Способ изготовления слоистых полупроводниковых структур

 

(19)SU(11)1225423(13)A1(51)  МПК 6    H01L21/328(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОИСТЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР

Изобретение относится к области полупроводникового приборостроения, и предназначено для изготовления силовых кремниевых диодов и транзисторов. Целью изобретения является повышение качества и воспроизводительности электрических параметров p-n-перехода слоистых полупроводниковых структур. Суть данного изобретения представлена на фиг.1-4. На фиг. 1 показано сплавление р+- и р-кремниевых пластин в присутствии алюминия; на фиг.2 выведение расплавленного алюминия через р+-кремний методом зонной перекристаллизации с градиентом температуры; на фиг.3 стравливание избыточного алюминия с поверхности р+-кремния; на фиг.4 сошлифовка базового р-слоя до заданной толщины формирование в базовом р-слое диффузией донорной примеси р+-слоя заданной толщины. П р и м е р 1. Шлифованные микропорошком М20 пластины кремния марки КДБ 0,03 (концентрация бора 31011 см-3) толщиной 300 мкм сплавляют со взятыми непосредственно после резки пластинами кремния марки КДБ 0,001 (концентрация бора 1,3х1020 см-3). Сплавление проводят методом капиллярного втягивания алюминия при 1313 К в течение 20 мин. Зону расплавленного алюминия выводят на поверхность сильнолегированной пластины КДБ 0,001 при 1473 К в течение 40 мин при градиенте температуры 20 град/см. Затем избыточный алюминий стравливают с поверхности кремния в кипящей соляной кислоте в течение 10 мин. После этого сплавную р+-р-структуру отжигают при 1523 К в течение 6 ч. Далее сплавную структуру шлифуют с двух сторон до толщины более высокоомного базового слоя 40 мкм и общей толщины р+-р-структуры 250 мкм. В базовый р-слой проводят диффузию мышьяка с поверхностной концентрацией 4х1020 см-3 при 1423 К в течение 8 ч ампульным методом. На полученные таким образом сплавно-диффузионные р+-р-n+-структуры с обеих сторон наносят омические контакты система металлов ванадий-серебро, пластины разделяют на шестигранные кристаллы с диагональю 3,5 мм, травят боковые грани кристаллов в растворе плавиковой и азотной кислот, защищают их полисилоксановой пленкой, напаивают на диодные кристаллодержатели и герметизируют в диодном корпусе типа КД-9. Изготовленные таким образом диоды испытывают на соответствие основным требованиям, предъявляемым к ограничительным диодам с импульсной мощностью 1,5 кВт. П р и м е р 2. По технологии, показанной в примере 1, изготавливают сплавно-диффузионные р+ р n+-структуры сплавлением пластин кремния марок КДБ 0,005 и КДБ 0,25 диффузию мышьяка ведут при 1423 К в течение 50 ч. Толщина базового р-слоя составляет 30 мкм, толщина диффузионного n+-слоя 20 мкм. Изготовленные на основе таких структур ограничительные диоды имеют напряжение пробоя 30 В при токе 1 мА и обратные токи 1 0,05 мкА (при требовании 5 мкА). Предельная импульсная мощность образцов достигает 3,3 кВт (требование 1,5 кВт). П р и м е р 3. По технологии, описанной в примере 1, изготавливают сплавно-диффузионных p+ p n+-структур, при сплавлении которых используют кремний марок КДБ 0,005 и КДБ 2,0. Диффузию мышьяка ведут в течение 8 ч при 1423 К. Толщина базового р-слоя составляет 30 мкм, толщина n+-диффузионного слоя 7 мкм. На сплавно-диффузионные структуры наносят омические контакты, разрезают на шестигранные кристаллы с диагональю 7 мм, травят, защищают полисилоксановой пленкой и проводят их сборку в диодном корпусе типа КД-11. Напряжение пробоя полученных таким образом образцов при токе 1 мА составляет 86 В, обратные токи 0,2 мкА (требование 5 мкА) предельная импульсная мощность составляет 6,45 кВт (требование для такого касса ограничительных диодов 5 кВт).

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОИСТЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР, включающий сплавление кремниевых пластин в присутствии алюминия методом зонной перекристаллизации с градиентом температуры и диффузию легирующей примеси, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и воспроизводимости электрических параметров p n-перехода слоистых полупроводниковых структур, сильнолегированную кремниевую пластину p-типа проводимости с концентрацией акцепторной примеси более или равной 1019 см-3 сплавляют с второй кремниевой пластиной p-типа проводимости, легированной до концентрации акцепторной примеси менее 1019 см-3, p-слой полученной p+ p-структуры уменьшают до заданной толщины, затем диффузией донорной примеси с поверхностной концентрацией равной или более концентрации акцепторной примеси в p-слое образуют на заданной глубине n+-p-переход.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к термокомпенсированным стабилитронам - полупроводниковым приборам, предназначенным для жесткой стабилизации рабочего напряжения в радиоэлектронной аппаратуре в условиях изменяющейся температуры окружающей среды

Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике, в частности к технологии изготовления силовых диодов, динисторов и тиристоров, содержащих, по меньшей мере, один высоковольтный p-n-переход с прямой фаской
Наверх