Uprawniony z patentu: Arbeitsstelle fur Molekularelektronik, Drezno (Niemiecka Republika Demokratyczna) Sposób wytwarzania blokujacych zlaczy metalu z pólprzewodnikiem przy wytwarzaniu cienkowarstwowych elementów elektronicznych l 2 Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia blokujacych zlaczy metalu z pólprzewodni¬ kiem polikrystalicznym na izolujacych materia¬ lach nosnych, na przyklad na szkle lub ceramice przy wytwarzaniu cienkowarstwowych elementów elektronicznych.Dioda cienkowarstwowa sklada sie z warstwy pólprzewodzacej, która po jednej stronie ma kon¬ takt wstrzykujacy a po drugiej stronie ma kontakt blokujacy. Wykonanie kontaktu wstrzykujacego nie sprawia specjalnych trudnosci natomiast wy¬ twarzanie dobrze blokujacego zlacza metalu z pól¬ przewodnikiem jest problematyczne.Kontakt blokujacy wykonuje sie zasadniczo albo pomiedzy warstwa pólprzewodnika a usytuowana pod nia na podlozu warstwa metalu albo pomiedzy warstwa pólprzewodnika a naniesiona na nia war¬ stwa metalu.Sposoby wytwarzania kontaktu blokujacego po¬ miedzy pólprzewodnikiem a pokrywajacym go me¬ talem maja kilka wad. Poniewaz polikrystaliczne warstwy pólprzewodnikowe wymagaja przewaznie obróbki w wysokich temperaturach albo tez mu¬ sza byc wytwarzane w wysokich temperaturach aby otrzymac uzyteczne wlasciwosci elektryczne, na przyklad duza ruchliwosc nosników ladunków, mala koncentracje pulapek, liczba wchodzacych w gre przy wykonywaniu kontaktu wstrzykuja¬ cego z pólprzewodnikiem metali jest ograniczona do tych metali, które maja stosunkowo wysoka 15 25 30 temperature topnienia lub mala sklonnosc do dy¬ fuzji w temperaturze obróbki, jezeli nie chce sie by pólprzewodnik byl bezuzyteczny elektrycznie lub by wlasciwosci kontaktu wstrzykujacego zo¬ staly pogorszone.Ponadto trzeba przedsiewziac srodki, które za¬ pewnia dobra czystosc i powtarzalnosc powierzch¬ ni pólprzewodnika jesli chce sie uzyskac technicz¬ nie uzyteczny kontakt blokujacy przy koncowym wydzielaniu metalu. Srodki te powoduja podroze¬ nie procesu wytwarzania. Przy procesach kapie¬ lowych niedogodne jest przykladowo: napowietrza¬ nie posrednie, poniewaz moga przy tym powstac niekontrolowane zanieczyszczenia na powierzchni pólprzewodnika, które powoduja brak kontaktu blokujacego. Unikniecie zanieczyszczen wymaga stosowania dodatkowych srodków technologicz¬ nych.Z powyzszego wynika ze druga podana mozli¬ wosc, mianowicie wytwarzanie kontaktu blokuja¬ cego pomiedzy pólprzewodnikiem a usytuowanym pod nim metalem jest technologicznie korzystniej¬ sza. Jednak równiez w tym przypadku znane spo¬ soby maja szereg wad. W przypadku wielosklad¬ nikowych pólprzewodników przeszkoda jest nie- stechiometryczne wydzielanie, na przyklad naj¬ pierw wydzielanie sie jednego skladnika, co utrud¬ nia wytworzenie kontaktu blokujacego, trzeba za¬ tem uzyskac stechiometryczne wydzielanie, przy¬ kladowo przez naparowywanie w urzadzeniu na- 89 85969850 3 parowujacym. Wada jest przy tym to, ze stero¬ wanie procesu naparowywania, maskowanie pod¬ loza i przemiana podloza napotykaja na trudnosci techniczne i na skutek duzych kosztów sposoby takie sa nieoplacalne.Znany jest ponadto sposób, który umozliwia wytwarzanie kontaktu blokujacego pod dwusklad¬ nikowym pólprzewodnikiem, wedlug którego naj¬ pierw na pokryte odpowiednim metalem podloze nanoszone sa cienka warstwa trudniej konden- sujace skladniki, po czym ponownego odparowa¬ nia tych skladników unika sie przez pokrycie ich bardzo cienka warstwa pólprzewodnika wlasciwe¬ go a nastepnie po podgrzaniu do potrzebnej tem¬ peratury przeprowadza sie wydzielanie pólprze¬ wodnika.Okazalo sie jednak, ze konieczne w tym sposo¬ bie wytworzenie bardzo cienkich warstw jest trudno powtarzalne a ponadto równiez tu po¬ trzebne sa dodatkowe naklady technologiczne.Celem wynalazku jest usuniecie wymienionych wad znanych sposobów wytwarzania kontaktu blokujacego w cienkowarstwowym elemencie pól¬ przewodnikowym. przewodnikowy stanowi diode cienkowarstwowa o konstrukcji warstwowej. Jest oczywiste, ze opi¬ sany sposób nadaje sie równiez do wytwarzania elementów pólprzewodnikowych o konstrukcji 5 szczelinowej. Przy tym najpierw podloze pokrywa sie sluzaca jako kontakt blokujacy warstwa me¬ talu, a nastepnie naklada sie na nia warstwe pól¬ przewodnika i na te warstwe pólprzewodnika na¬ klada sie sluzaca do wytworzenia kontaktu wstrzy- 10 kujacego warstwe metalu tak, ze pomiedzy sa¬ siednimi krawedziami warstw metalowych powsta¬ je szczelina.Sposób wedlug wynalazku jest objasniony na przykladzie wykonania przedstawionym na rysun- 15 ku na którym fig. 1 przedstawia diode cienko¬ warstwowa o konstrukcji warstwowej wykonana sposobem wedlug wynalazku w przekroju, a fig. 2 przedstawia diode cienkowarstwowa o konstrukcji szczelinowej w przekroju. 20 Zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku, jak pokazano na fig. 1, warstwe metalu 1 umieszcza sie na powierzchni izolacyjnego podloza 2, wyko¬ nanego zwlaszcza z ceramiki lub ze szkla a war¬ stwa metalu 1 ze zlota lub z innego metalu na- Zadaniem wynalazku jest stworzenie sposobu 25 dajacego sie do wytworzenia kontaktu blokujace- wytwarzania zlaczy metalu z pólprzewodnikiem o dobrze powtarzalnych parametrach, z zastoso¬ waniem prostej technologii wytwarzania i obni¬ zenia kosztów wytwarzania.Cel ten zostal osiagniety wedlug wynalazku przez to, ze przy wytwarzaniu cienkowarstwo¬ wych, elektronicznych elementów pólprzewodniko¬ wych w wykonaniu warstwowym lub szczelino¬ wym w których kontakt blokujacy wytwarza sie pomiedzy pólprzewodnikiem o strukturze polikry¬ stalicznej a usytuowana na tym pólprzewodniku warstwa metalu, na podlozu umieszcza sie naj¬ pierw sluzaca do wytworzenia kontaktu blokuja¬ cego warstwe^ metalu, a nastepnie na warstwie tej wydziela sie material pólprzewodnika, bezpo¬ srednio po czym warstwy metalu i pólprzewodnika poddaje sie wspólnie ogrzewaniu.Jezeli warstwa metalu jest wykonana ze zlota a pólprzewodnikiem jest siarczek kadmu ogrze- go. Warstwa metalu 1 jest nanoszona na podloze w znany sposób, na przyklad przez naparowanie.Na warstwe metalu 1 naklada sie teraz warstwe pólprzewodnika 3, równiez w znany sposób, przy 30 czym jako material pólprzewodnika mozna zasto¬ sowac siarczek kadmu lub inny odpowiedni ma¬ terial pólprzewodzacy. Bezposrednio po naniesie¬ niu warstwy pólprzewodnika 3 uklad poddaje sie wyzej opisanej obróbce cieplnej. Warstwy me¬ ss talu 1 i 4 zaopatruje sie w znane przylacza 5 i 6.Na fig. 2 pokazano diode cienkowarstwowa o konstrukcji szczelinowej. Równiez tutaj najpierw podloze 2 pokrywa sie warstwa metalu 1, na która naklada sie warstwe pólprzewodnika 3. 40 W przeciwienstwie do opisanej wyzej diody o kon¬ strukcji warstwowej pólprzewodnik pokrywa tu podloze na wiekszym obszarze. Nastepnie warstwe pólprzewodnika i warstwe metalu poddaje sie wspólnie ogrzewaniu, po czym na warstwe pól- wanie prowadzi sie w temperaturze 500°C przez 45 przewodnika 3 naklada sie druga warstwe metalu 4 tak, ze jest ona przestrzennie przesunieta wzgle¬ dem warstwy metalu 1. Na skutek tego pomiedzy warstwami metalu 1 i 4 powstaje szczelina o wy¬ miarach 7 i 8, które maja jednak znaczenie dla wlasciwosci diody a nie dla sposobu wedlug wy¬ nalazku wytwarzania blokujacych zlaczy metalu z pólprzewodnikiem. Wreszcie warstwy metalu 1 i 4 wyposaza sie w przylacza 5 i 6.Jest przy tym oczywiste, ze sposób wedlug wy¬ nalazku nadaje sie równiez do zastosowania do wytwarzania zlaczy blokujacych w obwodach sca¬ lonych z czynnymi elementami cienkowarstwowy¬ mi i/lub diodami cienkowarstwowymi. przynajmniej 5 minut. Ogrzewanie przeprowadza sie korzystnie w prózni jak i w atmosferze gazu obojetnego na przyklad azotu. Przez ogrzewanie usuwa sie z jednej strony wady strukturalne pól¬ przewodnika a z drugiej strony wytworzone przez dyfuzje metalu w pólprzewodnik obszary domiesz¬ kowane, spowodowane na przyklad odchyleniami stechiometrycznymi przy kondensacji, które przez ogrzewanie sa kompensowane przynajmniej w warstwie granicznej pólprzewodnika, przez co umozliwione jest wytworzenie blokujacego zlacza metalu z pólprzewodnikiem.Aby zapewnic zadany przebieg tego procesu trzeba reagujace materialy utrzymac z dala od ukladu. Zwlaszcza obecnosc tlenu powoduje po¬ wstawanie tlenku kadmu, który uniemozliwia wy¬ tworzenie blokujacego kontaktu.W koncu na warstwe pólprzewodnika nanosi sie w znany sposób tworzaca kontakt wstrzyku- 50 55 •0 PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL