ПАТЕИТНО- ТЕХНИЧЕСКАЯ10КИБЛИОТЕКА Советский патент 1969 года по МПК H01L21/18 

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых мощных кремниевых вентилей.

Предлагаемый способ представляет собой чисто диффузионный метод создания электронно-дырочного перехода в электронном кремнии.

Диффузионный метод получения высоковольтных вентилей основан на том, что пробивное напряжение зависит и от глубины залегания электронно-дырочного перехода. Это означает, что, увеличивая температуру и время диффузионного прогрева, можно получить вентиль с большим пробивным напряжением из сравнительно низкоомного кремния.

Предлагаемый способ делится на ряд основных операций:

напыление борного ангидрида на поверхность кремниевой пластины «-типа в вакууме с целью создания источника диффундирующего вещества;

прогрев кремниевой пластины с напылением борного ангидрида при температуре ЬЗОО-С в течение 15-30 час на возду.хе для создания плавного электронно-дырочного перехода;

односторонняя шлифовка кремниевой пластины на шлифовальном станке с целью удаления диффузионного слоя с одной стороны;

нием при 1200°С в течение 10 мин на воздухе для получения .хорошего активного контакта с базовой областью элемента;

химическое никелирование кремниевой пластины и вжигание при 800° 10 мин в атмосфере водорода с целью получения хороших омических контактов;

обслуживание припоем отникелированных поверхностей пластинки и припайка токоотводящих электродов в виде молибденовых дисков, покрытых оловом;

снятие фаски на специальном присиособлении для предотвращения возможного закорачивания электронно-дырочного перехода;

травление в кипящей щелочи без каких-либо защитных покрытий с целью упрощения очистки области электронно-дырочного перехода от загрязнений; сборка выпрямительного элемента в корпус.

Следует отметить, что такая технология не ограничивает размеры получаемых выпрямительных элементов. Можно изготовлять выпрямительные элементы площадью от нескольких квадратных миллиметров до максимального

размера, ограниченного сечением монокристалла кремния.

При изготовлении предлагаемым методом вентилей полностью исключен сплавной метод. Это позволяет, помимо устранения недостатвозникновения каких-либо механических наиряжений в выпрямленном элементе, неизбежных при силавной технологии. Диффузионный вентиль представляет собой механически весьма прочную конструкцию.

Существенным преимуществом предлагаемой технологии является возможность унификации производства всех классов силовых вентилей на заводе, начиная с вентилей на токи в несколько ампер и кончая токами до сотен ампер, получая при этом большой выход высоковольтных вентилей.

Предмет изобретения

1. .Сиособ изготовления высоковольтных кремниевых силовых вентилей, основанный на

диффузии примеси в кремний, отличающийся тем, что, с целью упрощения ироцесса изготовления вентилей и иовышения величины их пробивного напряжения, на иизкоомный кремНИИ напыляют слой борного ангидрида и проводят диффузию бора в поверхностный слой кремния в атмосфере воздуха.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения очистки ;0-/г-перехода с поверхности кремния от загрязнений, с поверхности кремниевой пластины снимают наклонную фаску и травят пластину в кипящей щелочи.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции вентиля и сокращения его габаритов, внутреннюю втулку стеклоизолятора вентиля используют для размещения гибкого вывода.