CS252328B1 - Glassy crystalline alkali-free substance with high content of antimony - Google Patents

Glassy crystalline alkali-free substance with high content of antimony Download PDF

Info

Publication number
CS252328B1
CS252328B1 CS862158A CS215886A CS252328B1 CS 252328 B1 CS252328 B1 CS 252328B1 CS 862158 A CS862158 A CS 862158A CS 215886 A CS215886 A CS 215886A CS 252328 B1 CS252328 B1 CS 252328B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
antimony
glass
oxide
glassy crystalline
crystalline
Prior art date
Application number
CS862158A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS215886A1 (en
Inventor
Petr Exnar
Original Assignee
Petr Exnar
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Petr Exnar filed Critical Petr Exnar
Priority to CS862158A priority Critical patent/CS252328B1/en
Publication of CS215886A1 publication Critical patent/CS215886A1/en
Publication of CS252328B1 publication Critical patent/CS252328B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/0036Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Řešení se týká skelně krystalické bezalkalické hmoty s vysokým obsahem antimonu, vhodné při výrobě polovodičů pro mikroelektroniku, a to jako dopontový zdroj antimonu. Skelně krystalická hmota má schopnost uvolňovat entimon při teplotách 600 aš 1 200 °C. Skelně krystalická bezalkalická hmota obsahuje v hmotnostní koncentraci 15 až 30 56 oxidu antlmoničného SbgO^, 30 a£ 40 (É nejméně jednoho oxidu ze skupiny zahrnující oxid hořečnatý MgO, vápenatý CaO, strontnatý SrO a barnatý BaO, dále 15 až 30 % oxidu křemičitého SiOg, 5 aš 10 % oxidu hlinitého AlgOj a 2 eš 15 % oxidu titaničitého.The solution relates to glass-crystalline high-content alkaline matter antimony, suitable for the manufacture of semiconductors for microelectronics, as dopon an antimony source. Glass-crystalline matter has the ability to release entimon at temperatures of 600 to 1200 ° C. Glass-crystalline the alkali-free mass contains by weight a concentration of 15 to 30 56 antioxidant oxides SbgO 2, 30 and £ 40 (at least one oxide from the group consisting of oxide magnesium MgO, calcium CaO, strontium SrO and barium BaO, further 15 to 30% oxide SiO 2, 5 to 10% alumina AlgOj and 2 to 15% titanium dioxide.

Description

Vynález se týká skelně krystalické bezalkalické hmoty s vysokým obsahem antimonu Sb, které je zvláště vhodné při výrobě mikroelektroniky, a to jako dopantový zdroj antimonu Sb.The present invention relates to a glassy crystalline alkali-free mass with a high antimony Sb content, which is particularly suitable for the production of microelectronics as a dopant source of antimony Sb.

Při výi-obě polovodičů pro mikroelektroniku, zejména např. na bázi monokrystalu kovového křemíku Si, se používá dopantů, tj. látek, které umožňuji polovodivost křemíkových ,1 součástek. Jeko dopantů se využívá různých látek, mimo jiné i antimonu Sb. Dopování se provádí různými metodami, např. iontovou implantací, která je sice spolehlivá, ale velmi nákladná.In the choice of semiconductors for microelectronics, in particular for example based on a single silicon metal silicon Si, dopants, i.e. substances which allow the semiconductivity of the silicon, to be used, are used. A variety of substances are used as dopants, including antimony Sb. Doping is accomplished by various methods, such as ion implantation, which is reliable but very costly.

LevnějSí a dostupněji! je metoda využívající dopantových zdrojů. Jaou známy různá typy těchto iontových zdrojů, určených k uvolňování určité látky např. boru B, kde dopantový zdroj je na bázi sklokeramiky, nebo fosforu P, kde dopantový zdroj je na bázi keramiky. U těchto dopantových zdrojů je jedním z nezbytných předpokladů limitní dodržení obsahu látek, hlavně těkavých, jejichž přítomnost znehodnocuje funkční vlastnosti výrobku. Dostupné literatura uvádí maximální přítomnost těchto látek v setinách až tisícinách % hmotnostní koncentrace. Jsou to nejen alkálie, olovo Pb, ale i jiné látky, kterých je možno využít k dopování pro jiný druh polovodičů, jako je arsen As, fosfor P, bor B apod., a dále jsou to i běžné nečistoty ve sklářských surovinách, např. železo Pe, nikl Ni, cobalt Co, měň Cu apod.Cheaper and more affordable! is a method using dopant resources. Various types of these ion sources are known to release a particular substance, e.g. boron B, where the dopant source is based on glass ceramic, or phosphorus P, where the dopant source is based on ceramic. For these dopant sources, one of the prerequisites for this is a limit compliance with the content of substances, especially volatile substances, whose presence undermines the functional properties of the product. Available literature indicates the maximum presence of these substances in hundredths to thousandsths of a weight concentration. These are not only alkali, lead Pb, but also other substances that can be used for doping for other types of semiconductors, such as arsenic As, phosphorus P, boron B and the like. iron Pe, nickel Ni, cobalt Co, copper Cu etc.

V dostupné odborné a patentové literatuře neni dosud obdobná skelně krystalická hmota s vysokým obsahem antimonu Sb známa. V patentu USA č. 2 863 782 je sice uvedeno sklo s ohsa hem 40 až 90 % hmotnostní koncentrace oxidu antimonitého SbgO^, které věak obsahuje- současně delší těkavé prvky, jako jsou alkálie, oxid arsenitý AsgO^ a olovnatý PbO. Teplote měknutí tohoto skla je nízká, kolem 300 °C a sklo se uplatňuje jako speciální pájka. Tento typ skle sice obsahuje vysoké množství entimonu Sb, ale z výěe uvedených hledisek je pro použití dopantového zdroje naprosto nevhodný.A similar glassy crystalline mass with a high antimony Sb content is not known in the available scientific and patent literature. Indeed, U.S. Pat. No. 2,863,782 discloses glass having a concentration of 40-90% by weight of antimony trioxide concentration SbgO4, which however also contains longer volatile elements such as alkali, arsenic oxide AsgO2 and lead PbO. The softening temperature of this glass is low, around 300 ° C and the glass is used as a special solder. Although this type of glass contains a high amount of entimonone Sb, it is absolutely unsuitable for use of the dopant source from the above mentioned points of view.

Uvedená nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u skelně krystalické hmoty podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že skelně krystalická hmota obsahuje v hmotnostní koncentraci 15 až 30 % oxidu antimoničnáho SbgOj, 30 až 40 % nejméně jednoho oxidu ze skupiny zahrnující oxid hořečnatý MgO, oxid vápenatý GaO, oxid strontnatý SrO a oxid bsrnetý BaO, dále 15 až 30 % oxidu křemičitého SiO^, 5 až 10 % oxidu hlinitého AlgO^ a 2 až 15 % oxidu titaničitého TiO^.These disadvantages are eliminated or substantially reduced in the glassy crystalline mass according to the invention, characterized in that the glassy crystalline mass contains 15 to 30% by weight antimony oxide SbgO 3, 30 to 40% by weight of at least one of MgO, calcium oxide GaO, strontium oxide SrO and barium oxide BaO, 15 to 30% SiO 2, 5 to 10% Al 2 O 4 and 2 to 15% TiO 2.

Skelně krystalická bezalkalické hmota podle vynálezu má vysokou teplotu tání a rovněž vysokou teplotu měknutí, která dovoluje její použití až do teplot 1 200 až 1 300 °C, podle rozsahu složení. Teplota měknutí v podstatě představuje maximální teplotu použití. Skelně krystalická hmota podle vynálezu má schopnost uvolňovat antimon Sb při teplotách 600 až 1 200 °C. Rozsah jejího složení při dodržení technologického postupu zamlčuje vysokou mechanickou pevnost při přípravě destiček dopantových zdrojů.The glassy crystalline alkali-free mass according to the invention has a high melting point as well as a high softening point which allows its use up to temperatures of 1200 to 1300 ° C, depending on the composition range. The softening point is essentially the maximum temperature of use. The glassy crystalline mass of the invention has the ability to release antimony Sb at temperatures of 600 to 1200 ° C. The extent of its composition, while adhering to the technological procedure, conceals the high mechanical strength in the preparation of dopant source plates.

Dále jsou uvedeny dva příklady chemického složení skelně krystalické hmoty podle vynálezu. Všechny procentuální údaje jsou vyjádřené v hmotnostní koncentraci.The following are two examples of the chemical composition of the glassy crystalline mass of the present invention. All percentages are expressed in weight concentration.

T e b u 1 k eT e b u 1 k e

Složky (%) Folders (%) Přiklad 1 Example 1 Příklad 2 Example 2 oxid antimoničitý SbgO^ antimony dioxide SbgO4 29,6 29.6 18,0 18.0 oxid hořečnatý MgO magnesium oxide MgO 4,5 4,5 oxid vápenatý CaO calcium oxide CaO 10,2 10.2 oxid strontnetý SrO strontium oxide SrO 6-j2 6-j2 oxid barnatý BaO barium oxide BaO 28,0 28.0 25,6 25.6 oxid křemičitý SiOg SiO2 19,2 19.2 26,7 26.7 oxid hlinitý AljO^ alumina 9,3 9.3 5,7 5.7 oxid titaničitý TiOg titanium dioxide TiOg 3,7 3.7 13,3 13.3

Tabulka pokračování Continuation table Složky (%) Folders (%) Příklad 1 Example 1 Příklad 2 Example 2 koeficient délkové teplotní roztaž- linear thermal expansion coefficient- nosti PÍ-20 e2 300 oc . 106 (K 1)of the company PÍ- 20 e2 300 o c . 10 6 (K 1 ) 8,59 8.59 7,12 7.12 teplote měknutí (°C) softening temperature (° C) 1 320 1 320 1 170 1 170 teplote tání (°C) melting point (° C) 1 400 1 400 1 260 1 260

Vlastní příprava skelně krystalické hmoty podle vynálezu probíhá tak, že nejprve je utaveno sklo daného chemického složení, přičemž je nutno používat surovin, které se obvykle používají pro skla určená pro mikroelektroniku nebo surovin, které mají podobnou čistotu. Sklo se taví v platinovém kelímku při teplotách 1 350 až 1 600 °C v silně oxidační atmosféře, protože podmínkou úspěšné přípravy je udržení antimonu Sb ve sklovině ve formě oxidu antimoničného SbgO^. Pokud by došlo k částečné redukci, vzniklý oxid antimonitý SbgOj ze skloviny rychle vytéká. Po utavení je sklovina vylita do bločku. Odlité sklo je dále tepelně zpracováno běžným způsobem při teplotách 800 až 1 250 °C po dobu potřebnou k dokonalé krystalizaci. Po tepelném zpracování dojde k přeměně skla im skelně krystalický materiál, výhodných vlastností pro dopantový zdroj.The preparation of the glassy crystalline mass according to the invention is effected by first melting the glass of a given chemical composition, using the raw materials usually used for glass intended for microelectronics or the raw materials of similar purity. The glass is melted in a platinum crucible at temperatures of 1350 to 1600 ° C in a strongly oxidizing atmosphere, since the precondition for successful preparation is to maintain the antimony Sb in the glass as antimony oxide SbgO ^. Should a partial reduction occur, the resulting antimony trioxide SbgOj flows rapidly out of the glass. After melting, the glass is poured into a block. The cast glass is further heat treated in a conventional manner at temperatures of 800 to 1250 ° C for the time required for perfect crystallization. After the heat treatment, the glass is transformed into a glassy crystalline material having advantageous properties for the dopant source.

Z bločku skelně krystalické hmoty se nařežou destičky, např. o průměru 5 až 12 cm a tlouštky 2 mm. Tyto dopantové destičky se střídavě vkládají mezi destičky monokrystalického křemíku Si a společně se uloží do elektrické pece, kde probíhá tepelné zpracování v řízené atmosféře, při kterém dojde k uvolňování antimonu Sb z dopantové destičky a z jeho přenosu na křemíkový monokrystal. Tim se křemíková destička stává polovodivou. Skelně krystalické hmoty podle vynálezu Je možno využít i v jiných oblastech, např. při rekalibrování rentgenových analytických přístrojů.Plates such as 5-12 cm in diameter and 2 mm in thickness are cut from the glassy crystalline mass. These dopant platelets are alternately interposed between monocrystalline silicon platelets Si and are placed together in an electric furnace where heat treatment is conducted in a controlled atmosphere to release antimony Sb from the dopant platelet and transfer it to the silicon single crystal. Thus, the silicon wafer becomes semiconductive. The glassy crystalline compositions according to the invention can also be used in other fields, for example in the recalibration of X-ray analytical instruments.

Claims (1)

Skelně krystalická bezalkalická hmota s vysokým obsahem antimonu Sb, vyznačená tím,Glassy crystalline alkali-free material with a high antimony Sb content, characterized by: Že obsahuje v hmotnostní koncentraci 15 až 30 % oxidu antimoničného SbjO^i 30 až 40 % nejméně jednoho oxidu ze skupiny zahrnující oxid hořečnatý MgO, oxid vápenatý CaO, oxid strontnatý SrO a oxid barnatý SaO, dále 15 sž 30 % oxidu křemičitého SiOg, 5 až 10 % oxidu hlinitého A12°3 a 2 až 15 % oxidu titaničitého TiO^.It contains from 30 to 40% by weight of antimony trioxide Sb.sub.3 to 30 to 40% by weight of at least one of magnesium oxide MgO, calcium oxide CaO, strontium oxide SrO and barium oxide SaO, 15 to 30% silica SiOg; up to 10% Al 2 O 3 and 2 to 15% TiO 2.
CS862158A 1986-03-27 1986-03-27 Glassy crystalline alkali-free substance with high content of antimony CS252328B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS862158A CS252328B1 (en) 1986-03-27 1986-03-27 Glassy crystalline alkali-free substance with high content of antimony

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS862158A CS252328B1 (en) 1986-03-27 1986-03-27 Glassy crystalline alkali-free substance with high content of antimony

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS215886A1 CS215886A1 (en) 1987-01-15
CS252328B1 true CS252328B1 (en) 1987-08-13

Family

ID=5357896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS862158A CS252328B1 (en) 1986-03-27 1986-03-27 Glassy crystalline alkali-free substance with high content of antimony

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS252328B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS215886A1 (en) 1987-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6534346B2 (en) Glass and glass tube for encapsulating semiconductors
US5179047A (en) Hermetic sealing glass composition
US3527649A (en) Cadmium sulfide or cadmium sulfoselenide colored glazes and process for producing same
JPS62191442A (en) Low-melting sealing composition
JPS6265954A (en) Borosilicate glass for sealing alumina
US5001086A (en) Sintered glass-ceramic body and method
EP0494357A1 (en) Glass-ceramic-bonded ceramic composites
JPS63315536A (en) Frit for low-temperature sealing
US3975308A (en) Preparation of pyrophosphates
JPH02116643A (en) Alkali zinc aluminophosphate glass ceramic
JP5545589B2 (en) Manufacturing method of sealing material
JPH03232738A (en) Low-melting composition for sealing
JPWO2001090012A1 (en) Glass composition and glass-forming material containing the composition
JPH05238774A (en) Glass composition for low temperature firing substrate and substrate obtained therefrom
CS252328B1 (en) Glassy crystalline alkali-free substance with high content of antimony
SU1565344A3 (en) Method of obtaining soldering borolead glass
US3923528A (en) Glass-ceramic articles
US3598620A (en) Alkali-free molybdenum sealing hard glass
CS252327B1 (en) Glassy crystalline alkali-free substance with high content of arsenic
US3763052A (en) Low threshold yttrium silicate laser glass with high damage threshold
US3352698A (en) Method of making glass ceramic and product
JPH0193436A (en) Glass composition for substrate material
JP2968985B2 (en) Low melting point sealing composition
JP3760455B2 (en) Adhesive composition
US4246034A (en) Devitrifying solder sealing glasses