ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрохимическое травление р—л-переходов из "Электрохимия германия и кремния" Частотные свойства плоскостных полупроводниковых приборов определяются временем пролета носителей тока через базовую область. Поэтому получение тонкого базового слоя относится к числу необходимых условий, предъявляемых при конструировании высокочастотных приборов. [c.165] Одним из часто используемых методов получения тонкой базовой области является травление германиевых пластин перед вплавлением эмиттерной и коллекторной капель. Основная трудность этого метода заключается в сложности и недостаточной надежности контроля скорости травления. [c.165] Отсюда следует, что для одного и того же материала ширина объемного заряда будет определяться величиной обратного смещения, поданного на р—п-переход. [c.166] При электрохимическом травлении германиевой пластинки с заранее изготовленным р—п-переходом со стороны, противоположной переходу, наступит момент, когда область объемного заряда достигнет поверхности раздела германий — электролит. Если в этот момент прервать процесс травления, то можно получить германиевую пластинку, толщина которой будет строго определяться величиной обратного смещения на р—п-переходе. [c.166] Емкость германиевого электрода с обратно смещенным р—п-переходом и его электрохимический потенциал измерялись в 0,1 н. растворе соляной кислоты на германиевой пластине п-типа толщиной 25 мк, с удельным сопротивлением 20 ом-см. Внешнее напряжение на электролизер при этом не подавалось. На рис. 94 показано изменение потенциала электрода и его емкости на частоте 5000 ец при увеличении обратного смещения на р—п-переходе. [c.167] Скорость анодного растворения германия лимитируется количеством дырок, приходящим в единицу времени к поверхности полупроводника. [c.168] При выходе объемного заряда на поверхность процесс саморастворения германия замедляется вследствие нехватки дырок и потенциал электрода приобретает более положительное значение (см. рис. 94). [c.168] Проведенные опыты показали также, что по мере увеличения обратного смещения растет обратный ток р—п-перехода, причем наиболее резкое увеличение об-)атного тока до сотен микроампер наблюдается при Лбр,- соответствующем выходу обедненного слоя на поверхность раздела германий—электролит. Такой рост обратного тока может быть объяснен инъекцией дырок при разряде ионов водорода (или молекул НаО) на тех участках, на которых обедненный слой выходит на поверхность электролита. В том случае если травление происходит при высоких плотностях тока, часть дырок, генерируемых сильным электрическим полем на границе раздела германий—электролит, не расходуется на травление, а втягивается обратно смещенным переходом, вследствие чего увеличивается его обратный ток. [c.168] Процесс электрохимического травления с контролем толщины базы по объемному заряду р—п-перехода можно успешно применять при изготовлении полупроводниковых приборов с контролируемой шириной базовой области. [c.170] Травление р—/г-переходов является одной из важных и совершенно необходимых технологических операций при изготовлении полупроводниковых приборов. В результате травления происходит очистка поверхности перехода и улучшение его выпрямляющих свойств. Поэтому от качества этой операции во многом зависят электрические параметры диодов и триодов. [c.170] Независимо от метода изготовления р—/г-перехода (сплавлением, диффузией, вытягиванием из расплава и т. п.) он должен быть химич ески или электрохимически протравлен. Эта операция обычно проводится или сразу же после изготовления перехода, или после его сборки на металло-стекляиной ножке. Химическое травление германия производится обычно в перекиси водорода или в растворе типа СР-4, а кремния — в смеси НР—Н-МОз. Использование в качестве компонентов травителей агрессивных и вредных для здоровья веществ сильно осложняет процессы травления, требует применения специальных приспособлений из фторопласта и соблюдения соответствующих мер предосторожности. Поскольку скорость химического травления не постоянна во времени, автоматизация и механизация этой операции сильно затрудняются, это в большей мере относится и к регулированию процесса травления для каждого перехода в отдельности. [c.170] ВОДНИК /1-типа. Наибольшая концентрация дырок возникает непосредственно около самого р—и-перехода коллектора и на расстояниях от него, не превышающих диффузионную длину неосновных носителей тока. Поэтому эти участки и будут растворяться с наибольшей скоростью. Практически вокруг коллекторной и эмиттерной индиевой капли германиевого р—л—р-триода вытравливается канавка, ширина и глубина которой определяется временем травления, применяемой плотностью тока и удельным сопротивлением электролита. [c.172] Электролитическое травление р—п-переходов германиевых приборов, как правило, производится в растворах гидроокисей щелочных металлов (КОН или МаОН концентрацией от 1 до 20%). Это связано с тем, что в указанных растворах индиевые и никелевые детали прибора не растворяются. Кроме того, в этих же растворах при относительно высоких плотностях тока происходит пассивирование олова, также являющегося необ-.ходимым элементом большей части переходов. Чем вы-тпе концентрация гидроокиси щелочного металла, т. е. чем выше электропроводность электролита, тем более ограниченные области перехода подвергаются травлению. Применение растворов очень высокой концентрации нецелесообразно, так как это значительно усложняет и удлиняет последующие процессы промывки. Расчет истинной плотности тока при травлении германиевого перехода затруднителен, поскольку, помимо германия, переход включает также ряд металлических деталей. Ток, приходящийся на каждый переход, не является критичным и может колебаться в широких пределах— от 1 ма и до нескольких ампер, в зависимости от площади перехода. Большие токи способствуют локализации травления и требуют значительно меньшего времени обработки. Однако наблюдающийся при этом чрезвычайно сильный местный нагрев может привести к разрушению перехода. Чтобы такого разрушения не произошло, обычно подают напряжение на переход импульсами продолжительностью от долей секунды и д-нескольких секунд, периоды между импульсами близки к продолжительности самих импульсов. [c.172] Вернуться к основной статье