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Verfahren zur Herstellung von Drift-Transistoren
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Drift-Transistoren.
Gemäss den bekannten Verfahren besteht die erste Phase der Drift-Transistoren-Herstellung im Wesen darin, dass Platten, die aus einem Element der Spalte IV des Periodensystems, z. B. aus Germanium oder Silizium hergestellt sind, der Einwirkung eines Elementes der Spalte V des Periodensystems bzw. der Einwirkung der Dämpfe eines derartigen Elementes ausgesetzt werden, wobei die Atome dieser Dotierungselemente beiderseitig in die Platte diffundieren und eine-aus der Fachliteratur bereits bekannte - Konzentrationsverteilung zustande bringen. Bei der Herstellung von Drift-Transistoren muss aber an der Emitterseite des Halbleiters eine höhere Konzentration der Dotierungselemente als an der Kollektorseite vorhanden sein.
Zur Erzielung eines entsprechenden Konzentrationsverlaufes wird dann die Kollektorseite dieser Platten durch Schleifen, Ätzen oder durch kombinierte Anwendung der beiden Verfahren bis an die Konzentrationsminimumstelle abgearbeitet. Hienach werden die Plättchen mit entsprechender Abmessung aus der Germaniumplatte ausgeschnitten und an dieselben die die Emitter- und Kollektorlegierungen bildenden Elektroden, bestehend aus einem oder mehreren Elementen der Spalte III des Periodensystems, z. B. aus Indium, Gallium, Aluminium usw. legiert.
Dieses bekannte Verfahren benötigt grossen Aufwand an Arbeit und Material, da ja die Hälfte der Germaniumplatten durch Ätzen oder Schleifen abgearbeitet wird. Darüber hinaus bleibt im Laufe des Ätzens oder Schleifens unsicher, wann das Konzentrationsminimum bzw. diejenige Schicht, deren Konzentration zur Anbringung des Kollektors am günstigsten ist, erreicht wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile.
Erfindungsgemäss wird das gesteckte Ziel dadurch erreicht, dass beim Herstellen von Drift-Transistoren - wobei das Halbleitermaterial der Diffusionseinwirkung eines Dotierungsstoffes ausgesetzt wird-die auf entsprechende Abmessungen zerschnittenen und genau planparallel geschliffenen Germaniumplatten paarweise luftdicht aneinandergedrückt im Diffusionsraum angeordnet und der entsprechenden Diffusionseinwirkung des Dotierungsstoffes, z. B. eines Elementes der Spalte V des Periodensystems, ausgesetzt werden. Auf diese Weise wird erreicht, dass sich bei der Diffusion lediglich die äusseren Oberflächen der beiden Platten mit dem Dampf des Dotierungsstoffes berühren.
Wird einerseits die entsprechende Temperatur und anderseits genau gleiche Plattenstärke gesichert, so entsteht unter allen Umständen an den einander zugekehrten Innenflächen eine erwünschte Tiefe des Konzentrationsminimums. Hienach werden die Plättchen aus dem Diffusionsraum herausgenommen, getrennt und die Oberflächen einer milden Ätzung unterworfen. Sodann werden in an sich bekannter Weise die Kollektor-, bzw. Emitterelektroden durch Legieren mit einem Element oder einer Legierung von Elementen der Spalte III des Periodensystems hergestellt.
Bei einer Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens werden die Platten zur Sicherung des luftdichten Abschlusses in einer reduzierenden oder indifferenten Gasatmosphäre paarweise am Rand verschweiss und in diesem Zustand in den Diffusionsraum gesetzt.
Dieses Verfahren kann tadellos ausgeführt werden, falls die Oberflächen der Platten genau plange- schliffen und poliert sind. Zur Erzielung einer entsprechenden Oberfläche ist es zweckmässig, einen Läppschliff, der bei der Herstellung von Werkzeugmaschinen und auf andern Anwendungsgebieten bekannt ist.
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zu verwenden. In diesem Fall können die randverschweissten Plattenpaare in einem einzigen Arbeitsvorgang auf Halbleiterplättchen mit Endabmessungen zerschnitten werden. Auf diese Weise wird der Arbeitsaufwand auch beim Zerkleinern bedeutend herabgesetzt. Dabei kann aus derselben Germaniummenge etwa die doppelte Quantität von Transistorenplättchen hergestellt werden.
Manchmal ist es zweckmässig. die Ränder der Platten, die beim Verschweissen eventuell überhitzt werden, im voraus auszuschliessen. Trotzdem gestaltet sich der Materialaufwand bedeutend vorteilhafter, als bei den bekannten Verfahren.
Das Verfahren kann sinngemäss in manchen Abänderungen ausgeführt werden. An Hand eines Beispiels wird das Verfahren näher erläutert, wobei die Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt wird.
Beispiel : Als Ausgangsstoff dient ein Germaniumeinkristall mit einer Orientierung (111), welcher auf 0, 4 mm starke Kristallplättchen mit etwa 20 x 15 mm Abmessung zerschnitten wird. Aus diesen werden
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Zur Entfernung der eventuell zurückgebliebenen Suspensionsspuren werden die Kristalle etwa eine halbe Minute lang in Super X - 1114 (Zusammensetzung : 1 RT konzentrierte HNO, l RT 30%igeHO2, 1 RT tige HF und 4 RT Hop) geätzt und nachher neutralisiert und getrocknet. Die endgültige Abmessung beträgt 0. 05-0, 1 mm.
Sodann werden die Kristallplatten in vorbeschriebener Weise paarweise aufeinander gelegt, und in den Diffusionsraum gebracht. Wird als Donatorstoff Arsen verwendet, so beträgt die Zeitdauer der Diffusion etwa 3 - 4 Stunden bei einem Druckvon 10-3 - 10-4 Quecksilbermillimeter und bei einer Temperatur von ungefähr SOOOC. Die Temperatur des das Germanium enthaltenden Raumes wird den Anforderungen der Diffusionseindringtiefe entsprechend eingestellt.
Nach der Beendigung der Diffusion werden aus den Kristallplattenpaaren Platten mit erwünschten Abmessungen und mit spezifischem Widerstand von 30 bis 50 Ohm cm ausgeschnitten, wobei die verschweissten Randstreifen beseitigt werden. Nach einer milden Ätzung der Oberflächen (in heisser alkalischer 5%iger Hydrogenperoxyd-Lösung etwa l Minute lang) werden die Kristallplättchen in Wasser gespült und nach dem Trocknen in an sich bekannter Weise legiert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Drift-Transistoren, wobei der Halbleiterstoff der Diffusionseinwirkung irgendeines Dotierungsstoffes ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterplatten mit ihren zusammengeschliffenen Flächen paarweise zusammengepasst. in den Diffusionsraum gebracht und einer entsprechenden Einwirkung des Dotierungsstoffes ausgesetzt werden.