156960. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezető anyag vezető fémes bevonására

156960 3 4 Mieten, amely egyes diffundáltatott szilícium dióda típusoknál kívánatos. Ezeket a nehézségeket általában a szelet korábbi kezelése okozza, amikor felületét galvanizálás-mentes fürdőben való kezelésre készítik elő. Például, mielőtt a szeletet a galvanizálás-mentes fürdőbe helyezik^ szükséges, hogy a szelet olyan felületi részeit eltávolítsák, amelyeket üvegszerű rétegek szennyeztek.be a dopoló szennyezéseknek a szeletbe való diffundáltatása folyamán. Ha csak a szelet egyik felületét dopolták, akkor az üvegszerű réteg eltávolítása nem okoz túlságosan nagy nehézséget, minthogy vannak olyan . reagensek, amelyek az üvegszerű réteget a szelet mindkét felületéről, azaz a dopolt és nem dopolt felületről is eltávolítják. Ha azonban a szelet egyik felülete egy bizonyos szennyezővel dopolt, míg másik felülete másik szennyezővel, a két felület kémiailag eléggé különbözhet egymástól ahhoz, hogy a szelet két felületének kémiai kezelésére különböző módszerek váljanak szükségessé. Például utalunk olyan szilícium szeletre, amelynek egyik oldala foszforral dopolt, míg másik oldala borral. Ebben az esetben, mielcitt a tárcsát galvanizálás-mentes nikkel bevonó oldatba, helyezik, szükséges., hogy az oxidációs termékeket eltávolítsák, amelyek az egyik oldalon lényegileg foszf orszilikát üvegből, a másik oldalon pedig boroszilikát üvegből vannak. Bár mindkét üveg felülete leoldható fluor-hidrogénsav fürdőben a fluor-hiidrogénsav hatása mindegyik oldalon más; ez azt jelenti, hogy a fluor-hidrogénsav gyorsan megtámadja a foszf orszilikát üvegét, de lényegesen kevesebb affinitást mutat a boroszilikát üveggel kapcsolatban. Ennek megfelelően, ha a szeletet belemerítjük fluor-hidrogénsav fürdőbe és bent tartjuk elég hosszú ideig ahhoz, hogy a foszforszilikátokat leoldja, a bóroszilikátok megmaradnak. Másrészt, ha a szelet elég hosszú ideig marad a fürdőben, hogy a boroszilikát réteg leoldódjék, akkor a foszforral diffundáltatott felület valamilyen ismeretlen mechanizmus következtében passzívvá válik a galvanizálás nélküli fürdő szempontjából. Ez, azt jelenti, hogy a nikkel nem vonja be egyenletesen a szelet felületét és még azon részeken is, amelyeken bevonja, viszonylag gyenge tapadást kapnak. Ily módon, mint ismeretes (például a 2,962.394 számú USA szabadalmi leírásból), ha hatásos nikkel bevonatot kell kapni, akkor a szelet mindegyik felületének különálló kémiai kezelést kell kapnia, hogy oxidrétegét el lehessen távolítani. A fentiek értelmében a találmány tárgya új és javított eljárás egyenletes és jól tapadó vezető fémbevonat lerakására félvezető anyag, mint például diffundáltatott szilícium szeletek felületére. A találmány további tárgya javított eljárás a félvezető szeletek felületének kondicionálására, egyenletes és jól tapadó vezető fémbevonat előállítása céljára, különösen galvanizálás-mentes nikkel bevonáshoz. A találmány további tárgya olyan kezelési eljárások kialakítása is, aineíy^fcnél kettősen diffundáltatott szilícium szeletek boroszilikát es foszforszilikát felületeit egyidejűleg lehet fluorhidrogénsavval maratni és mindkét felület aktív marad a galvanizálás-mentes bevonó oldat tekintetében. Röviden összefoglalva, a találmány fenti és más tárgyait azáltal valósítjuk meg, hogy a diffundáltatott félvezető anyagból álló test felületi zónáit letisztítjuk és a felületi zónákat aktiváljuk ammóniumhidroxidos kezeléssel, mielőtt a galvanizálás-mentes vezető fémes bevonást végeznénk. Egy előnyös példánál a foszforral és borral kettősen diffundáltatott szilícium szeletet fluor-hidrogénsavba merítjük eléggé hosszú időre ahhoz, hogy az az üvegszerű felületi rétegeket leoldja. Ezután a tiszta felületeket aktiváljuk azáltal, hogy ammóniumhidroxid forró vizes oldatába merítjük őket. Pontosan nem ismert okoknál fogva a szelet foszforos felülete újra aktiválódik a galvanizálás-mentes bevonó oldat szempontjából, ha azt ammóniumhidroxid behatásának tesszük ki és ennek megfelelően a szeletnek erre a felületére egyenletes és szorosan tapadó vezető fémbevonatot tudunk felvinni például nikkelből. • Kettősen diffundáltatott szilícium diódák készítésének teljes eljárására ismertetünk egy példát az alábbiakban, amely a találmány egyes jellemzőit megvilágítja; a leírás végén levő táblázatszerű összeállítás mutatja az eljárás folyamatábráját. Az eljárás fontosabb lépéseit az alábbiakban ismertetjük részletesebben. I. A szelet előkészítése és a szennyezések diffundáltatása. Minthogy ezek a lépések nem képezik a találmány tárgyát és általánosan ismertek a szakterületen, ezeket csak röviden említjük. Először a nagy egykristályból, amely n- vagy p-típusú anyaggal lehet dopolva, félvezető szeletet vágunk. Ennek a szeletnek, egyik felülete akceptor oldattal van bevonva, mint amilyen glikoléter oldatban oldott bórsavanhidrid, míg a másik felület donor oldattal van bevonva, mint amilyen glikoléter oldatban oldott foszforpentoxid. Ezeket az oldatokat minden egyes szelet két szemközti oldalára visszük fel, például festés útján és az így festett szeleteket kályhába helyezve hevítjük olyan nagy hőmérsékleten és elégséges ideig ahhoz, hogy a bór és a foszfor termikusan beledif fundálj on a szeletbe és a kívánt átmenetkarakterisztikát kapjuk. •II. A diffundáltatott szelet felületi előkészítése. A fent ismertetett diffundáltatási lépés alatt oxidrétegek alakulnak ki a szelet felületén, amelyeket — amint azt előbb már említettük — a bevonás előtt el kell távolítani. Minthogy ezek az oxidrétegek természetükben üvegszerű anyagok, amelyeket a szakterületen foszforszilikát és boroszilikát „üveg"-nek neveznek, ezeket fluorhidrogénsav fürdőben kell eltávolítani leoldás útján. Nyilvánvaló, hogy az az idő, amíg a sze-10 15 20 25 £0 85 40 45 50 55 60 %