DE1292257B - Verfahren zum Einlegieren einer Elektrode unter Bildung eines pn-UEbergangs in einem halbleitenden Germaniumkristall fuer ein Halbleiterbauelement - Google Patents

Description

Aus der französischen Patentschrift 1109 535 ist es nium nur punktförmig berührt, und ist dadurch gebekannt, zur Herstellung von pn-Ubergängen durch kennzeichnet, daß das infolge seines geringen Ge-Einlegieren von Indium in einen Germaniumkristall wichts kugelförmig bleibende Elektrodenmaterial die Aufheizung des zu legierenden Systems sehr innerhalb höchstens 10 Sekunden auf eine maximale rasch vorzunehmen. Des weiteren weiß man aus der 5 Temperatur^, die nach dem Phasendiagramm einem deutschen Auslegeschrift T 8810VIIIc^Ig, daß Auflösungsvermögen von mindestens 10 Atomprozent man die Benetzung einer Halbleiteroberfläche mit entspricht, erhitzt und dann sofort innerhalb höchdem Material einer einzulegierenden Elektrode da- stens 30 Sekunden auf eine Temperatur T₂ abgekühlt durch erleichtern kann, indem man das Elektroden- wird, bei der ein weiteres Eindringen des Legiematerial in einer gegen die Kristalloberfläche konvex io rungsmetalls praktisch unterbunden ist. gekrümmten Oberfläche — frei von Verunreinigun- Qualitativ ist der Verlauf des anzuwendenden

gen durch Oxyde — mit der Oberfläche des Halb- Temperaturprogramms dem nach der französischen leiterkristalls in Berührung bringt. Hierdurch werden Patentschrift 1222 719 ähnlich. Auf Grund des Gaseinschlüsse durch das sich in zunehmendem Maße Unterschieds, daß bei dem erfindungsgemäßen Verder Halbleiteroberfläche anschmiegende Elektroden- 15 fahren mit vollständig aufschmelzenden kugelförmimaterial verdrängt. gen Legierungskörpern und wesentlich höheren

Aus der französischen Patentschrift 1163 048 war Spitzentemperaturen gearbeitet wird, wird hier jeder ferner ein Verfahren bekannt, bei dem Material mit einen ebenen Verlauf der Legierungsfront bewirdotierenden Eigenschaften an der Oberfläche eines kende Effekt unterdrückt. Dasselbe gilt auch gegen-Halbleiterkristalls unter Verwendung eines kurz 30 über den Offenbarungen der deutschen Auslegeschrift dauernden Erhitzungsstoßes anlegiert und dann wie- T 8810 VIIIc/21g, nach denen offensichtlich nichts der selktiv entfernt wird, worauf aus dem so ent- dagegen getan wird, um ein Abweichen des aufstandenen Depot an Dotierungsstoff an der Halb- geschmolzenen Legierungsmetalls von der exakten leiteroberfläche dotierende Atome in das Innere des Kugelgestalt zu verhindern und eine Richtungs-Halbleiterkristalls thermisch eindiffundiert werden. 25 abhängigkeit des Legierungsvorgangs im Germanium-Schließlich war es noch bekannt, bei Einlegieren von gitter unterdrückt wird.

drahtförmigen Elektroden in einen Halbleiterkristall Demgegenüber wird bei dem erfindungsgemäßen

das zu legierende System rasch aufzuheizen und dann Verfahren auf Grund der raschen Aufheizung auf die rasch (innerhalb von etwa 20 Sekunden) wieder so hohe Temperatur T₁ nicht nur jede Hemmung des weit abzukühlen, daß der Legierungsvorgang zum 30 Benetzungsvorgangs zwischen dem aufschmelzenden Stillstand kommt. Bei diesem — aus der französi- Elektrodenmaterial und dem Germanium, sondern sehen Patentschrift 1222719 bekannten — Verfah- auch zugleich jede Richtungsabhängigkeit des Legieren ist zu berücksichtigen, daß, im Interesse definier- rungsvorgangs im Germaniumgitter beseitigt. Dies ter Verhältnisse, die Größe der Legierungsstelle dem und die kugelförmig bleibende Gestalt des Legie-Querschnitt des einzulegierenden Drahtes entspre- 35 rungsmaterials sichert die exakt kugelkalottenförmige chen soll. Deshalb wird bei einem solchen Verfahren Gestalt der Legierungsfront im Germanium, stets mit sehr kurzen Heizimpulsen gearbeitet, um Bei der sehr raschen Erhitzung der zu legierenden

ein übermäßiges Aufschmelzen des einzulegierenden Anordnung auf die hohe Temperatur T₁ stellt sich Drahtes zu unterbinden. ein Gleichgewicht im Sinne des Phasendiagramms

Im Gegensatz hierzu ist beim Einlegieren von 40 nur unmittelbar an der Berührungsstelle der beiden Legierungskörpern, die während des Legierungsvor- Legierungskomponenten, nämlich dem Legierungsganges vollständig zum Aufschmelzen gebracht wer- metall und dem Halbleiter ein, während in den weiden, es üblich, durch eine sogenannte Langzeitlegie- ter von der Berührungsstelle entfernten Teilen des rung stationäre Verhältnisse zu erzielen, so daß sich flüssigen Legierungsmetalls die Konzentration des gewisse Eigentümlichkeiten des Germaniumgitters 45 gelösten Halbleiters infolge der begrenzten Diffusionsim Sinne der Entstehung ebener ph-Übergänge aus- geschwindigkeit der Halbleiteratome sehr rasch abwirken können. fällt. Infolge dieser begrenzten Diffusionsgeschwin-

Statt dessen befaßt sich die Erfindung mit der Er- digkeit schreitet auch die auf Grund des Phasendiazeugung von pn-Übergängen durch Legieren, deren gramms bei stationären Verhältnissen an sich mög-Gestalt exakt der einer Kugelkalotte entspricht. 50 liehe Auflösung des Halbleiters durch das flüssige Solche pn-Übergänge haben an allen Stellen dieselbe Legierungsmetall nur mit begrenzter Geschwindigkeit Krümmung und dementsprechend auch überall iden- fort. Durch die sich an die Erhitzung auf die hohe tische spezifische elektrische Eigenschaften. Während Temperatur T₁ unmittelbar anschließende rasche Abz. B. ein nicht gleichmäßig gekrümmter pn-Über- kühlung wird der mit begrenzter Geschwindiggang an Stellen stärkerer Krümmung durchschlage- 55 keit fortschreitende Lösungsvorgang abgebrochen, anfälliger als an schwächer gekrümmten Stellen ist, Je nachdem, wie schnell abgebrochen wird, läßt sich existieren bei einem gemäß der Erfindung herzustel- die Eindringtiefe des Legierungsmetalls im Halblenden pn-übergang keine solchen »schwachen« leiter festlegen, die jedoch in jedem Fall sehr viel Stellen. Die elektrischen Eigenschaften_ von exakt kleiner ist als die Eindringtiefe, die man in der gleikugelkalottenförmigen pn-Übergängen sind also in 60 chen Zeit erreichen würde, wenn die Maximaltempebesonders hohem Maße definiert. ratur T₁ so lange zur Einwirkung käme, bis sich

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum stationäre Verhältnisse, die sonst beim Einlegieren Einlegieren einer Elektrode unter Bildung eines angewendet werden, eingestellt haben, d. h., bis sich pn-Übergangs in einen halbleitenden Germanium- die Halbleiteratome in dem nach dem Phasendiakristall für ein Halbleiterbauelement, bei dem das 65 gramm der Maximaltemperatur T₁ entsprechenden mit einer gegen das Germanium konvex gekrümmten Ausmaß homogen im Legierungsmetall verteilt haben. Oberfläche in Berührung gebrachte Elektrodenmate- So ist es möglich, mit Hilfe der hohen Maximalrial unmittelbar nach dem Aufschmelzen das Germa- temperatur T₁ — und zwar um so rascher, je höher

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diese gewählt wird — die Benetzungsschwierigkeiten vordringt, hängt damit von der sich auf Grund des zu überwinden, ohne daß dabei ein unerwünscht Konzentrationsgradienten ergebenden Diffusionstiefes Eindringen des Legierungsmetalls stattfindet. geschwindigkeit der Germaniumatome in das Indium

Während zur Herstellung von ebenen ph-Über- hinein ab. Dabei wird zwangläufig eine Lösungsfront gangen ein Belastungskörper zweckmäßig ist, der das 5 mit gleichmäßiger Krümmung erzwungen, weil Be-Legierungsmaterial gegen die Legierungsstelle drückt, reiche mit kleinerer Krümmung bevorzugt gelöst findet die Verwendung eines Belastungskörpers nicht werden. Auf diese Weise werden auch Unregelstatt. Vielmehr wird das Legierungsmaterial zunächst mäßigkeiten der Lösungsfront, die sich durch annur in »punktförmiger« Berührung mit der Halbleiter- fängliche Benetzungsverzögerungen ergeben könnten, oberfläche gehalten, weshalb nunmehr eine kugel- io ausgeglichen.

förmige Pille des Legierungsmaterials, die gegebenen- Die Eindringtiefe in das Germanium kann durch

falls wieder mittels eines Haltekörpers mit Führungs- die Temperatur T₁ und die Zeit der Temperaturkanal (= zentrierende Legierungsform) auf die Le- einwirkung genau und reproduzierbar eingestellt gierungsstelle gebracht wird, Anwendung findet. Da werden. Im Einzelfall müssen diese Parameter exbei dem gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Ver- 15 perimentell bestimmt werden. Unmittelbar nach dem fahren eine kugelförmige Legierungspille verwendet Erreichen der Temperatur T₁ und im allgemeinen wird, findet infolge der (trotz der üblichen Reini- einige Sekunden vor dem Erreichen der endgültig gungsmethoden der Halbleiteroberfläche) gegebenen beabsichtigten Legierungstiefe wird die Anordnung schlechten Benetzung dieser Legierungsmetalle nur rasch auf die Temperatur T₂ abgekühlt und der eine punktförmige Berührung der Halbleiterober- 20 Legierungsvorgang zum Stillstand gebracht. Das Einfläche mit dem Legierungsmetall statt, wenn dessen dringen der kugelförmigen, gemäß F i g. 1 zunächst Menge, wie dies üblicherweise der Fall ist, nur ge- auf der Oberfläche des Halbleiterkristalls unter ring, z. B. auf weniger als 200 mg, bemessen ist. Das punktförmiger Berührung ruhenden geschmolzenen geschmolzene Legierungsmaterial nimmt dann wegen Legierungspille ist in den F i g. 2 und 3 dargestellt, seiner Oberflächenspannung ebenfalls eine Kugel- 25 Die zur Erreichung der gewünschten Eindringform an und berührt zunächst die Halbleiterober- tiefe erforderliche Temperatur T₁ muß experimentell fläche nur in einem Punkt, der genau unterhalb des an Hand von Probeversuchen für ein bestimmtes Le-Mittelpunktes der Legierungskugel liegt. Infolge der gierungsmetall und ein bestimmtes Halbleitermaterial Anwendung der hohen Temperatur T₁ findet dann an festgelegt werden. Bei diesen Probeversuchen wird der Berührungsstelle Benetzung mit der Halbleiter- 30 der Legierungsvorgang mit der vorgesehenen Menge oberfläche statt, so daß der Halbleiter an der Beruh- an Legierungsmaterial in der vorgesehenen Aufheizrungsstelle angelöst wird. Dadurch sinkt die Kugel und Abkühlzeit vorgenommen, wobei aber unterdes geschmolzenen Legierungsmetalls an der Beruh- schiedliche Temperaturen T₁ angewendet werden, rungsstelle etwas in den Halbleiter ein, so daß die Die jeweils erreichten Eindringtiefen werden an der ursprünglichen Berührungsstelle unmittelbar be- 35 Schliffbildern gemessen. Die erhaltenen Werte lassen nachbarten Stellen der Halbleiteroberfläche in Be- dann die für eine gewünschte Eindringtiefe anzuwenrührung mit dem Legierungsmetall gelangen. Infolge dende Maximaltemperatur T₁ durch Interpolation erder Anwendung der Temperatur T₁ findet dann auch mitteln.

an diesen Stellen Benetzung und Eindringen des Das Verfahren kann zur Herstellung des in F i g. 5

Legierungsmetalls in den Halbleiter statt. Die Kugel 40 dargestellten Transistors verwendet werden, bei dem des Legierungsmetalls sinkt also in das Halbleiter- der pn-übergang des Emitters 2 einen kugelkalottenmaterial ein, wobei der Legierungsvorgang genau förmigen der des Kollektors 3 einen ebenen Verlauf konzentrisch von der ursprünglichen Berührungs- hat. 1 bedeutet wieder einen scheibenförmigen, n-leistelle nach außen fortschreitet, da Benetzungsschwie- tenden Germaniumkristall, auf dessen einander gerigkeiten wegen der hohen Temperatur T₁ überwun- 45 genüberliegenden Flächen die aus Indium bestehende den sind und das Legierungsmaterial kugelförmige Emitter- und Kollektorelektroden 2 und 3 einlegiert Gestalt hat. sind. Der Emitter 2 ist mittels des zuletzt beschrie-

Dabei ist in jedem Zeitpunkt die Legierungstiefe benen Verfahrens, der dem Emitter gegenüber anan der ursprünglichen Berührungsstelle am größten geordnete, eine größere Legierungsfläche als der und nimmt von innen nach außen konzentrisch und 50 Emitter aufweisende ebene Kollektor 3 mittels eines monoton ab. Somit führt der beschriebene Vorgang geeigneten Verfahrens hergestellt. Die ringförmige zur Ausbildung kugelkalottenförmiger Legierungs- Basiselektrode 4, die den Halbleiterkristall sperrfrei fronten und entsprechend verlaufender pn-Über- kontaktiert, umschließt die Emitterelektrode 2.
gänge. Es ist zweckmäßig, sich an Hand von Vorver-

Der maximale Durchmesser der Legierungsstelle 55 suchen über den Ablauf des Legierungsvorgangs zu wird dabei ersichtlich durch den Durchmesser der orientieren und die zur Erzielung einer gewünschten verwendeten Legierungspille oder durch die Boh- Legierungstiefe benötigten Zeiten und Werte für die rung im Haltekörper bestimmt. Die kugelkalotten- Temperatur T₁ festzustellen. Aus diesem Grund wird förmige Gestalt der Lösungsfront bleibt auch dann zunächst die Legierung probeweise durchgeführt und erhalten, wenn die Bohrung im Haltekörper aus- 60 der Verlauf der Legierungsfront an Hand eines Ätzgefüllt ist und die Lösung von Germanium weiter Schliffes festgestellt. Die Legierungszeiten und -temfortschreitet. Bei der sehr raschen Auflösung von peraturen können dann auf den angestrebten Wert Germanium durch Indium ist das Germanium nicht auf Grund der während des Vorversuchs angewandgleichmäßig im Indium verteilt, die Germanium- ten Werte verbessert werden,
konzentration fällt vielmehr von der Lösungsfront, 65 Zur Realisierung der kurzen Aufheizdauer kann wo sie etwa dem Phasendiagramm entspricht, zum ein entsprechend hoch temperierter Ofen, insbeson-Innern der Indiumpille hin stark ab. Die Geschwin- dere ein Durchlaufofen oder ein auf die zu erhitzende digkeit, mit der die Lösungsfront in das Germanium Anordnung unmittelbar einwirkender Induktionsvor-

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gang, angewendet werden. Die Bestimmung der Tem- bracht ist. Die Dauer der Einwirkung des Induk-

peratur des Ofens bzw, der Stärke des zur Aufheizung tionsfeldes von beispielsweise einer Sekunde wird

erforderlichen Induktionsfeldes wird zweckmäßig in durch einen automatischen Schalter festgelegt, der in

Vorversuchen durchgeführt, dem Stromkreis der Induktionsspule angeordnet

Eine Möglichkeit, die Temperatur des Ofens zu 5 wird, während die Stärke des Feldes durch die Stärke ermitteln, welche erforderlich ist, um den Halbleiter- des Spulenstroms eingestellt wird. Dann wird die zu kristall und das Legierungsmaterial beispielsweise in erhitzende Probeanordnung unterschiedlichen Sta'reiner Sekunde auf den gewünschten Wert T₁ zu er- ken des Induktionsfeldes ausgesetzt und zwischen hitzen, besteht darin, daß man einen Probekristall den einzelnen Erhitzungsvorgängen wieder auf Zimmöglichst der gleichen Größe wie der zu legierende i° mertemperatur abgekühlt. Die erhaltenen Tempera-Halbleiterkristall in eine der zu verwendenden Halte- türen des Halbleiterkörpers werden in Abhängigkeit vorrichtung möglichst gleichen Haltevorrichtung einer von der Stärke des Spulenstroms oder des Induk-Reihe von Ofentemperaturen unterschiedlicher Höhe tipnsfeldes in einem Diagramm aufgetragen, welches unterwirft, die jedoch sämtlich oberhalb der Tempe- die zur Erhitzung der Halbleiteroberfläche innerhalb ratur T₁ liegen sollen, und die Zeit feststellt, die ¹S der gewünschten kurzen Zeit, beispielsweise in einer jeweils erforderlich ist, um den Probekristall von Sekunde, erforderliche Stärke des Feldes zu intereiner fest vorgegebenen niedrigen Starttemperatur, polieren gestattet.

z. B. Zimmertemperatur, auf die Temperatur T₁ zu Falls die Legierungspille sehr klein ist, empfiehlt erhitzen. Die hierzu erforderlichen Zeiten werden in es sich, die induktive Erhitzung durch Vermittlung Abhängigkeit von der Ofentemperatur in einem Dia- 20 des Haltekörpers und/oder des Belastungskörpers gramm aufgetragen, welches es gestattet, die Ofen- vorzunehmen, die dann aus leitendem, beispielsweise temperatur, welche die besagte Anordnung innerhalb hochpermeablem Metall, z. B. gewissen thermisch einer Sekunde oder einer anderen vorgegebenen kur- und chemisch sehr beständigen Stahlsorten, bestehen zen Zeit auf die Temperatur T₁ erhitzt, durch Inter- müssen. Falls hingegen die Menge des Legierungsoder Extrapolation exakt zu ermitteln. Zur Über- *5 metalls so groß ist, daß es bei direkter Induktion wachung der Temperatur der Halbleiteroberfläche genügend Feldenergie aufnimmt, um sich von selbst dient die über den Führungskanal mit der Kristall- innerhalb der erforderlichen kurzen Zeit auf die oberfläche in Berührung gebrachte Beaufschlagungs- Temperatur T₁ zu erhitzen, so kann zweckmäßig der stelle eines Thermoelements oder eines Bolometers. Haltekörper und gegebenenfalls auch der Belastungs-

Die auf diese Weise ermittelte Ofentemperatur 30 körper aus isolierendem Material bestehen,
wird in dem für den Aufheizungsschritt des eigent- Eine diesbezügliche Anordnung ist in Fig. 4 darliehen Legierungsverfahrens anzuwendenden Ofen, gestellt. Das Induktionsfeld wird durch eine Indukz. B. Durchlaufofen, eingestellt und der zu legie- tionsspule 6 geliefert, welche die zu heizende Anrende, dem Probekristall möglichst gleiche Halb- Ordnung erwärmt, die aus Halbleiterkristall 1, leiterkristall in einer der im Vorversuch verwendeten 35 Legierungsmetall 2, dem zweiteiligen Haltekörper aus Haltevorrichtung möglichst gleichen Haltevorrichtung isolierendem Stoff 3 und 4 besteht. Das Legierungsdieser Ofentemperatur während der vorgesehenen metall ist im Führungskanal des Haltekörpers eingekurzen Zeit ausgesetzt, um dann sofort auf die Tem- bracht. Das Induktionsfeld erzeugt in den leitenden peratur T₂ abgekühlt zu werden. Teilen dieser Anordnung, also insbesondere in dem

Der Halbleiterkristall und das Legierungsmaterial 40 Legierungsmetall 2 Wirbelströme, welche das Legiewerden zweckmäßig, wie bereits bemerkt, in einer rungsmetall und den Halbleiter auf die hohe Tempezentrierenden Legierungsform gehaltert, die ge- ratur erhitzen. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, daß gebenenfalls einen die Begrenzung der Elektrode sich nur die Legierungspille und der angrenzende auf der Halbleiteroberfläche bewirkenden, das Halbleiter erwärmen, während der isolierende Halte-Legierungsmetall aufnehmenden Führungskanal be- 45 körper relativ kalt bleibt, so daß die Anordnung besitzt, sonders rasch wieder abgekühlt werden kann.

Falls die Erhitzung auf induktivem Wege Aber auch die Festlegung des Abkühlungsprovorgenommen werden soll, wird die aus Halb- gramms, das nach der Lehre der Erfindung ebenfalls leiterkristall, Legierungsmetall, Haltekörper und Be- in einer vorgegebenen, nur wenige Sekunden belastungskörper bestehende Anordnung höchstens 5° tragenden Zeitspanne durchgeführt werden soll, er-10 Sekunden lang der Einwirkung eines elektro- fordert Vorversuche, welche mit einem Probekristall magnetischen Induktionsfeldes unterworfen. Auch sowie einem Haltekörper möglichst der gleichen Art hier besteht die Möglichkeit, mit einem Durchlauf- und Größe, wie sie beim eigentlichen Verfahren Ververfahren zu arbeiten. Bequemer ist es jedoch, die Wendung finden, durchgeführt werden. Diese Verdas Induktionsfeld erzeugende Induktionsspule mit 55 suche bestehen darin, daß der sich in der Haltevoreinem entsprechend kurzen und starken Stromimpuls richtung befindliche Probekristall auf die erforderzu speisen, der in der zu erhitzenden Anordnung liehe Temperatur T₁ erhitzt und anschließend innerdurch einen Induktionsstoß in der gewünschten kur- halb der geplanten Abkühlzeit zur Abkühlung gezen Zeit die erforderliche Erwärmung auf die Tempe- bracht wird, indem er in den einzelnen Abkühlungsratur T₁ liefert. 60 versuchen unterschiedlich niedrigen Umgebungs-

Die Dauer der Einwirkung des Induktionsfeldes temperaturen ausgesetzt wird. Die einzelnen, jedesmal wird durch die anzuwendende kurze Erhitzungszeit nach Ablauf der gleichen Abkühlzeit erhaltenen Endbestimmt. Seine Stärke, also letzten Endes die Stärke temperaturen werden in Abhägngikeit von den Temdes das Feld erzeugenden Spulenstroms, muß jedoch peraturen der kühlenden Umgebung im Diagramm wiederum experimentell festgelegt werden. Zu die- 65 aufgetragen, aus dem durch Interpolation diejenige sem Zweck dient wieder ein Probekristall, der in Umgebungstemperatur ermittelt werden kann, welche einem Haltekörper eingebracht und dessen Ober- auf das auf die Temperatur T₁ erhitzte System einfläche mit einem Temperaturfühler in Berührung ge- wirken muß, um innerhalb der geforderten kurzen

Dauer, den Halbleiterkristall und das Legierungsmetall auf die Temperatur T₂ abzukühlen.

Eine geringe Wärmekapazität des zu erhitzenden Systems ist aus verständlichen Gründen anzustreben. Dazu gehört vor allem, daß die Größe des Haltekörpers möglichst klein gehalten wird. Außerdem empfiehlt es sich, für eine gute Wärmeleitfähigkeit der Haltekörper Sorge zu tragen, diese also aus einem Metall oder einem gut wärmeleitenden Isolierstoff, z. B. Al₂O₃, zu fertigen. Halbleiteranordnungen, wie sie in der Schwachstromtechnik angewendet werden, zeichnen sich im allgemeinen durch eine geringe Größe aus. Wenn die Größe des Haltekörpers bei der Herstellung einer solchen Anordnung der Größe des verwendeten Halbleiterkristalls angepaßt ist, also bezüglich Masse den Halbleiterkristall nicht mehr als das 10- bis 20fache überschreitet, gelingt die Abkühlung auf die Temperatur T₂ innerhalb weniger Sekunden, wenn man die Anordnung einfach einer auf Zimmertemperatur gehaltenen Umgebung aussetzt. Bei größeren Anordnungen kann die erforderliche Abkühlung erreicht werden, wenn man den Haltekörper nach dem Erhitzungsvorgang in eine entsprechend tiefer gewählte, unterhalb der Zimmertemperatur liegende (z. B. einem entsprechend ge- as kühlten Wasserstoffstrom) Umgebungstemperatur bringt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den zu kühlenden Halbleiter zusammen mit der Haltevorrichtung auf einen entsprechend niedrig temperierten Kühlkörper aufzusetzen.

Es muß an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daß mindestens die Erhitzungsphase, vornehmlich jedoch auch alle übrigen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens, unter WasserstofEgas vorgenommen werden sollten, insbesondere dann, wenn es sich um das Einlegieren eines leicht oxydierenden Metalls, wie Indium, handelt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einlegieren einer Elektrode unter Bildung eines pn-Übergangs in einen halbleitenden Germaniumkristall für ein Halbleiterbauelement, bei dem das mit einer gegen das

40 Germanium konvexgekrümmten Oberfläche in Berührung gebrachte Elektrodenmaterial unmittelbar nach dem Aufschmelzen das Germanium zunächst nur punktförmig berührt, dadurch gekennzeichnet, daß das auch nach dem Aufschmelzen infolge seines geringen Gewichts kugelförmig bleibende Elektrodenmaterial innerhalb höchstens 10 Sekunden auf eine maximale Temperatur T₁, die nach dem Phasendiagramm einem Auflösungsvermögen von mindestens 20 Atomprozent Germanium in dem Elektrodenmaterial entspricht, erhitzt und dann sofort innerhalb höchstens 30 Sekunden auf eine Temperatur T₂ abgekühlt wird, bei der ein weiteres Eindringen des Legierungsmetalls praktisch unterbunden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Indium als Legierungsmetall für T₁ mindestens 700⁰C und für T₂ höchstens 350° C, vorzugsweise Zimmertemperatur, gewählt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizung auf die Temperatur T₁ innerhalb höchstens 2 Sekunden, vorzugsweise innerhalb einer Sekunde, und die Abkühlung auf T₂ innerhalb von 5 Sekunden vorgenommen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der halbleitende Germaniumkristall in einem Haltekörper aus isolierendem Material, z. B. aus Aluminiumoxyd, gehaltert und das mit der Halbleiteroberfläche in Berührung stehende Legierungsmetall auf induktivem Wege, insbesondere durch einen Induktionsstoß, auf die Temperatur T₁ erhitzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkristall in einem Haltekörper aus leitendem, insbesondere aus ferromagnetischem Material gehaltert und das mit der Halbleiteroberfläche in Berührung stehende Legierungsmetall durch den auf induktivem Wege erhitzten Haltekörper auf die Temperatur T₁ erhitzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 909515/1488