DE1094371B

DE1094371B - Verfahren zur Herstellung einer Legierungselektrode auf einem aus Germanium bestehenden halbleitenden Koerper

Info

Publication number: DE1094371B
Application number: DEN12509A
Authority: DE
Inventors: Jacobus Asuerus Ploos Johannes
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1955-07-21
Filing date: 1956-07-17
Publication date: 1960-12-08
Also published as: GB848331A; NL199100A; NL106108C; FR1178414A; US2887416A; CH359787A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Legierungselektrode auf einem aus Germanium bestehenden Halbleiterkörper. Beim Aufschmelzen der Elektrode geht ein Teil des halbleitenden Materials in der Schmelze in Lösung und kristallisiert beim Abkühlen wieder aus und wächst am ursprünglichen Kristallgitter an. Der rekristallisierte Teil besitzt jedoch einen gewissen Gehalt an Störstellen von dem Element oder einem der Elemente aus der Schmelze des Legierungsmaterials. Das angewachsene Material kann somit eine andere Leitungsart als das ursprüngliche Material haben. Das Element oder die Legierung für die Elektrode wird derart gewählt, daß diese die gewünschten elektrischen Eigenschaften erhält. Falls die Elektrode gleichrichtend sein soll, muß das Element oder die Legierung Donator- oder Akzeptoreigenschaften haben, je nachdem das Germanium p- oder η-leitend ist.

Es wurde bereits vorgeschlagen, bei der Herstellung solcher Legierungselektroden Flußmittel zu verwenden, jedoch diese Mittel haben den Nachteil, daß deren Überreste oder Zersetzungsprodukte bei gleichrichtenden Elektroden große Ableitungsströme herbeiführen.

Die, Erfindung bezweckt, ein Verfahren zur Herstellung solcher Elektroden zu schaffen, bei dem diese Nachteile nicht auftreten und die Bildung von Reaktionsprodukten weitgehend vermieden wird.

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung einer Legierungselektrode auf einem z. B. aus Germanium oder Silicium bestehenden Halbleiterkörper vorgeschlagen worden, bei dem während oder vor und während des Anbringens der Legierungselektrode die Halbleiteroberfläche und das aufzuschmelzende Material der Einwirkung eines gasförmigen Flußmittels, z. B. eines Halogenids oder einer Halogenwasserstoffverbindung, ausgesetzt werden. Das Flußmittel kann man in der Nähe des Körpers aus einer Lösung verdampfen oder einem inerten Gas oder Gasstrom hinzufügen.

Solche Flußmittel können sehr heftig mit dem aufzuschmelzenden Material und mit dem Halbleitermaterial unter Bildung beträchtlicher Mengen unerwünschter Reaktionsprodukte, wie Halogeniden, reagieren, die meistens durch Verdampfung wieder entfernt werden müssen. Das Verfahren nach, der Erfindung gründet sich auf die Tatsache, daß es nicht gleichgültig ist, wann das Flußmittel zur Einwirkung gebracht wird, und daß es nur in einem geeigneten Moment angewendet zu werden braucht.

Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zur Herstellung einer Legierungselektrode auf einem aus Germanium bestehenden Halbleiterkörper, bei dem ein gasförmiges Flußmittel, daß das Halogenid des aufzuschmelzenden Elements oder der aufzuschmelzenden Legierung bilden kann, als Beimischung eines

Verfahren zur Herstellung

einer Legierungselektrode

auf einem aus Germanium bestehenden

halbleitenden Körper

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 21. Juli 1955

Johannes Jacobus Asuerus Ploos van Amstel,

Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Gasstroms an dem Halbleiterkörper entlanggeführt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Stufe die Legierungselektrode zunächst bei einer unter 450° C liegenden Temperatur aufgeschmolzen wird, wobei ein inerter Gasstrom an dem halbleitenden Körper entlanggeführt wird, welchem Gasstrom vorübergehend das gasförmige Flußmittel hinzugefügt wird, und daß alsdann in einer zweiten Stufe bei einer Temperatur nacherhitzt wird, die höher als die Aufschmelztemperatur und jedenfalls höher als 350° C ist. In dieser Weise wird die Einwirkungszeit des Flußmittels und die Bildung von Reaktionsprodukten möglichst beschränkt auf den Moment, in dem das aufgeschmolzene Material die Halbleiteroberfläche benetzen soll, und es werden nachher die noch verbleibenden Reste des Ätzmittels durch den wieder reinen inerten Gasstrom möglichst schnell entfernt. In der ersten Verfahrensstufe ist die Eindringtiefe der Legierung nur sehr gering, so daß die Grenze zwischen der Schmelze und dem festen Halbleitermaterial sehr flach ist. In der zweiten Verfahrensstufe wird bei der höheren Temperatur die Schmelze von dieser flachen Grenze aus gleichmäßig tiefer in den Körper eindringen und so wird eine flache Grenze zwischen dem ungeschmolzenen Material und dem aus der Schmelze segregierten Halbleitermaterial gebildet.

009 677/385

Damit während des tiefen Eindringens der Schmelze in den Körper eine weitere Ausdehnung der Schmelze auf der Oberfläche des Körpers vermieden wird, wird vorzugsweise in der zweiten Verfahrensstufe dem inerten Gas etwas Sauerstoff hinzugefügt. Dabei wird auf der freiliegenden geätzten Oberfläche, eine geringe Oxydbildung stattfinden, die einer weiteren Benetzung dieser Oberfläche vorbeugt. Es ist klar, daß bei dem obenerwähnten, vorgeschlagenen Verfahren einer solchen Oxydbildung vom noch anwesenden, gasförmigen Ätzmittel entgegengewirkt werden könnte.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Beispiels zur Herstellung eines Transistors näher erläutert.

Beispiel

Auf eine Scheibe aus η-leitendem Germanium mit einer Dicke von 150 Mikron wird ein Indiumkügelchen mit einem Gewicht von 3¹Z₂ mg aufgelegt. Das Ganze wird in einem Rohr bis auf eine Temperatur von 300° C unter Durchleitung trocknen Wasserstoffs erhitzt. Eine Zusammenschmelzung findet dann noch nicht oder nahezu noch nicht statt. Dann wird während einiger Sekunden dem durchgeleiteten Gas etwas Salzsäure zugeführt, deren Menge nicht kritisch ist. Das Indiumkügelchen und das Germanium schmelzen dann sofort zusammen. Wegen der niedrigen Temperatur löst sich aber praktisch kein Germanium in Indium auf. Auf gleiche Weise wird auf der anderen Seite der Germaniumscheibe ein zweites Indiumkügelchen mit einem Gewicht von 0,8 mg festgeschmolzen. Gleichzeitig wird ein Basiskontakt mit Hilfe von Zinn festgelötet.

Darauf wird Stickstoff mit einer Spur von Sauerstoff durchgeleitet, und die Temperatur wird bis auf 600° C erhöht. Die Salzsäure verschwindet dann naturgemäß völlig, wobei das Indium mit dem Germanium weiter legiert und die Legierung tiefer in die Scheibe eindringt.

Auf ähnliche Weise können z. B. die Halogene selbst oder andere Halogenwasserstoffsäuren als Flußmittel durchgeleitet werden.

Vorteilhaft wird ein Flußmittel mit einem Dampfdruck gewählt, der innerhalb praktischer Grenzen möglichst hoch ist. Es ist ferner zweckmäßig, dafür Sorge zu tragen, daß sich in der aufgeschmolzenen Elektrode keine Elemente befinden, die mit dem Flußmittel schwer zu verdampfende Überreste zurücklassen. Sollte ein Überrest zurückbleiben, so muß dieser jedenfalls bei dem nach dem Aufschmelzen üblichen Ätzen verschwinden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Legierungselektrode auf einem aus Germanium bestehenden Halbleiterkörper, bei dem ein gasförmiges Flußmittel, welches das Halogenid des aufzuschmelzenden Elementes oder der aufzuschmelzenden Legierung bilden kann, als Beimischung eines Gasstromes an dem halbleitenden Körper entlanggeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Stufe die Legierungselektrode zunächst bei einer unter 450° C liegenden Temperatur aufgeschmolzen wird, wobei ein inerter Gasstrom an dem halbleitenden Körper entlanggeführt wird, welchem Gasstrom vorübergehend das gasförmige Flußmittel hinzugefügt wird, und daß alsdann in einer zweiten Stufe bei einer Temperatur nacherhitzt wird, die höher als die Aufschmelztemperatur und jedenfalls höher als 350° CTigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Verfahrensstufe dem inerten Gas etwas Sauerstoff zugesetzt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung L 10193 VIIIc/21g
(bekanntgemacht am 30. 10. 1952);
britische Patentschrift Nr. 755 691;
französische Patentschrift Nr. 1 038 658;
belgische Patentschrift Nr. 529 342.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 041 164.