DE1158182B - Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

W 28292 Vmc/21g

ANMELDETAG: 1. AUGUST 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER

AUSLEGESCHRIFT: 28. NOVEMBER 1963

Bisher wurden Übergänge zwischen Zonen verschiedenen Leitungstyps oder unterschiedlicher Dotierung in einem Halbleiterkörper und Elektroden in oder an einem Halbleiterkörper entweder durch Anlegieren oder durch Aufdampfen oder aber mit einer Kombination beider Verfahren hergestellt.

Die Bildung eines pn-Übergangs und ohmscher Elektroden auf halbleitenden Körpern erzielt man nach der Legierungstechnik allgemein in folgender Weise: Stücke des dotierenden Materials werden in Pillen oder andere Formen gewünschter Größe geschnitten und auf einen Halbleiterkörper gelegt. Sehr häufig sind komplizierte und genau konstruierte Vorrichtungen notwendig, um die dotierenden Kügelchen, Folien u. dgl. an dem gewünschten Ort zu halten. Die Anordnung wird dann auf eine Temperatur gebracht, bei der das Legieren und das damit verbundene Dotieren erfolgt.

Bei der Aufdampftechnik werden die Metalle auf die Oberfläche eines Halbleiterkörpers aufgedampft, wobei Masken zur Begrenzung der Bedampfung auf gewünschte Bereiche verwendet werden.

Obwohl diese beiden Verfahren verbreitete Anwendung in der Industrie gefunden haben, haben sie doch bestimmte Nachteile. Für das Anlegieren benötigt man z. B. eine Vielzahl von Arbeitsgängen zur Formgebung, Reinigung und Handhabung des benötigten Legierungsmaterials. Die Benetzungseigenschaften der Legierungspillen bieten Probleme, die zu fehlerhaften oder nicht gleichmäßigen Übergängen führen können. Auch bereitet die genaue Justierung der Pillen und Folien Schwierigkeiten. Außerdem eignet sich das Pilleniegierverfahren nicht gut zur Automatisierung. Das Dampfdiffusionsverfahren, das in gutem Vakuum durchgeführt werden muß, wird durch Spuren von Verunreinigungen beeinflußt und hat Grenzen hinsichtlich der Art der verwendeten Stoffe. Daher eignet sich dieses ebenfalls wenig zur Automatisierung. Nach einem anderen Verfahren wird ein Lichtbogen zwischen dem Halbleiterkörper und einer Elektrode erzeugt, um in der Elektrode enthaltenes Dotierungsmaterial auf den Halbleiterkörper aufzubringen. Dieses Verfahren führt also zu einer Auftragsschweißung und hat alle Nachteile derselben, nämlich hohe Temperaturen, die für die physikalischen und elektrisehen Eigenschaften des Halbleiterkörpers schädlich sind, schwierige Steuerung beim Anbringen der Elektroden, um deren Verschweißen zu verhindern, Schwankungen der Bogenspannung und Bogenlänge usw.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen, die aus einem Verfahren zum Herstellen
von Halbleiterbauelementen

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dip] .-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt, München 22, Widenmayerstr. 46

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. August 1959

Harold F. John, Pittsburgh, Pa. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Halbleiterkörper mit Elektroden aus vom Halbleiter abweichendem Material bestehen, wird das Elektrodenmaterial auf die betreffende Stelle des Halbleiterkörpers mit Hilfe eines das Elektrodenmaterial enthaltenden Teilchenstrahles aufgebracht. Der Teilchenstrahl besteht aus Ionen einer die Leitfähigkeitseigenschaft beeinflussenden Substanz. Das betreffende Material muß als zunächst ionisiert werden, und man muß bei vermindertem Druck arbeiten.

Demgegenüber wird durch die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen zur Verfügung gestellt, das für die Herstellung von pn-Übergängen in Halbleiterkörpern und zur Erzeugung von gleichrichtenden oder ohmschen Kontakten besonders geeignet ist. Das neue Verfahren ist von den erwähnten Nachteilen weitgehend frei und läßt sich stark beschleunigen und automatisieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß feinverteilte Teilchen des Elektrodenmaterials in ein ionisiertes Trägergas mit hoher Temperatur und hoher Geschwindigkeit (Plasmastrahl) gebracht werden und der in einer vom Halbleiterkörper getrennten Vorrichtung erzeugte Plasmastrahl mit den Elektrodenmaterialteilchen auf den Halbleiterkörper gerichtet wird.

Der Plasmastrahl kann in bekannter Weise mittels eines Lichtbogens erzeugt werden.

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Weitere Einzelheiten des Verfahrens nach der vor- 20 in der Wand 16 miteinander verbunden. Kammer liegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen- 14 ist durch eine Austrittsöffnung 22 gegen die umden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele an gebende Atmosphäre geöffnet. Eine Elektrode 24 ist Hand der Zeichnungen. Hierin zeigt etwa in der Mitte der Kammer 12 angeordnet. Die

. Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise als Schnittzeich- 5 Elektrode 24 erstreckt sich von der Rückwand der nung, des Plasmastrahlgenerators und eines Halb- Kammer 12 bis kurz vor die Austrittsöffnung 20 und leiterkörpers, auf den das erfindungsgemäße Verfah- ist hinsichtlich dieser zentriert. Mit der Wand 16 ist ren angewandt wird, die Elektrode 24 durch geeignete elektrisch isolierende

Fig. 2 eine Seitenansicht des Halbleiterkörpers nach Körper 26 verbunden. Die Kammern 12 und 14 sind Anwendung des Verfahrens, io gegeneinander isoliert durch eine Isolierung 27.

Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise als Schnittzeich- Die Elektrode 24 kann abschmelzend oder nicht

nung, eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Pias- abschmelzend sein und besteht z. B. aus Wolfram, mastrahlgenerators, Silber, Kohle oder deren Legierungen und Gemischen.

Fig. 4 eine Seitenansicht, teilweise als Schnittzeich- Die elektrischen Isolationskörper 26 können aus

nung, des Plasmastrahlgenerators der Fig. 1 mit einem 15 Keramik, Gummi, z. B. Neoprengummi, einem Harz, kontinuierlichen Band eines dendritischen Kristalls z.B. Polytrifluoroäthylen, einem gefüllten Gummi oder eines Halbleitermaterials, auf welches Elektroden mit einem gefüllten Harz oder deren Mischung bestehen. Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung aufgebracht Die Isolation 27, die die Kammer 12 gegen die Kamwerden, mer 14 isoliert, kann aus derselben oder einer ähnlichen

Fig. 5 eine Seitenansicht eines dendritischen Kri- 20 Zusammensetzung wie die Isolation 26 bestehen, stalls im Querschnitt, der gemäß dem erfindungsge- Die Elektrode 24 ist gegenüber der Wand 16

mäßen Verfahren behandelt wurde, durch eine Gleichstromquelle 28 und die Leitung 30

Fig. 6 eine Seitenansicht, teilweise als Schnittzeich- negativ gepolt.

nung, eines kontinuierlichen Bandes eines dendriti- Ein Gaseinlaß 32, der durch das Rohr 34 gebildet

sehen Kristalls, der nach dem erfindungsgemäßen 25 wird, öffnet sich in die erste Kammer 12. Verfahren mit zwei Plasmastrahlgeneratoren gleich- Ein Einflußkanal 36, der durch eine Leitung 38 gezeitig bearbeitet wird, bildet wird, öffnet sich an einem Ende in Kammer 14,

•Fig. 7 und 8 eine Seitenansicht eines Bandes eines während das andere Ende mit dem Behälter 40 verdendritischen Kristalls im Schnitt, auf den auf beide bunden ist. Dieser Behälter enthält mindestens ein geSeiten mit dem Verfahren nach der Erfindung Elek- 30 pulvertes Material 41, etwa ein Metall oder ein Getroden aufgebracht wurden, und misch von Kontaktmetallen, mit dem ein vorbestimm-

Fig. 9 eine Strom-Spannungs-Charakteristik einer ter Bereich des Halbleiterkörpers bedeckt werden soll, erfindungsgemäß hergestellten pn-Flächendiode. Ein Regelventil 44, das durch den Griff 45 bedient

Die mit dem Verfahren nach der Erfindung herge- wird, regelt mit seiner Spitze 43 im Einflußkanal 36 stellte Schicht des elektrischen Kontaktmaterials kann 35 den Zufluß des gepulverten Materials 41 in gewünschzur Dotierung des Halbleitermaterials, zur Anbrin- tem Maße.

gung eines ohmschen Kontaktes oder als Träger des Die Wände 16 und 18 der Kammern 12 und 14

Halbleiterkörpers dienen. sind von Kühlschlangen 42, z. B. einer Kupferrohr-

Unter der Bezeichnung »Halbleitermaterial« sind windung, durch die eine Kühlflüssigkeit gepumpt sowohl eigenleitende als auch störleitende Stoffe zu 40 wird, umgeben.

verstehen, die den elektrischen Strom durch Bewe- Um die Wirkungsweise der Apparatur nach Fig. 1

gung von Elektronen und/oder Löchern (Defektelek- zu erläutern, wird die Herstellung eines Übergangs in tronen) leiten und bei denen die Elektronen- oder einem Halbleiterkörper beschrieben. Ein Körper oder Defektelektronendichten im Bereich von 10¹⁰ bis 10²² eine Scheibe 46 eines Halbleitermaterials mit be-Träger je Kubikzentimeter des Materials liegen. Diese 45 stimmtem Leitungstyp wird im Abstand von etwa Stoffe können aus Silizium, Germanium, Siliziumkar- 1,2 bis 12,5 cm von der Öffnung 22 des Plasmastrahlbid, A₁₁₁Bv-Verbindungen, wozu z. B. Indiumanti- generators 10 angebracht. Sehr befriedigende Ergebmonid, Indiumarsenid, Galliumarsenid gehören, Halb- nisse wurden erhalten, wenn der Halbleiterkörper leiterverbindungen gemischter Wertigkeit, wie Ger- etwa 2,5 bis 6,3 cm von der Düsenöffnung 22 entfernt maniumtellurid, Bleitellurid, Wismutantimonid, Zink- 50 angebracht war.

antimonid u. ä., die bei thermoelektrischen Anord- Eine Maske 48 mit einer Öffnung 49 liegt auf der

nungen weit verbreitet sind, bestehen. Der hier ver- Oberfläche 52 der Scheibe und deckt die Teile ab, die wendete Begriff »elektrischer Kontakt« umfaßt ohm- ihren Leitungstyp beibehalten sollen, sehe Kontakte, Emitterkontakte, Basiskontakte und Die Öffnung 49 läßt die Bereiche frei, die mit dem

Kollektorkontakte. 55 Kontaktmaterial bedeckt werden sollen. Die Art der

In Fig. 1 wird nun ein bei dem Verfahren nach der Maske 48 hängt von der Zusammensetzung der Erfindung verwendbarer Plasmastrahlgenerator 10 be- Scheibe 46 ab. Die Maske kann aus irgendeinem passchrieben. Der Plasmastrahlgenerator 10 besteht aus senden inerten Material, z. B. Graphit, einem Metall, einer ersten Kammer 12 zur Gasionisation und einer wie Molybdän, oder einem keramischen Material bezweiten Kammer 14, die die Austrittskammer bildet. 60 stehen. Besteht die Scheibe 46 aus Silizium, so kann Die erste Kammer 12 wird durch eine Wand 16, die die Maske in bekannter Weise durch Oxydierung der Austrittskammer 14 durch eine Wand 18 gebildet. Die Oberfläche in einem Ofen bis zur Dicke in der Wände 16 und 18 bestehen aus guten elektrischen Größenordnung von 0,1 mm erzeugt werden, worauf Leitern und guten Wärmeleitern, z.B. aus Kupfer, durch Abätzung bestimmter Bereiche des Silizium-Aluminium, Graphit, Stahl od. ä. Sie können Teile 65 oxyds nur die gewünschten Oberflächenbereiche masbesitzen, die aus Keramiken, Kunststoffen od. ä. her- kiert bleiben.

gestellt oder mit diesen Stoffen überzogen sind. Die Eine Menge aus wenigstens einem elektrischen

Kammern 12 und 14 sind durch eine Austrittsöffnung Kontakt- und Dotierungsmaterial, das imstande ist,

einen entgegengesetzten Leitungstyp in der Scheibe 46 zu erzeugen, wird in den Behälter 40 gefüllt. Beispiele solcher Dotierungsmaterialien für n- und p-Silizium und Germanium sind, wenn die Scheibe 46 aus η-Silizium besteht: Aluminium, Silber-Bor, Indium, Gold-Bor u. ä.; wenn die Scheibe aus p-Silizium ist: Phosphor, Arsen, Antimon oder mit einem inerten Trägermetall, wie Gold,, Silber, Zinn oder Blei vermischt; wenn die Scheibe 46 aus η-Germanium besteht: Aluminium, Indium, Indium-Gallium-Legierungen und -Gemische u. ä., und wenn die Scheibe 46 aus p-Germanium besteht: Blei-Antimon, Blei-Arsen-Gemische und Legierungen u. ä. Für andere Halbleitermaterialien sind geeignete Dotierungsmaterialien und Legierungen gut bekannt. Die Dotierungsmaterialien im Behälter 40 geben bei einer mittleren Größe der Partikeln von 3 bis 80 Mikron die besten Resultate.

Eine Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, Luft u. dgl., strömt durch die Kühlwindungen 42, die die Kammern 12 und 14 umgeben. Die Kühlflüssigkeit verhindert, daß die Kammerwände übermäßig heiß werden.

Die Spannungsquelle 28, die 15 bis 30 Volt liefert, hält einen Lichtbogen über den Spalt zwischen der Elektrode 24 und den Metallwänden 16 in der Nähe der Austrittsöffnung 20 aufrecht. Leistungen zwischen 5 und 15 kW können verwendet werden. Abhängig von der Größe des Generators können jedoch auch höhere Leistungen, z.B. 100kW oder höher, angewandt werden.

Ein inertes (nicht oxydierendes) Gas oder ein Edelgas, z. B. Stickstoff, Argon, Helium, Neon oder Gemische von zweien oder mehr dieser Gase u. ä. als Trägergas strömt durch den Gaseinlaß 32 in die Kammer 12. Stickstoff kann bei bestimmten Materialien nicht verwendet werden, z. B. bei der Aufbringung von Aluminium, da Aluminium mit Stickstoff unter Bildung von Aluminiumnitrid reagiert. Das Gas kann unter einem Druck von 0,35 bis 3,5 kg/cm² bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,4 bis 8,5 m³ je Stunde einströmen. Sehr befriedigende Ergebnisse wurden erhalten, wenn das inerte Trägergas mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,8 m³ je Stunde einströmte.

Das Gas strömt über die Elektrode 24 und wird in der elektrischen Entladung zwischen der Elektrode 24 und der Wand 16 in der Nähe der Austrittsöffnung 20 ionisiert. Das ionisierte Gas kann eine Temperatur bis zu 20 000° C oder noch höher annehmen, z. B. zwischen 15 000 und 30 000° C.

Das ionisierte Gas oder Plasma tritt durch die Austrittsöffnung 20 in die Kammer 14 ein mit einer Geschwindigkeit, die der Schallgeschwindigkeit nahekommt oder sie erreicht. Das Gas stellt dann einen Plasmastrahl dar. Tritt das Gas unter der Einflußöffnung 36 durch, so wird das dotierende Material 41 aus dem Behälter 40 zugemischt. In einer Apparatur wurde mit einer Fördergeschwindigkeit von V2 bis 10 g/min gearbeitet. Die Teilchen des Dotierungsmaterials gelangen in den Plasmastrahl und werden stark erhitzt und auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt. Der genaue physikalische Zustand der Teilchen des dotierenden Materials in dem Plasmastrahl ist nicht bekannt. Aber es wird angenommen, daß die Teilchen aus hocherhitzten festen Partikeln mit teilweise geschmolzener Oberfläche bis zu vollständig geschmolzener Oberfläche und hochionisierten Gasatomen bestehen.

Der nun Teilchen des dotierenden Materials enthaltende Plasmastrahl tritt dann durch die Austrittsöffnung 22 und trifft auf den unmaskierten, vorbestimmten Teil 49 der Oberfläche 52 der Scheibe 46 aus halbleitendem Material. Wegen der Energie, mit der der Strahl den unmaskierten Bereich der Oberfläche der Scheibe 46 trifft, werden einige der auftreffenden Teilchen des Dotierungsmaterials eine winzige Strecke in die Platte hineingetrieben. Auf jeden Fall sind der Zustand, in dem sich die Teilchen befinden, und die Energie, mit der sie auftreffen, so daß sich eine ausgezeichnete Bindung zwischen den Teilchen und dem Halbleiterkörper ergibt. Die weiteren Teilchen des Dotierungsmaterials lagern sich in Schichten auf der Oberfläche an, bis die gewünschte Dicke erreicht ist.

Zur Herstellung von Diffusionsschichten wird die Scheibe 46 dann in einem Schmelzofen auf eine Temperatur gebracht, die hinreichend hoch ist, um sowohl das dotierende Material in die Scheibe als auch das Halbleitermaterial in die aufgebrachte Schicht eindiffundieren zu lassen. Beispiele für geeignete Schmelztemperaturen sind: für Silizium von 600 bis 1000⁰C; für Germanium von 400 bis 600° C. In Abänderung dieses Verfahrens kann der Halbleiterkörper selbst während der Aufbringung des Dotierungsmaterials auf hoher Temperatur sein, wodurch ein nachfolgender Legierprozeß entfallen kann. Dies kann erfolgen entweder durch Heizung des HaIbleiterkörpers und die Verwendung von heizbaren Formen oder durch Justierung der Lage der Probe im Plasma oder durch Isolierung der Probe derart, daß die Energie des Plasmas nicht abgeleitet wird, sondern den Halbleiterkörper erhitzt.

Aus Fig. 1 geht hervor, daß sich der Plasmastrahl nach dem Austritt aus der Öffnung 22 ausdehnt, um die Scheibe 46 strömt und sie dadurch in einer inerten Atmosphäre hält, so daß die Oxydation des Dotierungsmaterialniederschlages verhindert wird.

In Fig. 2 ist eine Halbleiteranordnung 50 gezeichnet, die aus einer Scheibe 46 halbleitenden Materials besteht und die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie oben beschrieben, hergestellt wurde. Die Anordnung 50 hat einen ersten Leitungstyp im Grundkörper der Scheibe 46, eine Zone eines zweiten Leitungstyps in der Schicht 54 des aufgebrachten Kontaktmaterials und einen pn-übergang 56 zwischen den Zonen 46 und 54.
Es ist leicht einzusehen, daß, wenn der Behälter 40 der Fig. 1 an Stelle des Dotierungsmaterials ein nicht dotierendes ohmsches Kontaktmaterial enthält, das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung ohmscher Kontakte oder von Anschlüssen an einem Halbleiterkörper verwendet werden kann. Beispiele solcher geeigneter Materialien zur Herstellung ohmscher Kontakte sind Zinn, Zinn-Blei-Legierungen, Silber, Gold, Wolfram, Wolfram-Silber-Legierungen, Molybdän, Tantal usw.; für η-Silizium auch Silber-Antimon, Gold-Antimon, Wolfram-Antimon, Wolfram-Silber-Antimon mit 5 bis 10% Silber, Wolfram-Silber-Antimon, Blei-Silber-Antimon usw.; für p-Silizium auch Aluminium, Silber-Bor, Gold-Bor, Wolfram-Bor, Wolfram-Silber-Bor usw.; für η-Germanium Gemische von Zinn oder Zinn-Blei mit Arsen und Antimon, Blei-Antimon usw.; für p-Germanium Indium, Zinn-Indium-Legierungen und Gemische.

In Fig. 3 ist ein Plasmastrahlgenerator gezeigt, mit dem sich eine abgeänderte Art des erfindungsge-

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mäßen Verfahrens durchführen läßt. Der Generator Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfah-

ist im wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten sehr rens nach der vorliegenden Erfindung werden die ähnlich, er besitzt nur zwei Behälter 140 und 150, Pulver des Dotierungsmaterials und des ohmschen die mit der Austrittskammer 14 verbunden sind. Ein Kontaktmaterials in einem Behälter vermischt und als Ventil 144 mit einer Nadel 143, die durch den Griff 5 Mischung gleichzeitig auf dem Halbleiterkörper an- 145 bedient werden kann, erlaubt die Absperrung gelagert. Pulver von Wolfram, Tantal oder Molybdes Pulvers 144 im Kanal 36 oder regelt eine be- dän können so mit n- oder p-dotierenden Materialien stimmte Durchflußmenge. Im selben Sinne kann vermischt werden. Dieses Verfahren ist besonders durch das Ventil 152 mit einer Nadel 153 und dem nützlich bei der Kombination von Wolfram mit n-Griff 154 der Durchfluß des Pulvers 151 durch den io oder p-dotierendem Material zur Herstellung von Kanal 156 geregelt oder unterbunden werden. Siliziumhalbleiterbauelementen und bei Kombination

Der in Fig. 3 dargestellte Generator wird in der von Tantal mit n- oder p-dotierendem Material zur Weise betrieben, daß der eine Behälter, z. B. der Herstellung von Germaniumhalbleiterbauelementen. Behälter 140, mit einem gepulverten Dotierungs- Zum Beispiel können kleine Beimengungen von material 141, der Behälter 150 mit einem gepulverten 15 p-Typ-Verunreinigungen, wie Bor oder Aluminium, ohmschen Kontaktmaterial 151 gefüllt wird. Das mit Wolframpulver vermischt und mit HiKe des Ventil 152 verschließe zunächst den Kanal 156. Das Plasmastrahlgenerators auf einer p-leitenden Silizium-Dotierungsmaterial 141 aus Behälter 140 kann dann probe angelagert werden. Die Anwesenheit der durch den Kanal 36 in den Plasmastrahl gelangen. ^Verunreinigung, wie Bor und Aluminium, verhilft Nachdem sich nun eine gewünschte Menge des Dotie- ao hier zu einem niedrigeren Kontaktwiderstand zwirungsmaterials 141 auf dem Halbleiterkörper ange- sehen p-Silicium und dem Metallkontakt. Eine Erlagert hat, wird der Ausfluß des Behälters 140 durch hitzung auf Temperaturen von 600 bis 1200° C Betätigung des Ventils 144 unterbrochen, der Halb- kann den Kontaktwiderstand weiter erniedrigen, woleiterkörper umgedreht und Kanal 156 des Behälters bei ein Teil des Bors oder Aluminiums in die SiIi- 150 geöffnet, wodurch dann ohmsches Kontaktmate- »5 ziumscheibe eindiffundert. Bei der Anlagerung von rial 151 durch den Plasmastrahl auf die entgegen- Wolfram mit einer p-Verunreinigung, wie Bor und gesetzte Seite des Halbleiterkörpers gelangt. Aluminium, auf η-Silizium und einer Erhitzung auf

Das ohmsche Kontaktmaterial 151 kann auch auf höhere Temperatur (800 bis 1200° C) einige Stunden die vorhandene Schicht der dotierenden Legierung lang entsteht durch Diffusion der p-Verunreinigung aufgebracht werden, wenn durch eine Maskierung 30 in geringer Entfernung von der Oberfläche ein pndafür gesorgt ist, daß die mit dem ohmschen Kon- Übergang. Der Wolframkontakt gewährleistet hier taktmaterial 150 bedeckte Fläche nicht über die einen guten ohmschen Kontakt an der dünnen Diffu-Fläche des dotierenden Kontaktmaterials, das vor- sionsschicht, dessen Ausdehnungskoeffizient gut an her aufgebracht wurde, hinausragt. den des Siliziums angepaßt ist. Die Aufgabe, gute

Der Plasmagenerator der Fig. 3, der zwei Behälter 35 elektrische Kontakte an großflächigen Diffusions- 140 und 150 besitzt, kann auch für andere Abände- schichten anzubringen, ist nach den bisher bekannten rangen des Verfahrens nach der Erfindung verwendet Verfahren nur schwierig lösbar,
werden. Zum Beispiel sei der Behälter 140 mit einem Durch Mischung kleiner Mengen von n-Verun-

Metall- oder Metalloidpulver A, der Behälter 150 mit reinigungen, wie Phosphor, Arsen oder Antimon, mit einem anderen Metall- oder Metalloidpulver B ge- 40 Wolframpulver und die Verwendung des Gemisches füllt. Durch Regelung des Zuflusses aus beiden Be- im Plasmastrahlverfahren lassen sich gute ohmsche haltern mittels der Ventile 144 und 152 kann nun Kontakte auf η-Silizium herstellen, während auf eine Legierung in jedem gewünschten Verhältnis der p-Silizium nach dem Aufbringen einer solchen Komponenten A und B auf den Halbleiterkörper auf- Mischung mittels des Plasmastrahlverfahrens und der gebracht werden. Dieses Verhältnis kann gegebenen- 45 Eindiffusion des Dotierungsmaterials durch Erhitzung falls während der Anlagerung reguliert werden, so auf hohe Temperaturen pn-Übergänge hergestellt daß man eine Schicht veränderlicher Zusammenset- werden können.

zung erhält. Das Metallpulver A kann ein inertes Ähnlich gute Ergbnisse erhält man bei einer Ver-

Trägermetall, das Pulver B irgendein Dotierungs- Wendung des Plasmastrahlgenerators zur Anlagerung material, das zur Erzeugung einer p- oder n-Dotie- 5° von Tantalpulver auf p- oder η-Germanium. Dabei rung benötigt wird, sein. Die Metalle A und B können ist der Ausdehnungskoeffizient des Tanteis gut an geeignete Materialien zur Herstellung nur ohmscher Germanium angepaßt und das Tantalpulver mit Kontakte oder die Pulver A und B können jedes ge- kleinen Mengen dotierender Materialien vermischt, wünschte Dotierungsmaterial darstellen und in einer Eine Zumischung von p-Verunreinigungen, wie Bor, Kombination miteinander verwendet werden. In einer 55 Aluminium oder Indium, zu Tantal verbessert beim weiteren Abänderung kann Pulver A ein ohmsches Aufbringen auf p-Germanium die Qualität des ohm-Kontaktmaterial oder ein Dotierungsmaterial sein, sehen Kontaktes. Auf η-Germanium ergibt das GePulver B ein Bindungsmetall, wie Gold oder Silber. misch nach dem Aufbringen durch den Plasmastrahl-In einem solchen Falle würde das Pulver- zuerst generator und nach dem Erhitzen einen diffundierauf dem Halbleiterkörper niederschlagen, und das 60 ten pn-übergang. Anlagerung von Tantal, das kleine Metallpulver B würde dann auf das ohmsche Kon- Mengen von η-Verunreinigungen, wie Phosphor, taktmetahM geschichtet. Dann kann das Kontaktmetall Arsen und Antimon, enthält, verbessert die Qualität mit einem anderen Metall, wie etwa einer Kühlplatte ohmscher Kontakte auf η-Germanium oder liefert oder einem Gehäuse, verlötet oder hartverlötet werden. beim Erhitzen einen diffundierten pn-übergang auf Ein im wesentlichen ähnliches Ergebnis wie das 65 p-Germanium.

eben beschriebene kann erreicht werden, wenn man Bei einer weiteren Anwendung der Anordnung der

den Halbleiterkörper nacheinander an zwei Plasma- Fig. 3 kann der Plasmastrahlgenerator in der oben Strahlgeneratoren vorbeiführt. beschriebenen Art zur Herstellung »abgestufter Me-

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tallschichten« auf einem Halbleiterkörper verwendet rial 76, der Behälter 240 des Generators 110 mit werden. Zum Beispiel werde ein erstes Kontakt- einem ohmschen Kontaktmaterial 78 beschichtet. Auf metall, etwa Wolfram, angelagert; hat die Wolfram- das zwischen den Generatoren 10 und 110 durchschicht eine gewünschte Dicke erreicht, kann Kupfer laufende Band 68 wird auf einer Seite 72 auf vorbein steigender Menge beigemischt werden, während 5 stimmten Bereichen eine Vielzahl getrennter Schichder Wolframgehalt ständig abnimmt, bis schließlich ten 75 des Dotierungsmaterials 76, auf der anderen eine Schicht reinen Kupfers angelagert ist. Ein weite- Seite 74 auf vorbestimmten Bereichen eine Vielzahl res nützliches Beispiel einer solchen »abgestuften von getrennten Schichten 79 des ohmschen Kontakt-Schicht« ist Wolfram und Silber. Solche allmählichen materials 78 aufgebracht. Da sich das Band 68 auf Übergänge umgehen Lotermüdungsprobleme und er- io hoher Temperatur befindet, so legieren die Schichten lauben den Einsatz von Weichloten bei der Verbin- 75 des Dotierungsmaterials und die Schichten 79 des dung von Halbleiterbauelementen mit Wolfram- ohmschen Kontaktmaterials 78 an das Band 68 an, trägern mit Kühlplatten oder anderen Gehäuseteilen. und das Material diffundiert ein.
Wenn eine »abgestufte Schicht« von Metallen mit Den sich ergebenden Aufbau zeigt Fig. 7, die den stetig wachsenden Ausdehnungskoeffizienten ge- 15 Ausgangsdendrit 68 mit einem ersten Leitungstyp wünscht oder benötigt wird, so kann eine solche zeigt, während die Schichten 75 aus Dotierungsmateleicht auf einem Halbleiterkörper angelagert werden, rial, die auf das dentritische Material auflegiert sind, z. B. eine »abgestufte Metallschicht«, die aus aufein- den zweiten Leitungstyp haben und daher einen pnanderfolgenden Lagen von Wolfram—Tantal—Eisen- Übergang 80 mit dem Kristall bilden. Die ohmschen Nickel—Kupfer besteht. 20 Kontaktschichten 79 bestehen aus den anlegierten

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich gut Schichten des Kontaktmaterials 78. Das Band 68 wird

für die Fertigung von Halbleiterbauelementen aus zur weiteren Verarbeitung mit Anschlüssen versehen

einem kontinuierlichen dendritischen Kristall eines und in eine Vielzahl einzelner Halbleiterdioden

Halbleitermaterials mit kubischer Diamantgitter- zerteilt.

struktur; entweder für eine Mehrzahl von Halbleiter- 25 Die Elemente der Fig. 7 sind Dioden. Zur Hersielbauelementen oder einzelne Elemente mit einem lung von Transistoren wird ein dritter Plasmastrahl-Vielfachemitter, einem Vielfachkollektor und einer generator verwendet, um einen zweiten dotierenden gemeinsamen Basis. Kontakt, z. B. den Emitterkontakt, der kreisförmig

Fig. 4 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von Halb- oder rechteckig gestaltet sein kann, auf die Oberleiterbauelementen aus einem solchen kontinuierlichen 3° fläche 74 des Bandes 68 der Fig. 6 und 7 um den Band eines dendritischen Kristalls; ein kontinuier- Kontakt 79 herum aufzubringen. Dieser Aufbau ist liches Band 58 eines dendritischen Halbleitermate- in Fig. 8 gezeichnet. Er besteht aus dem Kristall 68 rials läuft von einer Trommel 60 ab und vor dem vom ersten Leitungstyp, einer Schicht 75, bestehend Plasmastrahlgenerator 10 der Fig. 1 vorbei. Der den- aus dotierendem Material, die in die Oberfläche des dritische Kristall kann entweder n- oder p-leitendes 35 Kristalls einlegiert wurde und die den zweiten Lei-Halbleitermaterial sein. Der Behälter 40 des Gene- tungstyp besitzt und damit den pn-übergang 80 errators 10 ist mit einem Dotierungmaterial 41 gefüllt. zeugt, einen ohmschen Basiskontakt, bestehend aus Das Band 58 läuft nun vor der öffnung 22 des Gene- der Schicht 79, und einem Ring 82, der um die Schicht rators 10 vorbei, wobei eine Reihe von Schichten 62 79 herum angeordnet ist und aus geeignetem Dotiedes Dotierungsmaterials 41 durch die Öffnungen einer 40 rungsmaterial für einen dem des Kristalls entgegenMaske 64 nach dem oben geschilderten Verfahren gesetzten Leitungstyp besteht. Dieser Ring ist auf darauf abgelagert wird. Das Band 58 ist durch eine der Oberfläche 74 anlegiert und bildet einen zweiten Metall- oder Keramikmaske 64 abgedeckt, so daß pn-übergang 84.

das Dotierungsmaterial nur auf vorbestimmten Be- Halbleiterbauelemente, die nach den Verfahren

reichen angelagert wird. Es kann auch das Dotie- 45 nach der vorliegenden Erfindung hergestellt sind,

rungsmaterial auf der ganzen Oberfläche des den- lassen dieses bei einer Prüfung im Endzustand

dritischen Kristalls angelagert und der Kristall dann erkennen.

selektiv geätzt werden, um das unerwünschte Dotie- Die folgenden Beispiele sollen ein Bild von dem

rungsmaterial zu entfernen. Anschließend läuft der Verfahren nach der Erfindung vermitteln.

Kristall durch einen Schmelzofen. Ein Teilbereich 5<> . . _{1 T}

der so entstandenen Bauelementstruktur ist in Fig. 5 ei spie

gezeichnet. Der Körper besteht aus dem dendritischen Eine Oberfläche einer n-Siliziumscheibe mit einem

Ausgangskristall 58 mit einem ersten Leitungstyp und Durchmesser von 0,95 cm wird durch ein perforiertes

aus den Schichten 62 mit einem zweiten Leitungstyp Stahlblech teilweise abgedeckt. Die Perforation ist

sowie dem pn-übergang 66 zwischen den beiden 55 in Form von Löchern mit kreisförmiger Gestalt mit

Zonen. einem Durchmesser von etwa 0,6 cm ausgeführt. Die

An Hand der Fig. 6 wird eine weitere Ausfüh- abgedeckte η-leitende Scheibe wird in einer Entfer-

rungsform des Verfahrens nach der Erfindung be- nung von 3,9 cm von der Ausströmöffnung eines

schrieben. Hier wird ein kontinuierliches Band 68 Plasmastrahlgenerators nach Fig. 1 mit der unbedeck-

eines langen dendritischen Kristalls vom ersten 60 ten Fläche in Richtung auf die Ausströmöffnung an-

Leitungstyp von einer Trommel 60 abgewickelt. Es geordnet.

durchläuft den Ofen 70. Im Ofen 70 wird der dendri- In die erste Kammer des Generators laßt man tische Kristall 68 auf eine Temperatur erhitzt, die Argon mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,7 m³ ausreicht, um eine aufgebrachte Metallschicht zu je Stunde einströmen. Ein Strom von 200 A wird bei schmelzen. Der Kristall läuft dann zwischen zwei 65 einer Spannung von 22 V verwendet, um einen Licht-Plasmastrahlgeneratoren 10 und 110, die einander bogen zwischen der Spitze der Wolframelektrode und gegenüber angeordnet sind, hindurch. Der Behälter der Kammerwand im Bereich der Öffnung 20 herzu-40 des Generators 10 ist mit einem Dotierungsmate- stellen. Das Argon wird durch den Lichtbogen ioni-

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siert. Wenn nun das ionisierte Gas mit einer Ge- Der Widerstand der mit Wolfram bedeckten

schwindigkeit, die der Schallgeschwindigkeit nahe- n-Siliziumscheibe ist niedrig, woraus auf einen nied-

kommt, durch die Austrittskammer 14 strömt, werden rigen ohmschen Übergangswiderstand zwischen dem

Aluminiumteilchen mit einer mittleren Teilchengröße Wolfram und dem Silizium geschlossen werden kann, von 20 Mikron und einer Geschwindigkeit von etwa 5 Die mit Wolfram bedeckte Scheibe wurde dann meh-

0,54 g/min aus dem Behälter 40 zugeführt und mit reren thermischen Zyklen ausgesetzt, und zwar wurde

dem Plasmagasstrahl vermischt. sie 5 Minuten bei —40° C, 2 Minuten bei 25° C

Nach dem Austritt aus dem Generator trifft der und 5 Minuten bei 210 bis 220° C getempert. Es

Plasmastrahl mit den eingelagerten Aluminiumteil- zeigten sich weder Risse im Silizium noch eine Neichen auf die n-Siliziumscheibe auf und lagert das io gung zum Absplittern der Wolfram-Silizium-Ver-

Aluminium auf ihrem nicht abgedeckten Bereich ab. bindung.

Nach etwa 2 Sekunden wird der Generator abge- Beispiel III schaltet. Die Siliziumscheibe hat dann auf ihrem nicht

abgedeckten Bereich eine etwa 0,1 mm dicke Alu- Eine Oberfläche einer p-Siliziumscheibe mit einem miniumschicht. 15 Durchmesser von etwa 1,6 cm wird teilweise mit

Die aluminiumbedeckte Scheibe wird dann auf eine einer Graphitmaske abgedeckt. Die unmaskierte

Temperatur von etwa 850° C in einem Vakuum von Hache besitzt etwa Kreisform und hat einen Durch-

etwa 10~⁵ mm Hg erhitzt und innerhalb 45 Minuten messer von etwa 0,6 cm.

auf Raumtemperatur abgekühlt. Dabei bildet sich Die Siliziumscheibe wird in einem Abstand von durch Rekristallisation des gelösten Siliziums beim ao 3,8 cm von der Ausströmöffnung eines Plasmastrahl-

Abkühlen des geschmolzenen Aluminiums ein generators nach Fig. 1 angeordnet. Die unmaskierte

pn-übergang im Silizium. Das Element wird dann Fläche zeigt dabei zur Ausströmöffnung,

nachgeätzt in einer Ätzlösung, bestehend aus (alle Man läßt nun Argon mit einer Geschwindigkeit

Teile pro Volumen) 5 Teilen konzentrierter Salpeter- von etwa 1,7 cm³ je Stunde in die erste Kammer ein-

säure und 1 Teil Flußsäure, und dann gut getrocknet. 25 strömen. Bei einer Spannung von 20 V wird mit

An den p- und η-Bereichen der Scheibe werden einem Strom von 200 A ein Lichtbogen zwischen der

dann Kontakte angebracht, und anschließend wird die Spitze der Wolframelektrode und der Kammerwand

Strom-Spannungs-Charakteristik des Bauelements be- im Bereich der Öffnung 20 erzeugt. Das Argon wird

stimmt. Die Strom-Spannungs-Charakteristik zeigt durch den Bogen ionisiert.

Fig. 9. 30 Wenn das ionisierte Gas durch die Austritts-

Der Fig. 9 ist zu entnehmen, daß das Bauelement kammer 14 als Plasmastrahl mit einer Geschwindig-

einen kleinen Sperrstrom und eine maximale Sperr- keit strömt, die der Schallgeschwindigkeit nahe-

spannung, die dem spezifischen Widerstand des kommt, werden aus 99,5 Gewichtsprozent Gold und

Siliziums (10 Ohmcm) entspricht, besitzt. 0,5 Gewichtsprozent Antimon bestehende Teilchen

35 einer mittleren Teilchengröße von 12 Mikron aus

B ei «ιοί el Π ^^em Behälter 40 mit einer Geschwindigkeit von etwa

^p 3 g/min zugeführt und mit dem Plasmastrahl ver-

Eine Oberfläche einer n-Siliziumscheibe vom mischt.

Durchmesser 0,95 cm wird mit einem wie im Bei- Nach dem Austritt aus dem Generator treffen der

spiel I perforierten Stahlblech teilweise abgedeckt. 40 Plasmastrahl und die in ihm enthaltenen Gold-Anti-

Die η-leitende Scheibe wird in einer Entfernung von mon-Legierungsteilchen auf die Siliziumscheibe auf,

etwa 3,8 cm von der Ausströmöffnung des Plasma- und die Gold-Antimon-Teilchen werden auf die un-

strahlgenerators nach Fig. 1 angeordnet. Der nicht bedeckte Fläche aufgebracht.

abgedeckte Bereich zeigt in Richtung der Ausström- Nach etwa 10 Sekunden wird der Generator abge-

öffnung. 45 schaltet. Die Siliziumscheibe hat dann auf ihrer unbe-

In die erste Kammer läßt man Argon mit einer deckten Fläche eine etwa 0,1 mm dicke Schicht von

Geschwindigkeit von 1,4 m³ je Stunde einströmen. Gold-Antimon-Teilchen.

Ein Strom von 300 A wird bei einer Spannung von Die mit Gold-Antimon bedeckte Scheibe wird dann

21,5 V benutzt, um einen Lichtbogen zwischen der im Vakuum auf eine Temperatur von etwa 850° C

Spitze der Wolframelektrode und der Kammerwand 50 erhitzt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt,

im Bereich der Öffnung 20 zu erzeugen. Das Argon Durch das gelöste Gold-Antimon und Silizium, hat

wird durch den Bogen ionisiert. Wenn nun das ioni- sich bei der Rekristallisation in der Silizhimscheibe

sierte Gas als Plasmastrahl mit einer Geschwindig- ein pn-übergang beim Abkühlen gebildet. Das EIe-

keit, die der Geschwindigkeit des Schalles nahe- ment wird dann nachgeätzt in einem Ätzmittel, das

kommt, durch die Austrittskammer 14 strömt, werden 55 aus 5 Teilen konzentrierter Salpetersäure und 1 Teil

Wolframteilchen mit einer mittleren Teilchengröße Flußsäure besteht, und dann gut getrocknet, von 22 Mikron und einer Geschwindigkeit von

4 g/min aus dem Behälter 40 zugeführt und mit dem Beispiel IV Plasmastrahl vermischt.

Nach dem Verlassen des Generators trifft der 60 Eine Oberfläche einer p-Siliziumscheibe vom

Plasmastrahl mit den Wolframteilchen auf die n-Sili- Durchmesser 1,6 cm wird teilweise mit Stahl abge-

ziumscheibe auf und lagert die Wolframteilchen auf deckt. Der nicht abgedeckte Bereich der etwa kreis-

deren nicht abgedecktem Bereich ab. förmigen Anordnung hat einen Durchmesser von

Nach etwa 10 Sekunden wird der Generator abge- etwa 0,6 cm. Die p-leitende Scheibe wird in einer

schaltet. Auf dem nicht bedeckten Bereich der 65 Entfernung von etwa 2,8 cm von der Ausström-

n-Siliziumscheibe befindet sich eine gut haftende öffnung des Plasmastrahlgenerators nach Fig. 1 ange-

Schicht von Wolframteilchen mit einer Dicke von ordnet. Der nicht abgedeckte Bereich der Scheiben-

0,1 mm. oberfläche weist zur Ausströmöffnung hin. Argongas

strömt mit einer Geschwindigkeit von 1,7 m³ je Stunde in die erste Kammer ein.

Mittels einer Stromstärke von 350A und einer Spannung von 23 V wird ein Lichtbogen zwischen der Spitze der Wolframelektrode und der Kammerwand im Bereich der Öffnung 20 aufrechterhalten. Durch den Bogen wird das Gas ionisiert. Beim Durchgang des ionisierten Gases in Form eines Plasmastrahles durch die Austrittskammer 14 werden Wolframteilchen einer mittleren Teilchengröße von etwa 8 Mikron und einer Geschwindigkeit von etwa 2 g/min aus dem Behälter 40 zugeführt und mit dem Plasmastrahl vermischt.

Nach dem Austritt aus dem Generator trifft der Plasmastrahl mit den Wolframteilchen auf die n-Siliziumscheibe, wobei die Wolframteilchen auf dem unmaskierten Bereich der Scheibe angelagert werden.

Nach etwa 7 Sekunden wird der Generator abgeschaltet. Die Siliziumscheibe zeigt eine Wolframschicht mit etwa 0,12 mm Dicke auf ihrem nicht abgedeckten Bereich.

Der Widerstand der mit Wolfram bedeckten Siliziumscheibe wurde gemessen und erwies sich als klein, woraus auf eine Verbindung kleinen Widerstandes zwischen dem Silizium und dem Wolfram geschlossen werden kann. Die mit Wolfram bedeckte p-Siliziumscheibe wurde dann mehreren thermischen Zyklen ausgesetzt, die aus einer Behandlung von 5 Minuten bei —40° C, 2 Minuten bei 25° C und 5 Minuten zwischen 210 und 220° C bestanden. Keinerlei Anzeichen von Rissen zwischen Silizium und Wolfram wurden beobachtet.

Beispiel V

35

Eine Oberfläche einer n-Germaniumscheibe vom Durchmesser 1,6 cm wird teilweise mit einer Stahlmaske abgedeckt. Der nicht abgedeckte Bereich ist etwa kreisförmig und hat einen Durchmesser von etwa 0,6 cm. Die n-Germaniumscheibe wird in einer Entfernung von etwa 4,1 cm von der Ausströmöffnung des Plasmastrahlgenerators nach Fig. 1 angeordnet. Der nicht abgedeckte Bereich der Scheibenoberfläche weist zur Ausströmöffnung.

Argongas wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,7 m³ je Stunde in die erste Kammer eingeleitet.

Mittels einer Stromstärke von 100 A und einer Spannung von 21,5 V wird ein Lichtbogen zwischen der Spitze der Wolframelektrode und der Kammerwand im Bereich der öffnung 20 aufrechterhalten. Das Argongas wird durch den Bogen ionisiert. Bern Durchgang des ionisierten Gases in Form eines Plasmastrahles durch die Austrittskammer 14 werden Indiumteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 125 Mikron und einer Geschwindigkeit von etwa 0,975 g/min aus dem Behälter 40 zugeführt und mit dem Plasmastrahl vermischt.

Nach dem Austritt aus dem Generator trifft der Plasmastrahl mit den Indiumteilchen auf der n-Germaniumscheibe auf, und die Indiumteilchen werden auf den nicht abgedeckten Bereich der Scheibe angelagert.

Nach etwa 2 Sekunden wird der Genrator abgeschaltet. Die n-Germaniumscheibe zeigt eine Bedeckung mit Indiumteilchen in einer Dicke von 0,1 mm auf ihrem nicht abgedeckten Bereich.

Die mit Indium bedeckte Germaniumscheibe wurde dann auf eine Temperatur von etwa 500° C im Vakuum erhitzt und dann innerhalb 5 Minuten auf Zimmertemperatur abgekühlt. Bei der Rekristallisation bildete das im Indium gelöste Germanium mit den in das Gitter eingelagerten Indiumatomen in der Germaniumscheibe einen pn-übergang. Das Element wurde noch nachgeätzt in einem Ätzmittel, das aus 3 Teilen (im Volumen) Flußsäure, 1 Teil konzentrierter Salpetersäure und 1 Teil Eisessig besteht.

Nach Anbringung von Kontakten an den p- und η-Gebieten der Scheibe ließ sich die Strom-Spannungs-Charakteristik bestimmen, die sich als gut erwies.

Beispiel VI

Eine Oberfläche einer p-Germaniumscheibe vom Durchmesser 1,6 cm wird teilweise mit einem perforierten Messingblech abgedeckt. Der nicht abgedeckte Bereich hat etwa Kreisform mit einem Durchmesser von etwa 0,6 cm. Die p-Germaniumscheibe wird in einer Entfernung von etwa 3,6 cm von der Ausströmöffnung des Plasmastrahlgenerators nach Fig. 1 angeordnet. Der unmaskierte Bereich der Scheibenoberfläche weist zur Ausströmöffnung.

Argongas wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,7 m³ je Stunde in die erste Kammer eingeleitet.

Mittels einer Stromstärke von 200 A und einer Spannung von 21V wird ein Lichtbogen zwischen der Spitze der Wolframelektrode und der Kammerwand im Bereich der Öffnung 20 aufrechterhalten. Das Argongas wird durch den Bogen ionisiert. Beim Durchgang des ionisierten Gases in Form eines Plasmastrahles durch die Austrittskammern 14 werden Zinnteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 77 Mikron und einer Geschwindigkeit von etwa 1,12 g/min aus dem Behälter 40 zugeführt und mit dem Plasmastrahl vermischt.

Nach dem Austritt aus dem Generator trifft der Plasmastrahl mit den Zinnteilchen auf die p-Germaniumscheibe auf, und die Zinnteilchen werden auf dem nicht abgedeckten Bereich der Scheibe angelagert.

Nach etwa 2 Sekunden wird der Generator abgeschaltet. Die Germaniumscheibe hat eine Zinnschicht mit einer Dicke von 0,1 mm auf ihrem nicht abgedeckten Bereich.

Der Widerstand des mit Zinn bedeckten p-Germaniums wurde gemessen und erwies sich als niedrig, was auf eine niederohmige Verbindung zwischen Zinn und Germanium hinweist. Die mit Zum bedeckte Scheibe wurde dann mehreren thermischen Zyklen ausgesetzt, die aus einer Behandlung von 5 Minuten bei -4O⁰C, 2 Minuten bei 25° C und 5 Minuten zwischen 210 und 220⁰C bestanden. Es wurden keinerlei Anzeichen von Rissen im Germanium und auch kerne Bruchgefahr der Zinn-Germanium-Verbindung bemerkt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen, die aus einem Halbleiterkörper mit Elektroden aus vom Halbleiter abweichendem Material bestehen, bei dem das Elektrodenmaterial auf die betreffende Stelle des Halbleiterkörpers mit Hilfe eines das Elektrodenmaterial enthaltenden Teilchenstrahles aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß feinverteilte Teilchen des Elektrodenmaterials in ein ionisiertes Träger-

gas mit hoher Temperatur und hoher Geschwindigkeit (Plasmastrahl) gebracht werden und der in einer vom Halbleiterkörper getrennten Vorrichtung erzeugte Plasmastrahl mit denElektrodenmaterialteilchen auf den Halbleiterkörper gerichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodenmaterial aus einem oder mehreren Dotierungsstoffen besteht.

3. Verfahren nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodenmaterial aus einen ohmschen Kontakt erzeugenden Stoffen besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die betreffende Stelle der Halbleiteroberfläche zuerst ein Plasmastrahl mit einem einen pn-übergang erzeugenden Material und dann ein zweiter Plasmastrahl mit einem einen ohmschen Kontakt erzeugenden Material gerichtet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander zwei einen ohmschen Kontakt erzeugende Materialien mit Hilfe von Plasmastrahlen aufgebracht werden und daß

das erste Material einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, der etwa demjenigen des Halbleiterkörpers entspricht, und der thermische Ausdehnungskoeffizient des zweiten Kontaktmaterials erheblich vom Ausdehnungskoeffizienten des Halbleiterkörpers abweicht.

6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodenmaterial nach dem Aufbringen auf den Halbleiterkörper mittels des Plasmastrahls in an sich bekannter Weise in den Halbleiterkörper einlegiert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 840 418, 915 961;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1018 557;
USA.-Patentschriften Nr. 2 662 997, 2 695 852;
L. Holland, »Vacuum Deposition of Thin Films«, London 1956, S. 104 bis 114.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1093 017.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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