DE3145648C2 - Halbleiteranordnung - Google Patents

Halbleiteranordnung

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DE3145648C2 DE3145648A DE3145648A DE3145648C2 DE 3145648 C2 DE3145648 C2 DE 3145648C2 DE 3145648 A DE3145648 A DE 3145648A DE 3145648 A DE3145648 A DE 3145648A DE 3145648 C2 DE3145648 C2 DE 3145648C2
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Hitachi Ltd
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Abstract

Eine Halbleiteranordnung enthält ein Halbleitersubstrat (1) mit damit verlöteten Elektroden (6, 7). Die Elektroden (6, 7) bestehen aus einem Cu-C-Verbundmaterial, in dem Kohlenstoffasern in einer Kupfermatrix eingebettet sind. Die Kohlenstoffasern sind so angeordnet, daß sie in einer ringartigen Form oder einer Schleifenform sind, die im wesentlichen zu einer Oberfläche des Halbleitersubstrats (1) parallel ist, auf die die Elektroden (6, 7) aufgelötet sind. Die in einem äußeren Umfangsteil angeordneten Kohlenstoffasern haben einen höheren Längselastizitätsmodul als den der Kohlenstoffasern, die in einem mittleren Teil der Elektroden (6, 7) angeordnet sind. Die Elektroden (6, 7) haben so einen Wärmeausdehnungskoeffizient, der dem des Halbleitersubstrats (1) nahekommt. Der Kupfergehalt kann im mittleren Teil der Elektroden (6, 7) zur Erzielung einer hohen Wärmeleitfähigkeit gesteigert werden.

Description

dadurch gekennzeichnet,
daß die in eiijem äußeren Umfangsteil der Anschlußplatte (6, 7) eingebetteten Kohlenstoffasern einen größeren Längselastizitätsmodul haben als die in einem mittleren Teil der Anschlußplatte eingebetteten Kohlenstoffasern.
2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteüungsdichte der Kohlenstoffasern vom äußeren Umfangsteil der Anschiußplatte (6,7) zu deren Mitte abnimmt
3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupfermatrix eine geringfügige Meng« wenigstens eines der Elemente Titan, Zirkonium, Bor oder Hafnium-· nthält
4. Halbleiteranordnuaj nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsi-'astizitätsmodul der Kohlenstoffasern vom äußeren Umfangsteil der AnschiuBpiatte (6,7) zu deren Mitte stetig sinkt
5. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplatte Kohlenstoffasern mit hohem Längselastizitätsmodul und mit niedrigem Längselastizitätsmodul in im wesentlichen dem gleichen Anteilsverhältnis in der ganzen Kupfermatrix eingebettet aufweist
Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiteranordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorausgesetzten Art. Eine derartige Halbleiteranordnung ist aus der US 41 96 442 bekannt. Bei der bekannten Halbleiteranordnung werden für das Anschlußplatten-Verbundmaterial Kohlenstoffasern einheitlicher Art verwendet, und die Kupfermatrix kann Zusätze von Titan oder Zirkonium enthalten.
Damit eine während der Herstellung oder des Betriebs der Halbleiteranordnung erzeugte Wärmebeanspruchung vermindert oder unterdrückt wird und damit in der Halbleiteranordnung erzeugte Wärme befriedigend abgegeben wird, ist es erforderlich, daß die Anschlußplatte folgende Eigenschaften aufweist:
(1) Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Anschlußplatte sollte sich dem des Halbleitersubstrats so eng wie möglich annähern.
(2) Die Anschlußplatte sollte eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
Das Verbundmaterial der Anschlußplatte der bekannten Halbleiteranordnung besitzt günstigerweise sowohl eine niedrige Wärmeausdehnungsfähigkeit, die den Kohlenstoffasern zuzuschreiben ist, als auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit die auf die Gegenwart von Kupfer zurückzuführen ist Außerdem ist es durch Einstellen des Gehalts der zugemischten Kohlenstoffasern möglich, den Wärmeausdehnungskoeffizient des Verbundmaterials mit dem des Substratmaterials Ii Obereinstimmung zu bringen. Jedoch verringert sich, wenn der Gehalt der Kohlenstoffasern gesteigert wird, der
ίο Wärmeausdehnungskoeffizient des Verbundmaterials, und gleichzeitig sinkt auch die Wärmeleitfähigkeit wegen der den Kohlenstoffasern als solchen eigenen niedrigen Wärmeleitfähigkeit
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine HaIb-
!5 leiteranordnung der eingangs vorausgesetzten Art zu entwickeln, bei der die Wärmeleitfähigkeit der Anschlußplatte durch Verringerung des Gehalts der zugemischten Kohlenstoffasern erhöht ist, ohne die an das Halbleitersubstrat angepaßte Wärmeausdehnung der Anschlußplatte zu verändern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das
kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst Bei einer Halbleiteranordnung nach dem Anspruch 1
ist das Halbleitersubstrat gegenüber Wärmebeanspruchungen im wesentlichen unempfindlich, während im Substrat erzeugte Wärme in befriedigender Weise abgeführt werden kann, wodurch man eine Halbleiteranordnung erhält die günstigerweise eine hohe Stabilität bezüglich der elektrischen und mechanischen Eigenschäften aufweisen und einen befriedigenden Betrieb sogar im Zustand, wo ein starker Strom zu beherrschen ist, sichern kann.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 gekennzeichnet
Bei der mit dem Substrat verlöteten Anschiußpiatie, die auch als Träger für dieses dient ist es erwünscht, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient der Anschlußplatte gleich dem des Halbleitersubstrats ist, vorausgesetzt, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient der Anschlußplatte in der zur Ebene ihrer Substrattragfläche parallelen Richtung sinkt. Es ist unnötig, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient der Anschlußplatte in der zur Ebene der Tragfläche senkrechten Richtung dem des Halbleitersubstrats angenähert ist. Jedoch ist es erforderlich, daß die Wärmeleitfähigkeit der Anschlußplatte in der senkrechten Richtung hoch ist, da eine Wärmeableitrippe in der zur Ebene der Substrattragfläche der Anschlußplatte senkrechten Richtung montiert ist.
Weiter ist es erforderlich, daß keine Anisotropie bezüglich des Wärmeausdehnungskoeffizienten in der Substrattragfläche der Anschlußplatte auftritt.
Was den geometrischen Aufbau des Verbundmaterials für die Anschlußplatte betrifft, in dem die Kohlenstoffasern in einer Kupfermatrix eingebettet sind (dieses Material wird im folgenden als Cu-C-Verbundmaterial bezeichnet), kann an einen netzartigen Aufbau, in dem die Kohlenstoffasern in einem netzartigen Muster oder System eingebettet sind, einen bidirektionalen Aufbau, in dem die Kohlenstoffasern in wenigstens zwei Richtungen ausgerichtet sind, einen ringförmigen Aufbau, in dem die Kohlenstoffasern in einem Ringmuster angeord..2t sind, und an einen Spiral- oder Wendelaufbau gedacht werden, in dem die Kohlenstoffasern koaxial gruppiert oder angeordnet sind. Darunter wird der spiralförmige Aufbau des Cu-C-Verbundelektrodenmaterials im Hinblick auf einen kleinen Wärmeausdehnungskoeffizient und eine hohe Wärmeleitfähigkeit bevorzugt.
Allgemein ergibt sich der Wärmeausdehnungskoeffizient acc des Cu-C-Verbundmaterials in einer Richtung, in der die Kohlenstoffasern ausgerichtet sind, durch den folgenden Ausdruck:
E1 Vx + £·„(! -Vj)
worin at und txm die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kohlenstoff bzw. Kupfer, £>und En, die Längselastizitätsmoduln von Kohlenstoff bzw. Kupfer und Vf das Mischungsverhältnis oder den Gehalt an Kohlenstoff bedeuten.
Der Ausdruck (1) gilt grundsätzlich nicht nur für das unidirektionale Cu-C-Verbundmaterial, sondern auch für die Cu-C-Verbundmaterialien verschiedener oben erwähnter Strukturen. Insbesondere zeigen von den Erfindern durchgeführte Versuche, daß der Ausdruck (1) für das Cu-C-Verbundmaterial der Spiralfaseranordnung gilt
Wie man aus dem Ausdruck (1) ersehen kann, hängt der Wärmeausdehnungskoeffizient <xc des Ca-C-Verbundmaterials von den Parametern Mt, Ei und Vf des Kohlenstoffs ab. Um das Verbundmaterial mit kleinem Wärmeausdehnungskoeffizient zu erzeugen, sollten die Kohlenstoffasern mit einem hohen Längselastizitätsmodul und einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizient in einer großen Menge zugemischt werden, die jedoch zu einer verringerten Wärmeleitfähigkeit, führt, wie oben erläutert wurde.
Unter Berücksichtigung des Vorstehenden wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Kohlenstoffasern mit hohem Längselastizitätsmodul in einem äußeren Umfangsteil der Anschlußplatte angeordnet werden, während die Kohienstoffasern mit einem niedrigen Längselastizitätsmodul als Zumischung in einem mittleren Teil der Anschlußplatte eingebettet werden. Bei diesem Aufbau dienen die im äußeren Umfangsbereich der Anschlußplatte angeordneten Kohlenstoffasern mit einem hohen Längselastizitätsmodul dazu, die Wärmeausdehnung des mittleren Bereichs der Anschlußplatte zu beschränken, wodurch ein niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient insgesamt durch die Anschlußplatte hindurch erhalten werden kann, während eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit durch einen verringerten Gehalt der Kohlenstoffasern im mittleren Bereich der Anschlußplatte erreicht wird.
Die Erfindung wird auhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigt
F i g. 1 eine Teilschnittansicht zur Darstellung einer Halbleiteranordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
F i g. 2 eine F i g. 1 ähnliche Ansicht zur Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung; und
Fig.3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Gemäß Fig. 1 liegt ein Siliziumsubstrat 1 mit einem einzelnen pn-übergang von Eine Nut 2 ist in einer oberen Hauptfläche des Siliziumsubstrats 1 längs eines Umfangskantenteils desselben ausgebildet. Der pn-übergang liegt in der Nut 2 frei. Eine Passivierungsglasschicht 3 ist durch einen Einbrennprozeß zur Abdekkung des freiliegenJen pn-Überganges abgeschieden. Elektrodenschichten 4 und 5 aus Nickel od. dgl. sind auf der oberen Hauptfläche in dem von der Nut 2 eingeschlossenen Flächenteil bzw. auf einer unteren Hauptfläche vorgesehen. Ansrhlußolatten 6 und 7 aus einem Cu-C-Verbundmaterial (auch als Cu-C-Verbundausschlußplatte bezeichnet) sind mit den Elektrodenschichten 4 bzw. 5 durch zwischengefügte Lotschichten 8 bzw. 9 verbunden. Zum Schutz der Passivierungsglasschicht 3 ist eine aus Silikonkautschuk od. dgl. gebildete Pufferschicht 10 über der Nut 2 abgeschieden. Die ganze so erhaltene Einheit ist durch ein Fonngießverfahren in einem Epoxyharzblock 11 eingebettet. (Nicht dargestellte) Wärmeabführrippen oder -bleche mit hoher
ίο elektrischer und thermischer Leitfähigkeit sind in engem Kontakt mit den zugehörigen Anschlußplatten 6 und 7 aus dem Cu-C-Verbundmaterial angeordnet. Die elektrische Verbindung mit dem Halbleitersubstrat 1 erfolgt mittels der Wärmeabführrippen.
Die Anschlußplatte 7 aus dem Cu-C-Verbundmaterial wurde nach einem im folgenden beschriebenen Verfahren hergestellt
Ein erstes Bündel von 3000 Kohlenstoffasern mit jeweils einem Längselastizitätsmodi'j, von 196 200 bis 304 110 N/mm2 und einem Durchmesser von 6 bis 7 um sowie einer Kupferbeschichtung in einer Dicke von etwa 1 μπι wurde hergestellt Dieses Bündel wird als das Kohlenstoffaserbündel niedrigen Längselastizitätsmoduls (d k niedrigen Moduls der Längselastizität) bezeichnet Ein zweites Bündel von 3000 Kohlenstoffasern mit jeweils einem Längselastizitätsmodul von 353 160 bis 441 450 N/mm2 und einem Durchmesser von 6 bis 9 μπι sowie einer Kupferbeschichtung in einer Dicke von etwa 1 μηι wurde hergestellt Dieses Bündel wird als das Kohlenstoffaserbündel hohen Längselastizitätsrnoduls bezeichnet
Andererseits wurden pulverisiertes Kupfer mit einer Teilchengröße der Größenordnung von 1 μΐη und eine wäßrige Methylzelluloseiösung miteinander vermischt um eine schlammartige oder pastenartige Trübe pulverisierten Kupfers herzustellen.
Sowohl das Faserbündel des hohen als auch dasjenige des niedrigen Längselastizitätsmoduls wurden mit der das pulverisierte Kupfer enthaltenden Trübe in einem solchen Ausmaß imprägniert, daß der Gehalt der Kohlenstoffasern 45 VoL% erreichte.
Dann wurde das erste Kohlenstoffaserbündel mit dem niedrigen Längselastizitätsmodul, das mit der, wie vorstehend erwähnt, pulverisiertes Kupfer enthaltenden Trübe imprägniert war, um eine Kupferstange mit einem Durchmesser von 3 mm soweit aufgewickelt, daß der Durchmesser des Wickels 20 mm war. Zusätzlich wurde das zweite Kohlenstoffaserbündel mit dem hohen Längselastizitäismodul, das, wie oben erwähnt, mit der das pulverisierte Kupfer enthaltenden Trübe imprägniert war, um die Wickelschicht des ersten Kohlens'off^ie^bündels bis zum Wickeldurchmesser von 30 mm aufgewickelt
Anschließend wurde die Kupferkernstange herausgezogen, und der entstandene Hohlraum wurde mit der Trübe des pulverisierten Kupfers gefüllt.
Die so hergestellte Verbundanschlußplatteneinheit wurde einem Heibpreßverfahren in einer Graphitform einer Temperatur von 1000° C und einem Druck von 250 bar unterworfen. So erhielt man eine spiralförmig gewickelte Anschlußplatte aus dem Cu-C-Verbundmaterial mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Dikke von 3 mm, welche Anschlußplatte als die in F i g. 1 gezeigte Anschlußplatte 7 zu dienen hatte.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Verbundanschlußplatte 7 wurde in deren Durchmesserrichtung (d. h. in der zur Verbindungsfläche des Siliziumsubstrats 1 Darallelen Richtune) über einen Te.noeraturbereich
von Raumtemperatur bis 3000C gemessen. Der gemessene Durchschnittswärmeausdehnungskoeffizient war 3,6 χ 10-6/°C. Dieser Wert nähert sich sehr eng dem Wärmeausdehnungskoeffizient von Silizium, der
3.5 χ 10-6/°C ist. Die Wärmeleitfähigkeit der Anschlußplatte 7 war nach Messung durch ein Blitzheizverfahren etwa 2,0W/cm°C. Das Blitzheizverfahren ist in »High Temperature — High Pressure« (1979), VoI. 11, S. 45 beschrieben.
Für Vergleichszwecke wurde eine Anschlußplatte unter alieiniger Verwendung des Kohlenstoffaserbündels mit dem niedrigen Längselastizitätsmodul unter den gleichen Fertigungsbedingungen hergestellt. Im Fall dieser Anschlußplatte fand man, daß eine Steigerung des Gehalts der zugemischten Kohlenstoffasern bis zu 55 bis 58 Vol.% erforderlich war, um den gleichen Durchschnittswärmeausdehnungskoeffizient (d. h.
3.6 χ 10-VC) zu erhalten. Die Wärmeleitfähigkeit der nur mit dem Kohlenstoffaserbündel mit dem niedrigen Längselastizitätsmodul hergestellten Verbundelektrode wurde als 1,2 bis 1,6 W/cm" C gemessen.
Man erkennt aus dem obigen Vergleich, daß sich die Menge der Kohlenstof fasern in der nach der Lehre der Erfindung hergestellten Anschiußplatte aus dem Cu-C-Verbundmaterial um 10 bis 13 Vol.% zum Erhalten des gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten verringern läßt, wobei die Wärmeleitfähigkeit um 0,4 bis 0,8 W/cm° C gesteigert wird.
Die Anschlußplatte 6 läßt sich nach dem gleichen Verfahren wie die vorstehend beschriebene Anschlußplatte 7 herstellen und unterscheidet sich von der letzteren nur durch die Abmessung. Daher ist eine weitere Beschreibung des Herstellverfahrens der Anschlußplatten 6 überflüssig.
So wurde eine Halbleiteranordnung geschaffen, in der sich der Wärmeausdehnungskoeffizient des SiIiziumsubstrats demjenigen der Anschlußplatten sehr eng annähen, die mit dem Siliziumsubstrat verlötet sind und als Träger für das Substrat dienen. Dank dieser Merkmale wird das Siliziumsubstrat kaum einer Wärmebeansprucliung ausgesetzt und somit nicht nur gegenüber einer Verschlechterung oder Beeinträchtigung seiner elektrischen Eigenschaften, sondern auch gegenüber Schaden oder einer Zerstörung aufgrund einer Wärmebeanspruchung geschützt, wodurch auch verbesserte mechanische Eigenschaften gesichert werden. In der Halbleiteranordnung mit einem Siiiziumsubstrat großen Durchmessers wird die verbundene Einheit des Siliziumsubstrats und der Anschlußplatte leicht unter dem Einfluß der Wärmebeanspruchung gebogen. Eine solche Krümmung kann natürlich durch Geringsthaltung der Wärmebeanspruchung verringert werden. Demgemäß kann der Aufbau gemäß der Erfindung, bei dem die Erzeugung der Wärmebeanspruchung im wesentlichen unterdrückt wird, vorteilhaft zur Herstellung von Halb-Ieiteranordnungen großen Durchmessers oder großer Abmessung angewandt werden.
Weiter läßt sich, da die Wärmeleitfähigkeit beträchtlich verbessen wird, im Siliziumsubstrat erzeugte Wärme rasch abführen. Demgemäß führt das Fließen eines ω starken Stromes nicht zur Verschlechterung von Eigenschaften der Anordnung unter dem Einfluß einer Wärmeerzeugung.
Im Betrieb durchläuft das Lotmateria! gewisse Wärmezyklen. Jedoch ist, da die Wärmebeanspruchung vernachlässigbar ist, die Eignung der Halbleiteranordnung, einer Wärmeermüdung zu widerstehen, erheblich verbessert, wodurch auch die Zuverlässigkeit der Anordnung verbessert wird.
Beim Heißpreßverfahren neigen die Kofilenstoffasern zu einer solchen Verlagerung, daß sie in der Kupfermatrix mit einer gleichmäßigen Dichte verteilt werden. Infolgedessen kann ein Unterschied des Wärmeausdehnungskoeffizienten im Cu-C-Verbundmaterial der ringförmigen und spiralförmigen Kohlenstoffaserbündelanordnungen bei Messung in der Radialrichtung der Anschlußplatte auftreten. Ein solcher Unterschied läßt sich beseitigen, indem man die Dichte der Kohlenstoffasern im Umfangsteil der Elektrode entsprechend erhöht.
Wenn das Kohlenstoffaserbündel mit dem hohen Längselastizitätsmodul am Außenumfang in der spiralförmigen oder ringförmigen Anordnung vorgesehen wird, sollte die Anordnung derart getroffen werden, daß der Längselastizitätsmodul zur Mitte der Elektrode hin stetig abfällt. Weiter sollte, wenn die Dichte der Kohlenstoffasern im äußeren Umfangsteil zu steigern ist, die Verteilungsdichte zur Mitte der Elektrode hin stetig abfallen. Dann läßt sich die dem Unterschied im Wärmeausdehnungskoeffizient zuzuschreibende Wärmebeanspruchung am geringsten halten, wodurch sich ein sehr stabilisierter Aufbau der Cu-C-Verbundanschlußplatte erzielen läßt.
Wenn eine Spur von Titan (Ti), Zirkonium (Zr)1 Bor (B) und/ou-er Hafnium (Hf) in der Kupfermatrix enthalten ist, legieren sich solche Elemente einerseits mit dem Matrixkupfer und bilden andererseits Karbide mit den Kohlenstoffasern, wodurch die Benetzbarkeit der Kohlenstoffasern für Matrixkupfer verbessert wird. So wird ein festes und stabiles Cu-C-Verbundmaterial erhalten.
Selbstverständlich kann die spiral- oder walzenförmige Anordnung in Kombination mit der ringförmigen Anordnung verwendet werden. Dabei kann, wenn die Anordnung so getroffen wird, daß die spiralartigc Verteilung der Kohlenstoffaserbündel im radial inneren Bereich liegt, während die ringförmige Anordnung der Kohlenstoffaserbündel im radial äußeren Bereich liegt, eine Ungleichmäßigkeit in der Verteilung des Wärmeausdehnungskoeffizienten sehr gering gemacht werden. Die Erfindung ist nicht auf die Halbleiteranordnung mit einem einzelnen pn-übergang beschränkt, sondern läßt sich auch auf Halbleiteranordnungen mit zwei oder mehr pn-Übergängen, wie z. B. Thyristoren, »triacs« u. dgl. anwenden.
Fig.2 zeigt eine andere Ausführungsart der Erfindung. Das Siiiziumsubstrat 1 ist vom abgeschrägten Typ, bei dem eine Umfangsseite 22 des Substrats 1, an der der pn-übergang frei liegt, abgeschrägt ist. Eine Passivierungsglasschicht 3 ist auf der abgeschrägten Umfangsseite 22 durch ein Einbrennverfahren abgeschieden. Elektrodenschichten 4 und 5 aus Nickel od. dgl. sind auf der oberen bzw. der unteren Hauptfläche des Substrats 1 in ohm'schen Kontakt ausgebildet Gemäß der Erfindung hergestellte Anschlußplatten 6 und 7 aus dem Cu-C-Verbundmaterial sind an den Elektrodenschichten 4 und 5 mittels Lotschichten 8 bzw. 9 angebracht Eine Pufferschicht 10 ist über der Passivierungsglasschicht 3 vorgesehen. Ein Epoxyharzkörper 11 ist zwischen den Anschlußplatten 6 und 7 durch Formguß eingebracht
Im Fall des in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiels hat jede der Anschlußplatten 6 und 7 einen nabenartigen Vorsprang, der mit den zugehörigen Elektrodenschichten 4 bzw. 5 verbunden ist Bei dieser Gestaltung der Anschlußplatten 6 und 7 sind die Kohlenstoffasern mit dem hohen Längselastizitätsmodul im äußeren Umfangsteil angeordnet um dadurch den Anschlußplat-
ten den niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und die hohe Wärmeleitfähigkeit zu verleihen. So wird eine Halbleiteranordnung mit verbesserter Zuverlässigkeit erzielt.
In den in Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnungen sind die Anschlußplatten dazu bestimmt, direkt als die äußeicii Anschlußplatten zu dienen. Jedoch können diese Anschlußplatten als innere Elektroden vorgesehen werden, die auch als die Hjlfstragplatten dienen.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Harzverguß-Halbleiteranordnungen beschränkt, sondern kann auch auf andere Anordnungsarten, wie den Keramikabdichtungstyp, Büchsenabdichtungstyp, Glasabdichtungstyp u.dgl. hermetisch abgedichtete Bauarten angewandt werden.
Fig.3 veranschaulicht eine Halbleiteranordnung eines Isolierstoffeinbettungstyps nach noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Eine Isolierplatte 43 aus Aluminiumoxid ist mit einer Wärmeableitplatte 41 aus Kupfer mittels eines Lots 42 verbunden. Anschlußplatten 6, 7 und 6' sind mit der Isolierplatte 43 mittels Lotschichten 8,9 und 8' verbunden. Die Anschlußplatten 6, 7 und 6' sind an Anschlußleitern 50, 51 und 52 durch Hartlötmassen oder Lotschichten 53; 54 angebracht. Ein Siliziumsubstrat 1 ist durch eine Lotschicht 56 mit der Oberseite der Anschlußplatte 7, die als innere Elektrode dient, verbunden. Die Elektroden 6 und 6' sind mit dem Siliziumsubstrat 1 mittels eines Verbindungsdrahtes 57 bzw. eines Verbindungsdrahtes 58 verbunden. Die Wärmeableitplatte 41 ist mit einer Nut 59 an einer dem Umfang der Isolierplatte 43 entsprechenden Zone ausgebildet. Die untere Kante eines aus Epoxyharz hergestellten Gehäuses 60 ist in die Nut 59 eingepaßt. Das Innere des Gehäuses 60 ist mit einem Epoxyharzblock 11 durch ein Einspritzformverfahren gefüllt.
Die Anschlußplatte 7 besteht aus dem Cu-C-Verbundmaterial gemäß der Erfindung.
Wenn das Siliziumsubstrat 1 von rechteckiger Form ist, kann die Anschlußplatte 7 entweder kreisförmig oder rechteckig sein. Die quadratische oder rechteckige Anschlußplatte 7 kann vorzugsweise aus dem Cu-C-Verbundmaterial eines netzförmigen Aufbaus hergestellt werden, indem eine Mehrzahl von Geweben oder Netzen, die aus den verflochtenen Kohlenstoffasern der hohen und niedrigen Längselastizitätsmoduln gebildet sind, übereinandergelegt und zu einer gewünschten Dikke heißgepreßt werden. Das Verweben der Kohlenstoffasern läßt sich leicht durchführen. Weiter tritt, wenn das aus den verwebten Kohlenstoffasern in einer großen Abmessung hergestellte Verbundanschlußplattenmaterial nachfolgend in eine gewünschte Abmessung zur Verwendung geschnitten wird, vorteilhaft keine Anisotropie bezüglich des Wärmeausdehnungskoeffizienten auf.
Obwohl in der in Fig.3 gezeigten Anordnung ein einzelnes Siliziumsubstrat 1 verwendet wird, versteht sich, daß die Erfindung gleichfalls auf einen Aufbau anwendbar ist, in dem eine Anzahl von Siliziumsubstraten auf zugehörigen Anschlußplatten angeordnet wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Halbleiteranordnung
— mit einem Halbleitersubstrat mit wenigstens einem pn-Obergang und
— mit wenigstens einer Anschlußplatte, die mit einer Elektrode auf dem Halbleitersubstrat durch eine Lotschicht verbunden ist und die aus einem Verbundmaterial besteht, in dem Kohlenstoffasern in einer ring- oder netzartigen Form und im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Anschlußplatte in einer Kupfermatrix eingebettet sind,
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