172473. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ohmos kontaktus előállítására félvezetőn
3 172473 4 p-típusú diffúzáns felületi koncentrációja elegendően nagy — bór esetén pl. 1021 atom/cm3 — és ha a felületi n-típusú réteg igen vékony, a töltéshordozók az ilyen degenerált tartományban létrehozott p-n átmeneten tunnelozással (alagút effektus) átjutnak és a nyitóirányú ellenállást nem növelik. Ha alacsonyabb, pl. 1019 atom/cm3, akkor a kontaktusfém beötvözésekor keletkező nikkelszilícid réteg mélysége meg kell, hogy haladja a kezdetben létrejött p-ri átmenet mélységét. így a p—n átmenet rövidre záródik és tökéletes ohmos kontaktust kapunk. Találmányunkat az alábbi példában szemléltetjük anélkül, hogy a találmány erre korlátozódnék: Példa Egyenirányító dióda készítése: A hátoldalon finomcsiszolt szilícium szeleteket a szokásos kémiai eljárással megtisztítjuk, majd a szeletek egyik oldalára bór tartalmú oldatot viszünk fel. Az oldat megszáradása után a szelet másik oldalára foszfortartalmú oldatot viszünk. A bórtartalmú oldat alkoholban, dietilaminban, dimetilglikolban vagy hasonló oldószerekben oldott bórtrioxid, míg a foszfortartalmú oldat vízben vagy más oldószerben oldott foszfor vegyület pl. triammóniumfoszfát, vagy más foszfát só. A diffúzánst felkenéssel, szórással vagy centrifugálással visszük fel. A szeleteket ezután azonos felületükkel egymás mellé rakva magas hőfokú, célszerűen 1200-1250 C°-os diffúziós kemencébe helyezzük, annyi ideig, hogy kb. 30-40 pm mély diffundált réteg alakuljon ki. Az adalékanyagok feleslege miatt mind az n, mind a p-oldalon a szilárd oldékonyságnak megfelelően Cs>>1021 atom/cm3 felületi koncentráció alakul ki. A szeleteket a kályhából való kihúzás után 38%-os hidrogén-fluoridban szétáztatjuk, a rátapadt szilárd részecskéktől ultrahangban megtisztítjuk, majd állított helyzetben foszfor leválasztó kályhába helyezzük. A foszforleválasztás hőmérséklete 900—1100 C°, célszerűen 900-1000 C° között van. A diffúziós időt és hőfokot úgy választjuk meg, hogy az n-típusú felületi réteg mélysége 0,05-0,5 pm között legyen. A foszfor diffúzió a gyakorlatban alkalmazott bármely foszfortartalmú diffúzánssal megoldható, célszerű a foszforoxiklorid vagy a foszfor-triklorid használata, néhány % oxigént tartalmazó nitrogén vivőgáz alkalmazásával. A találmány szerinti foszfordiffúzió után a szeletekről leoldjuk a képződött foszfor üveget, majd azok mindkét oldalát vékony, célszerűen kb. 800-2000 Â nikkelréteggel vonjuk be. Tekintve, 5 hogy a szeleteknek már mindkét oldala n-típusú, a kémiai-redukciós nikkel fürdőből a nikkel mindkét oldalra azonos sebességgel válik le és a rétegvastagság mindkét oldalon közel azonos vastagságú, vagyis egyik oldalon sem képződik aránytalanul 10 vastagabb bevonat. Nikkelfürdőként bármely szokásos kémiai redukciós nikkelfürdő alkalmazható. A fürdőből 90-98 C°-on 20—40 másodperc alatt a kívánt rétegvastagság a szilícium felületére leválik, a bevonat egyenletes, jól tapadó nikkel- 15 réteg. Ezután a bevonatot 600-800 C° között, célszerűen 700 C°-on hidrogén atmoszférában hőkezeljük. Ezen a hőmérsékleten a nikkel a szilíciumba diffundálva egy vékony nikkelszilícid réteget képez. A hőkezelést követően a nikkelréteg 20 vastagsága ismételt leválasztással a kívánt mértékben növelhető. Az így kialakított bevonat a szilícium felületére igen jól tapad, a nikkelezést követő pl. lágyforrasszal erős kötést képez. A találmány szerinti eljárással nagy felületi 25 koncentrációjú p-típusú felületre is lehet nikkelt leválasztani, aminek következtében a p-n átmenet nyitó feszültsége 0,l-0,3V-tal jobb, mint a hagyományos módon készült eszköznél. Megemlítjük, hogy ha az első nikkelréteg túl 30 vastag, annak csak egy része alakul át nikkel-sziliciddé, akkor a nikkel-ólom kötése nem kielégítő és sok esetben már enyhe mechanikai hatásra leválik a szilícium felületéről. 35 Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás jól tapadó nikkel ohmos kontaktus előállítására félvezető felületen azzal jellemezve, 40 hogy az összes kontaktálandó p- vagy mindkét típust tartalmazó félvezető szelet felületét, amelynél a p-típusú felület felületi koncentrációja legalább 1019 atom/cm3 nagyságrendű, p-típusra konvertáljuk vékony, célszerűen 0,05-0,5 pm vas- 45 tagságban foszfor felvitelével, majd a felesleg eltávolítása után a felületre önmagában ismert módon kémiai redukciós Ni bevonatot választunk le. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási 50 módja azzal jellemezve, hogy a kontaktálandó szilícium felületet közvetlenül a kémiai redukciós nikkelezés előtt oxigén jelenlétében 900-1100 C°, célszerűen 900—1000 C közötti hőmérsékleten foszforvegyülettel reagáltatjuk. A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 784684 - Zrínyi Nyomda 2
