Основні технологічні процеси виготовлення р-н-переходів

Метод сплавлення. Цей технологічний процес полягає в тому, що до платівки напівпровідника одного типу провідності вплавляє домішка, необхідну для утворення напівпровідника іншого типу провідності. Наприклад, на платівку германію я-типу поміщають таблетку індію і нагрівають її до температури плавлення. При цьому домішка розплавляється, і в ній частково розчиняється матеріал напівпровідника, створюючи в прикордонній зоні шар провідності р-типу. Сплавні р-я-переходи мають високу надійність, працездатні при великих зворотних напругах і володіють малим власним опором, що забезпечує мале пряме падіння напруги на них.

Метод дифузії. У цьому технологічному процесі р-і я-області отримують в напівпровіднику шляхом проникнення акцепторних або донорних домішок, що містяться в атмосфері парів, куди поміщають нагріту до високої температури пластинку напівпровідника. Так як атоми домішки дифундують всередину пластини з поверхні, найбільша концентрація домішки спостерігається в приповерхневої області та убуває із збільшенням відстані в глиб напівпровідника.

Метод епітаксійного нарощування. Процес кристалізації однієї речовини на кристалі-підкладці іншого називається епітаксіал’ним нарощуванням. При цьому кристалічна решітка підкладки визначає структуру решітки, в якій кристалізується нарощуваний шар. Напівпровідникові епітаксіальні шари (плівки) можуть бути отримані різними способами: герметичним випаровуванням у вакуумі; кристалізацією в розплавленому речовині, що містить домішка; осадженням з парообразной форми. Змінюючи тип домішки і умови нарощування, можна в широких межах змінювати електричні властивості епітаксіальної плівки.

Іонне легування. Процес полягає в бомбардуванні іонами домішки нагрітої напівпровідникової пластини, що знаходиться у вакуумі. Іони попередньо розганяються до певної швидкості і, проникаючи в пластину напівпровідника, грають роль донорних або акцепторних домішок.

Оксидне маскування. Цей процес використовують для того, щоб забезпечити проникнення домішки тільки в певні ділянки пластини, захистивши від них решту її поверхню. У напівпровідникових структурах на основі кремнію в якості маски використовується діоксид кремнію Si02, який є хорошим ізолятором і володіє в порівнянні з чистим кремнієм значно меншою швидкістю дифузії в нього домішок. Для отримання плівки оксиду кремнієву пластину нагрівають до 900-1200 ° С в атмосфері кисню. Після охолодження ті ділянки напівпровідника, які повинні піддаватися впливу домішок, звільняють від плівки оксиду травленням.

Фотолітографія. Це процес отримання на поверх-ності плівки оксиду необхідного малюнка розташування вікон. Оксидну плівку покривають фоторезистом (світлочутливим шаром) і експонують (засвічують) ультрафіолетовими променями через маску, на якій виконаний малюнок у вигляді прозорих і непрозорих ділянок. Ділянки фоторезиста, які були піддані висвітлення, виявляються задубленого (нерозчинними), а з неосвітлених ділянок фоторезист видаляють розчинником.

Травлення плівки діоксиду кремнію з ділянок, не захищених задубленого фоторезистом, виробляють плавиковою кислотою, в результаті в оксидної плівці утворюються вікна, через які проводиться дифузія, епі-таксіальное нарощування або іонне легування.

Посилання на основну публікацію