AT213963B - Verfahren zur Herstellung von Elektrodenmaterial für halbleitende Vorrichtungen - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Elektrodenmaterial für halbleitende Vorrichtungen 
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Elektrodenmaterial für halbleitende Vorrichtungen, wie z. B. Transistoren und Dioden, das ein Grundmaterial und Bor enthält. Unter der Bezeichnung Grundmaterial ist im vorliegenden Fall einWerkstoff zu verstehen, insbesondere ein Metall oder eine Legierung, das beim Aufschmelzen auf einen Körper aus halbleitendem Material, das aus einem oder den beiden Elementen der vierten Gruppe des periodischen Systems mit der Atomzahl 14 und 32, namentlich Germanium und/oder Silizium, besteht, bei einer geeigneten Temperatur nur einen beschränkten Teil des halbleitenden Materials auflöst, und während der anschliessenden Abkühlung eine segregierte Schicht dieses halbleitenden Materials auf dem ursprünglichen Kristallgitter des Körpers bildet.

   



  Diese   segregierte   Schicht kann inzwischen aktive Verunreinigungen, die ihre Leitfähigkeit und/oder ihren Leitfähigkeitstyp bestimmen, aus dem Grundmaterial aufgenommen haben. Bekannte Grundmaterialien sind z. B. Indium, Blei, Zinn und Wismut zum Aufschmelzen auf Germanium, und Aluminium oder Gold zum Aufschmelzen auf Silizium sowie Legierungen dieser Elemente. 



   Im vorliegenden Fall hat die segregierte Schicht dabei eine sehr hohe Konzentration am Akzeptor Bor, so dass sie p-Leitfähigkeit mit einem sehr geringen spezifischen Widerstand hat. 



   Die Erfindung zielt unter anderem darauf ab, ein solches Elektrodenmaterial auf einfache und zweckmässige Weise herzustellen. 



   Nach der Erfindung wird zu diesem Zweck einer Schmelze des Grundmaterials Bor in Form eines Borids beigegeben. Das Borid braucht nicht ausschliesslich ein Borid eines einzigen Elementes zu sein, sondern kann auch ein Borid von mehr als einem Element oder einen Mischkristall von zwei oder mehr als zwei Boriden darstellen. Es hat sich dabei gezeigt, dass Boride im allgemeinen leicht mit dem geschmolzenen Grundmaterial legieren. 



   Unter Legieren ist im vorliegenden Fall nicht nur das Bilden einer aus einer einzigen Phase bestehenden Legierung, sondern auch die Bildung einer aus zwei oder mehr als zwei Phasen bestehenden Legierung zu verstehen. Es ist nämlich nicht ausgeschlossen und sogar bei hohen Borkonzentrationen wahrscheinlich, dass ein Teil des hinzugefügten Bors beim Erstarren in einer gesonderten Phase aufgenommen wird. 



   Das Bor wird zweckmässig in Form eines Borids der Elemente mit den Atomzahlen   23 - 28   der dritten Reihe des periodischen Systems, namentlich der Elemente Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt und Nickel, zugesetzt. Diese Boride sind leicht löslich in den üblichen Grundmaterialien, insbesondere in Aluminium. Die Boride FeB und   CrB2   haben sich als sehr geeignet erwiesen. Das Bor kann in Form eines Borids eines bereits im Grundmaterial vorhandenen Elementes beigegeben werden. Dies hat den Vorteil, dass auf diese Weise ausschliesslich Bor als neues Element dem Grundmaterial hinzugefügt und kein Element eingeführt wird, das später, bei der Herstellung einer Elektrode, die elektrischen Eigenschaften dieser Elektrode gegebenenfalls beeinträchtigen könnte. 



   Es hat sich gezeigt, dass die dem Grundmaterial als Borid zugesetzte Menge Bor nicht kritisch ist. Sie kann innerhalb weiter Grenzen gewählt werden. Eine 0,02   Atom-%   an Bor entsprechende Menge in bezug auf die Menge Grundmaterial genügt bereits, um die elektrischen Eigenschaften der aus dem Elektrodenmaterial hergestellten Elektroden zu verbessern. In der Praxis wird man aber zweckmässig eine grössere 

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 Menge Borid wählen, z. B.   0,     1 - 2,   5   Atom -0/0   an Bor entsprechend, in bezug auf die Menge Grundmaterial. Dies schliesst nicht aus, dass auch höhere Prozentsätze gut anwendbar   sein' < önnen.   



   Die Erfindung wird an Hand einiger Beispiele näher erläutert. 



     Beispiel 1 : 18 Ufo   Bor enthaltendes, im wesentlichen aus FeB bestehendes pulverförmiges Eisenborid in einer Menge von 110 mg wurde in ein einseitig geschlossenes Rohr aus reinem Aluminium mit einem Gewicht von 2 g eingeführt. Das Rohr wurde anschliessend an seinem offenen Ende um das Ende eines Wolframstabes. herumgeklemmt. 



   In einem aus Aluminiumoxyd bestehenden Tiegel wurden 48 g reines Aluminium eingeführt, und es wurde in einem aus 70   Vol.-%   Stickstoff und 30   Volt -'10   Wasserstoff bestehenden Mischgas bis zu einer Temperatur von 13000 C erhitzt. 



   Anschliessend wurde das Rohr am Wolframstab in die Schmelze eingetaucht. Das Aluminiumrohr schmolz und das Borid legierte mit dem Aluminium. 



   Der Wolframstab wurde anschliessend aus der Schmelze entfernt, und letztere erstarrte bei der Abkühlung. 



   In bezug auf die Gesamtmenge Aluminium betrug die Menge beigegebenes Eisen 0, 18   Gew. -'10   und die Menge beigegebenes Bor 0,04 Gew.-%, was zirka 0, 1 Atom-% Bor entspricht. 



   Das erhaltene Elektrodenmaterial kann auf übliche Weise in Form einer   dünnen Platte   ausgewalzt werden, und aus dieser Platte lassen sich Scheiben stanzen zur Herstellung von Elektroden auf Siliziumkörpern durch Auflegieren. 



   Auf entsprechende Weise wurde ein Elektrodenmaterial dadurch hergestellt, dass 280 mg des Eisenborids bei einer Temperatur von 14000 C einer Schmelze von insgesamt 50 g aus reinem Aluminium hinzugefügt wurden, wobei dem Aluminium also zirka 0, 1   Gel.-%   oder zirka 0,25 Atom-% Bor beigegeben war. 



   Beispiel 2: Auf ähnliche Weise wie im Beispiel 1 wurden 170 mg Chromboridpulver mit einem Borgehalt von 29   Gew. -0/0,   welches Pulver im wesentlichen aus   CtB, bestand,   mit 50 g reinem Aluminium bei 14000 C legiert. Der Prozentsatz des dem Aluminium beigegebenen Bors betrug dabei zirka 0, 1   Gew.-%   oder 0,25 Atom-%. Das erhaltene Elektrodenmaterial eignet sich zur Herstellung von Elektroden auf Siliziumkörpern durch Auflegieren. 



   Beispiel 3 : Auf ähnliche Weise wie in den vorangehenden Beispielen wurden 120 mg AluminiumBoridpulver von der Formel    AIB12   mit 50 g reinem Aluminium bei 14000 C legiert. Der Prozentsatz des dem Aluminium beigegebenen Bors betrug dabei zirka   0, 1 Gew. -'10   oder zirka 0, 25 Atom-% der Gesamtmenge Aluminium. Das erhaltene Elektrodenmaterial enthielt ausschliesslich die Elemente Aluminium und Bor und eignet sich zur Herstellung von Elektroden auf Siliziumkörpern durch Auflegieren. 



   Statt der in den Beispielen erwähnten Boride sind dem Aluminium auch andere Boride, wie   z. B.   



  BaB6, Mg3B2, LaB6, VB2 und NiB, beigegeben worden. 



   Obgleich die Beispiele insbesondere das Aluminium als Grundmaterial erwähnen, ist die Erfindung nicht auf dieses Grundmaterial oder auf eines der andern in der Beschreibung genannten Grundmaterialien beschränkt. Weiter braucht das Grundmaterial nicht aus einem einzigen Element zu bestehen, sondern kann auch eine Legierung von mehreren Elementen sein. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Herstellung von Elektrodenmaterial für halbleitende Vorrichtungen, z. B. Transistoren oder Dioden, das ein Grundmaterial und Bor enthält, dadurch gekennzeichnet, dass einer Schmelze des Grundmaterials Bor in Form von mindestens einem Borid beigegeben wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das Bor in Form von mindestens einem der Boride der Elemente von der Atomzahl 23 - 28 der dritten Reihe des periodischen Systems, namentlich der Elemente Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt und Nickel, oder in Form von mindestens einem Mischkristall dieser Boride beigegeben wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bor in Form vonFeBbeigegeben wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bor in Form von CrB2 beigegeben wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bor in Form von mindestens einem Borid eines bereits im Grundmaterial vorhandenen Elementes beigegeben wird. <Desc/Clms Page number 3>

   6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmaterial in an sich bekannter Weise mindestens im wesentlichen aus Aluminium besteht.