DE1109483B

DE1109483B - Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE1109483B
Application number: DEN17168A
Authority: DE
Inventors: Jacobus Asuerus Ploos Johannes
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1958-09-05
Filing date: 1959-09-01
Publication date: 1961-06-22
Also published as: FR1234100A; NL231155A; NL108505C; US3002864A; GB914262A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, bei dem auf einem aus Germanium bestehenden Halbleiterkörper mindestens eine Elektrode dadurch vorgesehen wird, daß ein geeignetes Metall oder eine geeignete Legierung auf diesen Halbleiterkörper aufgebracht und dieses Material in geschmolzenem Zustand mit einem Teil des Germaniums des Halbleiterkörpers legiert wird.

Bei diesem Verfahren scheidet sich bei Abkühlung eine Germaniumschicht aus, die am Kristallgitter des ursprünglichen Germaniumkörpers anwächst und in der sich mindestens eines der Elemente des Materials in fester Lösung befindet. Mit Hufe dieses Verfahrens werden durch passende Wahl des aufzubringenden Materials p-n-Sperrschichten erhalten.

Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens war, daß das Material den Körper nicht hinreichend benetzte.

Gemäß der älteren Patentanmeldung 1041164 wird vorgeschlagen, ein Flußmittel anzuwenden, das imstande ist, das Halogenid mindestens eines der legierenden Elemente zu bilden.

Obzwar dabei eine bessere Benetzung der Körperoberfläche erreicht wird, hat es sich herausgestellt, daß nicht immer der gewünschte Oberflächenteil von der Schmelze benetzt wird.

Die Erfindung, die sich insbesondere auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung bezieht, bei dem auf einem aus Germanium bestehenden Halbleiterkörper mindestens eine Elektrode dadurch vorgesehen wird, daß ein geeignetes Metall oder eine geeignete Legierung auf diesen Halbleiterkörper aufgebracht und dieses Material im geschmolzenen Zustand mit einem Teil des Germaniums des Halbleiterkörpers legiert wird und ein Flußmittel Anwendung findet, das imstande ist, das Halogenid mindestens eines der legierenden Elemente zu bilden, bezweckt unter anderem den obenerwähnten Nachteil zu beseitigen. Erfindungsgemäß wird der Halbleiterkörper vor der Aufbringung des Materials bei einer Temperatur von mindestens 150° C in einer oxydierenden Atmosphäre erhitzt. Unter »legierenden Elementen« sind das Element oder die Elemente, aus dem bzw. denen das aufgebrachte Material besteht, und das Germanium selbst zu verstehen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Beispiels erörtert, das mit Hilfe einer Zeichnung erläutert wird.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Form, in der zwei Elektroden auf eine Germaniumscheibe aufgeschmolzen werden können;

Verfahren zum Herstellen
einer Halbleitervorrichtung

Anmelder:

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

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

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 5. September 1958

Johannes Jacobus Asuerus Ploos van Amstel,

Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 2 ist eine Untenansicht dieser Form.

Eine Germaniumscheibe 1 vom n-Leitungstyp und mit einer Dicke von 150 Mikron wird 10 Minuten lang in Luft auf 250° C erhitzt.

Nach der Abkühlung wird die Scheibe in einem offenen Raum 2 zwischen dem Oberteil 3 und dem Unterteil 4 der Form angeordnet.Im Oberteil befindet sich eine runde Öffnung 5 mit einem Durchmesser von 0,7 mm und im Unterteil 4 eine Öffnung 6 mit einem Durchmesser von 1,0 mm.

In der Öffnung 5 wird eine Indiumkugel mit einem Gewicht von 0,8 mg auf die Scheibe gebracht und bei einer Temperatur von 300⁰C in einem trocknen Wasserstoffstrom erhitzt, dem einige Sekunden lang ein wenig Salzsäuredampf zugesetzt ist. Das geschmolzene Indium verbreitet sich über die Germaniumoberfläche bis zu den Rändern der Öffnung 5, wobei der Salzsäuredampf die Benetzung fördert. Auf diese Weise ergibt sich eine Elektrode 7.

Nachdem die Form umgekehrt ist, wird auf entsprechende Weise eine zweite Indiumkugel mit einem Gewicht von 1,8 mg auf der anderen Seite der Scheibe in der Öffnung 6 angebracht und festgeschmolzen, wodurch sich eine Elektrode 8 ergibt. Zugleich wird ein nicht dargestellter Basiskontakt mit Hilfe von Zinn angelötet.

Dann wird die Temperatur auf 600° C erhöht, wobei das Indium sich mit dem Germanium legiert. Nach Abkühlung entstehen unter dem Indium segregierte Germaniumschichten vom p-Typ.

109 618/278

Es hat sich herausgestellt, daß die Dauer der Vorerhitzung der Germaniumscheibe in Luft wenig kritisch ist, wenn man von der bereits erwähnten unteren Temperaturgrenze absieht und daß auch eine Erhitzung bei 500⁰C während 20 Minuten das gleiche gute Ergebnis liefert. Bei Temperaturen über 500° C besteht die Gefahr, daß örtlich eine zu tiefe Oxydierung auftritt, die einer guten Haftung wiederum entgegenwirkt. Eine derartige Oxydierung äußert sich durch Farbveränderung der Oberfläche. Vorzugsweise wird deshalb die Erhitzung abgebrochen, bevor eine Farbveränderung dieser Oberfläche stattfindet.

Vorzugsweise erfolgt die Erhitzung jedoch bei einer Temperatur über 200° C, weil sonst eine zu lange Erhitzungszeit erforderlich ist, um den beabsichtigten Zweck zu erreichen.

Zur Erläuterung des Ergebnisses dieses Verfahrens sei bemerkt, daß, wenn die Vorerhitzung in einer oxydierenden Atmosphäre völlig unterlassen und im übrigen dem Verfahren nach dem Ausführungsbeispiel gefolgt wird, das Elektrodenmaterial nicht immer bis zum Rand der Öffnungen 5 bzw. 6 ausfließt. Die Elektroden erhalten dann z. B. die durch gestrichelte Linien angegebenen Profile, während sichelförmige Teile 11 und 12 (s. Fig. 2) frei bleiben. Der Emitter und der Kollektor liegen nicht mehr gleichachsig was selbstverständlich die elektrischen Eigenschaften beeinträchtigt.

Im Beispiel wurde die Legierung von Indium auf Germanium unter Verwendung von Salzsäuredampf als Flußmittel beschrieben. Selbstverständlich ist das Verfahren nach der Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, sondern kann es auch bei Verwendung anderer aufgebrachter Metalle oder Legierungen Anwendung finden.

Weiterhin können als Flußmittel nicht nur Salzsäure, sondern auch andere Substanzen Anwendung finden, die das Halogenid mindestens eines der legierenden Elemente bilden können, wie andere Halogenwasserstoffsäuren, Halogenwasserstoffmolekülkomplexe organischer Verbindungen, wie Pyridinhydrochlorid, oder verschiedene anorganische Halogenide, wie Indiumchlorid.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, bei dem auf einem aus Germanium bestehenden Halbleiterkörper mindestens eine Elektrode dadurch vorgesehen wird, daß ein geeignetes Metall oder eine geeignete Legierung auf diesen Halbleiterkörper aufgebracht und dieses Material im geschmolzenen Zustand mit einem Teil des Germaniums des Halbleiterkörpers legiert wird und ein Flußmittel Anwendung findet, welches imstande ist, das Halogenid mindestens eines der legierenden Elemente zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper vor der Aufbringung des Metalls bzw. der Legierung bei einer Temperatur von mindestens 150° C in einer oxydierenden Atmosphäre erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper in Luft erhitzt wird.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper bei einer Temperatur von mindestens 200° C erhitzt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper bei einer Temperatur von höchstens 500° C erhitzt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzungsbehandlung in oxydierender Atmosphäre abgebrochen wird, bevor sich eine Farbveränderung der Oberfläche des Germaniumkörpers ergibt.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1041164.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen