DE1126147B - Verfahren zur Herstellung von Elektrodenmaterial fuer halbleitende Vorrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Aluminium und Bor enthaltendem Elektrodenmaterial für halbleitende Vorrichtungen, z. B. Transistoren oder Dioden. Ein solches Material wird beim Aufschmelzen auf einen Körper aus halbleitendem Material, nämlich Germanium und/oder Silicium, bei einer geeigneten Temperatur nur einen beschränkten Teil des halbleitenden Materials auflösen, und bei anschließender Abkühlung eine seggregierte Schicht dieses halbleitenden Materials auf dem ursprünglichen Kristallgitter des Körpers bilden.

Diese seggregierte Schicht hat dabei eine sehr hohe Konzentration am Akzeptor Bor, so daß sie p-Leitfähigkeit und einen sehr geringen spezifischen Widerstand hat.

Die Erfindung zielt unter anderem darauf ab, ein solches borhaltiges Elektrodenmaterial auf einfache und zweckmäßige Weise herzustellen.

Nach der Erfindung wird das Bor mit Germanium und/oder Silicium durch Erhitzen auf hohe Temperaturen legiert und die erhaltene Legierung anschließend in Aluminium gelöst.

Das Bor kann sich schnell und in verhältnismäßig hoher Konzentration mit Germanium und Silicium legieren, und diese Elemente selbst legieren sich leicht mit Aluminium.

Wo im vorliegenden Fall von »Legieren« die Rede ist, ist damit nicht ausschließlich das Bilden einer aus einer einzigen Phase bestehenden Legierung, sondern auch die Bildung einer aus zwei oder mehr als zwei Phasen bestehenden Legierung zu verstehen. Es ist nämlich nicht ausgeschlossen und sogar bei höheren Borkonzentrationen wahrscheinlich, daß ein Teil des Bors beim Erstarren in eine gesonderte Phase aufgenommen wird.

In dieser Beziehung sei bemerkt, daß es an sich bekannt ist, Elektrodenmaterial dadurch herzustellen, daß in einem geeigneten Metall oder einer geeigneten Legierung eine Menge Germanium vor dem Legieren aufgelöst wird, um beim Auflegieren dieses Elektrodenmaterials auf einen Germaniumkörper die Eindringtiefe der geschmolzenen Legierung in diesen Körper gering zu halten.

Bei der Anwendung des Verfahrens ist der Prozentsatz der den erwähnten Elementen Germanium und'oder Silicium hinzuzufügenden Menge Bor nicht kritisch; sie kann zwischen weiten Grenzen gewählt werden. Ebensowenig ist der Borprozentsatz im endgültig erhaltenen Elektrodenmaterial kritisch. Eine Verbesserung der elektrischen Eigenschaften der damit hergestellten Elektroden tritt bereits bei einem sehr niedrigen Borgehalt, z. B. 0,01 Gewichtsprozent Verfahren zur Herstellung

von Elektrodenmaterial
für halbleitende Vorrichtungen

Anmelder:

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

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

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 31. Oktober 1958 (Nr. 232 824)

Louis Marius Nijland, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

auf. In der Praxis wird man den Gehalt gewöhnlich höher wählen, z. B. zwischen 0,04 und 1 Gewichtsprozent, was nicht vorwegnimmt, daß auch höhere Prozentsätze gut verwendbar sind, z. B. bis zu 2 Gewichtsprozent.

Die Erfindung wird an Hand eines Beispieles näher erläutert.

Beispiel

Ein Quarztiegel wurde mit einem Gemisch von 2,4 g pulverförmigem Silicium und 0,1 g pulverförmigem kristallinem Bor gefüllt. Dieser Tiegel wurde in einem passenden Graphittiegel untergebracht und das Ganze im Vakuum auf eine Temperatur von 1500° C erhitzt. Das Bor ging dabei völlig in das Silicium in Lösung. Nach dem Abkühlen wurde der Quarztiegel zerschlagen und der erhaltene Klumpen Silicium-Bor-Legierung zu Pulver zerkleinert.

Vom erhaltenen Pulver wurde 1 g in ein einseitig verschlossenes Rohr aus reinem Aluminium mit einem Gewicht von 2 g eingeführt. Das offene Ende des Rohres wurde anschließend um einem Wolframstab herumgeklemmt.

In einem Tiegel aus Aluminiumoxyd wurden 17 g reines Aluminium eingeführt. Dieser Tiegel wurde bis zu 1450° C in einer aus 70 Volumprozent Stickstoff und 30 Volumprozent Wasserstoff bestehenden

209 520/370

Mischgasatmosphäre erhitzt, wobei eine Schmelze reinen Aluminiums entstand. Anschließend wurde das Aluminiumrohr auf dem Wolf ramstab in die Schmelze eingetaucht. Das Rohr schmolz schnell, und das Pulver im Rohr legierte dabei mit dem Aluminium. Danach wurde der Wolframstab aus der Schmelze entfernt. Der Tiegel wurde anschließend auf Zimmertemperatur abgekühlt, wobei die erhaltene Aluminium-Silicium-Bor-Legierung erstarrte.

Dies ergab ein aus 95 Gewichtsprozent Al, 4,8 Gewichtsprozent Si und 0,2 Gewichtsprozent B bestehendes Elektrodenmaterial. Das Material läßt sich zu dünnem Blech auswalzen, aus dem Scheiben gestanzt werden können, die z. B. zum Aufschmelzen einer Elektrode auf einen Siliciumkörper verwendet werden.

Auf entsprechende Weise wurde eine Silicium-Bor-Legierung mit einem Borgehalt von 10 Gewichtsprozent hergestellt und durch Auflösen dieser Legierung in Aluminium ein Elektrodenmaterial mit einem Gehalt von 1 Gewichtsprozent B hergestellt.

Es wird zusätzlich bemerkt, daß andere Stoffe, z. B. andere für die genannten halbleitenden Materialien kennzeichnende Verunreinigungen im Rahmen

dieser Erfindung beim Legieren zugegeben werden können.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Aluminium und Bor enthaltendem Elektrodenmaterial für halbleitende Vorrichtungen, dadurch gekenn zeichnet, daß Bor mit Germanium und/oder Silicium durch Erhitzen auf hohe Temperaturen legiert und die erhaltene Legierung anschließend in Aluminium gelöst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur soviel Bor zugegeben wird, daß das Elektrodenmaterial höchstens 2 Gewichtsprozent Bor enthält.

3. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode auf einem Körper aus Germanium und/oder Silicium, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Anwendung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche hergestelltes Elektrodenmaterial auf den Körper auflegiert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1090 555.

0 209 520/370 3.62