Основы полупроводниковой электроники. Яровой Г.П - 41 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

81
тигнут лишь тогда, когда его научились получать в виде
внутренней границы в монокристаллическом полупроводни-
ке.
Рассмотрим наиболее широко используемые в настоя-
щее время методы получения р−n-переходов. Здесь речь
преимущественно пойдет о кремниевой технологии, по-
скольку ее развитие намного опережает технологию на дру-
гих полупроводниковых материалах.
Существует несколько важнейших методов изготовле-
ния полупроводниковых приборов. При методе сплавления
небольшую таблетку алюминия помещают на поверхность
кремниевой пластины с проводимостью n-типа, имеющей
ориентацию. Затем пластину с таблеткой нагревают до тем-
пературы, немного превышающей температуру эвтектики
(
0
580 С для системы Al-Si). При расплавлении таблетки об-
разуется небольшая капля смеси Al-Si, которая с последую-
щим понижением температуры начинает затвердевать. В ре-
зультате образуется рекристаллизованная область, насы-
щенная акцепторной примесью и имеющая ту же кристалло-
графическую ориентацию, что и исходная пластина. Таким
образом, в подложке проводимостью n-типа сформирована
сильнолегированная область p-типа (p
+
). Алюминиевый вы-
ступ на поверхности пластины можно использовать как кон-
такт к области p-типа. Чтобы получить омический контакт к
пластине n-типа, на ее нижнюю поверхность напыляют
сплав Au-Sb, содержащий
0,1% Sb, и вплавляют его при температуре
0
400 С для фор-
мирования сильнолегированного слоя n-типа (n
+
). При ис-
пользовании пластины p-типа роли алюминия и сплава Au-
Sb меняются. Первый служит для создания омического кон-
такта p
+
−p-типа, а второй − для получения n
+
−
p-nерехода.
При сплавном методе нельзя контролировать положение
p−n-перехода, поскольку оно сильно зависит от температу-
ры и длительности цикла сплавления.
82
Диффузионный метод (или метод диффузии в твердой
фазе), разработанный в 1956 г., позволяет более точно управ-
лять распределением примеси. Диффузию примеси проводят
при высоких температурах (1000-1300°С) или из твердого
диффузанта, нанесенного на поверхность полупро-
водниковой пластины, или из газа − носителя, содержащего
необходимую легирующую примесь, пропускаемого в виде
потока над пластинами. В подложку n-типа проводят диффу-
зию примеси p-типа, например бора из соединения BBr
3
. По-
сле диффузии определенные участки поверхности защищают
от действия травителей, например, слоем воска или металли-
ческим покрытием. Незащищенные участки поверхности
подложки удаляют с помощью травления. В результате обра-
зуются мезоструктуры.
Более точный контроль геометрических размеров диффу-
зионного перехода был достигнут за счет использования изо-
лирующей пленки, которая препятствует диффузии большин-
ства донорных и акцепторных примесей в глубь подложки.
На поверхности кремниевой подложки при высокой темпера-
туре выращивают тонкий слой двуокиси кремния толщиной 1
мкм. Литографическими методами (например, фотолитогра-
фией, рентгенолитографией, электронной литографией) уда-
ляют определенные участки окисла, образуя в нем окна или
более сложные рисунки. Примеси диффундируют в открытые
участки поверхности кремния, и р−п-переходы образуются
только в местах окон в окисле. Этот процесс, получивший на-
звание планарного, является основой технологии изготовле-
ния полупроводниковых приборов и интегральных схем.
Эпитаксиальный метод. Слово "эпитаксия" имеет гре-
ческое происхождение: "эпи" означает "на" и "таксис" − "рас-
положено в порядке". Эпитаксией называют метод выращи-
вания путем химической реакции на поверхности кристалла
тонких слоев полупроводниковых материалов с сохранением
кристаллической структуры исходного кристалла.Этот метод
состоит в осаждении на монокристаллическую подложку, на-
пример кремния n-типа, монокристаллической пленки p-типа.

Страницы