СПОСОБ СОЗДАНИЯ ИСТОЧНИКА ДИФФУЗИИ АЛЮМИНИЯВ КРЕМНИЙ Советский патент 1965 года по МПК H01L21/34 

Известны способы создания полупроводниковых структур диффузией алюминия, в которых источник диффузии алюминия получают иутем иапыления на поверхность полупроводникового материала слоя алюминия 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 на воздухе (в окислительной среде) отличается от известных тем, что на поверхность пластин кремния наносят любым известным способом соединения алюми п-1я, например, в виде раствора азотиокислого алюми1П1я А()з или смеси порошков окиси алюмииия с окислами таких металлов, как вольфрам, титан, тантал, инкель, кобальт и др.

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

Предложенный способ создання источника диффузии алюминия, которым служит окись алюминия AlaOs, а также ,АЮ, заключается в следующем.

соединения алюминия, например азотнокислого алюмииия А1(ХОз)з, разлагающегося при нагреве до АЬОз, или засыпают пластины кремния смесью порошков АЬОз с окислами каких-либо переходных металлов (W, Та, Ti, Xi, Со и т. д.).

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

Предложенный способ создания источника диффузии алюмииия из его окислов может служить для иолучення целого ряда полуироводинковых приборов.

Многослойные структуры, иаиример, типа р-п-р и п-р-п-р-п с регулируемой новсрхиостной концентрацией получают следующим путем.

Предварительно проводят низкотемпературную диффузию бора или фосфора на воздухе, а затем на обе стороны пластины наносят азотнокислый алюминий и проводят дальнейшую высокотемнературную диффузию на воздухе для создания р-п переходов требуемой глубины. Днффузня бора и алюминия при этом идет одновременно, но алюмн И1Й обгоняет бор, так как он имеет большую скорость диффузии.

На одну сторону кремниевой пластины наносят смесь растворов соединений бора и алюмнния, нанример НзВОзА1(МОз)з, а на другую- раствор соединений фосфора, нанример НзР04. Пластины складывают в нлотный накет н подвергают термообработке на воздухе. При этом с одной стороны нластнны идет одновременная диффузия бора и алюминия, а с другой - фосфора. В результате образуется структура р-п-п, нричем диффузия алюминия обеснечнвает высококачественные обратные характернстикн, а днффузня бора и фосфора из образовавн1ихся силикатных стекол - высокую новерхностную концентрацию. В растворы добавляют также соединения никеля, нанример Ni(NO3)2, либо кобальта, нанример Со(КЮз).;, для улучшения условий геттеризования таких металлов, как медь, железо, золото н др.

Предмет изобретения

1. Снособ создания источника диффузии алюминия в кремний в окнслнтельной среде.

нанример на воздухе, отличающийся тем, что, с целью унрощения и ускорения процесса диффузии, на поверхность пластин кремния любым известным способом наносят соединения алюминия, например, в виде раствора азотнокислого алюминия А1(КЮз)з или смеси порошков окнси алюминия с окислами таких металлов, как вольфрам, титан, тантал и др.

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

3.Снособ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью создания полупроводниковых структур тина р-п-п , на одну сторону нластины кремния наносят одновременно спиртовой раствор соединений алюминия, бора и никеля, а на другую - раствор ортофосфорной кислоты в снирте и проводят одну термообработку.