AT222698B - Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung 
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    sistorenherstellungDas Aluminiumplättchen   wird also,   z. B.   durch Eintauchen in flüssiges Indium von etwa   3500C   unter Ver- wendung einer alkoholischen Lösung von wasserfreiem Zinn-II-Chlorid als Flussmittel mit einem Indium- überzug versehen. 



   Das Verfahren kann so vereinfacht   werden, dass der zweite   Arbeitsgang entfällt, wenn man die früher ! beschriebene Aufkippmethode verwendet. Dieses Verfahren wird zur Herstellung von Halbleitervorrich- tungen mit legierten flächenhaften pn-Übergängen verwendet. Dabei wird vorgeschlagen, dass der Halb- leiterkörper in einer festen Legierungsform angebracht wird, welche einen oder mehrere Kanäle, Rinnen oder sonstigeFührungen aufweist, welche zu den Legieroberflächenbereichen des Halbleiterkörpers   führen,   wobei diese Führungen mit Legiermaterial, z. B. in Form von Pillen, beschickt werden und dieses Legier- material mit der entsprechenden Legierungstemperatur durch Kippen der Legierungsform aus einer für die
Aufnahme vorgesehenen Mulde mit dem Halbleiterkörper in Berührung gebracht wird. 



   Die aus einer Aluminiumfolie ausgestanzten Scheibchen 3 werden, wie aus der Anordnung nach Fig. 2 hervorgeht, in die   Benetzungs- bzw.   Kippform 6, insbesondere unter die Indiumemitterpille 2, gelegt.
Beim Aufheizen in Wasserstoffatmosphäre auf die zum Reduzieren der Oberfläche dienende Temperatur von etwa 600 bis   640 C   umhüllt das geschmolzene Indium der Emitterpille das Scheibchen und löst es mindestens zum Teil auf, während der Rest durch die umgebende Indiummenge vor der Oxydation ge- schützt bleibt. Nach dem Abkühlen auf etwa   300-40 0 C,   wobei die Form in der Wasserstoffatmosphäre verbleibt, kann das Aluminium-Indium-Gemisch auf das Germaniumscheibchen aufgekippt werden. Man erhält eine einwandfreie Benetzung.

   Es hat sich dabei als zweckmässig erwiesen, dass die für den Kipp- vorgang benutzte Form aus Graphit besteht. Nun kann durch Erhöhung der Temperatur die mit dem Alu- minium versetzte Metallpille bis zu der gewünschten Tiefe in den Halbleiterkristall einlegiert werden. 



   Das benetzte, aber noch nicht fertig legierte System kann aber auch aus der Form herausgenommen wer- den, einige Tage gelagert und in einem andem Ofen,   z. B.   einem Durchlaufofen, auf die gewünschte
Eindringtiefe legiert werden. Da bei dem letzten Prozess kein Teil anlegiert zu werden braucht, kann der
Legiervorgang in einer Stickstoffatmosphäre, gegebenenfalls unter Zugabe von Sauerstoff, stattfinden. In dieser nicht   reduzierenden Atmosphäre   kann nämlich das Indium des Emitters und gegebenenfalls auch das des Kollektors nicht verlaufen, da es durch eine bei Lagerung an Luft oder durch Sauerstoffreste im Stick- stoff bedingte Oxydhaut zusammengehalten wird, so dass keine Formen zur Begrenzung notwendig sind. 



   Nach dem zuletzt beschriebenen Verfahren des Zusammenlegierens einer Indiumpille mit einer mit
Indium   überzogenen Aluminiumscheibe   können mit Aluminium versetzte Indiumpillen hergestellt werden, die auch noch nach Lagern an Luft beim Legieren in Wasserstoffatmosphäre eine einwandfreie Benetzung des Germaniums ergeben. 



   Es zeigt sich, dass eine Zugabe von etwa 0,   70/0   Aluminium zum Indium ausreichend ist, um die ge- wünschte Verbesserung der Emitterergiebigkeit bzw. des Emitterwirkungsgrades zu erhalten. Mit dem er- findungsgemässen Verfahren, bei dem das Aluminium feinverteilt im Indium vorliegt, und durch das lang- same Legieren im Durchlaufofen   (dasEinlegieren   auf die gewünschte Eindringtiefe ist ein im Ausführungs- beispiel etwa   fünfstündiger Vorgang,   um planparallele Übergänge zu erhalten) kann ein sehr hoher Anteil von Aluminium in die Rekristallisationsschicht eingebaut werden. 



   Selbstverständlich kann in Abänderung des oben beschriebenen Verfahrens statt Indium zur Benetzung des Germaniums und/oder des Aluminiums auch Blei oder Zinn verwendet werden. 



   Um durchgehend ebene pn-Übergänge zu erhalten, ist es ausserdem günstig, wenn die Oberfläche der zur Legierung gelangenden Germaniumscheibchen sehr genau in der 111-Kristallebene liegt. 



   In Fig. 3 ist ein Transistor dargestellt, bei dem in das Germaniumscheibchen 8, das einen spezifi- schen Widerstand von etwa 3 bis 8 Ohm. cm aufweist, der Emitter 9 nach dem erfindungsgemässen Ver- fahren einlegiert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Emitterpille aus Indium, in dem etwa
0,   5-1 Gew.-%   Aluminium gelöst sind. Der Anteil des Aluminiums kann für bestimmte Anwendungsgebiete auch entsprechend höher oder tiefer liegen. Auch die Kollektorelektrode 10 kann nach dem erfindungsgemässen Verfahren einlegiert sein. Der Kollektorübergang kann aber auch in bekannter Weise durch Einlegieren einer   Indiumpille   In den Halbleiterkörper hergestellt werden. Die Basiselektrode 11 umgibt die Emitterelektrode   z. B.   ringförmig. 



   Auch Gleichrichter oderEmitter von Vierschichtdioden können nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden. Allgemein lässt sich das Verfahren bei allen legierten Bauelementen, bei denen eine hochdotierte Rekristallisationszone oder eine grosse Eindringtiefe erwünscht ist, mit Vorteil anwenden. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist ausserdem nicht auf Germanium beschränkt, sondern kann in analoger Weise auch bei andern Halbleiterkörpem, wie Silizium oder Verbindungen von Elementen der III. und V. Gruppe des periodischen Systems angewendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, insbesondere eines Transistors, mit einem einseitig hochdotierten pn-Übergang in einem vorzugsweise aus Germanium bestehenden Einkristall, bei dem Aluminium in eine aus einem den Einkristall benetzenden Metall, wie z. B. Indium, Blei oder Zinn bestehende Pille und den Einkristall einlegiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem benetzenden Metall bestehende Pille (2) in den Einkristall (1) einlegiert, ein mit dem benetzenden Metall überzogenes Aluminiumplättchen (3) auf die Metallpille (2) aufgelegt und in die Metallpille (2) und dann in den Einkristall (1) in an sich bekannterweise in einer reduzierendenGasatmosphäre einlegiert wird (Fig. l).

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem benetzenden Metall überzogene Aluminiumplättchen (3) zuerst mit der Metallpille (2) legiert und diese mit dem Aluminium versetzte Metallpille dann in den Einkristall (1) einlegiert wird (Fig. 2).

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einkristall (1) durch die mit dem Aluminium versetzte Metallpille in einer reduzierenden Atmosphäre benetzt wird und dann in einer nicht reduzierenden Atmosphäre, insbesondere einer Stickstoffatmosphäre, gegebenenfalls unter Zusatz von Sauerstoff, in den Einkristall einlegiert wird.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer aus Indium bestehenden Emitterpille (9) etwa 0, 1-5 Gew.- o Aluminium gelöst werden.