Способ изготовления магнитодиодов

Способ изготовления магнитодиодов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТОДИОДОВ , включающий операции создания инжектирующего и невыпрямляюi щего контактов на пластине полуизолирующего кремния, измерения электрических параметров, технологической доводки магниточувствительности до максимального значения, разделения пластины на отдельные структуры , сборки и герметизации приборов, отличающийся тем, что, с целью повышения процента выхода годных приборов, расстояние между контактами уменьшают в 2-3 раза, а измерение электрических паршлетров и доводку структур производят после згерметизации приборов, п|)ичем доводку осуществляют путем введения в кремний радиационных дефектов нейтронным облучением. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а -., (Л ю щ и и с я тем, что облучение проводят дозой- (О,9-2,6) 10 2н/см2.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„972973

3(51) Н 01 Ь 21/263

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2960103/18-25. (22) 17.07,80 (46) 23,04.83. Бюл. 9 15 (72) И.А. Карапатницкий, Э.И. Каракушан, Д.М. Мухамедшина, Н.У. Исаев, Г.A. Егиазарян и В.И:. Стафеев

:(71) Институт физики высоких энергий

AH Казахской ССР (53) 621.382..002(088.8) (56) 1. Стафеев В.И. и Каракушан Э.И.

Магнитодиоды. - N., Наука, 1975, с. 207.

2. Гамолин Е.И. и др. Кремниевые магнитодиоды,- ФТП, т. 9, вып. 8, 1975, с. 1465-1470 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТОДИОДОВ, включающий операции создания инжектирукяцего и невыпрямляю;щего контактов на пластине полуизолирующего кремния, измерения электрических параметров, технологической доводки магниточувствительности до максимального значения, разделе ния пластины на отдельные структу- . ры, сборки и герметизации приборов, отличающийся тем, что, с целью повышения процента выхода годных приборов, расстояние между контактами уменьшают в 2-3 раза, а измерение электрических параметров и доводку структур производят после герметизации приборов, причем доводку осуществляют путем введения в кремний радиационных дефектов нейтронным облучением. е

Ф

2. Способпоп. 1, отлича-, ю шийся тем, что облучение проводят дозой (0,9-2,6) 10"2н/см .

97297 3

Изобретение относится к област полупроводникового приборостроения и может быть использовано для создания полупроводниковых гальваномагнитных приборов °

Создание магнитодиодов существен- но расширило возможность применения полупроводниковых гальваномагнитных приборов. Гораздо более высокая магниточувствительность по сравнению с лучшими преобразователями Холла и . магниторезисторами при сохранении малых габаритов и малой потребляемой мощности исключает необходимость при менеиия дополнительных усилителей, что упрощает построение электронных схем и существенно повышает их надежность. Основные области использования магнитодиодных приборов связаны с возможностью эффективного преобразования с их помощью малых механических перемещений в электрические сигналы достаточно большой амплитуды.

Известен способ изготовления магнитодиодов, включающий операции создания инжектирующего и невыпрямляющего контактов на полупроводниковой пластине, разделения пластины на отдельные структуры, сборки и герметизации приборов (1 j, Недостатком способа является малая магниточувствительность приборов и малая рабочая частота.

Наиболее близким к настоящему изобретению является способ изготовления магнитодиодов, включающий операции создания инжектирующего и невыпрямляющего контактов на пластине полуизолирующего кремния, измерения электрических параметров, технологической доводки магниточувствительнос ти до максимального значения, разделения пластины на отдельные структуры, сборки и герметизации приборов L2 j.

Известный способ создания магнито диодов включает в себя последователь ное выполнение следующих операций: механическая резка материала (крем ния); шлифовка с химической обработкой; изготовление контактов; измерение электрических параметров образцов; доводка, т.е. дополнительная шлифовка с последующей химической обработкой для достижения максимального значения магниточувствительности ()" ; скрайбирование; сборка и герметизация отдельных магнитодиодов

Известный способ создания магнито диодов обладает следующими недостатк ами; доводка образцов с целью получения высокого значения магниточувствительности до разделения пластины на отдельные приборы производится с применением трудоемких механикохимических операций; значительное влияние состояния поверхности диодной структуры магниточувствительноеть приводит в ряде случаев к существенному отличию параметров приборов до и после раз.деления пластины на отдельные магнитодиоды. После этого доводка готовых приборов известными способами принципиально невозможна, что уменьшает процент выхода годных магнито10 диодов; применение особо чистого кремния с высоким исходным временем жизни неосновных носителей обуславливает сравнительно узкий диапазон частот воспринимаемых магнитодиодом сигналов.

Целью настоящего изобретения является повышение процента выхода годных приборов.

0 Поставленная цель достигается тем, .что согласно способу изготовления магнитодиодов, включающему операции создания инжектирующего и невыпрямляющего контактов на пластине полу5 изолирующего кремния, измерения электрических параметров, технологической доводки магниточувствительности до максимального значения, разделения пластины на отдельные структуры, сборки и герметизации приборов рас стояние между контактами уменьшают в 2-3 раза, а йзмерение электрических параметров и доводку структур производят после герметизации при35 боров, причем доводку осуществляют путем введения в кремний радиационных дефектов нейтронным облучением, а также тем, что облучение проводят дозой (0,9-2,6) 1012 н/см2.

Возникающие под действием облу40 чения структурные дефекты увеличивают скорость рекомбинации неосновных носителей, т.е. снижают время их жизни и, следовательно, диффузионную длину, одновременно несколько увели45 чивая удельное сопротивление базы.

При этом достигается требуемая величина (8/L) one„ rzte 0 — длина базовой области диода; )„ — диффузионная длина носителей заряда, соответствую50 щая максимуму магниточувствительности. Уменьшение эффективного времени жизни неравновесных носителей приводит к расширению частотного диапазона полученных магнитодиодов.

Оптимальный интервал доз облучения был установлен экспериментально.

Пример. Для создания магнитодиодов по предложенному способу из слитка базового материала p — - Si с

60 удельным сопротивлением у 20 кОм см были нарезаны пластины толщиной

0,6 мм.

Поверхности их шлифовались порошком М10-М5, после чего полировались .алмазной пастой ACM-1-5 мкм и под97297. 3

Составитель Ю. Кондратьев

Редактор М. Кузнецова ТехредМ.Надь Корректор С. Шекмар

Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6749/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вергались химическому травлению.

Затем были созданы контакты: инжектирующий контакт. был изготовлен вплавлением в базовую пластину .золота с сурьмой, а невыпрямляющий контакт — вплавлением алюминия,,причем расстояние между ними составляло 150-250 мкм, т.е. было в 2-3 раза меньше, чем у серийных магнитодиодов КД 303 (этим достигалось и уменьшение общих габаритов прибора).

Измерение электрических параметров диодных структур после скрайбирования, сборки и герметизации дали следующие результаты: прямое падение напряжения Uf, -(4-5) В при силе тока 3<-3 мА,.магниточувствительность практически отсутствовала.

Далее они подвергались облучению нейтронами.

Облучение нейтронами .с энергией

14 МэВ проводилось на нейтронном генераторе, работающем в непрерывном режиме на смешанном дейтериево-тритиевом источнике при комнатной температуре. Мощность потоков нейтронов

8 н составляла 10 -10 ------- . Необхосм2с димая доза облучения -для данных диодйых структур определялась rio кривой зависимости магниточувствительности от дозы облучения. (2 н

При интегральных потоках 10 — — -у см обеспечивалась максимальная магниточувствительность, т.е. достигалось

a0 оптимальное значение— (.

Облучение нейтронами со спектром, близким к спектру деления, производилось в атомном реакторе ВВР- К.

Тепловые нейтроны отсекались кадмиевым фильтром толщиной в 1 мм. Плотность потока составляла 1,2 -10

9 н см2с

При дозиметрии потока учитывались нейтроны с энер.ией Е 7, Е = 0,1 МэВ.

1 дцр В

После облучения прямое падение напряжения на магнитодиодах возросло до Ц„ =(12-14)В,магниточувствительность достигла значения =. = (10В

-15) — при токе 1 = 3 мА, В = 0,3 Т. 0 Сравнение частотных характеристик магнитодиодов, созданных предложенным способом, и магнитодиодов КДЗОЗ с аналогичными значениями Опр и у показало, что интервал рабочйх частот, определенный по уменьшению выходного сигнала до уровня 0,7, у созданных по предложенному способу магнитодиодов был в 4-6 раз шире. Исследование временной зависимости параметров магнитодиодов, созданных с

20 применением нейтронного облучения, показало, что в течение длительного времени хранения при нормальных условиях (3 лет) параметры их не изменяются °

Таким образом, магнитодиоды, изготовленные по предложенному способу, имеют одинаковую по величине с отечественными приборами КД301, КДЗОЗ, Кд304 магниточувствитель30 ность, превосходя их по частотным свойствам и обладая меньшими габаритами.

Все приборы в партии, изготовленной по предложенному способу, были

35 годнымиПредложенный способ для своей реализации не требует создания какого-либо специального оборудования и доработки и может быть использован на предприятиях электронной промышленности при изготовлении магнитодиодов.