SEMICONDUCTOR COMPONENT WITH PASSIVATED SEMICONDUCTOR BODY

Abstract: 1. A semiconductor component having a semiconductor body, which is surrounded by a casing which essentially exhibits insulating properties and consists, at least in part, of a synthetic resin casting or moulding material, characterised in that in the regions of the surfaces of the semiconductor body at which pn-junctions occur, the casing consists of a combination of three layers ; that the first layer (5) is amorphous silicon containing oxygen ; that on this layer there is applied an elastic covering layer forming the second layer (6) ; that the synthetic resin casting or moulding material is provided as the third layer (7) ; and that the modulus of elasticity of the covering layer is smaller than that of the semiconductor body and that of the synthetic resin material.

Description: Halbleiterbauelement mit tassiviertem Halbleiterkörner Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper, der von einer im wesentlichen isolierende Eigenschaften aufweisenden Hülle umgeben ist, die mindestens teilweise aus einer Kunststoffverguss- oder -pressmasse besteht. In der deutschen Patentschrift 15 14 531 ist ein Halbleiterbauelement dieser Art beschrieben worden. Der kontaktierte Halbleiterkörper wird dabei in einen Becher eingebracht und mit Kunststoff vergossen. Die Halbleiterelemente können vor dem Vergiessen mit einem Lack bedeckt werden. Beim Umhullen solcher lackpassivierter Halbleiterkörper mit Kunstharzen, zum Beispiel mit Epoxidharzen oder Silikonpressmassen, treten Veränderungen der Sperreigen- schaften und der Sperrstromstabilität auf. Der Grund ist darin zu sehen, dass aus dem Kunstharz insbesondere während des Erstarrungsvorgangs, aber auch im erstarrten Zustand, elektrisch wirksame Stoffe in die Lackschicht eindringen und bis zur Oberfläche des Halbleiterko#rpers wandern. Der Erfindung liegt. die #Aufgabe zugrunde, eine Umhüllung für das eingangs erwähnte Halbleiterbauelement anzugeben, bei dem die von der Verguss- oder Pressmasse bewirkte ungünstige Veränderung der Sperreigenschaften und der Sperrstromstabilität vermieden wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Hülle aus einer Kombination von drei Schichten ausgebildet ist, dass die erste Schicht aus amorphem, Sauerstoff enthaltenden Silicium besteht, dass auf dieser Schicht als zweite Schicht eine elastische Abdeckschicht aufgebracht ist und dass als dritte Schicht die Kunststoffverguss- oder -pressmasse vorgesehen ist, und dass das Elastizitätsmodul der Abdeckschicht grösser als die des Halbleiterkörpers und das der Kunststoffmasse ist. In Fig. 1 ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Thyristor im Schnitt dargestellt. Der Thyristor hat einen Halbleiterkörper 1 aus Silicium mit vier Zonen abwechselnden Leitfahigkeitstyps, Die obere Stirnfläche des Halbleiterkörpers 1 ist mit einer Katodenelektrode 3 und einer Steuerelektrode 4 zum Beispiel durch Verlöten verbunden. Die andere Stirnseite ist mit einer Anodenelektrode 2 zum Beispiel ebenfalls durch Verlöten elektrisch und mechanisch verbunden. Die genannten Elektroden werden aus einem Gehäuse herausgeführt, das im wesentlichen aus einem Becher 8 besteht. Die Seitenflächen des Halbleiterkörpers 1 sind von einer Umhüllung umgeben, die aus einer Kombination von drei Schichten besteht: Unmittelbar auf dem Halbleiterkörper 1 ist eine Schicht 5 aufgebracht, die aus sauerstoffhaltigem, amorphem Silicium besteht. Diese Schicht kann beispielsweise 0,05 bis 1 /um dick sein. Auf der Siliciumschicht 5 liegt eine Schicht 6, die aus einem elastischen Abdecklack besteht. Die Schicht 6 wird von einer Kunstharz-Vergussmasse 7 umgeben. Diese Masse kann zum Beispiel aus einem Epoxidharz bestehen. Der mit der Siliciumschicht 5 und dem elastischen Abdecklack 6 versehene und mit den Elektroden verbundene HalbleiterRörper wird in das Gehäuse eingesetzt und mit der flüssigen Vergussmasse 7 vergossen. Aus der flüssigen Vergussmasse 7 treten dann elektrisch nichtneutrale Stoffe durch den Abdecklack 6 hindurch und gelangen bis zur Siliciumschicht 5. Diese Siliciumschicht 5 ist als hochohmiger Widerstand anzusehen, der die durch den Abdecklack 6 hindurchtretenden Ladungsträger ableitet und ihre Wirkung zumindest weitgehend eliminiert. Eine Verschlechterung der Sperrstromstabilität und der Sperreigenschaften wird damit weitgehend ausgeschlossen. Der Abdecklack 6 hat ein Elastizitätsmodul, das grösser als das des Siliciums und das der Vergussmasse ist. Damit können beim Erstarren der Vergussmasse auf den Halbleiterkörper ausgeübte Spannungen vergleichmässigt werden, so dass eine Beschädigung der Siliciumschicht 5 vermieden wird. Beim Betrieb des Halbleiterbauelements werden somit auch an der Grenzfläche von Halbleiterkörper und Vergussmasse durch Erwärmung des Halbleiterelements auftretende Spannungen so weit vergleichmässigt, dass eine Beschädigung der Schicht 5 vermieden wird. Damit werden auch im erstarrten Zustand aus der Vergussmasse 7 austretende elektrisch aktive Stoffe zuverlässig von der Oberfläche des Halbleiterkörpers 1 abgeschirmt. Zweckmässigerweise ist der elastische Abdecklack ein Si likonkautschuk. Die Vergussmasse kann ein Epoxidharz sein; im Fall der Umpressung des Halbleiterkörpers kann zum Beispiel eine Silikonpressmasse verwendet werden. Auf Grund der Passivierung durch die amorphe, Sauerstoff enthaltende Siliciumschicht in Verbindung mit dem elastischen Abdecklack können jedoch auch andere, bisher nicht verwendbare Press- oder Vergussmassen verwendet werden. Die Siliciumschicht 5 kann zum Beispiel durch Aufdampfen von Silicium im Hochvakuum unter Anwesenheit von Sauerstoff hergestellt sein. Sie kann beispielsweise 0,05 /um dick sein und 4 % Sauerstoff enthalten. Sie hat damit einen Widerstand von 2 bis 6 . 108 Ohmcm. Der Silikonkautschuk kann 0,2 bis zu mehreren mm dick aufgetragen werden. Als Hülimasse ist dann zum Beispiel ein Epoxidharz verwendbar. Mit dieser Dimensionierung wurde bei einem Thyristor mit einem Halbleiterkörper von 15 mm Durchmesser und 400 /um Dicke eine gute Stabilität der Sperreigenschaften und des Sperrstroms erreicht. Veränderungen des spezifischen Widerstands der amorphen Siliciumschicht können durch Veränderung ihrer Dicke und/oder durch Änderung des Sauerstoffanteils eingestellt werden. Das Verfahren zum Aufbringen einer amorphen Siliciumschicht ist an sich bekannt (siehe zum Beispiel DE-OS 26 32 647), so dass auf weitere Einzelheiten des Aufdampfverfahrens verzichtet werden kann. 2 Patentansprüche 1 Figur

Claims: Patentansarüche 1. Halbleiterbauelement mit einem ¯#albleiterkörper, der von einer im wesentlichen isolierende Eigenschaften aufweisenden Hülle umgeben ist, die mindestens teilweise aus einer EunststoffverguB- oder -pressmasse besteht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hülle aus einer Kombination von drei Schichten ausgebildet ist, dass die erste Schicht (5) aus amorphem, Sauerstoff enthaltenden Silicium besteht, dass auf dieser Schicht als zweite Schicht (6) eine elastische Abdeckschicht aufgebracht ist und dass als dritte Schicht (7) die Kunststoffverguss- oder -pressmasse vorgesehen ist, und dass das Elastizitätsmodul der Abdeckschicht grösser als die des Halbleiterkörpers und das der Kunststoffmas- se ist. 2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Schicht (5) aus im Hochvakuum aufgedampftem Silicium besteht, dass die elastische Abdeckschicht (6) ein Silikonkautschuh ist und dass die Kunststoffmasse (7) ein Epoxidharz oder eine Silikon#ressmasse ist.

Inventors: PLATZODER, KARL, DR. RER. NAT. DIPL.-PHYS., SCHNOLLER, MANFRED, DR. RER. NAT. DIPL.-CHEM., Platzöder, Karl, Dr. rer. nat. Dipl.-Phys., Schnöller, Manfred, Dr. rer. nat. Dipl.-Chem.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: H01L23
IPC codes: H01L23