DE1032408B

DE1032408B - Verfahren zur Herstellung von p-n-UEbergaengen nach dem Legierungs- bzw. Diffusionsverfahren

Info

Publication number: DE1032408B
Application number: DES39665A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Hubert Patalong
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1954-06-21
Filing date: 1954-06-21
Publication date: 1958-06-19

Description

Verfahren zur Herstellung von p-n-Übergängen nach dem Legierungs-bzw. Diffusionsverfahren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von p-n-Übergängen nach dem Legierungs- bzw. Diffusionsverfahren auf p-leitendem Silizium mit binärer lithiumihaltiger A'ktivatorlegierung. Erfindungsgemäß wird der Silizium-Lithium-Legierung als dritte Komponente ein anderes Metall, welches die Hydroxydbildung und Verdampfung des Lithiums hindert, aber im Silizium keine Akzeptorstörstellen bildet, vorzugsweise Gold, zu einem wesentlichen Anteil zulegiert.
Bei einem bekannten Verfahren, bei welchem eine binäre lithiumhaltige Aktivatorlegierung in einen Halbleiter einlegiert wird, besteht die zweite-Legierungskomponente aus einer Akzeptorverunreinigung, wobei wegen des größeren Diffusionsvermögens von Lithium eine p-n-p-Anordnung mit zwei Übergängen geschaffen wird. Demgegenüber wird mit der Erfindung eine andere Aufgabe gelöst, indem die Auswirkungen von zwei nachteiligen Eigenschaften des Lithiums, an Luft zu augenblicklicher Bildung von Hydroxyd zu neigen und verhältnismäßig leicht zu verdampfen, durch die erwähnte Beimengung der dritten Komponente unterdrückt werden. Dabei wird von der an sich bekannten Folge der Anwesenheit eines dritten Metalls, die relative Löslichkeit einer binären Legierung zu beeinflussen, Gebrauch gemacht.
Bei der Herstellung des unsymmetrisch leitenden Systems wird das gewöhnlich in Petroleum aufbewahrte Lithium zunächst durch Waschung mit Benzol vom Petroleum befreit. Das benzolbenetzte Lithium wird in ein Verdampfungsgerät an sich bekannter Art gebracht. Bei der Evakuierung dieses Gerätes verdampft das Benzol, es kann sich aber mangels Luft kein Hydroxyd bilden. Die Verdampfung des Lithiums erfolgt bei einer Temperatur von 500 bis 600° C, während der Siliziumkörper auf einer Temperatur von beispielsweise 400' C gehalten wird. Anschließend an die Aufdampfung des Lithiums wird, ohne daß das Objekt zwischendurch mit Luft in Berührung kommt, ein anderes geeignetes Metall, nämlich Gold, aufgebracht, zum Schutz gegen Hydroxydbildung während des Betriebes. Das Gold wird zweckmäßig im gleichen Raum wie das Lithium aufgedampft, und zwar bei gleicher Temperatur (400° C) des Objektes. Die Verdampfungstemperatur für das Gold beträgt 1100 bis 1200° C. Es wird vorteilhaft so viel Gold aufgedampft, daß die entstehende Legierung bis zu etwa 80"/o Gold enthält.
An dem unverändert gebliebenen p-leitenden Teil des Siliziumkörpers kann in an sich bekannter Weise eine Aluminiumelektrode angebracht werden. Dies geschieht am besten ebenfalls im Vakuum, beispielsweise bei einer Temperatur von 700° C unter gleichzeitiger Anwendung von mechanischem Druck. Dabei legiert das Aluminium mit dem Silizium.
An der Goldelektrode kann eine Stromzuleitung aus ausgewalztem Silberband mit Zinn-Blei-Antimon-Lot befestigt werden. Als Zuleitung zur Aluminiumelektrode eignet sich beispielsweise Kupferblech, das mit Reibelot, z. B. Zinn-Blei-Lot mit Silberstahlspänen, angelötet werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von p-n-Übergängen nach dem Legierungs- bzw. Diffusionsverfahren auf p-leitendem Silizium mit binärer lithiumhaltiger Aktivatorlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß der Silizium-Lithium-Legierung als dritte Komponente ein anderes Metall, welches die Hydroxydbildung und Verdampfung des Lithiums hindert, aber in Silizium keine Akzeptorstörstellen bildet, vorzugsweise Gold, zu einem wesentlichen Anteil zulegiert wird.
2. Verfahren zur Herstellung von p-n-Übergängen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in Petroleum aufbewahrte Lithium in Benzol gewaschen, im Vakuum getrocknet und anschließend auf den Siliziumkörper aufgedampft wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Siliziumkörper während der Bedampfung mit Lithium auf einer Temperatur von 400 bis 500° C gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Lithiumbedampfang Gold auf den Lithiumbelag aufgedampft wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Goldbedampfung in denn gleichen Verdampfungsraum erfolgt wie die Lithiumbedampfung.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stelle seines p-leitenden Teiles in an sich bekannter Weise mit einer Aluminiumelektrode versehen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Goldelektrode eine StromzuIeitung aus Silberband mit Sn-Pb-Sb-Lot angelötet wird. B. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Aluminiumelektrode eine Stromzuleitung aus Kupferblech mit Reibelot, z. B. Sn Pb mit Silberstahlspänen, angelötet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung W 12161 VIII c/21 g; französische Patentschrift Nr. 1038 658;