Способ изготовления кремниевых диффузионных диодов

 

№ )40499

Класс 21, 1)в2

2) а4, 75

СССГ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подпаснал epgnna М 97

С. В. Фронк, В. А. Брук, А. Я. Недобейко, И. С. Ратенберг и А. С Сущик

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВЫХ ДИФФУЗИОННЫХ

ДИОДОВ

Заявлено 11 апреля 1960 г. за ¹ 662475/26 в Ко янтет во пелач изобрет< ний и открытий при Сове е Министров ГГГР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № !6 за 1961 г.

Известные способы изготовления кремниевых диффузионных диодов диффузией примесей из стеклообразующих соединений не могут обе" печить отсутствия на поверхности кремния местной окисной пленки, что не позволяет получить однородные р — n-переходы и устойчивые параметры диодов.

Известные способы не позволяют также проводить одновременнук диффузию двух различных легирующих элементов в пластинку кремния, что необходимо для получения хороших электрических свойств невыпрямляюшего контакта.

Технологическое оборудование, необходимое для проведения диффузии по известным способам, предполагает использование вакуумных установок и системы очистки газов, что неоправданно усложняет технологический процесс.

Предлагаемый способ изготовления диодов позволяет одновременно получать диффузионные слои разной проводимости путем диффузии из нанесенных на поверхность кремния стеклообразуюших соединений, например, водных растворов буры при кремнии и-типа или ортофосфорной кислоты при кремнии р-типа.

Контакты к диффузионным слоям изготовляются сжиганием никеля, нанесенного химическим путем, а также локальным осаждением золота с последующей разрезкой и стравливанием не зашишенных золотом участков кремния.

Эти особенности позволяют улучшить параметры диодов и упростить технологию их изготовления.

Технологический процесс изготовления кремниевых диффузионных диодов по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.

Пластины кремния травятся в течение 40 — 60 сек в смеси азотной и плавиковой кислот с последуюшей тщательной промывкой в дистиллированной воде и просушкой. № 140499

Предмет изобретения

Способ изготовления кремниевых диффузионных диодов диффузией примесей из стеклообразующих соединений, отличающийся тем, что, с целью улучшения параметров диодов и упрощения технологии их изготовления, стеклообразующие соединения, например, водный раствор ортофосфорной кислоты при кремнии р-типа и водный раствор буры при кремнии п-типа наносят на окисленные кремниевые пластины, проводят диффузию в атмосфере воздуха до получения выпрямляющих переходов и переходов для невыпрямляющего контакта, промывкой снимают стекловидные пленки, осаждают никель на область невыпрямляющего контакта, локально осаждают золото, разрезают пластины между участками, покрытыми золотом, и стравливают не защищенные золотом участки кремния до плоскости р — n-перехода.

Гоставптсль описания В. Г. Туфельд

Редактор А. К. Лейкина Техред А. Л. Резник Корректор П. Е. Евдокимов

Формат бум. 70 1081/,в

Тираж 1200

ЦБТ1Л при Комитете по делам изобрстепий и открытий при Совете Министров СССР при Совете Министров СССР

Поди. к печ. 12.1Х-61 г

Зак. 9069

Объем 0,18 изд. л.

Цена 4 коп.

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Говете Министров СССР, Москва, Петровка, 14.

Высушенные пластины помещают в печь, где в течение нескольких часов при высокой температуре порядка 1300" производится окисление поверхности пластин кремния. После охлаждения пластин на их поверхность наносятся соединения, содержащие необходимые легирующие элементы, которые при высокой температуре образуют совместно с двуокисью кремния стекловидные слои. Для создания выпрямляющих переходов на кремнии р-типа используется водный раствор ортофосфорной кислоты, а на кремнии п-типа — водный раствор буры.

Пластины с нанесенными на окисную пленку составами вносят я для проведения диффузии в печь, температура которой должна быть не ниже точки образования жидкого стекловидного слоя на поверхности кремния.

Во время этого процесса на пластинах кремния образуются одновременно как выпрямляющие, так н не выпрямляющие переходы. Образовавшиеся во время процесса диффузии на поверхности кремния твердые стекловидные пленки снимаются промывкой в горячей азотной и плавиковой кислотах.

Контакты к диффузионным слоям получают нанесением слоя никеля толщиной 5 — 7 мк химическим путем с последующим отжигом в вакуумной установке при температуре около 700 в течение 1 час. Никель наносится в два слоя, причем на последний слой электролитически в цианистой ванне наносят локально слой золота толщиной 4 — 5 мк при помощи трафарета или замазки. Полученные пластины разрезают на отдельные квадраты или шайбы так, чтобы линии реза проходили между участками, покрытыми золотом. Поверхность, нарушенная при разрезке по торцам квадратиков и шайб, травится в кипящей щелочи.

При этом благодаря устойчивости никеля к щелочам не происходит травления со стороны нижней и верхней плоскостей пластин. Для получения стабильных параметров диодов окончательное травление до плоскости р — и-переходов производится в полирующих смесях плавиковой и азотной кислот. После последующей промывки в деионизованной воде полученные кристаллы пригодны к сборке диодов.