173322. lajstromszámú szabadalom • Eljárás védőüveg kialakítására félvezető eszközök felületén
MAGYAR népközt árvaság SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1975. VII. 31. (EE—2361) Közzététel napja: 1978. X. 28. 173322 Nemzetközi osztályozás: H 01 L 21/473 H 01 L 21/477 ORSZÁGCjg TALÁLMÁNYI HIVATAL Megjelent: 1980. VI. 30. Feltalálók: Szabadalmas: Huszka Zoltán elektI0mérnökj 22,5%, Mészáros Gyula féívezetó'mémök, Egyesült Izzólámpa és Villamossági 22,5%, Szendrő István flzaCUSj 16,0%, Dr. Motál György fizikus, 13,0% Rt-, Budapest Németh Gyuláné elektromérnök, 13,0%, Lőríncz Lajos elektromérnök, 13,0% Budapest Eljárás védőüveg kialakítására félvezető eszközök felületén 1 A találmány t^-gya eljárás félvezető testek felületén a p-n átmerjeteket közvetlenül fedő, a gyártási technológia folyamán kialakítható védőüveg létrehozására oly módt)n, hogy az eszközök alapanyagát képező félvezető kristály, elsősorban szilícium szelet 5 megfelelően előkészített felületén valamelyik ismert eljárással szándékosan nem szennyezett első Si02 réteget alakítunk ki, majd az így bevont felületeken P205 gőzét tartalmazó 02,N2, illetve ezek és/vagy nemesgázok kevéskében, célszerűen 1100 °C-on egy 1 * * * * * * * * 10 első hőkezelést végzünk, ezután a hőkezelt első Si02-rétegre ómegában ismert pirolitikus vagy katódporlasztásos eljárással egy második P2 05 -öt tartalmazó Si02 réteget viszünk fel, és az így kialakított szerkezeten célsaerQen 1000 °C-on 02, N2, illetve 15 ezek és/vagy nerneSgázok keverékében egy második hőkezelést végzünk. Találmányunk lényegének kifejtése előtt röviden vázoljuk annak műszaki hátterét. A p-n átmeneteket tartalmazó félvezető eszközök 20 tulajdonságait dijmően az átmenet minősége határozza meg. Nagy tisztaságú, csak a kívánt szennyezővel doppolt alapanyagban félvezető tisztaságú körülmények között j(j minőségű, záróirányban előfeszítve jellemezőén kis Visszaáramú és éles letörési karakté- 25 risztikájú átmenetek állíthatók elő. Az aktív p-n átmenet azonban további felhasználása során számos hatásnak van kitéve, és optimális paramétereit csak akkor őrzi meg, ha megfelelően tudjuk védeni az átmenet legkritikusabb részét, a felületi tartományt. 30 173322 2 A p—n átmenet azon tartományában, ahol az átmenet közvetlenül a felülettel érintkezik, a felület tisztaságától és a felületet takaró réteg tulajdonságaitól függően olyan töltésvándorlási mechanizmusok működhetnek, melyek az átmenet térfogati tartományára nem jellemzőek. Emellett a mechanikus torzulások és felületi töltéspotenciáltól függő tiltott sáv degradáció is töltéscserét eredményezhet. A félvezető eszközgyártás egyik alapvető problémája, hogy a p—n átmenetek felületi tartományát megóvja minden olyan töltésvándorlási lehetőségtől, mely az átmenet felületét a térfogati tartománytól eltérő tulajdonságúvá teszi. A probléma megoldásának az eddigi ismeretek szerint két módja van: a) Kémiai marással és tisztítással nagy tisztaságú nyitott p—n átmeneteket állítanak elő, b) A p—n átmenetet tartalmazó felületet dielektrikummal vonják be. A nyitott átmenetek jó elektromos tulajdonságait rendkívül nehéz megőrizni az aktív elem tokozása, illetve az eszköz felhasználása során. Szélesebb körben különösen a planár technikával terjedt el a dielektromos felületbevonás módszere. A szigetelő gyakorlatilag egy vékony üvegfilm, mechanikailag tartós védelmet biztosít a felületnek. Az alkalmazott szigetelők közül legelterjedtebbek: a szilíciumdioxid, az üvegképzővel vagy annak oxidjával doppolt Si02, a szilíciumnitrid és a többkomponensű üvegek. A dielektrikumnak elektromos szempontból fontos kritériuma az, hogy ne tartalmazzon
