С развитием электроники быстро растут требования к квалификации кадров, участвующих в -разработке и серийном выпуске полупроводниковых приборов. Для подготовки инженеров и техников большое значение имеет специальная учебная литература, в которой систематизируется информация, а из массы сведений и технических рекомендаций выделяются фундаментальные факты, имеющие принципиальное значение.
Несмотря на большое количество публикуемой у нас литературы, посвященной полупроводниковой электронике, все еще очень мало хороших книг по технологии.^ Книга чехословацких специалистов И. Коутного, Я. Куд-лака и Я. Микушека «Технология серийного произведет-~~ ва транзисторов и полупроводниковых диодов» отчасти восполняет этот пробел. В ней очень умело излагаются -основы современной технологии полупроводниковых приборов, конспективно, а вместе с тем довольно полно и ясно освещается широкий круг вопросов, начиная с методов приготовления исходного полупроводника и кончая герметизацией готовых приборов. Хорошо описывается N связь свойств полупроводниковых диодов и транзисторов с некоторыми параметрами их структуры и используемыми технологическими методами, что, несомненно, должно способствовать разумному подходу к выполнению той или иной производственной операции. Рассматриваются также схемы отдельных видов устройств для проведения f технологических операций.
К сожалению, в книге не отражены последние работы по планарной технологии на германии, поставившие этот материал по «технологичности» на одну ступень-с кремнием. Мало внимания уделено применению полу- / проводниковых соединений, в первую очередь арсенида
галлия, которому, несомненно, принадлежит большое будущее.
Имея в виду, что предлагаемая вниманию читателя книга носит характер учебного пособия и поэтому не мо-;жет дать тех детальных знаний, которые необходимы - в процессе практической деятельности при решении той или иной частной технической задачи, мы указали в списке литературы основные опубликованные .на русском языке монографии по материалам, затронутым в книге .(обозначены звездочкой).
Книга рассчитана на читателей, знакомых с основами физики полупроводниковых приборов, и мы надеемся, что она будет полезна как для учащихся техникумов и вузов, так и для лиц, работающих на производстве.
Редактор
ПРЕДИСЛОВИЕ
Развитие народного хозяйства предполагает в ближайшие годы значительный рост производительности труда. Этой цели можно достичь путем последовательного внедрения механизации и автоматизации как в отдельные производственные операции, так и в производство в целом.
Разработка и изготовление средств механизации, в наибольшей степени использующих новые данные, которые приносит развитие электронной вычислительной техники и кибернетики, немыслимы без широкой материальной базы, которая должна быть на уровне мировых стандартов. Речь идет главным образом о полупроводниковых приборах, из которых самыми важными являются усилительные, быстропереключающие и выпрямительные приборы самых разнообразных конструкций и мощности.
Наряду с повышением требований к полупроводниковым приборам повышаются требования и к квалификации работников, занятых в области изготовления полупроводниковых приборов. Эта книга должна дать читателям основные сведения о технологических процессах,
применяемых при серийном производстве полупроводни.....
ковых диодов и транзисторов, и тем самым хотя бы частично восполнить существующий пробел в литературе о полупроводниках. Хотя ввиду ограниченного объема книги не было возможности уделить всем проблемам такое внимание, какое они заслуживают, все же мы надеемся, что она послужит пособием главным образом тем, кто непосредственно принимает участие в производстве полупроводниковых приборов.
Наш приятный долг поблагодарить сотрудников на- ' родного предприятия Тесла-Рожнов за эффективную помощь при написании некоторых специальных разделов,
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к русскому изданию . . ^. 3
Предисловие.............. 5
Глава первая Получение исходного полупроводникового материала
1. Открытие германия.......... 7
2. Химическая очистка германия . . ..... 8
3. Способы получения и химической очистки кремния . . 8
4. Физические методы очистки полупроводниковых материалов 10
4-1. Направленная кристаллизация...... 11
4-2. Зонная плавка .......... 14
4-3. Зонная плавка с градиентом температуры {Л. 2, 5] 17
4-4. Зонная плавка кремния . . ..... 18
5. Изготовление монокристаллов ........ 19
5-1. Изготовление монокристаллов вытягиванием по методу Чохральского ..........19
"5-2. Методы достижения равномерного распределения
примесей в монокристалле.......22
6. Получение р-п перехода при вытягивании монокристалла
[Л. 1, 2, 3, 6]............ . 26
6-1. Получение р-п перехода путем изменения концентрации примесей в расплаве...... 26
6-2. Получение р-п перехода путем использования зависимости эффективных коэффициентов распределения от условий вытягивания ...... 26
7. Методы получения требуемой концентрации примесей в монокристалле .............28
8. Дендритные кристаллы германия ........29
9. Механическая обработка полупроводниковых материалов 30
9-1. Резка полупроводниковых материалов ... 30 9-2. Шлифовка пластин германия и кремния . . . 37
10. Новые полупроводниковые материалы ..... 38
Глававторая
Получение р-п переходов при изготовлении полупроводниковых диодов и транзисторов
И. Сплавные переходы . . . ....... 45
|Ы-1. Диаграмма состояния....... 45
11-2. Основные расчеты с помощью диаграммы состояния ........... 50
11-3, Легирующие материалы...... . 60
277
-ли?
щ
'•"•'^
-•- 12. Диффузионные переходы . . . . . . - . . . :.'%^«
12-1. Уравнения,диффузии...... . . '-№
12-2. Диффузия при постоянной поверхностной концей»
грации примеси.......• -f
12-3. Диффузия при постоянном общем количестве диф--
фундирующей примеси.......:^
12-4. Коэффициент диффузии.......-?>
12-5. Расчеты для простой диффузионной структуры ..-•;•'.; 12-6. Расчеты для многослойной диффузионной струк»|
туры............; $
12-7. Источники примесей....... •.;
12-8. Аппаратура и технология проведения диффузии <
13. Получение переходов эпитаксиальным выращиванием по^ лупроводника . . .........^
13-1. (Получение, эпитаксиальных пленок йодидны!*^
методом . ..........
13-2. Метод термического разложения хлоридов . jj
1
Главатретья Щ
.&
" Изготовление омических контактов при производстве т полупроводниковых приборов -'J
14. Сплавные контакты........ . -5
15. Контакты, полученные путем электролитической или хиМ мической металлизации........ ц|
•16-1. Электролитическая металлизация полупроводники
ков............М
15-2. Химическая металлизация полупроводников . _'"Я
16. Вакуумное напыление в технологии изготовления полуЙ проводниковых приборов........:j|
i!6-l. Давление паров, скорости испарения, средня?*?
длина свободного пробега частиц . . . " ,| 16-2. Установка для вакуум'ного напыления . . ; .| 16-3. Методы нагревания испаряемых материалов ,;? •16-4. Ионная бомбардировка . . . . . . •;
16-5. Толщина напыленного слоя......-J
16-6, Некоторые опыты по напылению и сплавлению*
напыленных пленок с германием и кремнием '3$
Главачетвертая я
- • - •'?
Химическая и физико-химическая обработка полупроводниковых пластин и структур с переходами „|
17. Травление полупроводниковых пластин и, структур с р-№?. переходами . . . . ........»|
17-1. Травление германиевых и кремниевых пластин пе*|
ред созданием переходов.....•. ,|
17-2. Травление структур с переходами . . . -Щ 17-2-1. Влияние поверхности на свойства структур 6i
р-п переходами...... . . -,Щ
17-2-2. Методы травления структур с р-п переходами
18. Промывка-полупроводниковых приборов . . . . ~ /~щ
18-1. Деионизация воды.......— . -~#?.
18-2. Техника промывки полупроводниковых приборЬВ;
19. Поверхностная защита и обработка структур с перехо? дами.............•
то 1
1Й-1. Свойства поверхности после т]эавленйя и йрд-
мывки............ 153
19-2. Обработка поверхностей полупроводников после
травления и промывки . " . . . . . . 159,
19-3. Методы стабилизации поверхностных свойств 162
Главапятая Герметизация полупроводниковых приборов
20. Герметизация металлического корпуса..... 168
20-1. Герметизация корпуса пайкой..... 169
20-2. Герметизация корпуса холодной сваркой . . 171 20-3. Герметизация корпуса электрической сваркой
(контактная сварка) . . ...... 173
20-4. Герметизация,корпуса чеканкой . . . . . 174
20-5. Герметизация корпуса вдавливанием . . . 175
21. Герметизация в цельностеклянном корпусе .... 176
21-1. Герметизация корпуса пламенем..... 177
21-2. Герметизация корпуса с помощью нагретой графитовой пластинки........ 177
22. Особые методы герметизации корпуса . . . . ~ . 178
22-1. Герметизация корпуса с помощью пластмасс . 178
22-2. Покрытие боросиликатными стеклами . . . 178
Главашестая
Методы очистки газов, образующих защитную среду при изготовлении полупроводниковых приборов
23. Устранение кислорода из газовых сред ..... 179
23-1. Катализаторы.......... 180
23-2. Измерение содержания кислорода в газах . . 181
•24. Осушка газов.........- . . 183
24-1. Сушильные средства........ 183
24-2. Методы измерения влажности газов . . . . 185
Г л а в а с е д ь м а я Обзор методов контроля
25. Измерение физических свойств ' полупроводниковых материалов............. 187
25-1. Измерение удельного сопротивления полупроводника . . . . ,...... 188
25-2. Определение типа проводимости полупроводника 191 25-3. Измерение времени жизни неосновных носителей
тока............ 192
25-4. Измерение подвижности Холла..... 198
25-5. Измерение дрейфовой подвижности .... 200
25-6. Определение плотности дислокаций .... 201
25-7. Ориентация монокристаллов ...... 202
26. Измерение технологических характеристик .... 203
26-Ь Измерение времени жизни неосновных носителей
в р-п переходах......... 203
26-2. Определение коэффициента инжекции р-п перехода . . "....... . . . . 204
26-3. Определение глубины проникновения примеси п
полупроводник ........... 205
- 279
26-4. Ход концентрации примесей у переходов и поверхностная концентрация ; -, . .• . . 206*
26-5. Внутренние напряжения в полупроводниковом материале . . ........ . 210 ,
Глав а восьмая
Конструкция и технология изготовления важнейших полупроводниковых приборов
27. Технология изготовления германиевых и кремниевых диодов............... 213
27-1. Германиевые и кремниевые мощные диоды . . 213 •
27-2. Высокочастотные диоды . . ..... 220
28. Конструкция и технология .изготовления низкочастотных ' маломощных транзисторов........ 222
28-1. Пример конструкции......... 223
28-2. Обзор технологических операций .... 224
29. Конструкция и технология изготовления мощных транзисторов . . ........... 229
29-1. Особенности электрических свойств мощных транзисторов ..-"'........... 229
29-2. Охлаждение мощных транзисторов .... 232 29-3. Конструкции важнейших типов мощных транзи- .,
сторов . ........... 234 '
30. Высокочастотные транзисторы....... 237 -,,
30-1. Основные конструктивные соображения . . . 237
30-2. Конструкции высокочастотных транзисторЬв . 239 '
31. Технология изготовления солнечных, батарей . . . 264 :<.
32. Зенеровские диоды........... 266 J
33. Туннельные диоды.......... . 268 :j
Литература............. 270 \
Цена: 150руб.
