153845. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezető p-n átmenetek elektrokémiai felületi kezelésére

3 153845 4 alakul ki, ami biztosítja a szennyezések hatékony eltávolítását. Az ilyen elektrolitikus, ül. kémiai tisztítással egybekötött elektrolitikus kezelés rendszerint jó eredménnyel alkalmazható. Kisméretű (< 0,15 mm2

) ötvözött p-n átmenetek esetében azonban ez a módszer nem megfelelő: az átmenet nem tisztul meg kellőképpen. A p-n átmenetek elektrolitikus maratási mechanizmusa nincs még minden részletében felderítve így az sem ismeretes, miért nem tisztítható meg a kisméretű ötvözött p-n átmenetek felülete a szükséges mértékben egyenáramú elektrolitikus marással. Feltehető azonban, hogy az egyenáramú elektrolízis tisztító' hatásának csökkenésében polarizációs mechanizmus játssza a fő szerepet; a p-n átmenet környezete polarizációs szempontból nem homogén, ezért az áram nem oszlik el egyenletesen a p-n átmenet felülete mentén; egyes felületrészek így nem, vagy csak alig maródnak. Valóban, az egyenáramú elektrolízissel mart kisméretű ötvözött p-n átmenetek mikroszkópos vizsgálata azt mutatja, hogy a p-n átmenet maródása rendkívül szabálytalan, egyes helyeken egyáltalán nem következik be marás, míg más pontokon túlzott mértékű. A marási műveletet követő elektromos mérés ilyen esetben érthető módon igen nagy mennyiségű selejtet jelez és ez egyértelműen a marási eljárás rovására írható. A találmány szerinti eljárás félvezetők p-n átmeneteinek felületi tisztítására vonatkozik, melyet az eddig ismeretes módszerektől eltérően, váltóáramú vagy impulzusos elektrokémiai marással valósít meg. A találmány szerint a marás elektromosan jól vezető (0,05 ohm-1

cnT^-nél nagyobb

fajlagos vezetőképességű) lúgos, semlemes, vagy savas elektrolitban 10 Hz-nél nagyobb frekvenciájú váltóárammal, vagy rövid (max 0,1 sec-os) áramimpulzusokkal végzendő, viszonylag nagy (néhány A/cm2) áramerősség mellett. Az ilyen módon mart kisméretű p-n átmenetek mikroszkópos vizsgálatakor teljesen szabályos, egyenletes árokképződést tapasztalhatunk, amivel együttjár a visszáramselejt igen nagymérvű csökkenése az állandó árammal végzett elektrolitikus maráshoz képest. (A módszer természetesen tetszőleges méretű p-n átmeneteknél is alkalmazható, előnye azonban elsősorban kis méretű elektródok esetében érvényesül.) Az impulzusos, vagy váltóáramú elektrolitikus marás előnyös volta az állandó áramú marással szemben kisméretű p-n átmenetek esetén az előbbiek alapján valószínűleg azzal magyarázható, hogy az impulzusszerűen, vagy szinuszosan változó árammal szemben, nagy áramsűrűségek esetén, nem jönnek létre a p-n átmenet körüli specifikusan passziválódó felületrészek, így a p-n átmenet teljes környezete mentén egyenletes az árameloszlás és így a maródás is. Az impulzusos vagy váltóáramú elektrokémiai maráshoz kis ellenállású elektrolitot, cél-5 szerűen pl. KOH vizes, 10—30%-os oldatát alkalmazzuk, mivel ennek vezetőképessége a maximális. Ezáltal biztosítható a rövid időtartamú impulzusok idején a p-n átmenet környezetében a nagy áramsűrűség. 10 Impulzusmarásnál az áramimpulzusok optimális időtartama 0,05—0,1 sec, az alkalmazandó feszültség 30—40 mm-es elektródatávolság esetén 6—10 V. Az optimális impulzusszám a p-n átmeneti felület lineáris méreteivel közelítő-15 leg arányos. Váltóáramú elektrolitikus marásnál, 30—40 mm-es elektródatávolság mellett, az alkalmazott feszültség 6—10 V, a marás optimális ideje közelítőleg az átmenet lineáris méreteivel ará-20 nyos. A javasolt módszer jelenleg ismert optimális alkalmazási területe az ún. drift tranzisztorok kollektoroldali marása, a szabadalom érvénye azonban természetszerűleg nem korláto-25 zódik erre az esetre. Példa: Drift tranzisztor kollektoroldali marását a £0 következőképpen végezzük. A tranzisztor emitterét a maródás meggátlására lakkal befedjük, az állványra szerelt tranzisztort 10%-os KOH oldatba mártjuk (az állványtárcsa ne érjen az elektrolitba), és a tran-S5 zisztortól kb. 40 mm-re elhelyezzük a 4—5 cm2 felületű nikkel katódot. A tranzisztorra 6 V feszültség mellett tíz:, egyenként 0,1 sec időtartamú pozitív impulzust adunk, vagy 2 sec-ig 6 V-os 50 periódusú váltóáramú áramforrást 40 kapcsolunk a tranzisztor és nikkellemez közé. Mind az egyenáramú impulzusos, mind a váltóáramú elektrolitikus marást erőteljes desztillált vizes mosás követi, ami a kimart „árok"-45 ban megmaradó elektrolit nyomokat is eltávolítja. Ezt a műveletet célszerűen áramoltatással oldjuk meg. 50 Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás félvezetők, elsősorban Ge, Si p-n átmeneteinek felületi tisztítására, azzal jellemezve, hogy a tisztítás impulzusos vagy váltó-55 áramú elektrolitikus marás segítségével történik. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy impulzusos elektrolitikus marás 60 esetén az áramimpulzusok időtartama 0,1 secnál kisebb, váltóáramú marás esetén a frekvencia 10 Hz-nél nagyobb. 3. Az 1—2. igénypont szerinti eljárás azzal 65 jellemezve, hogy az elektrolitként alkalmazott 2