DE1544227A1 - Verfahren zum Diffundieren von Verunreinigungen in feste Stoffe - Google Patents
Verfahren zum Diffundieren von Verunreinigungen in feste StoffeInfo
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- C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
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Description
MTSUSHITA ELECTHIC INDUSTRIAL CO., LTD Osaka/Japan
Verfahren zum Diffundieren von Verunreinigungen, in.
feste Stoffe
Die- Erfindung betrifft ein Verfahren zum Diffundieren
von Verunreinigungen in feste Stoffe.
Es sind bereits verschiedene Verfahrer, zum Diffundieren
von Verunreinigungen in feste Stoffe bekannt. Insbesondere in
der lalblsitertechnik spielen Diffusionsverfahren eiae sehr
groüte Solle bei der Bildung von p-n-Grenzsohiciiten*
Einige typische Verfahren 2um Diffundieren von Verunreinigungen
in die feste oder flüssige Phase sollen 'ic folgenden kurz beschrieben «erden. Bei dem Wachstum-sveriahreri werden.
Verunreinigungen in die Schmelze eines Halbleitermaterials
gegeben, und hieraus wird der entsprechende Kristall kontinuierlich gezüchtet; bei dera Legierungsverfahren wird eine
Schicht mit der Verunreinigung auf der Oberfläche des HaIb-
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BAD ORIGINAL
leiters durch Dampfablagerung oder Plattieruag gebildet und anschließend erhitzt, so daß die Verunreinigung in
das Material diffundiert» Bei dem sogenannten Auswärts-Diffusionsverfahren
wird das halbleitende Material im Hochvakuum bei erhöhter Temperatur behandelt, wobei der
Dampfdruckunterschied der vorher zu dem Material gegebenen Verunreinigung ausgenützt wird.
Bei einem anderen, bekannten Verfahren zum Diffundieren von Verunreinigungen in der Dampfphase werden die
halbleitenden Stoffe in der Hitze mit der gasförmigen Verunreinigung behandelt, so daß die Verunreinigung unter
der Bedingung einer bestimmten Oberilächenkonzentration
diffundiert.
Diese Verfahren lassen sich bequem zum einheitlichen
Diffundieren von Verunreinigungen in feste Stoffe anwenden;
bei diesen Verfahren war es aber, mit Ausnahme des Legierungsverahrens,
sehr schwierig, die Diffusion von Verunreinigungen zu lokalisieren« Um diese Schwierigkeit- zu
umgehen, wurde allgemein ein Oxidfilm, z.B. aus SiOg» als
Maskierungsmittel zum Lokalisieren der Diffusion vi>a .^ % ,*
Verunreinigungen angewandt. Die Wirksamkeit derartiger,^»!
Maskierungsverfahren schwankt jedoch weitgenend mit der Art der verwendeten Verunreinigung.,Andererseits weist, das
Legierungsverfahren zum Diffundieren von ,Y
BAD 009811/1195
— y M
den Nachteil auf, daß hierbei unter Umständen zuviel
Verunreinigungen diffundieren.
Die bisherigen Schwierigkeiten werden erfindungs- gem&B durch ein Verfahren beseitigt, bei dem Verunreinigungen
in feste Stoffe wirksam und lokalisiert eindiffundieren·
Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht dabei darin, daß man das feste Material mit einem
Strahlenbündel bestrahlt und so Gitterfehlsteilen schafft
und danach die Verunreinigung in den festen Stoff hineindiffundieren läßt.
Allgemein wird die Diffusion von Ionen in ein festes Material, im Verhältnis zur Konzentration der freien
Gitterstellen beschleunigt. Daher können Verunreinigungen in feste Stoffe lokalisiert eindiifundiert werden, wenn
man das Material so mit einem Strahlenbündel bestrahlt, * das hierbei in einem örtlich begrenzten Bereich des Materials
Gitterfehlstellen entstehen. Hierfür geeignete Strahlen sind z.B. elektromagnetische und Partikelstrahlen,
wie «j» -Strahlen,^-Strahlen,^*«Strahlen und Neutronen-Strahlen·
Verunreinigungen können auf beliebige herkömmliche Weise, z.B. durch das Dampf- oder das Legierungsdiffusionsverfahren
zugegeben werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung
und den Zeichnungen·
Fig. 1 eine mit einem lokalisierten Elektronenstrahl
bestrahlte Silikonplatte;
mit dem erfindungsgemäßen Diffusionsverfahren
hergestellte Diode und
Fig. 3 die Gleichrichterkennlinien der Diode gemäß Fig. 2.
Bti der Darstellung gemäß Fig. 1 wird eine lokalisierte Fläche der Silikonplatte 1 vom η-Typ kurzzeitig
mit einem Elektronenstrahl von 1 MeV bestrahlt. Hierdurch werden in einem Teil.2 der Silikonplatte 1 Gitterdefekte
in großer Konzentration hervorgerufen, wogegen die übrige Platte ihre ursprüngliche n-Silikonstruktur beibehält.
Dann wird Bor in die Platte durch das Dampfdiffusionsverfahren eindiffundiert· Dabei kann das Bor kurzzeitig
ausschließlich in den lokalisierten Bereich 2 der Platte eindiffundiert.werden. Wie Versuche ergaben, kann man eine
ausreichende Diffusion im Verlauf von etwa 30 Minuten bei 1000° C erzielen. Auf diese Weise erhält der Plattenbereich
2 eike^ p-Leitfähigkeit.
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Dann wird auf den p-Bereieh 2 eine Aluminiumelektrode
3 aufgebracht, während eine Niekelelektrode 4
auf den n-Bereich
hergestellt wird.
hergestellt wird.
so auf den η-Bereich der Platte aufgebracht und eine Diode
Fig. 3 erläutert die Gleichrichterkennlinie einer derartigen Diode, wobei die Volt-Amperekurven A und B
jeweils die Vorwärts- und Eückwärtskennlinien darstellen. Auch wenn man die Diode im Querschnitt betrachtet, wurde
bestätigt, daß sie einen lokalisierten p-Bereich enthält.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können verschie· dene Maskierungsverfahren angewandt werden. Gewöhnlich
läßt man das Strahlenbündel flach auf die Oberfläche des festen Gegenstandes auftreffen oder man verwendet eine
absorbierende Abschwächerplatte, um die Weglänge des Strahlenbündels zu verlängern.
Die Erfindung wurde anhand von n-Silikonmaterial
erläutert, es lassen sich aber selbstverständlich erfindungsgemäß
auch Verunreinigungen in andere Halbleiter, Isolatoren und Leiter eindiffundieren, wie z.B. p-Si,
Ge, InSb, GaAs, InAs und ZnO.
Außer Elektronenstrahlen lassen sich auch verschiedene
andere Si-rahlenarten, wie Neutronen·* und
- Strahlen wahlweise, je nach dem gewünschten Zweck, verwenden.
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-β -
Das erfindungsgemäße Diffusionsverfahren besitzt sehr großes industrielles Interesse, da hierdurch
Verunreinigungen in feste Stoffe beliebiger Konfiguration leicht und wirksam eindiffundiert werden können·
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Claims (1)
1541227
Patentanspruch:
Verfahren zum Diffundieren τοη Verunreinigungen
in feste Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Strahlenbündel auf das feste Material richtet und danach
die Verunreinigung in den bestrahlten Teil des festen Materials diffundieren läßt·
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Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7409164 | 1964-12-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1544227A1 true DE1544227A1 (de) | 1970-03-12 |
Family
ID=13537145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19651544227 Pending DE1544227A1 (de) | 1964-12-23 | 1965-12-16 | Verfahren zum Diffundieren von Verunreinigungen in feste Stoffe |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1544227A1 (de) |
| FR (1) | FR1466612A (de) |
| GB (1) | GB1136924A (de) |
| NL (1) | NL6516185A (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2133618B (en) * | 1983-01-05 | 1986-09-10 | Gen Electric Co Plc | Fabricating semiconductor circuits |
-
1963
- 1963-01-11 FR FR43211A patent/FR1466612A/fr not_active Expired
-
1965
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- 1965-12-16 DE DE19651544227 patent/DE1544227A1/de active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL6516185A (de) | 1966-06-24 |
| FR1466612A (fr) | 1967-01-20 |
| GB1136924A (en) | 1968-12-18 |
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