DE1293905B - Verfahren zum Herstellen eines npn-Galliumarsenid-Transistors - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines npn-Galliumarsenid-Transistors

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DE1293905B
DE1293905B DET19572A DET0019572A DE1293905B DE 1293905 B DE1293905 B DE 1293905B DE T19572 A DET19572 A DE T19572A DE T0019572 A DET0019572 A DE T0019572A DE 1293905 B DE1293905 B DE 1293905B
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Claims (6)

  1. Die Erfindung betrifft ein
    Diffusion gebildeter Basiszone, bei welche TranMsttSSn^in^ehi^?1"-
    der Kollektor-Basis-Übergang an der Umfangsfläche quenzen aufweisen und
    einer durch Ätzen erzeugten tafelbergartigen Er- 5 400° C zulassen, höhung des Halbleiterkörpers endet und an dieser ein Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beiumschlossenes Gebiet abgrenzt. spielshalber erläutert. Darin zeigen
    Bei diesem Verfahren besteht das Problem, geeig- Fig. 1 a bis Ic verschiedene Stufen bei der Hernete Störstoffe zur Dotierung des Gallium-Arsenids stellung eines npn-Galliumarsenid-Transistors mit zu finden. Es ist zwar bereits' die Verwendung von io diffundierter Basis nach der Erfindung. Elementen der Gruppe IV des periodischen Systems Ein npn-Transistor aus Galliumarsenid mit diffunzur Dotierung von AmBv-Verbindungshalbleitern dierter Basis kann durch Anwendung des Verfahrens bekannt, und es ist auch schon eine mit Zinn bis zur hergestellt werden, das in Fig. 1 a bis Ic dargestellt Entartung dotierte Galliumarsenid-Tunneldiode be- ist. Es wird von einem Plättchen 31 des Leitungskanntgeworden. Bei der Dotierung der Emitterzone 15 typs η ausgegangen, in dessen Oberfläche bis zu einer von Galliumarsenid-Transistoren, die natürlich nicht Tiefe von einigen Hundertstel Millimetern ein p-Störbis zur Entartung durchgeführt werden darf, bestehen stoff, beispielsweise Zink, eindiffundiert wird, so daß jedoch besondere Verhältnisse. ein p-Film erzeugt wird, wie in F i g. 1 a schraffiert Während es keine besonderen Schwierigkeiten bot, dargestellt ist. Das hierdurch erhaltene Galliumfür Galliumarsenid-Transistoren Akzeptoren aus der so arsenid des Leitungstyps ρ wird dann von allen Gruppe IIA zu verwenden, erwies es sich als außer- Flächen des Plättchens mit Ausnahme einer einzigen, ordentlich schwierig, brauchbare Donatoren zu fin- beispielsweise durch Ätzen, entfernt, so daß nur die den; insbesondere waren die hierfür in erster Linie p-Zone32 an einer Fläche übrigbleibt (Fig.Ib). sich anbietenden Stoffe der Gruppe VIA wegen ihrer Dann wird Zinn auf einen kleinen Abschnitt 33 diehohen Dampfdrücke bei der Bildung der Emitter- 95 ser p-Schicht aufgedampft, und eine Zink-Goldzonen äußerst schwierig zu handhaben. Es wurden Legierung wird auf einen anderen kleinen Abschnitt daher ausgedehnte Untersuchungen angestellt, um 34 nahe bei dem Zinn aufgedampft. Das Plättchen andere Stoffe zu finden, welche als Donatoren zur wird dann auf eine Temperatur zwischen etwa 600 Bildung der Emitterzonen von npn-Galliumarsenid- und 800° C für eine Zeit erhitzt, die ausreicht, daß Transistoren besser geeignet sind. Die Elemente der 30 sich das Zinn und die Gold-Zink-Legierung mit dem Gruppe IV sind auf Grund ihrer Eigenschaften leich- Plättchen legieren. Das Plättchen wird dann in dem ter zu handhaben, und deshalb wurden Untersuchun- die legierten Kontakte unmittelbar umgebenden gen angestellt in der Hoffnung, daß sich diese EIe- Gebiet abgedeckt, und die nicht abgedeckte p~Schicht mente als Donatoren brauchbar erweisen würden. wird durch Ätzen entfernt, so daß die in F i g. 1 c Die Ergebnisse dieser Untersuchungen waren jedoch 35 dargestellte tafelbergartige Erhöhung auf übliche entmutigend; es wurde nämlich festgestellt, daß die Weise erhalten wird. Nach Entfernung des Abdeck-Elemente der Gruppe IV A, zu der Silizium, Ger- materials werden Anschlüsse 35 und 36 an den beimanium und Zinn gehören, in Galliumarsenid stets den legierten Zonen angebracht, beispielsweise durch »Nachbarpaare« ersetzen, d. h., daß zwei Atome der Wärme- und Druckanwendung, und eine Zunge 37 Gruppe IV A jeweils ein Atom des Elements der 40 wird an der Unterseite des η-leitenden Plättchens anGruppe III A und ein benachbartes Atom des EIe- gelötet. Die n-Zone3!« des Plättchens stellt den ments der Gruppe VA ersetzen, so daß das Material Kollektor des Transistors dar, und die diffundierte elektrisch neutral bleibt. p-Zone 32 α des Tafelbergs ist die Basis. Der Kontakt
    Aus diesem Grund wurde Zinn als Donator im 34 aus der Zink-Gold-Legierung, der im ohmschen Galliumarsenid bisher stets nur in Sonderfällen ver- 45 Kontakt mit der p-Zone steht, dient als Basiselekwendet, beispielsweise zur Herstellung von Tunnel- trode für den Transistor, und der legierte Zinn-Kondioden, bei denen bekanntlich beide Zonen bis zur takt 33, der einen gleichrichtenden Kontakt mit der Entartung dotiert werden. p-Zone bildet, stellt den Emitterkontakt des Tran-
    Die bisher für die Dotierung der Emitterzonen von sistors dar.
    npn-Galliumarsenid-Transistoren verwendeten Stoffe 50 Es ist zu bemerken, daß zur Erzeugung einer
    beschränkten jedoch sowohl den Frequenzbereich als η-Dotierung Zinn in Galliumarsenid eindiffundiert
    auch die höchstzulässige Betriebstemperatur der werden kann, anstatt daß es einlegiert wird. Zur Dif-
    Transistoren. fusion wird das Galliumarsenid-Plättchen in eine eva-
    Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung kuiexte Ampulle aus Quarz oder einem ähnlichen
    eines Verfahrens der eingangs angegebenen Art, bei 55 Material zusammen mit einer kleinen Zinnmenge ein-
    dem die Dotierung der Emitterzone des Transistors geschlossen, wobei das Zinn so angeordnet ist, daß es
    ohne besondere Schwierigkeit durchführbar ist, und das Plättchen nicht berührt. Die Ampulle wird dann
    die fertigen Transistoren ein besseres Frequenz- auf eine Temperatur zwischen 800 und 1000° C für
    verhalten aufweisen und bei höheren Betriebstempe- eine Dauer zwischen einer Stunde und etwa 50 Stun-
    raturen verwendbar sind. 60 den erhitzt.
    Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht,
    daß die Emitterzone durch Einbringen von Zinn als ..
    Störstoff in die Basiszone gebildet wird. Patentansprüche:
    Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß Zinn als Donator ausgezeichnete Ergeb- 65 1. Verfahren zum Herstellen eines npn-Galnisse liefert, wenn es zur Dotierung der Emitterzone liumarsenid-Transistors mit durch Diffusion geeines Galliumarsenid-Transistors verwendet wird, bildeter Basiszone, bei welchem der Kollektordessen Basiszone durch Diffusion gebildet ist, und, Basis-Übergang an der Umfangsfläche einer
    durch Ätzen erzeugten tafelbergartigen Erhöhung des Halbleiterkörpers endet und an dieser ein umschlossenes Gebiet abgrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterzone durch Einbringen von Zinn als Störstoff in die Basiszone gebildet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Basiszone Zink in ein η-leitendes Galliumarsenid-Plättchen eindiffundiert wird und daß die dadurch gebildete p-Zone außer an der tafelbergartigen Erhöhung weggeätzt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zinn auf ein Gebiet der p-Zone
    aufgedampft und mit dieser durch Erhitzen legiert wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung auf eine Temperatur zwischen etwa 600 bis 800° C erhitzt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schaffung der Basiselektrode eine Zink-Gold-Legierung auf ein Gebiet der p-Zone aufgedampft und mit dieser durch Erhitzen legiert wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zinn in ein Gebiet der p-Zone eindiffundiert wird.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DET19572A 1960-01-20 1961-01-20 Verfahren zum Herstellen eines npn-Galliumarsenid-Transistors Pending DE1293905B (de)

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