Brevet FR2017709A1 — publié le 19700522

L'invention concerne un procédé pour le traitement des éléments à semi-conducteurs ,grâce auquel on réduit les pollutions indésirables du matériau semi-conducteur . Pour la fabrication par diffusion des éléments à semi-5 conducteurs , dans Tin matériau initial de base , par exemple du silicium très pur ou faiblement dopé , et selon le type de conductibilité désiré , on incorpore par diffusion un matériau donneur ou accepteur , et il se forme alors dans line certaine épaisseur de couche , une surface de transition ou jonction pn. Les produits 10 de départ utilisés doivent satisfaire à des exigences sévères quant au degré de pureté et à l'absence de défauts de structure dans le réseau cristallin. Les impuretés , là répartition irrégulière des subs -tances de dopage , et les défauts d'homogénéité de la structure 15 réticulaire agissent comme des centres de recombinaison supplé -mentaires et des défauts de la structure cristalline qui , par captation des porteurs de charges , réduisent la mobilité,c'est-à-dire la valeur moyenne du libre parcours moyen des porteurs majoritaires . En particulier , les éléments ayant des valeurs 20 élevées de constante de diffusion dans le silicium par exemple, tels que l'or , le cuivre et le fer, agissent comme des impuretés, et prennent facilement des places intermédiaires dans le réseau cristallin • Leurs propriétés de donneur ou d'accepteur s'expliquent par la faible différence entre leur niveau d'énergie et la 25 bande de conductivité ou de valence,de sorte quî.ils se trouvent très facilement en mesure de libérer un électron ou un trou. Ces impuretés peuvent aussi ne pénétrer dans l'élément à semi-conducteur qu'au cours du déroulement du procédé de fabrication, par exemple durant les processus de diffusion ou d'oxy-30 dation de cet élément à semi-conducteur . De même , au cours des opérations d'attaque ou de gravure chimique , certaines impuretés peuvent s'accumuler sur la surface {.souvent les opérations de lavage ne permettent de les éliminer que d'une manière incomplète, et au sours du traitement thermique ultérieur ces impuretés se 35 diffusent à l'intérieur de la pastille de semi-conducteur. On connaît un certain nombre de procédés pour éliminer, tout au moins partiellement, ces pollutions , en améliorant et en stabilisant ainsi les caractéristiques électriques de l'élément à semi-conducteurs . Le brevet Allemagne Fédérale 1 162 489 , mettant à contribution l'influence de la température,propose qu'avant BAD ORIGINAL 69 30413 2 2017709 'ou après la mise en place des électrodes , l'élément à semi-con- ducteur soit soumis à un traitement thermique complémentaire à une température de 200 à 400° C, d'une durée comprise entre line heure et plusieurs jours , jusqu'à ce que les corps étrangers in-5 désirables , présents dans le semi-conducteur et qui agissent comme des centres de recombinaison , se déposent aux points défectueux de la structure cristalline , par exemple à l'endroit des déplacements relatifs d'éléments cristallins ou des points des grains de cristal, et soient ainsi devenus inoffensifs . 10 De même , il est connu , après les opérations de diffu sion et d'oxydation , et après la réalisation des passages ponc -tuels où la couche de base traverse la couche constituant la cathode, dans les éléments dits " à cathode court-circuitée " , afin de réduire le nombre des centres de recombinaison, de pourvoir le cô-15 té anode d'un corps fixateur ( " Getter " ) convenable, par exemple de 1•oxyde de bore ou du pentoxyde de phosphore, et de soumettre l'élément à semi-conducteur à un traitement thermique à une température de 1050 à 1100° C. En raison de l'affinité du getter utilisé avec les 20 corps gênants , ces derniers sont transférés par diffusion de la couche superficielle dans la couche de bore , ou bien ils s'accumulent tout au moins dans la couche limite superficielle . On enlève ensuite, avec des procédés convenables , le getter , et é-ventuellement aussi la couche superficielle . 25 Les procédés mettant en oeuvre la méthode du getter ( ou corps fixateur ) , et appliqués aux éléments à semi-conducteurs , ne donnent pas satisfaction dans certains cas, par exemple pour les cristaux de grand diamètre,ou pour certaines formes de structure de l'émetteur } c'est ainsi par exemple que , si 30 l'on appliquait la méthode avec iïiï getter à base de phosphore , du côté de l'émetteur , il se produirait une modification du dopage des ponts de eourt-circuitage dont la conductivité est du type p. Il a été constaté , en outre , que pour les cristaux de grand diamètre , le traitement par getter était nécessaire sur-35 tout pour les.zones périphériques , du fait que c'est vers l'extérieur que la structure cristalline est le plus fortement perturbée . L'objet de la présente invention consiste par conséquent à réaliser un élément à semi-conducteur amélioré , grâce à l'amélioration du traitement par getter, sans perturbation de la structure de l'émetteur . La solution de ce problème réside dans le \ BAD ORIGINAL 69 30413 3 2017709 'fait que le traitement par getter est appliqué aussi au côté de la cathode , sur la surface qui ne comporte pas de ponts de court-cir-cuitage , en dehors par conséquent de la structure émetteur, sur une zone annulaire à la périphérie du disque de silicium . Comme 5 getter , on peut utiliser par exemple un matériau de dopage à base de phosphore . Outre \in accroissement de la stabilité , les avantages de l'invention résident en particulier dans une amélioration des ca -ractéristiques de blocage du composant à base de semi-conducteurs 10 ainsi traité • Cet élément présente des valeurs plus stables des tensions bloquées , en même temps que des courants de fuites ou courants résiduels plus faibles . bad original 69 30413 4 2017709 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour le traitement d'un élément à semi-con-ducteur constitué par plusieurs couches ayant des conductivirés de types alternés , dans lequel l'une des couches située sous la couche cathode traverse cette dernière jusqu'à sa sur-face ext4 -5 rieure par des pcats ponctuels, et le coté anode de l ' élésient à semi-conducteur est pourvu d'un corps fixateur ( getter ) , ca -ractérisé en ce que le getter est appliqué aussi sur le côté cathode , sur une zone annulaire , en dehors de la partie compor -tant des ponts traversants . 10 2 - Utilisation comme getter d'un produit de dopage phosphoreux pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 . BAD ORIGINAL