DE1539094A1 - Halbleiterelement fuer eine Junction- bzw. UEbergangsflaechenvorrichtung und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Halbleiterelement fuer eine Junction- bzw. UEbergangsflaechenvorrichtung und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
- Publication number
- DE1539094A1 DE1539094A1 DE19651539094 DE1539094A DE1539094A1 DE 1539094 A1 DE1539094 A1 DE 1539094A1 DE 19651539094 DE19651539094 DE 19651539094 DE 1539094 A DE1539094 A DE 1539094A DE 1539094 A1 DE1539094 A1 DE 1539094A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- antimony
- semiconductor element
- gold
- nickel
- alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 21
- 230000007704 transition Effects 0.000 title claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 12
- KAPYVWKEUSXLKC-UHFFFAOYSA-N [Sb].[Au] Chemical compound [Sb].[Au] KAPYVWKEUSXLKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 9
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 8
- 229910001245 Sb alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002140 antimony alloy Substances 0.000 claims description 7
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 239000007937 lozenge Substances 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 claims 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- -1 Gold-antimony-nickel Chemical compound 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000825071 Homo sapiens Sclerostin domain-containing protein 1 Proteins 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100022432 Sclerostin domain-containing protein 1 Human genes 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WXNIGGHOYIUIFC-UHFFFAOYSA-N [Si].[Sb].[Au] Chemical compound [Si].[Sb].[Au] WXNIGGHOYIUIFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/36—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the concentration or distribution of impurities in the bulk material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
- H01L21/228—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a liquid phase, e.g. alloy diffusion processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/24—Alloying of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, with a semiconductor body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/08—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/74—Thyristor-type devices, e.g. having four-zone regenerative action
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/914—Doping
- Y10S438/917—Deep level dopants, e.g. gold, chromium, iron or nickel
Description
Westinghouse Brake and Signal Company limited,
London (England)
Halbleiterelement für eine Junction- bzw„ Übergangsflächenvorrichtung
und Verfahren zu seiner Herstellung,,
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an
Halbleiterelementen für Junction- bzw. Übergangsfläehenvorrichtungen,
wie steuerbare Halbleitergleichrichter,- z„Be
Thyristoren, und auf die Herstellung solcher Halbleiterelemente.
Bei gewissen solchen Vorrichtungen ist es erwünscht,
einen oder mehrere übergänge, ζ«Βο pn-übergänge in dem
Plalbleitermaterial vorzusehen, bei welchem der Wirkungsgrad
der Injektion von Minoritätsträgern von der einen zur
anderen deite des Übergangs steuerbar gering und insbesondere
bei geringen Stromdichten niedrig und bei hohen otromüichten hoch ist«
Der iüinoritätsträger-Injektionäwirkungsgrad der
meioton, wenn nicht aller pn-übergänge scheint aich in
909826/0 76 2
einem begrenzten Ausmaß in dieser v/eise zu verhalten, jedoch
ist es für manche spezifische Vorrichtungen schwierig, den Injektionswirkungsgrad bei niedrigen Stromdichten
genügend herabzusetzen, ohne den Injektionswirkungsgrad
bei hohen Stromdii-'chten in einem unzulässigen Ausmaß zu
vermindern»
Ein Beispiel einer solchen spezifischen Vorrichtung ist ein steuerbarer Halbleitergleichrichter, der beispielsweise
einen sogenannten Siliziumschichtkörper aufweist0
Ein typischer Gleichrichter dieser Art enthält einen pnp-Sehichtkörper,
bei dem in einer der äußeren p-Schichten eine weitere η-Zone gebildet ist, die einen Übergang der
oben genannten Art schafft und so eine pnpn-Vorrichtung ergibt« .
Die Parameter, welche durch den Injektionswirkungsgrad dieses Übergangs beeinflußt werden, sind die folgenden:
a) die Durchbruchspannung in Durchlaßrichtung bei erhöhten Temperaturen,
b) die Fähigkeit, hohen Anstiegsgeschwindigkeiten der Durchlaßspannung zu widerstehen, ·
c) der Torzündstrom und
d) der Durchlaßspannungsabfall im leitenden Zustande
Die Parameter a) und b) erfordern einen geringen Injektionswirkungsgrad
von der η-Zone zu der benachbarten p-Schicht in dem Übergang bei niedrigen Stromdichten, während
die Parameter c) und d) einen hohen Injektionswirkungsgrad
909826/0762
"bei hohen Stromdichten erfordern» !Typische Ausführungen
haben, wenn die Parameter c) und d) innerhalb zulässiger Grenzen gehalten wurden, bisher dazu geführt, daß die Arbeitstemperatur
auf etwa 1250G und die Anstiegsgeschwindigkeit
der Durchlaßspannung auf etwa 25 Volt je Mikrosekunde
begrenzt isto
Gemäß der Erfindung, ist ein Halbleiterelement für
eine Junction- bzw. Übergangsflächenvorrichtung geschaffen,
bei dem wenigstens ein Teil eines oder des bbergangs so behandelt worden ist, daß der Injektionswirkungsgrad bei niedrigen
Stromdichten herabgesetzt ist, während relativ dazu ein hoher Injektionswirkungsgrad bei hohen Stromdichten aufrechterhalten
oder sogar vergrößert ist.
Es wurde gefunden, daß auf diese Vieise aie oben erwähnten
Ausführungen verbessert und aie damit einhergehenden
Vorteile erzielt werden können.
Die Behandlung kam, das Dotieren mit einem Material
umfassen, das eine Substanz enthält, die aus den Substanzen
der Übergangsreihe des Periodischen Systems, einschließlich
derjenigen der ü-ruppen Ib und Hb■ ausgewählt ist.
Die Do ti eruiigs behänd lung kann durch Diffundieren mit
einem ketall oder einer Le^ieruiiK erfolgen, die ein solches
Lie tall enthält, aas aus: den rasch diffundierenden ine tall en
d-er.Ubeiv:-',ii-igsrei.L.£: -ausgewählt ist.
Das install -:ann Wickel sein, und dieses kann in. den
übergang oaei- eine:: Jeil Von ihm aus einer jj'olie aus einer
BAD ORIGINAL 9 0 9826/0762
Gold-Antimon-Uickel-Legierung hineindiffundiert werden.
Bei der Herstellung eines Silizium-Halbleiterelementes unter Verwendung einer solchen 3?olie kann die Behandlung
bei einer Anfangstemperatur zwischen 600 und 800 G durchgeführt
werden.
Wenn die Erfindung beispielsweise auf einen Thyristor'
angewendet wird, dann bedeutet der geringe Injektionswirkungsgrad
bei niedrigen Stromdichten, daß der [thyristor an seiner Torelektrode durch restliche Streuströme (wie sie
in einer Stromkreisanordnung stets auftreten) nicht nachteilig beeinflußt wird und augenblicklich zündet, sobald
an seine Torelektrode ein Steuerimpuls angelegt wird»- Der
yon der Vorrichtung durchgelassene Strom kann dann sehr hoch sein (bis zu mehreren Hundert Ampere), da der Wirkungsgrad
hoch und der in der Sperrichtung fließende Strom gering ist.
Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der ,
Zeichnung an zwei Beispielen näher erläutert«
Gemäß dem ersten Beispiel wird von einem monokristallinen
Stab ein dcheibchen 1 aus Silizium der η-Type geschnitten
(I1Ig. 1A) und auf eine Dicke von etwa 0,2 bis
0,3 mm geläppt«
Auf das Scheibchen wird dann ein Akzeptorelement 2,
wie Gallium, aufniffundiert (Pig. 1B), um eine die Außenseite des Scheibchens umgehende Zone der p-Type bis zu
einer Tiefe von etwa 0,05 bis 0,075 nun zu bilden»
909826/0762
■-.«Si
- 5 ■-' ■
Danach wird das Scheibchen nach irgendeiner ssweckentsprechenden
Methode in Pastillen zerschnitten, so daß ein : pnp-Schichtkörper "bzw. ein pnp-Flächenelement erhalten wird
(j?ig0 10)·.
Dann wird auf die eine Seite der Pastille eine aus
' einer Gold-Antimon-Legierung "bestehende j?olie 3>
die eine Dipke zwischen 0,038 und 0,076 mm hat, bei einer zweckentsprechenden !Temperatur zwischen z.B« 600 und 800 C auf legiert
(l'ig. 1D), so daß während der Abkühlung aus der Legierung
neu gewachsenes Silizium abgelagert wird, das eine
ausreichende Menge Antimon enthält, um den benachbarten Siliziumbereich in die n-Leitfähigkeitstype zu dotieren,
wie dies in i'ig. 1D veranschaulicht ist. Die neu gewachsene
Zone der n-'Hype bildet auf diese Weise die vierte Schicht
einer steuerbaren pnpn-Schiehtkörper-Gleichrichtervorrichtungo
Danach wird auf die Oberseite der Gold-Antimon-!Folie
eine dünne Schicht aus einem rasch diffundierenden Metall der Übergangsreihe, in diesem Beispiel Hiekel, aufgebrachte
Dies kann durch unmittelbares Plattieren aus einer Lösung oder auf irgendeine andere zweckentsprechende v/eise erfolgen,
beispielsweise durch Hinzufügen einer zusätzlichen Komponente,
wie eines scheiben- oder ringförmigen Stücks, das bereits mit der erforderlichen Hickelmenge plattiert ist, wobei .eine
typische ückeliüenge etwa 0,01 bis 1,0 ·;ό, bezogen auf das
U-ewicht der Gold-Antimon-Legierurig, beträgt0
909826/0762
Die zusätzliche Komponente soll aus einem Material bestehen, welches bei der unterschiedlichen Wärmedehnung
keine Beanspruchung hervorruft, und sie wird daher zweckmäßig aus Molybdän hergestellt.
Der Siliziumschichtkörper mit dem zugesetzten Nickel wird dann auf eine Temperatur erhitzt, die hoch genug ist,
um zu bewirken, daß die Gold-Antimon-Silizium-Legierung
schmilzt und das Wickel absorbiert, aber niedriger als die ursprüngliche temperatur ist, bei welcher die Gold-Antimonlegierung
an das Silizium anlegiert wurde«
Auf diese rfeise wird der Teil (und vorzugsweise nur
ein Stück davon) der in der oberen p-Sehieht befindliche
η-Zone, der bei dieser geringeren Temperatur von der Legierung absorbiert und nachfolgend bei der Abkühlung wieder
abgelagert wird, mit iiiokel bis zu der erforderlichen Konzentration
dotierte Dies ist in !'ig. 1ü in etwas schema— tischer v/eise durch die gestrichelte Linie "Mi" angedeutet»
Das vorstehend beschriebene Verfahren ermöglicht die
Herstellung einer steuerbaren Gleichrichtervorrichtung, die bei einer Arbeitstemperatür von wenigstens 125°C und einer
Anstiegsgeschwindigkeit der Durchlaßspannung von mehr als 200 YoIt je Mikrosekunde eine Sperrspannung von mehr als
1000 Volt zu halten vermag»
Gemäß dem zweiten Beispiel, das nachstehend beschrieben
wird, erfolgt die Dotierungsbehandlung mittels einer Gold-Antimon-Nickel-Legierungo
909826/0762
Bei diesem Verfahren wird ein aus einem Schichtkörper
bestehendes Grundelement für einen steuerbaren Siliziumgleichrichter, wie es in Hg, 10 wiedergegeben ist,
auf die im ersten Beispiel beschriebene Yfeise hergestellt,
Und auf das pnp-Flächenelement wird eine aus einer Gold—
Äntä»tm.~Kickel-iegierung bestehende Folie auf legierte Biese
Folie, die zweckmäßig eine Dicke zwischen etwa 0,038 und Ö,O?6 mm hat, wird auf die eine p-Seite des Flächenelements
aufgebracht, und die Legierung, aus der die Folie besteht, hat einen Hickelgehalt zwischen 0,5 und 5 Sew. ΰβ und einen
Antimongehalt zwischen 0,1 und 1,0 $
]?lächenelement wird dann einer Wärmebehandlung
bei etwa 600 bis 8000G unterworfen, so', daß während der Abkühlung
aus der Folienlegierung neu gewachsenes Silizium
abgelagert wird, das genügend Antimon enthält, um&ie benachbarte
Siliziumzone in die n-Leitfähigkeitstype zu dotieren,
wie dies in I?ig. 1D veranschaulicht ist.
Die neu gewachsene η-Zone bildet so die vierte Schicht eines pnpn-3?läehenelements einea steuerbaren Gleichrichters *
Die tfärmebehundlung bewirkt, aaß die in der oberen
p-Schicht des lileiaents enthaltene η-Zone mit iiickel bis zu
einer Blonzentration diffuiidiei't wird, die durch die anfänglichen
iehaite der iOiä-iurtiEioii-xiickel-Legierung bestimmt
wireu
Das vorstehend beschriebene Verfahren ermöglicht
ORlGiNAL INSPECTED 9 09826/0762
ebenfalls die Herstellung einer steuerbaren Gleichrichtervorriohtung,
die bei einer Arbeitetemperatur von wenigstens
125°0 und einer Anstiegsgescliwindigkeit der Durchlaßspannung
von mehr als 200 Volt· je Mikrosekunde eine Sperrspannung
von mehr als 1000 Volt zu halten vermag.
Bei den beiden vorstehend beschriebenen Beispielen der Durchführung der Erfindung ist nickel als Dotiermateriel
benutzt worden, jedoch können auch andere Metalle aus der Übergangsreihe des Periodischen Systems, einschließlich der·»·
jenigen der Gruppen Ib und Hb, oder legierungen, die solche Metalle enthalten, verwendet werden.
Insbesondere kann das Metall aus den rasch diffundierenden Metallen der Übergangsreihe ausgewählt werden, unter
denen außer Nickel Eisen, Kobalt,Kupfer und Zink genannt
werdön können*
Das ausgewählte Element oder Metall kann z.B. mit Gold und Antimon legiert werden.
Das Metall bzw. die Legierung"kann etwa 0,1 bis 5
Gew.fa ausmachen und wird wieder zweckmäßig auf das Flächenelement
in Form einer Folie aufgebracht·
Es ist auch möglich, nur einen 'jje.il· e£es Übergangs
in dieser Weise zu behandeln, und im Fall eines steuerbaren Halbleitergleichrichters kann ein Teil der injizierenden
Schicht mit einer angemessenen Konzentration des Metalls bzw. der Legierung diffundiert werden. Durch die auf diese
Weise bewirkte Verminderung des InjektionsWirkungsgrads ist
909826/0762
es möglich, zu erreichen, daß die Anstiegsgeschwindigkeit
der Durchlaßspannung in der iirößenordnurig von mehreren Hundert Volt je Mikroseimnde liegt, wllhrend· der Torzündstrom
und der DuröhlaßstrOiüabfall auf 2julässigen Werten
gehalten werden. ■
jis sei bemerkt, α aß die Urfindung sowohl auf pn-Übergänge
als auch auf np-Übergange angewendet werden kann«
Claims (1)
- • 0 1539084Patentansprüche . '....-...Io Halbleiterelement für eine Junction- bzw. Übergangsflächenvorrichtung,; dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil eines oder des Übergangs so behandelt worden ist, daß. der Injektionswirkungsgrad bei niedrigen Stromdichteη herabgesetzt ist, während relativ dazu ein hoher Injektionswirkungsgrad bei hohen Stromdichten aufrechterhalten oder sogar vergrößert ist.2„- Halbleiterelement nach Anspruch, 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch, die -Behandlung eine !Dotierung mit einem Material bewirkt ist,, c. as eine Substanz enthält, die aus den Substanzen der Übergangsreihe des Periodischen Systems, einschließlich ,derjenigen der.Gruppen Ib und IXb ausgewählt, iaty . ... . ... - . ■ ...3» Halbleiterelement nach Anspruch ·2, dadurch gekennzeichnet, daß die.Dotierungsbehandlung durch Diffundieren mit einem IvIetall., das aus der übergangsreihe des, Periodischen Systems ausgewählt, ist,, oder mit einer ein .solches Metall enthaltenden Legierung durchgeführt ist. . -■4· Halbleiterelement nach Anspruch 3, dadurch gerkennzeichnet,, daß das Metall nickel ist. . . :- 5· Halbleiterelement nach, Anspruch 3 oder 4» ^fr©- durch gekennzeichnet! daß das Metall mit Gold und Antimon legiert ist·. .- - ;, ■>_..- . - .. -. ■- .' ;... : . ., _;.-,.6« .Halb!eiterelement nach den Ansprüchen 4_ umd; 5,909826/0762■_ u'_ 1539084dadurch gekennzeichnet, äa.ä der Hiokelgehalt in dem Bereich von 0,5 bis 5 Gew.% und der Antimongehalt in dem Bereich von 0,1 bis 1 Gew. u/o liegt.7· Halbleiterelement nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelmenge 0,01 bis 1,0 Gew.j4 derjenigen der Gold-Antimon-Menge ausmacht.8· Halbleiterelement nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteilmenge des tie tailsν »0,1 bis 5 Gew.yo beträgt. ·9· Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterelementß für eine Junction— bzw. Übergangsflächenvorriohtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß eB die Stufe des Auflegierens einer aus einer Gold-Antimon-Legierung bestehenden Eolie auf die eine Seite eines Siliziumflächenelements bei einer Temperatur zwischen 600 und 8000C umfaßt. ■10· Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf die auflegierte Gold-Antimon-Legierungsfolie eine Nickelschicht aufgebracht und das Nickel bei einer Temperatur diffundiert wird, die kleiner als die Temperatur ist, bei welcher die üOlie aui'legiert wurde.11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet» daß das Nickel durch Plattieren aufgebracht wird.12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Nickel dadurch aufgebracht wird, daß der auflegierten Gold-Antimon-Le^ierungsiQli.e .eine nickelplattierte909826/076215390*4Komponente hinzugefügt wirdo13. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß für die folie eine Gold-Antimon-Legierung verwendet wird, der 0,5 bis 5 Gew.5^ nickel zugesetzt sind und deren Antimongehalt 0,1 bis 1 Gew.yS beträgt.14ο Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kickelmenge 0,01 bis 1,0 Gew.^a derjenigen der Gold-Antimon-Menge ausmacht ο15· Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß ein Siliziumscheibchen der einen Leitfähigkeitstype hergestellt wird, das Scheibchen mit einem zweckentsprechenden Element diffundiert wird, um eine Zone entgegengesetzter Leitfähigkeitstype um die Außenseite des Scheibchens herum zu bilden, das cjcheibchen in Pastillen zerschnitten wird, um ein flächenelement zu bilden, und auf die eine Seite des Elements eine aus einer Gold-Antimon— Legierung bestehende folie auflegiert wird, die einen Ge-halt an einem Metall aus der tjbergangsreihe des Periodischen Systems zwischen 0,01 und 5 Gewo/ί besitzt, wob.ei das Auflfcgieren bei einer Temperatur zwischen 600 und 80C0O ausgeführt wird»16ο Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, α aß das Lie tall aus der ubergartgsreihe Wickel ist.17o Halbleiterelement für eine Junction- o^w. cToergangsflächenvor:'"ichtung., das nach dem Verfahren gemäß einem der .anSpruche 9 bis 16 hergestellt is to909826/0762_ 13 _ 1539Θ9418 ο Halbleitervorrichtung, die ein Halbleiter-1 element gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 oder gemäß dem Anspruch. 17 enthält»909826/0762-AH -Lee r seife
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB36848/64A GB1095047A (en) | 1964-09-09 | 1964-09-09 | Semi-conductor devices and the manufacture thereof |
GB4988164 | 1964-12-08 | ||
GB211565 | 1965-01-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1539094A1 true DE1539094A1 (de) | 1969-06-26 |
Family
ID=27254014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19651539094 Pending DE1539094A1 (de) | 1964-09-09 | 1965-08-31 | Halbleiterelement fuer eine Junction- bzw. UEbergangsflaechenvorrichtung und Verfahren zu seiner Herstellung |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3514675A (de) |
BE (1) | BE668868A (de) |
DE (1) | DE1539094A1 (de) |
GB (1) | GB1095047A (de) |
SE (1) | SE329881B (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1337283A (en) * | 1969-12-26 | 1973-11-14 | Hitachi Ltd | Method of manufacturing a semiconductor device |
US3860947A (en) * | 1970-03-19 | 1975-01-14 | Hiroshi Gamo | Thyristor with gold doping profile |
US3636618A (en) * | 1970-03-23 | 1972-01-25 | Monsanto Co | Ohmic contact for semiconductor devices |
JPS5811733B2 (ja) * | 1975-03-24 | 1983-03-04 | 株式会社日立製作所 | ハンドウタイソウチ |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2813233A (en) * | 1954-07-01 | 1957-11-12 | Bell Telephone Labor Inc | Semiconductive device |
BE580254A (de) * | 1958-07-17 | |||
US2980832A (en) * | 1959-06-10 | 1961-04-18 | Westinghouse Electric Corp | High current npnp switch |
NL265436A (de) * | 1960-01-20 | |||
DE1295089B (de) * | 1960-12-23 | 1969-05-14 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, insbesondere eines Transistors |
CH396228A (de) * | 1962-05-29 | 1965-07-31 | Siemens Ag | Verfahren zum Erzeugen einer hochdotierten p-leitenden Zone in einem Halbleiterkörper, insbesondere aus Silizium |
-
1964
- 1964-09-09 GB GB36848/64A patent/GB1095047A/en not_active Expired
-
1965
- 1965-08-27 BE BE668868A patent/BE668868A/xx unknown
- 1965-08-31 DE DE19651539094 patent/DE1539094A1/de active Pending
- 1965-09-03 US US484872A patent/US3514675A/en not_active Expired - Lifetime
- 1965-09-09 SE SE11767/65A patent/SE329881B/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1095047A (en) | 1967-12-13 |
BE668868A (de) | 1965-12-16 |
US3514675A (en) | 1970-05-26 |
SE329881B (de) | 1970-10-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1187326B (de) | Verfahren zur Herstellung einer Silizium-Schaltdiode | |
DE2055162A1 (de) | Verfahren zur Isolationsbereichbil dung im Halbleitersubstrat einer monohthi sehen Halbleitervorrichtung | |
DE976348C (de) | Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen mit pn-UEbergaengen und nach diesem Verfahren hergestellte Bauelemente | |
DE1297234B (de) | Verfahren zur Herstellung des Halbleiterelementes eines stossspannungsfesten Halbleitergleichrichters | |
DE1514376A1 (de) | Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE1160543B (de) | Verfahren zum Behandeln von Transistoren, um die Lebensdauer bzw. die Speicherzeit der Ladungstraeger, insbesondere in der Kollektorzone, durch Rekombination zu verringern | |
DE1105524B (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, insbesondere eines Transistors,mit einer auflegierten Elektrode | |
DE2062897A1 (de) | Halbleitervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE1214790B (de) | Leistungsgleichrichter mit einkristallinem Halbleiterkoerper und vier Schichten abwechselnden Leitfaehigkeitstyps | |
DE1539094A1 (de) | Halbleiterelement fuer eine Junction- bzw. UEbergangsflaechenvorrichtung und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE2506102A1 (de) | Halbleitergleichrichter | |
DE1909720A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit pn-UEbergang | |
DE1489133A1 (de) | Passivierte Legierungsdiode | |
DE1963131A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Halbleiterelementen | |
DE1564170A1 (de) | Halbleiterbauelement hoher Schaltgeschwindigkeit und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE1274245B (de) | Halbleiter-Gleichrichterdiode fuer Starkstrom | |
DE1464305B2 (de) | Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen sowie nach diesem Verfahren hergestellte Bauelemente | |
DE1035780B (de) | Transistor mit eigenleitender Zone | |
DE2241083A1 (de) | Hochleistungs-speicherdiode | |
DE1639368A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kontakten an Halbleiteranordnungen | |
DE1168567B (de) | Verfahren zum Herstellen eines Transistors, insbesondere fuer Schaltzwecke | |
AT214485B (de) | Verfahren zur Herstellung von pn-Übergängen in einem Grundkörper aus vorwiegend einkristallinem Halbleitermaterial | |
DE1270694B (de) | Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes | |
AT235598B (de) | Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung ohne Gleichrichterwirkung zwischen einer Stromzuführung und einem thermoelektrischen Halbleiter | |
DE1106877B (de) | Verfahren zur Herstellung eines hochdotierten Bereiches in Halbleiterkoerpern durch Auflegieren von Folien aus einer Goldlegierung |