PL53487B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 20.VII.1967 53487 KI. 21 g, 11/02 MKP Twórca wynalazku: mgr inz. Stanislaw Gondek Wlasciciel patentu: Fabryka Pólprzewodników „TEWA", Warszawa (Polska) Sposób otrzymywania przyrzadów pólprzewodnikowych przy wykorzystaniu maskujacych wlasnosci niektórych metali Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymy¬ wania elementów pólprzewodnikowych z wyko¬ rzystaniem maskujacych wlasnosci niektórych me¬ tali. Przyrzady pólprzewodnikowe mozna otrzy¬ mac wieloma znanymi juz sposobami. Ostatnio technika swiatowa coraz powszechniej stosuje w przypadku elementów krzemowych metody po¬ dwójnej dyfuzji domieszek donorowyeh i akcep¬ torowych, a w przypadku elementów germano¬ wych metody dyfuzyjno-stopowe. Niektóre firmy zagraniczne stosuja takze podwójna dyfuzje do¬ mieszek w produkcji germanowych elementów pól¬ przewodnikowych, po uprzednim nalozeniu na po¬ wierzchnie germanu warstwy dwutlenku krzemu Si02.Zasada stosowania metody podwójnej dyfuzji w przypadku krzemowych przyrzadów pólprzewod¬ nikowych polega na utlenianiu plytki krzemowej na przyklad typu „N" na grubosc okolo 8000 A.Nastepnie przeprowadza sie pierwsza dyfuzje do¬ mieszki akceptorowej na przyklad galu. Wytwo¬ rzona warstwa tlenków na powierzchni krzemu nie stanowi przeszkody dla dyfuzji galu, który dyfundujac równomiernie na calej powierzchni zmienia do okreslonej glebokosci typ przewodnic¬ twa z „N" na „P". Kolejnym procesem dla tak otrzymanych plytek krzemu jest wytrawienie w warstwie tlenków metoda fotolitografii mikro- obszarów dla umozliwienia dyfuzji drugiej do¬ mieszki tym razem donorowej na przyklad fosforu. 10 15 20 25 30 Dyfuzja domieszki donorowej na plytce zacho¬ dzi jedynie w tych miejscach, które pozbawione sa tlenków. W pozostalych miejscach dyfuzja fos¬ foru nie zachodzi, poniewaz odpowiednio gruba warstwa tlenku krzemu jest warstwa maskujaca dla par fosforu.W ten sposób powstaja obszary emitera typu „N". Nastepna operacja jest usuniecie warstwy tlenków z calej powierzchni plytki na drodze trawienia chemicznego. Kolejnym procesem jest naparowanie i nastepnie wtopienie metalowych kontaktów do obszaru emitera i bazy. Nastepnie ogranicza sie obszar kolektora przez odpowiednie maskowanie i trawienie obszaru zlacza kolektor — baza i uzyskuje sie tak zwana strukture „Mesa".Dalsze operacje i zabiegi nalezy zaliczyc do ty¬ powych procesów montazowych uprzednio otrzy¬ manego zlacza typu p-n-p. Metoda dyfuzyjno-sto- powa stosowana przy produkcji germanowych przyrzadów pólprzewodnikowych rózni sie do opi¬ sanej tym, ze drugi proces dyfuzji zastapiony jest procesem stopowym. Celem wynalazku jest otrzy¬ manie przyrzadów pólprzewodnikowych o podob¬ nych wlasnosciach elektrycznych jak z technologii „Mesa", z pominieciem szeregu trudnych operacji, a w szczególnosci wytrawienia mikroobszarów emitera metoda fotolitografii, koniecznosci wyko¬ nania bardzo precyzyjnych masek fotograficz¬ nych itp.Cel ten zostal osiagniety przez wykonanie dru- 534873 giej lub pierwszej i drugiej dyfuzji do calej po¬ wierzchni nieutlenianych uprzednio plytek z ma¬ terialu pólprzewodnikowego, nastepnie przez za¬ bezpieczenie czesci powierzchni materialu pól¬ przewodnikowego naparowanym i wtopionym me¬ talem lub stopem odpornym na czynniki trawia¬ ce i wytrawienie pozostalej powierzchni do scisle okreslonej glebokosci w pierwszej warstwie dy¬ fuzyjnej w celu uzyskania zlacza emiter-baza, -¦ przy czym kontakty bazy naponoiwuje sie i wta- '*•'" p&a po wytrawieniu obszarów niezamaskowanych."Sposób otrzymywania przyrzadów pólprzewodni¬ kowych wedlug wynalazku wlasnie pozwala prze¬ de wszystkim na wyeliminowanie operacji wstep¬ nego utleniania, znacznie upraszcza caly proces dyfuzji, dalej pozwala na wyeliminowanie opera¬ cji bardzo klopotliwego wytrawiania w warstwie tlenków mikroobszarów pod dyfuzje obszarów emitera, oraz koniecznosci — nieslychanie precy¬ zyjnego naparowywania i wtapiania w te obsza¬ ry metalowych kontaktów.Sposobem tym mozna wykonac takze przyrzady pólprzewodnikowe jednozlaczowe na przyklad prostownicze. W przypadku otrzymywania germa¬ nowych przyrzadów pólprzewodnikowych sposo¬ bem wedlug wynalazku unika sie koniecznosci klopotliwego nakladania na powierzchnie germa¬ nu warstwy tlenku krzemu Si02. Wykonanie spo¬ sobu wedlug wynalazku polega na tym, ze do nieutlenionej plytki krzemu na przyklad typu „N" co pokazano na fig. 1 przeprowadza sie pierwsza dyfuzje domieszki akceptorowej na przy¬ klad galu co ilustruje fig. 2, a nastepnie do calej plytki przeprowadza sie druga dyfuzje domieszki donojrowej na przyklad fosforu co przedstawiono na fig. 3.Dyfuzje domieszek akceptorowej i donorowej przeprowadza sie w scisle okreslonych warun¬ kach zaleznych iod raalozonej glebokosci poszcze- 4 gólnych warstw dyfuzyjnych i zalozonej koncen¬ tracji powierzchniowej, bowiem od ich wielkosci zaleza wlasnosci elektryczne przyrzadów pólprze¬ wodnikowych. 5 Dalsze postepowanie wedlug wynalazku polega na naparowaniu i wtc%)ieniu w dowolne miejsca plytki pólprzewodnikowej metalowych kontaktów emitera co pokazano na fig. 4.Uzyskanie zlacza emiter — baza osiaga sie me- io toda trawienia chemicznego, przy czym obszar emitera w czasie trawienia zabezpieczony jest wlasnie naparowanym i wtopionym metalowym kontaktem, przedstawia to fig. 5.Kolejna operacje wykonuje sie przy pomocy 15 metalowej maski droga naparowania z jednej lub obu stron obszaru emitera metalowych kontak¬ tów bazy, które nastepnie wtapia sie w celu uzy¬ skania trwalego styku omowego.Ostatnia operacja jest znane juz ograniczenie 20 obszaru zlacza kolektor^baza czyli uzyskanie struktury „Mesa" oraz typowy montaz. Komplet¬ ne zlacze przedstawione jest na fig. 6. 25 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania przyrzadów pólprzewod¬ nikowych znamienny .tym, ze druga lub pierwsza i druga dyfuzje przeprowadza sie do calej po- 30 wierzchni nieutlenionych uprzednio plytek pól¬ przewodnikowych, przy czym obszar emitera uzy¬ skuje sie przez zabezpieczenie czesci materialu pólprzewodnikowego naparowanym i wtopionym metalem lub stopem, odpornym na czynniki tra- 35 wiace i wytrawieniem pozostalej powierzchni do okreslonej glebokosci w celu uzyskania zlacza emiter-baza, przy czym kontakty bazy naparowu¬ je sie i wtapia po wytrawieniu obszarów nieza¬ maskowanych.KI. 21 g, 11/02 53487 MKP H 01 1 5/ „n" „ir Fig. 1 Fig. 1 Fig. 3 „n .,n" J^ Fig.B ,.n' PL