164440. lajstromszámú szabadalom • Eljárás oxi-hidroxid rétegek, főként diffúziós adalékanyag források kialakítására félvezető egykristályok felületén

SZABADALMI 164440 MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY ^ Bejelentés napja: 1972. VI. 09. (Hl—325) Közzététel napja: 1973. VIII. 28. Nemzetközi osztályozás: B 01 j 17/34 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Megjelent: 1975. X. 31. Feltalálók: Balog Károly oki. kohómérnök, 20%, Dobos Károly oki. vegyész, 80%, Budapest Tulajdonos: Híradástechnikai Ipari Kutató Intézet, Budapest Eljárás oxi-hidroxid rétegek, főként diffúziós adalékanyag források kialakítására félvezető egykristályok felületén Találmányunk félvezető egykristályok felületén oxi-hidroxid rétegek, főként diffúziós adalékanyag források kialakítási eljárására vonatkozik, amely eljárással szobahőmérsékleten rendkívül gyorsan és egyszerűen egyenletes vastagságú szüíciumoxi-hidroxid, diffuzáns atomokat tartalmazó szilíciumoxi-hidroxid, illetve más diffuzáns atomokkal képzett oxi-hidroxid réteg választható le félvezető egykristályok pl. szilícium germánium, galliumarzenid, stb. felületére. Ismeretes, hogy félvezető eszközök planár előállítási technológiában a gazdaságossági szempontok megkövetelik a használatos diffúziós források, maszkoló oxidrétegek, a kész áramkört védő üvegrétegek, stb. lehető legalacsonyabb hőmérsékleten történő, leggyorsabban végrehajtható és legjobban megismételhető előállítási eljárások megvalósítását. Ismert a „box" eljárás, ahol egy félig vagy teljesen zárt platina vagy kvarc dobozba, „box"ba helyezik be a szilíciumszeleteket és a diffúziós forrást képező anyagot, majd a dobozt csőkályhában meghatározott ideig 800—1000 C° hőmérsékleten hevítik, ekkor történik meg a diffúziós forrásanyagból pl. bórtrioxidból, vagy bórtrioxid és szilíciumoxid keverékéből vagy újabban bórnitrid szeletekből a szennyező pl. bóratomok diffúziója a szilíciumszeletbe. Hátránya, hogy a diffúzió egyenletessége, 10 15 20 25 30 megismételhetősége a hőmérsékleten kívül a box-ban levő bór, ill. bórtrioxid parciális nyomásától függ. A parciális nyomás szilárd halmazállapotú, különböző anyagú források esetén azonban a hőmérséklettől, a boxban levő gáznyomástól, a szilárd anyag mennyiségétől és felületének nagyságától is függ. így a box rendszeres felújításra szorul, és a felújított box tulajdonságait újólag kísérletekkel meg kell határozni, továbbá a kísérleti eredményektől függően az eddigi diffúziós paramétereket változtatni szükséges. További jelentős hátránya, hogy a diffúziós forrás és a szilíciumszelet azonos hőmérsékleten van, így pl. a bór parciális nyomása a boxban csak szűk határok között változtatható. Hátránya még az is, hogy a jó termék megfelelő szennyezettsége végett a diffúziót két lépésben, külön kályhában oélszerű végrehajtani, előbb 0,1—0,3 juxn-es diffúziós mélység eléréséhez, ez az elődiffúzió, majd magasabb hőmérsékleten, a már diffundáltatott atomok további 2—4 fjm mélységig történő bediffundáltatásához. Az újabb diffúzióstechnikai eljárásnál a szakirodalmi nevén „nyitott csöves" eljárásnál 800— 1000 C° hőmérsékletű kályhában elhelyezett kvarccsőbe kvarclapkára fektetik vagy állítják a szilíciumszeleteket, a kvarccső egyik végén bevezetik a megfelelő összetételű diffúziós ato-164440