Brevet FR2095238A1 — publié le 19720211

La présente invention concerne un procédé pour le dopage d'une pastille semiconductrice par diffusion de gallium. Le procédé connu pour le dopage En gallium d'une plaquette semiconductrice, de silicium notamment, fait essentiellement appel à la diffusion à partir de la phase gazeuse, dans un système fermé Dans ce procédé, la tension de vapeur de gallium est soit produite par chauffage d'une source de gallium liquide, soit ajustée à l'aide de plaquettes sources, prédopées en gallium et disposées à distance de l'empilage des plaquettes de silicium à doper. La durée de vie des porteurs de charge minoritaires est notablement réduite dans ce procédé. La durée de vie des porteurs peut tomber de quelques centaines de ps avant la diffusion à moing de 10 ps après la diffusion.Un piégeage ultérieur, c'est-à-dire un traitement thermique en présence de corps déterminés, permet de porter de nouveau la durée de vie à des valeurs nécessaires aux propriétés électriques du composant, telles que le temps de rétablissement d'une tension inverse pour un thyristor. L'invention a pour objet un procédé pour la diffusion de gallium, sans réduction notable de la durée de vie des porteurs de charge. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la diffusion s'effectue à partir d'une phase liquide, contenant du gallium et se trou -vant sur la surface de la pastille semiconductrice. C'est ainsi qu'une couche de gallium peut être déposée à la surface du semiconducteur, avant la diffusion. Il est particulièrement avantageux de vaporiser ou de déposer mécaniquement cette couche de gallium. Le dépot mécanique est particulièrement simple à l'aide d'un crayon d'aluminium (technique "painton"). Une phase composite gallium-aluminium-silicium se forme alors à la température de diffusion. La diffusion proprement dite s'effectue ensuite dans un système ouvert ou fermé. Le réglage des paramètres, tels que ra température et la durée de diffusion, se fait selon les critères connus. L'application du procédé selon l'invention est particulièrement avantageuse pour le dopage du silicium. L'exemple suivant illustre la durée de vie des porteurs de charge, avant et après la diffusion, pour diverses durées de diffusion. Durée de diffusion (h) 5 10 40 Température de diffusion ( C) 1250 Profondeur de pénétration (p) 32 44 84 Concentration superficielle (atomes/cm3) 5 x 1019 Durée de vie des porteurs de charge avant diffusion (ires) 300 - 800 Durée de vie des porteurs de charge après diffusion (ys) 165 130 190 La surface des plaquettes traitées est dissoute dans le procédé selon l'invention. Une plaquette de silicium, dopée par diffusion de gallium pur, est réduite par exemple de l'épaisseur de la couche de galli#um. Il est possible d'éliminer cette zone d'alliage mécaniquement ou/et chimiquement après la diffusion. Bien entendu, diverses modifications peuvent 8trie apportées par l'homme de l'art au procédé qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Procédé pour le dopage d'une pastille semiconductrice par diffusion de gallium, caractérisé en ce que la diffusion s'effectue à partir d'une phase liquide, contenant du gallium et se trouvant sur la surface de la pastille semiconductrice. 2. Procédé selon revendication 1, caractérisé par la vaporisation de gallium sur la pastille semiconductrice. 3. Procédé selon revendication 1, caractérisé par le dépôt mécanique de gallium sur la pastille semiconductrice. 4. Procédé selon revendication 3, caractérisé par le dépôt du gallium à l'aide d'un crayon d'aluminium. 5. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par son application au dopage du silicium.