CS214212B1 - Způsob výroby Schottkyho kontaktu - Google Patents

Abstract

Způsob výroby Schottkyho kontaktu, při kterém se působí doutnavým výbojem s výhodou' o frekvenci 13,56 MHz na výchozí plynnou látku obecného vzorce A, B, AB, BC, AC nebo ABC, kde symbol Λ značí látku obecného vzor ce xnYm> v níž X představuje atom dusíku, síry nebo uhlíku, Y značí atom fluoru nebo vodík a m a n jsou přirozená čísla o hodno tě m v rozmezí 1 až 2 a o hodnotě n v roz mezí 1 až 10, symbol B znamená látku obec ného vzorce xnYln> kde X má význam uvedený výše, Y je vodík nebo halogen a m a n jsou přirozená čísla celá o hodnotě m rovné 2 až 6 a o hodnotě n rovné 1 až 5, a symbol C značí argon, dusík, kyslík, vodík nebo směs dvou až čtyř těchto látek.

Description

1 214212

Vynález se týká způsobu výroby Schottkyho kontaktu, to jest přechodu kov - polovodič, kte-rý při průchodu elektrického proudu projevuje usměrňující účinek.

Ve světové technice je známo využívání Schottkyho kontaktu k výrobě součástek v oboruelektroniky. Schottkyho kontakt je používán například při výrobě slunečních baterií pro pří-mou přeměnu sluneční energie na energii elektrickou, přičemž u baterií vytváří vnitřní elektrické pole, které je nutné k odděleni kladných a záporných nositelů elektrického proudu, genero-vaných dopadajícím slunečním zářením. Hlavním požadavkem na Schottkyho kontakt je vysoká po-tenciálová bariera na přechodu kov - polovodič, vysoká elektrická vodivost,.propustnost prosluneční záření a jednoduchá výroba. V souvislosti s těmito požadavky se v poslední době obrátila pozornost na možnost použitíamorfního křemíku a.Si připraveného buň v doutnavém výboji rozkladem sílánu SiH4 nebo reaktivněrozprašovaného ve vodíkové atmosféře. Amorfní křemík získaný tímto způsobem má řadu výhodnýchfyzikálních vlastnosti zejména optických, které umožňují jeho rozsáhlé uplatnění při výrobělevných velkoplošných slunečních baterií vhodných pro využiti v pozemských podmínkách (C. R.Wronski, D. E. Carlson: Proč, int. conf. amorphous and liquid semiconductors, Edinburgh 1977,University of Edinburgh /1977/452). Sluneční baterie na bázi amorfního křemíku lze vyráběti na bázi PN přechodu, MIS struktury a dalších.

Schottkyho kontakt na amorfním křemíku byl až do současné doby připravován napařovánímkovového kontaktu na povrchu amorfního křemíku, ačkoliv pro jeho výrobu je možno využívat inaprašovánl. Napařovací technikou (C. Π, Wronski: Proč. 9th Conf. solid statě devices Tpkyo/1977/299; dále D. E. Carlson, C. R. Wronski: RCA Review 38 /1977/ 211) se dosáhne nejlepšíchvlastností na přechodu Au-a»Si s termicky napařovaným zlateiA ve vakuu 1,33 . 10 ''pa a na pře-chodu Pt-a.Si s platinou napařenou elektronovým svazkem (Physical vapor deposition; Aircolne., USA 1976) .

Stěžejním nedostatkem dosud známých a používaných způsobů, kterými se kovové materiálynanáší na povrch amorfního křemíku je nutnost, aby k tomu účelu byly používány drahé kovy.

Proto tuto metodu není možno používat pro výrobu baterií o velké užitné ploše. Další, a ne-zanedbatelnou nevýhodou je nutnost provádění postupu jako vícestupňového, při kterem se nej-dříve v komoře pro doutnavý výboj připraví vrstva amorfního křemíku, na to se soustava se sní-ženým tlakem otevře vůči běžnému atmosferickému tlaku, načež vytvořená vrstva se přenese donapařovacího nebo naprašovaciho zařízení pro přípravu kovového kontaktu. Přirozeným důsled-kem tohoto složitého postupu je, že povrch amorfního křemíku reaguje s okolní atmosférou, azískané elektrické vlastnosti výsledné tenkovestvé struktury lze jen špatně reprodukovat (M.Tanielien, M. Chatani, H. Fritzsche a. d.: Proč. int. conf. amorphous and liquid semiconductorsCambridge, USA 1979). Při výzkumu dalších možných způsobů výroby Schottkyho kontaktů došlo se k poznatku, želze připravit materiály s vysokou elektrickou vodivostí, které na povrchu některých polovodi-čů tvoří vyšší potenciálové bariery. Jsou to například polymer (SN)^ vyrobitelný sublimací(C. M. Mikulski a d.: Inorganic Chemistry 15(1976) 2943, dále R. A. Scranton a d.: Appl.

Phys. Lett.29(1976) 47) atd. Materiály na bázi síry a dusíku lze připravit také v doutnavém 21421 2 výboji rozkladem sirovodíku a dusíku (V. Šmíd a d.: Bull.APS 24 /1979/ 243). Dalším známýmelektrickým vodivým systémem je například polymer (0Η)χ (D. M. Grant, L. P. Batra: Solidstatě Communications 29 /1979/ 225).

Je také znám způsob výroby heteropřechodu mezi vrstvami o tlouštce 0,15 až 100yum, přikterém se na výchozí plyny působí doutnavým výbojem; výchozí plyny jsou na bázi chalkogenníhoprvku. Dosud nebyla ale známa výrobní metoda pro přípravu Schottkyho kontaktu o tlouštcevrstvy 0,01 - 0,14 yum z plynných látek, při které se použije doutnavého výboje.

Nevýhody dosud známých způsobu výroby Schottkyho kontaktu se podařilo odstranit postu-pem podle tohoto vynálezu, jehož předmětem je způsob výroby Schottkyho kontaktu o tlouštcevrstvy v rozmezí 0,01 až 0,14 yum, při kterém se na plynnou výchozí látku působí doutnavým vý-bojem s výhodou o frekvenci 13,56 MHz.

Podstatou vynálezu je pracovní postup, při kterém se doutnavým výbojem působí na plynobecného vzorce Λ, B, AB, AC, BC nebo ABC, kde symbol A značí látku obecného vzorce xxYm>v níž X představuje atom dusíku, síry nebo uhlíku, Y značí atom fluoru nebo vodíku a m a njsou přirozená čísla o hodnotě m v rozmezí 1 až 2 a o hodnotě n v rozmezí 1 až 10, symbol Bznamená látku obecného vzorce χη'*'Γηι kde X má význam uvedený výše, Y je vodík nebo halogena m a n jsou přirozená čísla celá o hodnotě m rovné 2 až 6 a o hodnotě n rovné 1 až 5, asymbol C značí argon, dusík, kyslík, vodík, vodík nebo směs dvou až čtyř těchto látek. Výhodou postupu podle vynálezu je možnost přípravy Schottkyho kontaktu, bez použití dra-hých kovů, což podstatně snižuje výrobní náklady. Předností postupu je také práce v uzřivřeriesoustavě za stálého tlaku, jehož hodnotu lze předem nastavit a potom podle potřeby upravovataniž by bylo zapotřebí vakuum resp. snížený tlak v pracovní aparatuře rušit, a pracovní pro-stor učinit přístupným vnější atmosféře. Předností tohoto řešení jsou zřejmé z následujících příkladu provedení, které objasňujípodstatu vynálezu aniž by ho jakýmkoliv způsobem omezovaly. Přiklad 1

Do reakční komory na doutnavý výboj s vnitřním tlakem 0,01 Pa, v níž jsou podložky amorfniho křemíku pro přípravu Schottkyho kontaktu se přivede směs sirovodíku a dusíku v molekulárním poměru 1 : 2, až tlak v reakční komoře dostoupí hodnoty 200 Pa. Na to se při frekvenci13,56 MHz uvede v činnost doutnavý výboj, jehož působením dojde ve volném prostoru reakčníkomory a na stěnách vystavených doutnavému výboji k reakci mezi jednotlivými plynnými složka-mi. Po dvou hodinách práce se vytvoří vrstva Schottkyho kontaktu o tlouštce 0,04/ím. Příklad 2 -9

Do reakční komory, v níž je tlak snížen na hodnotu 10 Pa a v niž se nacházejí podložkyamorfní slitiny na bázi křemík - germanium - vodík se přivede směs argonu, sirovodíku a čpav-ku o poměru 5:1:3. Pro přípravu vrstvy o tlouštce cca 0,1yum složené ze síry, vodíku adusíku se na dobu 2 1/2 hodiny zapne doutnavý výboj při tlaku 300 Pa.

Claims (1)

1. 3 214212 Příklad 3 Do reakční komory, v níž je tlak snížen na hodnotu 10 Pa, a ve které jsou uloženy pod-ložky z krystalického křemíku se přivede směs plynného fluoridu síry Sř'4, čpavku a kyslíku vpoměru 90 : 9,5 : 0,5, přičemž se tlak v komoře udržuje na hodnotě 10 Pa. Působením doutnavé-ho výboje po dobu cca 1 hodiny se získá Schottkyho vrstva o tlouštce cca 0,02/tm. Příklad 4 Do reakční komory, v níž je snížený tlak 10 3 Pa a která obsahuje podložky polovodičegaliumarsenidu se přivede směs acetylenu a vodíku v poměru 50 : 50. Při tlaku 1 Pa se na tjobu2 hodin zapne doutnavý výboj, jehož působením dojde ke vzniku vrstvy na bázi uhlík - vodík vprostoru komory a k vytvoření nánosu na připravených podložkách. Při době působení cca 2 ho-dinového doutnavého výboje vznikne 'Vrstva Schottkyho kontaktu o tlouštce cca 0,1 um. PŘED .4 E T VYNÁLEZU Způsob výroby Schottkyho kontaktu o tlouštce vrstvy v rozmezí 0,01 až0,14/im, při kte- rém se na plynnou výchozí látku působí doutnavým výbojem, s výhodou o frekvenci 13,56 MHz,vyznačený tím, že doutnavým výbojem se působí na plyn obecného vzorce A, B, AB, AC, BC neboABC, k'de symbol A značí látku obecného vzorce xnYm, v níž X představuje atom dusíku, síry nebouhlíku, Y značí atom fluoru nebo vodík a in a n jsou přirozená čísla o hodnotě m v rozmezí1 až 2 a o hodnotě n v rozmezí 1 až 10, symbol 3 znamená látku obecného vzorce xnYm, kde xmá výše uvedený význam, Y je vodík nebo halogen a m a n jsou přirozená čísla celá o hodnotěm rovné 2 až 6 a o hodnotě n rovné 1 až 5, a symbol C značí argon, dusík, kyslík, vodík nebosměs dvou až čtyř těchto—látek. Vytiskly Moravské tiskařské závody, provoz 12, Leninova 21, Olomouc Cena: 2,40 K čs