dem Kontaktdruck unterworfenen Basis- zonen-Metal l si erung (6) geeignet ausgebildet ist. Die Isolierschicht (7) überlappt jeweils den zwischen Ba-vis- zonenteil (2a) und Emitterzonenabschnitt (4) an die Ober¬ fläche tretenden pn-übergang.

Die freie Oberfläche der Emitterzonenabschnitte (4) und der Isolierschichtflächen (7) ist ^" mi einer zweiten, als Emitter-Metallisierung bezeichneten Kontaktseh i cht (8) bedeckt .

Die tafelförmigen Auflagebereiche (8c) der Emitter- Metallisierung (8) bilden die Kontaktf lachen für das Kontaktstück (10). Dasselbe ist beim Einsatz des Halb- lei terbaue lernents mit seiner planen unteren Fläche auf die Bereiche (8c) gepreßt. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Metallisierungen (6, 8).der Isolier-

Schicht (7) und des KontaktStücks (10) mit nur teil¬ weiser Auflage auf der Metallisierung (8) sind in überraschend einfacher Weise zwischen Kontaktstück (10) und Emitterzonenabschnitt (4) jeweils definierte Wider- stände für Lastst rompfade gebildet. Diese Widerstände R bestehen aus einem Teilwiderstand R1 zwischen Kontaktstück (10) und dem Ende der Isoliersc icht (7) und aus einem Teilwiderstand R2 ab diesem Ende bis zur Symmetrieebene des jeweiligen Emitterzonenabschnittes (4). Zur Fest- legung des Widerstandes R aus den Teil iderständen R1 und R2 ist die Breite der Emitterzonenabschnitte (4) wählbar, ebenso in gewissen Grenzen die Breite der Basiszonen-Metallisierung (6), wodurch die Ausdehnung der Isolierschicht (7) auf der Ha Ib le i te roberf lache bestimmt ist. Weiter ist der Widerstand durch die Dicke und die Zusammensetzung der Emitter-Metallisierung (8) festgelegt .

Als Material der Isolierschicht (7) eignen sich die anorganischen Verbindungen SiO, Sio-, _/ Si -,N, und Al-,0, sowie Gläser auf Silikatbasis, z.B. Zinkbors likatgläser oder Phosphorgläser. Weiter wurden mit einer organischen Schicht aus einem Polyimid günstige Ergebnisse erzielt.

Die Dicke der Isolierschicht (7) soll wenigstens 0,1 um betragen und vorzugsweise 0,5 bis 30 um .

Als Material für die Basiszonenmetallisierung (6) ist z.B. Aluminium oder eine Schichtenfolge aus den Metallen Aluminium, Chrom, Nickel, Silber vorgesehen. Damit ist die Forderung erfüllt, daß dieser metallische Überzug der Basiszonentei le eine hohe elektrische Leitfähigkei besitzen muß, um die darin auftretenden lateralen Spannungsabfälle möglichst klein zu halten.

Als Material für die Emittermetallisierung (8) eignen

sich Legierungen aus oder mit Nickel und Chrom. Es sind bevorzugt Chrom-Nickel-Legierungen mit einem Anteil von Nickel im Bereich von 35 bis 60 Ge ichtsprozent vorgesehen. Günstige Ergebnisse wurden mit einer Chrom- Nickel-Legierung mit 40 Gewichtsprozent Nickel, Rest Chrom erzielt.

Anstelle von Nickel kann das Material der Emitter- Metallisierung (8) auch Siliziumoxid enthalten.

Die Dicke der Emitter-Metallisierung (8) ist wenigstens 1 j_m , bevorzugt 3 um bis 30 um .

Die Metallisierungen (6, 8) können z.B. durch Aufdampfen oder Sputtern erzeugt und in einem nachfolgenden Temperaturschritt noch mit dem darunterliegenden Material fest verbunden werden. Der Abstand zwischen Basiszonen- Metallisierung (6) und Emitterzonenabschnitt ⁽ 4) sollte wenigstens 5 LIm sei n und kann bis 500 um betragen.

Typische Werte des Aufbaus eines Ha Ib lei te rkörpers gemäß der Erfindung sind für die Breite der Emitter ^¬ zonenabschnitte (4) 200 um, den Abstand der Symmetrie- ebenen dieser Abschnitte 600 um , die Breite der

Basiszonenmetallisierung (6) 200 um , die Dicke der Basiszonenmetallisierung 8 um , die Dicke der Isolier¬ schicht (7) 5 um und die Dicke der Emitter-Metallisierung (8) 6 um . Die Basis-Metallisierung besteht aus Aluminium, die Emitter-Metallisierung aus einer Ni cke l / Chrom-

Legierung mit z.B. 40 Gewich sprozent Nickel, Rest Chrom.

Der abschaltbare Anodenstrom eines GTo-Thyri stors mit dem vorgenannten typischen Aufbau ist um ca. 50 % höher als derjenige bei bekannten Bauformen.

Zur Herstellung von Ha Ib lei terbauelementen gemäß der

Erfindung wi rd in einer vo rbehande L ten, großflächigen, vorzugsweise π-leitenden Ha Lb Le i te rausgaπgs s c he i be durch beidseitiges Dotieren eine pnp-S ch i c h t enfo Ige (1 , 2, 3 ⁾ erzeugt. Anschließend wi rd mit Hi lfe eines as ier- prozesses das Muster der Emitterzonenabschnitte (4) hergestellt. Darnach werden die Ba s i s zonen e i L e (2a) mit Hi lfe einer weiteren Maskierung mit einer Metallisierung (6) versehen. Im Anschluß daran wi rd die gesamte Oberfläche mit einer Isolierschicht (7), z.B. aus einer Verbindung des Ha Lb Lei termate ri a L s, überzogen. In einem nachfolgenden selektiven Ä ^' tzschritt werden sämt ^¬ liche Emitterzonenabschnitte so weit freigelegt, daß die verbleibende Isolierschicht noch den Gate-Übergang zwischen einem Ba s i szonent e i l und dem benachbarten Emitterzonenabschnitt überdeckt.

Auf die in dieser Weise erzielte, strukturierte Schutzabdeckung des Ha lb Lei terkörpe rs mit z.B. st rei fenfö rm i gen Fenstern über den Emitterzonen¬ abschnitten (4) wi rd nunmehr eine durchgehende, sämtliche Emi tte rzonenabs c hn i tte verbindende, zwei te Metallisierung, die Em i tt e r-Meta L L s i e rung (8), aufgebracht, beispielsweise aufgedampft. Die Letztere hat dann über den Emitterzonenabschnitten die Form einer stufenförmigen Vertiefung und jewei ls über den Metallisierungen (6) die Form eines tafelförmigen Aufsatzes mit freier Auf L agef l äc e (8c) .

Auf diese äußere Kontakt s c h i ch t des Ha Lb Le i te rkörpers wi rd eine Konta tp L at te (10) aufgebracht, die mit ihrer planen Auflagefläche auf sämtlichen tafelförmigen Bereichen (8c) der Emitter-Metallisierung (8) in

Leitender Verbindung aufliegt und beim Einsatz des Ha lb Le i te rbaue Lement s auf die E L ekt rodens t ruktu r gepreßt wi rd. Damit ist unabhängig von dem darunt erliegenden Unterte i Lungsg rad eine einwandfreie d ru c kon a kt i e r fäh ge

Emitterelektrodenstruktur gegeben, bei welcher durch die beschriebene Ausbi ldung der Em i t te r-Meta l L i s i e rung s- abschnitte die Anordnung definierter Widerstände zum Ausgleich von Toleranzen in der Abschaltzeit der E itter- zonenabschnitte in besonders einfacher Weise erreicht und damit die gewünschte Verbesserung des Abschalt¬ verhaltens von gattungsgemäßen Ha lb Lei te rbaue L e enten gegeben ist.