Способ создания источника диффузии алюминияв кремний

О П И С А Н И Е l76989

ИЗОБРЕтеНия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельствà ¹

Заявлено 05.111.1964 (№ 956768/26-25) с присоедииепием заявки ¹ 910470/26-25

Кл. 21g, 11ы.ЧПК Н 01i

Приоритет 06Л П.1964

Опубликовано 01.Х11.1965. Б|оллетень ¹ 24

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 539.121.72.002.2:

: 621.382(088 8) Дата опубликования QIIIIcBIIIIH 11.II.1966

Авторы изобретения

И. В. Грехов, И. А. Линийчук, Л. В. Лебедева, В. М. Тучкевич, В, Е. Челноков, В. Б. Шуман и Н. И. Якивчик

Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе Ан СССР

Заявитель

СПОСОБ СОЗДАНИЯ ИСТОЧНИКА ДИФФУЗИИ АЛЮМИНИЯ

В КРЕМНИЙ

Подписнпя аруппи Л 97

Известны способы создания полупроводниковых структур диффузией алюминия, в которых источник диффузии алюминия получают путем напыления на поверхность полупроводникового материала слоя алюмиш;я или проводят диффузию алюминия из его паров в токе газа или запаянной ампуле. Существующие способы создания источников диффузии алюминия довольно сложны и требуют специального оборудования.

Предложенный способ создания источника диффузии алюминия в кремний Ila воздухе (в окислительиой среде) отличается от известных тем, что на поверхность пластин кремния наносят любым известным способом соединения алюминия, например, В Виде раствора азотнокислого алюмшшя Al (ХОз)з или смеси порошков окиси алюминия с скислами таких металJIoB, как вольфрам, титан, тантал, никель, кобальт и др.

Он позволяет упростить и ускорить процесс диффузии, а такхке использовать его для изготовления различных типов полупровод.шковых приборов с улучшенными характеристиками.

Предложенный способ создания источника диффузии алюминия, которым служит окись алюминия Al О„ T I I e AI2O,AIO, заключается в следующем.

На поверхность кремниевых пластин наносят водный или спиртовой раствор какого-либо соединения алюминия, например азотнокислого алюминия Al (XO.) з, разлагающегося пр.нагреве до Аl Оз, или засыпают пластины кремния смесью порошков А40з с окислами

5 каких-либо переходных металлов (IE, Та, Ti, Ы, Со и т. д.) .

При высоких температурах присутствие паров окислов указанных металлов облегчает восстановление алюминия и несколько повы10 шает его концентрацию.

Предложенный способ создания источника диффузии алюмшшя из его окислов может служить для получения целого ряда полупроводниковых приборов.

Многослойные структуры, например, типа р-п-р и и-р-п-р-и с регулируемой поверхностной концентрацией получают следующим путем.

20 Предварительно проводят низкотемпературную диффузию бора или фосфора на воздухе, а затем на обе стороны пластины наносят азотнокислый алюминий и проводят дальпейшую высокотемпературную диффузию на воз

25 духе для создания р-и переходов требуемой

lлуоииы. Диффузия оора и алюминия llpll этом идет сдновременно, но а,иоминий обгоняет бор, так как он имеет большую скорость диффузии.

30 Структуры типа р-п-и (диоды) получают следующим путем.

176989

Состави гель Т. И. 11етрикова! редактор Н. А. Джарагетти Тсхрел А. A. Камышникова Корректоры: С. Н. Соколова и Л. Е. Марисич

Заказ 3789/12 Тираж 1575 Формат бум. 00X90 /з Объем 0,13 изл. л. Цена 5 коп.

Ц(1ИИГ1И Комитета по 1сг;ам изсбретешш и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типографпя, пр. Сапунова, гь 2

На одну сторону кремниевой пластины наносят смесь растворов соединений бора и алюминия, например НвВОаЛ! (ХОа) 3, а на другую — раствор соединений фосфора, например

НзР04. ПЛаетИНЫ СКЛадЫВаЮт В ПЛОтНЫй Пакет и подвергают термообработке па воздухе.

При этом с одной стороны пластины идет одновременная диффузия бора и алюминия, а с другой — фосфора. В результате образуется структура р-n-n причем диффузия алюминия обеспечивает высококачественные обратные характеристики, а диффузия бора и фосфора из образовавшихся силикатных стекол — высокую поверхностную концентрацию. В растворы добавляют также соединения никеля, например Ni (ХОв)., либо кобальта, например

Со(МОв) го для улучшения условий геттеризования таких металлов, 1<ак медь, железо, золото и др.

Предмет изобретения

1. Способ создания источника диффузии ал1оминия в кремний в окислительной среде, например на воздухе, отличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения процесса диффузии, на поверхность пластин кремния любым известным способом наносят соединения

5 алюминия, например, в виде раствора азотнокислого алюминия Л! (ХОв)а или смеси порошков окиси алюминия с окислами таких металлов, как вольфрам, титан, тантал и др.

10 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью создания структур типа р-п-р, п-р-п-р-и и т. д., на поверхность пластин кремния предварительно наносят соединения бора или фосфора с последующей термообработкой.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью создания полупроводниковых структур типа р-n-n, на одну сторону пластины кремния наносят одновременно спирто20 вой раствор соединений алюминия, бора и никеля, а па другую — раствор ортофосфорной кислоты в спирте и проводят одну термообработку.