DE1444522C3 - Process for increasing the carrier life in semiconductor bodies - Google Patents

Process for increasing the carrier life in semiconductor bodies

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erhöhen der Trägerlebeiijdauer in einem Halbleiterkörper durch Inkontaktbringen des Halbleiterkörpers mit einem Nickelchlorid enthaltenden Gemisch und nachfolgendes Erhitzen des Halbleiterkörpers. The present invention relates to a method for increasing the carrier life in a semiconductor body by bringing the semiconductor body into contact with a nickel chloride containing Mixing and subsequent heating of the semiconductor body.

Ein solches Verfahren ist z. B. in der USA.-Patentschrift 2 827 436 beschrieben worden. Gemäß diesem Verfahren wird ein Halbleiterkörper durch ein chemisches Abscheideverfahren mit einer Nickelschicht vergehen. Dies geschieht in cine-- Vc-nickelungsbad, das Nickelchlorid, Hypophosphit, Ammoniumzitrat 'und Ammoniumchlorid enthält. Aus diesem Bad wird reines, metallisches Nickel auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers abgeschieden. Die vernickelten Halbleiterkörper werden dann einer hohen Temperatur ausgesetzt, wodurch die Nickelatome in den Halbleiterkörper eindiffundieren.Such a method is e.g. In U.S. Patent 2,827,436. According to In this process, a semiconductor body is formed using a chemical deposition process with a nickel layer pass away. This is done in a cine-Vc nickel plating bath, which contains nickel chloride, hypophosphite, ammonium citrate and ammonium chloride. This bath becomes pure, metallic nickel deposited on the surface of the semiconductor body. The nickel-plated semiconductor bodies then become one exposed to high temperature, as a result of which the nickel atoms diffuse into the semiconductor body.

Dieses Verfahren is"t jedoch relativ aufwendig und kann nur als zusätzlicher Schritt zum Eindiffundieren von Dotierstoffen durchgeführt werden.However, this process is relatively complex and can only be used as an additional step for diffusion be carried out by dopants.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein einfacheres Verfahren zum Erhöhen der Trägerlebensdauer in einem Halbleiterkörper anzugeben.The object of the invention is to find a simpler method for increasing indicate the carrier life in a semiconductor body.

Dies wird dadurch erreicht, daß das Gemisch neben dem Nickelchlorid eine chemische Verbindung eines Dotierstoffes enthält und als Flüssigkeit oder Paste verwendet wird. ■: .,.-··'This is achieved in that the mixture contains a chemical compound in addition to the nickel chloride contains a dopant and is used as a liquid or paste. ■:., .- ·· '

. Als Dotierungsstoff kann Kaliumborat bzw. Ammoniumphosphat verwendet werden, je nachdem, ob eine stark p- oder eine stark η-leitende Zone erzeugt werden soll.. Potassium borate or Ammonium phosphate can be used, depending on whether a strongly p- or a strongly η-conductive zone is generated shall be.

Ein solches Verfahren hat den Vorteil, daß zwei Vorgänge, nämlich das Dotieren und das Gettern von Verunreinigungen in einem einzigen Verfahrensschritt durchgeführt werden kann.Such a method has the advantage that two processes, namely the doping and the gettering of Impurities can be carried out in a single process step.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 erläutert. The invention is explained using an exemplary embodiment in conjunction with FIGS. 1 to 3.

Fig. 1 zeigt den. Halbleiterkörper, von welchem bei dem Verfahren z. B. ausgegangen wird. Dieser Halbleiterkörper 1 möge z. B. aus schwach n-Ieitendem Silizium mit einem spezifischen Widerstand von 20 Ohm cm bestehen. Dieser Halbleiterkörper wird in eine Ampulle gebracht, in welcher sich gleichzeitig eine Quelle zur Verdampfung von Aluminium befindet. In dieser Ampulle wird ein Eindiffusionsprozeß von Aluminium im Vakuum in den n-leitenden Halbleiterkörper, durchgeführt, so daß in dem Ausgangskörper nach Fig. 1 nunmehr gemäß Fig. 2 eine schwach p-leitende Mantelzone 2 entstanden ist und von dem früheren Ausgangskörper nur nochFig. 1 shows the. Semiconductor body of which in the process z. B. is assumed. This semiconductor body 1 may, for. B. from weakly n-conductive Silicon with a resistivity of 20 ohm cm are made. This semiconductor body is placed in an ampoule, in which there is also a source for the evaporation of aluminum is located. In this ampoule, aluminum is diffused in a vacuum into the n-conducting Semiconductor body, carried out so that in the starting body according to FIG. 1 now according to FIG a weak p-conductive cladding zone 2 has arisen and only from the previous starting body

ίο eine Kernzone 1 α mit schwacher η-Leitfähigkeit vorhanden ist. Es kann sich nunmehr empfehlen, die Oberfläche des Halbleiterkörpers einem schwachen Aufrauhungsprozeß durch Läppen zu unterwerfen. Anschließend wird die Oberfläche des Halbleiterkörpers zweckmäßig z. B. mit einer Flüssigkeit 4Sprozentiger Flußsäure gereinigt.ίο a core zone 1 α with weak η conductivity is present. It can now be advisable to subject the surface of the semiconductor body to a weak roughening process by lapping. Then the surface of the semiconductor body is expediently z. B. cleaned with a liquid 4S percent hydrofluoric acid.

Nunmehr wird auf die durch Aufrauhung für die Benetzung vorbereitete Oberfläche des Körpers nach Fig. 2 eine Paste aus einer chemischen Verbindung eines Dotierstoffes, z. B. aus Kaliumborat, aufgestrichen, welches einen Zusatz von Nickelchlorid enthält. Den nunmehr entstandenen Halbleiterkörper mit dem Überzug aus der Pastensubstanz 7.eigt^ die Fig. 3. Dieser Halbleiterkörper wird nunmehr in eine pulverförmige Masse, z. B. aus Quarz, eingebettet, die somit vorzugsweise gegenüber dem eingebetteten Halbleiterkörper inerten Charakter hat. Alsdann wird die Halbleiteranordnung an Luft einer Temperatur bei etwa 1250° C während einer Zeitdauer von etwa 16 Stunden unterworfen. Während dieser Temperaturbehandlung diffundiert aus der chemischen Verbindung Kaüurnborat das Bor in den Halbleiterkörper ein und erzeugt in diesem in der schwach p-Ieitenden Mantelzone 2 eine stark dotierte Zone p+ mit der Bezeichnung 3. Während dieses Eindiffusionsprozesses ist aber gleichzeitig die chemische Verbindung Nickelchlorid wirksam, indem sie eine Getterung von in dem Halbleiterkörper enthaltenden Verunreinigungen, die unerwünschte Störstellen bilden könnten, herbeiführt, d. h. diese Verunreinigungen werden an die Halbleiteroberfläche geführt und dort durch die Nickelchloridverbindung gebunden. Es wird also gleichzeitig mit dem Eindiffusionsprozeß auch ein Reinigungsprozeß der Halbleiteranordnung durchgeführt. A paste of a chemical compound of a dopant, e.g. B. from potassium borate, which contains an addition of nickel chloride. The now resulting semiconductor body with the coating of the paste substance 7 .tends ^ the Fig. 3. This semiconductor body is now in a powdery mass, z. B. made of quartz, which is thus preferably inert to the embedded semiconductor body. The semiconductor device is then subjected to a temperature of about 1250 ° C. in air for a period of about 16 hours. During this temperature treatment, boron diffuses from the chemical compound chew borate into the semiconductor body and creates a heavily doped zone p + with the designation 3 in the weakly p-conductive cladding zone 2. by bringing about a gettering of impurities contained in the semiconductor body which could form undesired impurities, ie these impurities are carried to the semiconductor surface and are bound there by the nickel chloride compound. A cleaning process for the semiconductor arrangement is therefore also carried out at the same time as the diffusion process.

Bei diesem Eindiffusionsprozeß des Bors wird auch die Diffusionsfront des bei der Durchführung des Verfahrens zur Erreichung des Halbleiterkörperaufbaues nach Fig. 2 eingebrachten diffundierten Aluminiums in Richtung auf die η-leitende Kernzone etwas weiter vorgeschoben. Das ist jedoch, wie die Erfahrung gezeigt hat, nur ein anteilig sehr geringer Betrag, der für den Aufbau der späteren Halbleiteranordnung nicht nachteilig ist.During this diffusion process of the boron, the diffusion front of the when the Method for achieving the semiconductor body structure according to FIG. 2 introduced diffused Aluminum is advanced a little further in the direction of the η-conductive core zone. However, that's how that Experience has shown that only a proportionately very small amount is required for the construction of the later semiconductor device is not disadvantageous.

55, Von· der Oberfläche des durch diese Temperaturbehandlung entstandenen Halbleiterkörpers wird nunmehr die verbliebene gläshaltige Restsubstanz abgeläppt und anschließend die Oberfläche gereinigt, geätzt und der weiteren Fertigung (Halbleiterstromtor, Diode) zugeführt.55, from · the surface of the by this temperature treatment The resulting semiconductor body is now lapped off the remaining glass-containing residual substance and then the surface cleaned, etched and further production (semiconductor current gate, Diode) supplied.

Die Anwendung der Erfindung ist insbesondere gedacht bei Halbleiteranordnungen auf der Basis eines Halbleiterkörper aus oder nach Art von Germanium oder Silizium oder einer intermetallischen Verbindung.The application of the invention is intended in particular in the case of semiconductor arrangements based on a semiconductor body made of or in the manner of germanium or silicon or an intermetallic Connection.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Erhöhen der Trägerlebensdauer in einem Halbleiterkörper durch Inkontaktbringen des Halbleiterkörpers mit einem Nickel-1. A method for increasing the carrier life in a semiconductor body by bringing into contact of the semiconductor body with a nickel ■ chlorid enthaltenden Gemisch und nachfolgendes Erhitzen des Halbleiterkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch neben dem Nickelchlorid eine chemische Verbindung eines Dotierstoffes enthält und als Flüssigkeit oder Paste verwendet wird.■ mixture containing chloride and the following Heating the semiconductor body, characterized in that the mixture in addition to the nickel chloride contains a chemical compound of a dopant and as a liquid or paste is used. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dotierstoffverbindung Ammoniumphosphat bzw. Kaliumborat verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that ammonium phosphate or potassium borate is used as the dopant compound.
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