Brevet FR2191271A1 — publié le 19740201

La présente invention concerne les procédés pour réaliser une jonction de type p-n dans un matériau semiconducteur, et plus particulierenent les procédés pour réaliser une jonction de type p-n dans un matériau semiconducteur constitué par du carbure de silicium monocristallin. Un procédé connu pour réaliser une jonction de type p-n dans un matériau constitué par du carbure de silicium cristallin, consiste à chauffer extér-weure- ment un bloc de carbure de silicium cristallin de type p dans un four couteaaat une atmosphère d'azote. Ce procédé connu présente des inconvénients. En effet, le four est encom- brant et d'un prix relativement élevé ; il consomme une quantité d'energ1e-c-onsi- dérable par rapport à énergie thermique nécessaire pour effectuer la jonction. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. La présente invention a pour objet un procédé pour réaliser une jonctiow de type p-n dans un matériau semiconducteur, procédé consistant à chauffer un bloc dudit matériau chargé d'impuretés de dopage d'un premier type, une face de ce matériau étant au contact d'un milieu contenant des impuretés de dopage d'un deuxieme type opposé au premier, caractérisé par le fait que le chauffage dudit bloc est obtenu en faisant passer un courant électrique à travers ce matériau. L'invention sera mieux comprise au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé, à titre illustratif mais nullement limitatif dans lequel la figure unique représente un dispositif associé à un bloc de matériau semiconducteur, ce dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Sur cette figure, on a représenté un bloc 1 d'un matériau semiconducteur tel que du carbure de silicium monocristallin de type p, ce bloc étant recouvert sur une partie de sa surface d'une couche de protection 2, une partie 3 d'une face du bloc I n'étant pas recouverte par la couche 2. Deux pointes de platine 4 et 5 sont appliquées en pression sur le bloc 1, cette pression étant exercée par un ressort 6 disposé dans un logement cylindrique 7 dans lequel peut coulisser a pointe 4. La pointe 5 et le logement 7 sont solidaires respectivement es supports 8 et 9. Le bloc I est maintenu en équilibre entre les extrémités des pointes 4, et 5 par la pression du ressort 6.Les pointes 4 et 5 peuvent être connectées à mie source d'énergie électrique 14 grâce à un inte,,pteur 15, cette source 14 Irar vant être par exemple un générateur de tension continue réglable flt boîtier 10, muni de percées pour laisser passer les pointes 4 et 5, entoure le bloc I la partie 3 du bloc I est en contact avec un milieu contenant des impuretés de dopage de type n.Ce milieu peut être un fluide par exemple de l'azote gazeux, les impuretés de dopage de type n étant alors constituées par le gaz lui- > êae. Le boîtier 10 possède, dans ce cas, une ouverture Il par laquelle peut être introduit ce fluide et comporte un couvercle 12 réalisé par exemple en un matériau transparent tel qu'un verre, ce couvercle pouvant posséder une ouverture 13. Un procédé pour réaliser une jonction de type p-n dans le bloc 1 de matériau semiconducteur consiste à chauffer le bloc 1 en faisant passer un courant à travers le matériau semiconducteur. Pour cela, le couvercle 12 étant enlevé, on dispose le bloc 1 entre les extrémités des pointes 4 et 5 ; le couvercle 12 étant ensuite replacé, on relie les pointes 4 et 5 aux bornes de la source 14 en fermant l'interrupteur 15. Simultanément, on introduit dans le boltier 10, par l'ou- verture 11, le fluide contenant les impuretés de type n. De préférence, on réalisera une circulation de ce fluide dans le boltier 10, entre son ouverture 11 et ltouverture 13 du couvercle 12.La tension de la source 14 est réglée de maniere que l'échauffement par effet Joule du bloc 1 soit suffisant pour que les impuretés de typ-e n contenues dans le fluide diffusent dans le matériau semiconducteur au niveau de la partie 3 de la surface du bloc 1, par exemple dans une zone 16 de ce bloc 1. Lorsque le matériau semiconducteur est un monocristal de carbure de silicium destiné à la réalisation d'un composant semiconducteur, la résistance de ce corps est généralement inférieure à une centaine d'ohms et il est possible de dissiper par passage d'un courant dans ce matériau, une puissance suffisante pour chauffer le bloc I à la température à laquelle se produit cette diffusion. Aucune diffusion ne se produit par contre sur la partie de la surface du bloc 1-recouverte par la couche de protection 2.La durée de passage du courant et l'intensité de ce courant sont déterminées en fonction de l'épaisseur et du taux de dopage désirés pour la partie 16 du bloc 1. Après ouverture de l'interrupteur 15, on enlève la couche de protection 2. On obtient ainsi un bloc de matériau semiconducteur présentant une jonction de type p-n. Le procédé selon l'invention présente par rapport aux procédés connus cités ei-dessus les avantages suivants. Comme il a été vu au cours de la description précédente, illustrée par la figure unique, les Doyens pour mettre en oeuvre le procédé sont très simples et peu encombrants;* La dépense d'énergie électrique est très faible. De plus, l'apport de chaleur peut être déclenché et interrompu instantanément au moment voulu par l'opérateur. Les jonctions semiconductrices obtenues à l'aide du procédé selon l'invention peuvent être appliquées à la réalisation de composants électroniques. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donne qu'a titre d'exemple. En particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention changer certaines dispositions et remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour réaliser une jonction de type p-n dans un matériau semiconducteur, procédé consistant à chauffer un bloc dudit matériau chargé d'impuretés de dopage d'un premier type, une face de ce matériau étant au contact d'un milieu contenant des impuretés de dopage d'un deuxième type opposé au premier, caractérisé par le fait que le chauffage dudit bloc est obtenu en faisant passer un courant électrique à travers ledit matériau. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit matériau est du carbure de silicium monocristallin. 3/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit milieu est un fluide gazeux. 4/ Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit fluide est de l'azote, ledit premier type étant le type p et les impuretés dudit second type étant de type n et constituées d'azote. 5/ Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le passage dudit courant électrique dans ledit matériau est obtenu en appliquant en pression sur ledit bloc deux pointes de platine reliées à une source de courant électrique.