165458. lajstromszámú szabadalom • Eljárás doppolóanyagnak félvezető eszközbe szilárd állapotban való diffundáltatására
165458 természetesen a diacetát mennyiségét csökkenti, illetve limitálja, bár ez a hatás nem befolyásolja a találmány sikerét. Használható oldószer •még az aceton, metiletilketon, toluol, etiléter és etilénglikol diaikiléterei, pl. a dimetiléter. A szilíciumba történő diffúzióhoz vezetési típust meghatározó doppoióanyagkéiit általában bórt, foszfort vagy arzént választunk. Arany is használatos élettartam szabályozására. Ezeket a doppolóanyagokat előnyösen bóroxid, ortofoszforsav, ortoarzénsav, ill. aranyklorid alakban adhatjuk a készítményhez. Más doppolóanyag is használható lényegében ugyanolyan eredménynyel. Cinkklorid megfelelő cinkforrás galliumarzenidbe történő cink diffundáltatásához. A készítmény kib. 50—85 súlyszázalék oldószert tartalmaz, és benne a szilíciumatomok aránya a doppolóatomokhoz képest 1,5 : 1 — 6:1 között lehet, a félvezetőben megkívánt doppolási szinttől függően. Az eoetsavanhidrid mólaránya a tetraetilszilikáthoz képest kb. 1,5 : 1 — 3:1, lehet, előnyösen kb. 2:1 — 2,3 :1 közötti, A doppolóanyag nélküli oldatot ecetsavanhidrid és tetraetilortoszilikát etilalkoholos vagy más oldószeres oldatából 1—8 óra. előnyösen 2—6 óra alatt visszafolyató hűtő és keverés alkalmazásával állítjuk elő. Hogy minél kevesebíi^zenynyezés kerülhessen be a rendszerbe, a visszafolyató hűtőhöz egy szárítócsövet csatlakoztatunk. Az oldószer mennyisége határozza meg a félvezetőn kialakítandó esetleges rétegvastagságot. Például 45 ml tetraetilszilikátot 40 ml ecetsavanhidriddel 200 ml etanolban reagáltatva olyan készítményt kapunk, amellyel közelítőleg 1200 angstrom vastag réteget állíthatunk elő. Ha a készítményt pörgetéssel, szórással vagy merítéssel a félvezető felületére visszük, és az oldószert elpárologtatjuk, akkor doppolt polimer szilícium film válik le, amelyet már 200°C hőmérsékleten SiC>2-dá tudunk alakítani, miközben az illó melléktermékeket, az oldószert és a maradék vizet elűzzük. Az ezután következő kb. • 11O0 °C-os hevítés a doppolóanyag félvezetőbe való diffundáltatásához már szakemberek számárja ismert eljárás. A javasolt felviteli mód a pörgetés, amelyet a szokásos, a fotoreziszt pörgetéses bevonó berendezéssel hajthatunk végre. Erre példa az Industrial Modular Systenus Corporation of Cupertino, California 6604 sz. modellje. A megfelelő pörgetési sebességet a réteg kívánt vastagsága határozza meg, de a kiindulási oldat viszkozitását is tekintetbe kell venni. 1. példa A doppolatlan bázisoldat készítéséhez 45 ml tetraetilortoszilikátot, 40 ml eoetsavanhidridet. 200 ml etanolt keverünk össze egy 50 .ml-es gömbölyű fenekű lombikban, azaz gömblombikban. A teflonnal bevont mágneses keverőfejét behelyezzük, a visszafolyató hűtőt felszereljük, majd keverés közben a lassú visszafolyatás hőmérsékletére melegítjük az elegyet, s ott tartjuk hat órán át. 3,7 g B2 0 3 -t adunk az előbb készített (285 ml) doppolatlan oldathoz, és az elegyet egy éjszakán 5 át melegítjük keverés közben. A tisztított, szennyezéstől mentes szilícium szeletre (4 ohmem, n-típusú) 300 ford/perces, 10 másodpercig tartó pörgetéssel felvisszük a doppolt oldatot. A szeletet 300°C-on hőkezeljük 10 10 percig a fölös oldószer eltávolítása és az előállított oxidréteg tömörítése végett. Ezután a szeleteket diffúziós kemencébe helyezzük, és 30 percig 1100°C-on, N2 atmoszférában hőkezeljük. Az így kezelt szelet felületi el-15 lenállása 8,9 ohm/négyzet, a p—n átmenet mélysége 2,4 mikron és a felületi doppolóanyag-koncentráció 3 X 1020 atom/cm 3 . 20 45 2. példa 7,5 g H3 AsC>4-t adunk az 1. példa szerinti előállított 285 ml doppolatlan oldathoz. Az így kapott oldatot felvisszük egy 10 ohmon ellenállású 25 p-típusú szilícium szeletre, és 120 percig 1150 °C-on, O2 atmoszférában hőkezeljük. A kezelt szeletben az átmenet mélysége 1,9 mikron, a felületi ellenállása 12,3 ohm/négyzet és a felületi koncentráció 2,2 X 1020 atom/cm 3 . 30 3. példa 6 g foszforsavat adunk az 1. példa szerint elő-35 állított 285 ml-nyi doppolatlan oldathoz, és az így kapott oldatot felvisszük egy 10 ohmcm ellenállású p-típusú szilícium szeletre, majd 60 percig, 1150°C-on, 02 atmoszférában hőkezeljük. Az eredményül kapott p—n átmenet mélysége 40 2,8 mikron, a felületi ellenállása 9,0 ohm/négyzet és a felületi koncentráció 2 X 1020 atom/cm 3 . Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás doppolóanyagnak félvezető eszközbe szilárd állapotban való diffundáltatására, melynek során a félvezető eszközt először doppolóanyag-forrással vonjuk be, majd pedig a diffú-50 zió hőmérsékletére hevítjük, azzal jellemezv e, hogy a félvezetőhöz doppolóanyag-forrásként olyan készítményt alkalmazunk, mely oldószert, doppolóanyagot, továbbá tetraetilortoszilikát és ecetsav vagy eoetsavanhidrid reakciótermékét 55 tartalmazza. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy reakciótermékként dietoxiszilíciumdiacetátot tartalmazó anyagot használunk. 60 3- Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy oldószerként etilalkoholt használunk. 4. A megelőző igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási ' módja, azzal jellé-05 m e a v e, hogy doppolóanyag-forrásként bór-,
