DE1073110B

DE1073110B - Verfahren zur Herstellung gleichrichtender oder ohmscher Anschlußkontakte an Siliziumkarbidkorpern

Info

Publication number: DE1073110B
Application number: DENDAT1073110D
Authority: DE
Inventors: Schenectady N Y Robert Noel Hall (V St A)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1957-08-16
Publication date: 1960-01-14
Also published as: GB833971A; FR1211527A; US2918396A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung gleichrichtender oder ohmscher Anschlußkontakte an Siliziumkarbidkörpern.

Es ist bekannt, daß äußerst brauchbare Signalübertragungsvorrichtungen, z. B. Gleichrichter und Transistoren, als Halbleiterkörper vorgesehen sein können, die z. B. aus Germanium oder Silizium sind und wenigstens zwei Bereiche entgegengesetzter Leitfähigkeit enthalten, die durch eine gleichrichtende Sperrschicht oder einen pn-übergang getrennt sind. Zwei derartige pn-Übergänge, die durch eine sehr dünne Zwischenschicht oder einen solchen Basisbereich getrennt sind, sind das Herz eines Transistors mit Tnversionsschicht. Bei einem solchen Element werden Minoritätsträger in den Basisbereich an dem einen pn-übergang eingeführt und wandern infolge Diffusion zum anderen Übergang, um dessen Leitungseigenschaften zu verändern. Dieser Mechanismus erlaubt die Erzeugung, Verstärkung und Übertragung von elektrischen Signalen.

Wenn auch die aus Halbleitern, z. B. Germanium und Silizium, hergestellten Gleichrichter und Transistoren für die meisten Zwecke völlig einwandfrei sind, arbeiten sie doch nicht leistungsfähig bei erhöhten Temperaturen. Wenn z. B. Germanium-Halbleiterelemente auf eine Temperatur über 150° C gebracht werden, werden die Leitungseigenschaften des Elementes bedeutsam. Dies soll bedeuten, daß bei solchen Temperaturen die Zahl der thermisch erregten Leitungsträger merklich zunimmt. Unter diesen Bedingungen neigen die pn-Übergänge dazu, ihre asymmetrischen Leitungseigenschaften zu verlieren. Außerdem kommen bei derartig hohen Temperaturen der Transistoren die mit der Einführung von Minoritätsträgern verbundenen Vorgänge in Wegfall, die die Leitfähigkeit des Elementes beeinflussen. Bei Silizium-Halbleiterelementen treten dieselben Wirkungen bei Temperaturen über 250° C auf.

Dementsprechend wünscht man für einen Betrieb bei hohen Temperaturen ein Element aus einem Halbleiter herzustellen, der bei hohen Temperaturen bis über 1000° C stabil bleibt. Ein solcher Halbleiter ist Siliziumkarbid. Infolge seines hohen Schmelzpunktes und anderer physikalischer Eigentümlichkeiten ist jedoch Siliziumkarbid ein äußerst schwierig zu bearbeitender Stoff; viele physikalische Verfahren, die bei der Verwendung von Germanium und Silizium einfach sind und glatt gehen, sind bei Verwendung von Siliziumkarbid schwierig, wenn nicht gar unmöglich.

Ein Hindernis, das bislang die Herstellung von Siliziumkarbid-Halbleiterelementen hemmt, ist die Unmöglichkeit, legierte, elektrische Kontakte, insbesondere gleichrichtende Kontakte mit guten elektri-Verfahren zur Herstellung
gleichrichtender oder ohmscher

Anschlußkontakte
an Siliziumkarbidkörpern

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:
V. St. v, Amerika vom 16. August 1957

Robert Noel Hall, Schenectady, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

sehen und mechanischen Eigenschaften an Siliziumkarbidkristallen auszubilden.

Gemäß der Erfindung werden Ausschlußkontakte an Siliziumkarbidkörpern dadurch hergestellt, daß eine vorgegebene Menge einer Legierung aus Silizium und einem Aktivator in Berührung mit einer Außenfläche eines monokristallinen Siliziumkarbidplättchens gebracht und das Plättchen auf eine Temperatur unter dem Schmelzpunkt des Siliziumkarbids erwärmt wird, bei der die Legierung schmilzt und einen oberflächennahen Teil des Plättchens auflöst, und daß dann das Plättchen abgekühlt wird, so daß auf dem ungeschmolzenen Abschnitt des Siliziumkarbidplättchens stöchiometrisches Siliziumkarbid rekristallisiert, das Spurenkonzentrationen des Aktivators enthält. Durch Berührung des Siliziumkarbids mit einer Legierung aus Silizium und einem Aktivator der Gruppe III oder V des Periodischen Systems der Elemente unter Anwendung einer erhöhten Temperatur wird eine Bildung einer ternären geschmolzenen Phase erzielt. Wenn diese geschmolzene Phase abkühlt, rekristallisieren die stöchiometrisch im SiIiziumkarbid enthaltenen, die Leitfähigkeit induzierenden Atome der Stoffe aus Gruppe III oder V auf dem ungeschmolzenen Siliziumkarbid. Die Gegenwart des Siliziums in der geschmolzenen Phase verhindert infolge der engen Verwandtschaft der Stoffe aus

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Gruppe III oder V zu Silizium eine Ausscheidung von Kohlenstoff aus der Schmelze. Dieser ausgeschiedene Kohlenstoff ist es, von dem man annimmt, daß er für die schlechten gleichrichtenden Kontakte verantwortlich ist, die an Siliziumkarbid bei Versuchen gebildet werden, nur einen Stoff der Gruppe III oder V mit diesem zu legieren.

An Hand der folgenden Beschreibung der Figuren wird die Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Gleichrichter mit pn-übergang gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Transistor mit Inversionsschicht gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ist ein weiterer Transistor mit Inversionsschicht gemäß der Erfindung.

Siliziumkarbid besitzt ein Diamantkristallgitter, das abwechselnd Silizium- und Kohlenstoffatome enthält, das ganz ähnlich dem Aufbau des Kristallgitters von Germanium und Silizium ist. Dementsprechend kann man von denselben Stoffen, die die Leitfähigkeitseigenschaften des Germaniums und Siliziums beeinflussen, wenn sie löslich sind, erwarten, daß sie in Siliziumkarbidkristallen als Donatoren und Akzeptoren wirken. Daher erwartet man, daß die gleichrichtenden und nicht gleichrichtenden Kontakte an Siliziumkarbidkristallen durch ein Legierungsund Rekristallisationsverfahren hergestellt werden können. Bei diesem Verfahren wird eine Menge einer ausgesuchten Aktivatorverunreinigung mit einem Halbleiterkristall in Kontakt gebracht; dann werden der Halbleiter und die Verunreinigung auf eine passende Temperatur erwärmt und eine genügende Zeit lang auf dieser gehalten, so daß der Aktivator schmilzt und ein Teil des Halbleiters sich auflöst. Bei Kühlung der geschmolzenen Legierung aus Aktivator und Halbleiter rekristallisiert der Halbleiter auf dem ungeschmolzenen Teil des Kristalls. Der rekristallisierte Bereich enthält denn kleinste Mengen der Aktivatorverunreinigung und weist Leitfähigkeitseigenschaften auf, die von der speziell verwendeten, aktivierenden Verunreinigung induziert sind. Wenn der Aktivator ein Donator, z. B. Arsen, Antimon oder Phosphor ist und der Halbleiter dem p-Typ angehört oder wenn die Aktivatorverunreinigung ein Akzeptor, z. B. Bor, Aluminium, Gallium oder Indium ist und der Halbleiter dem η-Typ angehört, wird eine gleichgerichtete Sperrschicht mit pn-Übergang gebildet.

Bei Siliziumkarbid funktioniert das einfache, zuvor erläuterte Legierungs- und Rekristallisationsverfahren zur Bildung guter, legierter, rekristallisierter pn-Übergänge unter Verwendung der üblichen Akzeptoren der Gruppe III und der üblichen Donatoren der Gruppe V des Periodischen Systems nicht. Die zwischen den Donator- und Akzeptorstoffen und den Siliziumkarbidkristallen nach gebräuchlichen Verfahren gebildeten Kontakte besitzen schlechte mechanische Eigenschaften und brechen ganz leicht vom Hauptkörper aus Siliziumkarbid ab. Die an p-Siliziumkarbid hergestellten Donatorkontakte und die an η-Siliziumkarbid nach diesem Verfahren hergestellten Akzeptorkontakte weisen außerdem keine guten Gleichrichtereigenschaften auf; noch sind die an n-Siliziumkarbidkristallen hergestellten Donatorkontakte oder die an p-Siliziumkarbidkristallen hergestellten Akzeptorkontakte gute ohmsche Kontakte.

Man hat gefunden, daß die Unmöglichkeit, gute gleichrichtende und ohmsche Kontakte mit Siliziumkristallen durch eine Legierung mit Aktivatorelemenien der Gruppe III oder V zu bilden, auf eine Abweichung der stöchiometrischen Zusammensetzung in der rekristallisierten Siliziumkarbidschicht zurückzuführen ist. Genauer gesagt löst der Donator oder Akzeptor mit einer größeren Affinität zu Silizium als zu Kohlenstoff oder Siliziumkarbid selektiv das Silizium auf und gibt den Kohlenstoff frei, wenn ein Aktivator der Gruppe III oder V geschmolzen wird, während er mit dem Siliziumkarbidkristall in Berührung steht. Wenn sich das in Berührung mit dem

ίο Siliziumkarbidkristall befindliche geschmolzene Material abkühlt und rekristallisiert, bildet sich eine Schicht aus kohlenstoffhaltigem Material zwischen dem Siliziumkarbidkristall und der verfestigten Masse des Aktivators, obgleich ein Bereich rekristallisierten Siliziumkarbids unter der Schmelze an der Stelle gebildet wird, an der sie das Siliziumkarbid benetzt. Diese Schicht aus kohlenstoffhaltigem Material hemmt wirksam das Zustandekommen guter gleichrichtender oder nicht gleichrichtender Eigenschäften an dem auf diese Weise gebildeten Kontakt. Außerdem verhindert das brüchige kohlenstoffhaltige Material eine kräftige mechanische Verbindung zwischen dem Donator- oder Akzeptormaterial und dem Siliziumkarbid.

Wenn auch gleichrichtende Legierungskontakte, die an Siliziumkarbidkristallen durch Anschmelzung von Akzeptor- oder Donatormaterial entstanden sind, schwache Gleichrichtereigenschaften zeigen, sind derartige Kontakte doch von geringem praktischem Nutzen. Die Sperreigenschaften solcher gleichrichtenden Kontakte sind schlecht, da sie ausnahmslos äußerst niedrige Spitzenspannungen aufweisen. Zum Beispiel weisen die auf diese Weise hergestellten Kontakte eine maximale Spitzensperrspannung von ungefähr 6 V auf. Bei der Anlegung größerer Spannungen an diese Kontakte in Sperrichtung werden große Ströme hindurchgelassen. Derartige Kontakte können daher zur Herstellung von Siliziumkarbid-Gleichrichtern nicht verwendet werden. Man nimmt an, daß die durch Anschmelzung eines Donator- oder Akzeptormaterials an Siliziumkarbidkristallen entstandenen Kontakte bloß Metall-Halbleiter-Kontakte im Gegensatz zu legierten und rekristallisierten Kontakten mit pn-übergang sind. Als Beweis hierfür hat man gefunden, daß derartige Kontakte keine Emission sichtbaren Lichtes zeigen, wenn an ihnen in Durchlaßrichtung eine Vorspannung angelegt ist. Gemäß der Erfindung hergestellte Kontakte, die endgültig legierte und rekristallisierte Kontakte mit pn-Ubergang sind, weisen ein starkes Leuchten auf, wenn an ihnen in Durchlaßrichtung eine Vorspannung liegt. Dieses Leuchten ist als Rekombinationsstrahlung bekannt und entsteht durch die Rekombination eingeführter Minoritätsträger mit Majoritätsträgern im Übergangsbereich. Das Ausbleiben einer Rekombinationsstrahlung bei Kontakten, die durch Anschmelzen allein von Donator- oder Akzeptormaterial an Siliziumkarbidkristallen entstanden sind, weist auf die Abwesenheit der Einführung von Minoritätsträgern hin und ist eine Erklärung dafür, warum Transistoren, in deren Betrieb die Einführung von Minoritätsträgern in ein Basisgebiet erforlich ist, nicht bei Verwendung derartiger Kontakte zustande kommen können.

Gemäß der Erfindung sind elektrische Kontakte an halbleitenden Siliziumkarbidkristallen mit guten elektrischen und mechanischen Eigenschaften durch Anschmelzung einer geringen Menge einer Legierung von Silizium und eines ausgewählten Donators oder Akzeptors an dem Siliziumkarbidkristall vorgesehen,

so daß ein rekristallisierter, in der Leitfähigkeit geänderter Bereich des Siliziumkarbids und eine gute elektrische und mechanische Verbindung zwischen dieser Schicht aus Siliziumkarbid und der erstarrten Silizium-Aktivator-Legierung gebildet ist. Der Erfolg für das Zustandekommen von Kontakten gemäß der Erfindung ist dem Umstand zuzuschreiben, daß das in der geschmolzenen Legierung vorhandene freie Silizium die stöchiometrische Zusammensetzung der rekristallisierten Schicht aus Siliziumkarbid aufrechterhält und die Bildung von freiem Kohlenstoff verhindert, wenn der Donator oder Akzeptor vorzugsweise das Silizium des Siliziumkarbids auflöst. Auf diese Weise wird die stöchiometrische Zusammensetzung jederzeit beibehalten; dabei steht der rekristallisierte, in der Leitfähigkeit geänderte Bereich des Siliziumkarbids mit der erstarrten Aktivatorlegierung in unmittelbarem Kontakt.

Gemäß der Erfindung können gleichrichtende Kontakte an η-Silizium und ohmsche Kontakte an p-Silizium bei Verwendung von Legierungen des Siliziums mit Aluminium oder Bor aus der Gruppe III des Periodischen Systems hergestellt werden. Wenn auch ohmsche Kontakte unter Verwendung von Silizium-Gallium- oder Silizium-Indium-Legierung mit p-Siliziumkarbid hergestellt werden können, sind die Versuche zur Bildung gleichrichtender Kontakte an η-Siliziumkarbid mit einer Silizium-Gallium- oder Silizium-Indium-Legierung nicht erfolgreich, was wahrscheinlich auf den großen Atomdurchmesser von Gallium und Indium und ihrer daraus folgenden, relativ geringen Löslichkeit in erstarrtem Siliziumkarbid zurückzuführen ist. Es können auch gleichrichtende Kontakte an p-Siliziumkarbid und ohmsche Kontakte an η-Siliziumkarbid bei Verwendung einer Legierung von Silizium und Phosphor oder Arsen hergestellt werden. Wenn auch ohmsche Kontakte an n-Siliziurnkarbid mit einer Legierung von Antimon und Silizium zustande kommen können, verhindern der große Atomdurchmesser des Antimons und die relativ geringe Löslichkeit in festem Siliziumkarbid die Bildung leistungsfähiger gleichrichtender Kontakte an Siliziumkarbid, falls man diese Legierung benutzt.

Wenn auch das bei der Herstellung von Elementen gemäß der Erfindung verwendete Siliziumkarbid eine relativ hohe Reinheit aufweisen sollte, soll doch nicht vollkommen reines Siliziumkarbid Anwendung finden, sondern es soll geringe Mengen des die Leitfähigkeit induzierenden Aktivators enthalten, so daß der Siliziumkarbidkristall selbst eine p- oder n-Leitfähigkeit zeigt. Im Handel erhältliches Siliziumkarbid mit einer Reinheit von annähernd 99,9°/» kann für die praktische Ausführung der Erfindung gebraucht werden. Das handelsmäßige Siliziumkarbid dieser Art kann leicht durch eine Beobachtung seiner Farbe in die betreffende Leitfähigkeitsart eingeteilt werden. η-Kristalle sind im allgemeinen grün, während p-Kristalle im allgemeinen blau sind. n-Kristalle zeigen infolge des Einschlusses geringer Mengen unkompensierter Donatoren der Gruppe V, hauptsächlich von Stickstoff, n-Leitfähigkeitseigenschaften. p-Kristalle besitzen infolge der Gegenwart geringer Mengen unkompensierter Akzeptoren der Gruppe III, hauptsächlich von Bor, p-Leitfähigkeitseigenschaften. Die zu praktischen Zwecken der Erfindung zu verwendenden Siliziumkarbidkristalle werden vorzugsweise so ausgesucht, daß sie eine Leitfähigkeit im Bereich von etwa 0,1 bis 1 Ohm ■ cm aufweisen, wenn auch Kristalle von geringerer oder höherer Leitfähigkeit benutzt werden können. Diese Kristalle werden nach dem dem Fachmann geläufigen Verfahren, z. B. einem Verfahren hergestellt, das in einem Aufsatz von J. A. LeIy unter dem Titel »Herstellung von Einzelkristallen aus Siliziumkarbid und die Bestimmung der Art und der Menge der eingeschlossenen Verunreinigungen« in den Berichten der Deutschen Keramischen Gesellschaft Bd. 32, S. 231 (1955) beschrieben ist.

ίο Die Siliziumkarbidkristalle, die, wie zuvor beschrieben, für die praktischen Zwecke der Erfindung Verwendung finden, werden vorzugsweise zur Entfernung von Oberflächenverunreinigungen zuerst z. B. mit einer C P 4-Ätzflüssigkeit geätzt, die eine Mischung aus 40 Volumteilen konzentrierter Salpetersäure, 25 Teilen konzentrierter Flußsäure, 25 Teilen Eisessigsäure und 0,25 Teilen Brom ist. Der Siliziumkarbidkristall, der zweckmäßig ein quadratisches Plättchen von etwa 3 mm Kantenlänge und 0,13 mm Dicke sein kann, wird in waagerechter Lage in eine Reaktionskammer gebracht; auf seine Oberfläche wird eine kleine Menge, z. B. einige Milligramm, einer Legierung aus Silizium und einem Donator oder Akzeptor aus der Gruppe III oder V des Periodischen Systems gelegt. Wenn das Siliziumkarbid p-leitfähig ist und ein gleichrichtender Kontakt hergestellt werden soll, soll die mit dem Silizium legierte Verunreinigung ein Donator, z. B. Arsen oder Phosphor sein. Wenn das Siliziumkarbid dem p-Typ angehört und ein nicht gleichrichtender Kontakt hergestellt werden soll, ist ein Akzeptor, z. B. Bor oder Aluminium, zu verwenden. Die für die Bildung gleichrichtender Kontakte an p-Siliziumkarbid zuvor aufgezählten Stoffe bilden an η-Siliziumkarbid nicht gleichrichtende Kontakte, während die für eine Bildung nicht gleichrichtender Kontakte in p-Siliziumkarbid bezeichneten Stoffe an n-Siliziumkarbid gleichrichtende Kontakte bilden.

Wenn das zur Bildung des Kontaktes mit Silizium legierte Material Aluminium ist, können brauchbare Kontakte mit 10 bis 80 Gewichtsprozent Aluminium in der Legierung entstehen. Besonders gute Kontakte werden jedoch bei Verwendung einer Legierung mit 30 bis 70 Gewichtsteilen Aluminium erzielt, wenn der Rest Silizium ist. Wenn Bor der mit Silizium legierte Stoff ist, kann die Legierung 0,01 bis 5 Gewichtsprozent Bor enthalten, wenn auch für die Bildung besonders guter Kontakte 0,2 bis 2 Gewichtsprozent Bor benutzt werden sollten. Wenn alle diese Stoffe richtig an Siliziumkarbidkristallen angeschmolzen sind, bilden sie gleichrichtende Kontakte mit η-Siliziumkarbid und nicht gleichrichtende Kontakte mit p-Siliziumkarbid. Wenn Phosphor oder Arsen zur Legierung mit Silizium gewählt ist, können diese Stoffe in 0,01 bis 5 Gewichtsprozente in der Legierung vorhanden sein, wenn auch für besonders gute Kontakte 0.1 bis 2 Gewichtsprozent Arsen oder Phosphor Anwendung finden sollten. Legierungen von Phosphor oder Arsen mit Silizium bilden, wenn sie mit Siliziumkarbidkristallen verschmolzen sind, an p-Siliziumkarbidkristallen gleichrichtende Kontakte oder an n-Siliziumkarbidkristallen nicht gleichrichtende Kontakte.

Der Siliziumkarbidkristall, mit dessen einer Außenfläche eine geringe Menge der Aktivatorlegierung in Berührung steht, wie zuvor beschrieben ist, wird dann in einer geschlossenen Kammer eingeschlossen, die mit einem Gas, das nicht mit der Legierung und dem Siliziumkarbid reagiert, bei einem Druck von etwa 1 at durchblasen wird. Die Gase können irgendwelche

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Edelgase, aber vorzugsweise Helium, Argon oder Wasserstoff sein. Der Siliziumkarbidkristall wird dann auf eine Legierungstemperatur gebracht, die für die meisten Silizium-Aktivator-Legierungen 1550 bis 2000° C betragen kann, wenn auch bei Temperaturen von etwa 1650 bis 1800° C mit den meisten Legierungen besonders gute Kontakte erzielt werden. Wenn jedoch eine Legierung aus Bor und Silizium verwendet werden soll, können Kontakte bei einer Temperatur von 1650 bis 2200° C hergestellt werden. Bei Benutzung dieser Legierung werden besonders gute Kontakte bei einer Temperatur von 1800 bis 2000° C erzielt.

Der Siliziumkarbidkristall wird auf dieser Betriebstemperatur so lange gehalten, bis der gesamte Kristall auf diese Temperatur gekommen ist, aber wiederum nicht zulange, so daß keine übermäßige Verdampfung der Silizium-Aktivator-Legierung erfolgt. Für einen quadratischen Siliziumkarbidkristall von 3 mm Kantenlänge und 0,13 mm Dicke und etwa einigen Milligramm Legierung kann diese Zeit zweckmäßig 1 Sekunde bis 1 Minute betragen. Wenn der unterste Teil des Temperaturbereiches jedoch ausgenutzt wird, können die Betriebstemperaturen 30 Minuten aufrechterhalten werden. Wenn die Größe des Siliziumkarbidkristalls zunimmt, soll auch die Mindestzeit vergrößert werden. Außerdem nimmt die zulässige maximale Zeit zu, wenn die Menge der verwendeten Legierung vergrößert wird. Die Länge der Zeit, in der der Erwärmungszyklus aufrechterhalten wird, beeinflußt nicht die Bildung des gleichrichtenden oder ohmschen Kontaktes am Siliziumkarbid. Dies liegt daran, daß die Löslichkeit des Siliziumkarbids in den Legierungsschmelzen, die Silizium und einen Donator bzw. Akzeptor enthalten, etwa nur 1 Gewichtsprozent innerhalb des einwirkenden Temperaturbereichs beträgt.

Wenn die Temperatur des Siliziumkarbidkristalls bis in den Wirkungsbereich erhöht wird, benetzt die Silizium-Aktivator-Legierung den Siliziumkarbidkristall und bildet eine dünne linsenförmige Lache. Bei Beendigung der Erwärmung kristallisiert ein dünner Bereich von stöchiometrischem Siliziumkarbid aus der geschmolzenen Legierung in Fortsetzung der Siliziumkarbidkristallstruktur. Wenn sich die geschmolzene Legierung weiter abkühlt, bildet sich das Tröpfchen aus der Silizium-Aktivator-Legierung zu einem Halbkügelchen um und erstarrt. Der Siliziumkarbidkristall wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt und aus der Reaktionskammer herausgenommen; ein gleichrichtender oder nicht gleichrichtender Kontakt, was vom Leitfähigkeitstyp des verwendeten Siliziumkarbids und der Aktivatorlegierung abhängt, hat sich dann zwischen dem Halbkügelchen aus der Silizium-Aktivator-Legierung und dem Siliziumkarbidkristall gebildet. Die Leitfähigkeit der rekristallisierten, in der Leitfähigkeit veränderten Bereiche, die gemäß der Erfindung gebildet sind, ist zu etwa 0,01 bis 0,1 Ohm · cm infolge der Gegenwart von Spurenkonzentrationen überschüssiger Aktivatoratome bestimmt worden.

Ein Siliziumkarbidgleichrichter kann unter Verwendung eines p- oder n-Siliziumkarbidkristalls und Ausbildung eines gleichrichtenden Kontaktes an der einen Deckfläche gemäß dem zuvor erläuterten Verfahren und durch Ausbildung eines nicht gleichrichtenden Kontaktes der anderen größeren Deckfläche nach demselben Verfahren hergestellt werden. Die leitenden Elektroden können z. B. Nickel- oder Wolframdrähte sein und während der Legierung mit dem Siliziumkarbid oder anschließend in die Silizium-Aktivator-Legierung eingeschmolzen werden. Ein Siliziumkarbid-Transistor kann durch Anordnung zweier gleichrichtender Kontakte unmittelbar beieinander auf dem Siliziumkarbidkristall und durch Ausbildung eines nicht gleichrichtenden Kontaktes am Hauptkörper des Siliziumkarbidkristalls hergestellt werden.

In Fig. 1 ist ein Siliziumkarbid-Gleichrichter 1

ίο gemäß der Erfindung zu sehen. Er enthält ein monokristallines Plättchen 2 aus Siliziumkarbid, die z. B. n-Leitfähigkeitseigenschaften und eine Leitfähigkeit von etwa 0,5 Ohm · cm zeigen kann. Nach dem zuvor erläuterten Verfahren wird ein gleichrichtender Kontakt an einer Außenfläche 3 des Plättchens 2 hergestellt, an dem ein Halbkügelchen 4 aus Silizium und 47 Gewichtsprozent Aluminium angeschmolzen und legiert wird, wobei der Siliziumkarbidkristall 2 auf eine Temperatur von 1700° C 1 Minute lang erwärmt

ao wird. Bei der Abkühlung entsteht ein rekristallisierter Bereich 5 aus p-Siliziumkarbid zwischen dem Hauptkörper des Siliziumkarbidplättchens 2 und dem Halbkügelchen 4 aus der Aluminium-Silizium-Legierung. Zwischen dem Bereich 5 und dem Hauptkörper des

as Siliziumkarbidplättchens 2 ist ein pn-übergang 6, der gute gleichrichtende und lichtemittierende Eigenschaften aufweist. Eine leitende Elektrode, die z. B. ein Nickeldraht 7 sein kann, wird während des Legierens innerhalb des Silizium-Aluminium-Halbkügelchens 4 oder anschließend eingeschmolzen. Ein nicht gleichrichtender Kontakt wird an der entgegengesetzten Fläche 8 des Siliziumkarbidplättchens 2 z. B. durch eine ähnliche Verschmelzung mit einem Kügelchen 9 hergestellt, das eine Legierung aus SiIizium und etwa 1 Gewichtsprozent Phosphor enthält. Eine leitende Elektrode 10 wird mit dem Kügelchen 9 entweder während des Legierens oder anschließend verschmolzen. Wenn ein p-Siliziumkarbidkristall benutzt wird und dieselben Kontakte daran hergestellt werden, ergibt sich am Kontakt 9 ein pn-übergang. Die nicht gleichrichtenden Kontakte an den Schaltelementen gemäß der Erfindung werden vorzugsweise durch Anschmelzung von Wolfram, Molybdän oder Wolfram-Molybdän-Legierungen an Siliziumkarbidkörpern bei einer hohen Temperatur hergestellt.

In Fig. 2 ist ein Siliziumkarbid-Transistor gemäß der Erfindung zu sehen. Der eine pn-übergang 6' wird durch Legieren eines Halbkügelchens 4' aus einer Silizium-Aluminium-Legierung 2 und der andere pn-übergang 6" durch Legieren eines zweiten Halbkügelchens 4" aus einer Aluminium-Silizium-Legierung am n-Siliziumplättchen 2 hergestellt. Ein nicht gleichrichtender Kontakt wird durch Legieren des Halbkügelchens 9 aus einer Silizium-Phosphor-Legierung an dem Plättchen 2 hergestellt. In ähnlicherWeise können npn-Transistoren durch Legieren zweier Kügelchen aus einer Silizium-Donator-Legierung an einem p-Siliziumkarbidkristall und durch Ausbildung eines ohmschen Kontaktes an diesem entstehen.

Da die Löslichkeit des Siliziumkarbids in Silizium-Aktivator-Legierungsschmelzen ganz gering ist, ist zur Fertigung der Transistoren nach Fig. 2 ein äußerst dünnes Siliziumkarbidplättchen notwendig, das einen äußerst geringen Querschnitt in einem Abschnitt aufweist. Der Grund hierfür liegt darin, daß die rekristallisierten Bereiche des p-Siliziumkarbids 5' und 5" nur einige Mikron dick sind; für eine günstige Transistorwirkung sollten diese Übergänge äußerst dicht zusammen angeordnet sein. Da es jedoch

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schwierig ist, Transistoren bei Verwendung äußerst reichs von der Menge des von der Silizium-Aktivatordünner Plättchen aus Siliziumkarbid anzufertigen, Legierung aufgelösten Siliziumkarbids abhängt. Da werden Siliziumkarbid-Transistoren mit Inversions- eine viel größere Menge an Silizium-Aktivator-Legie- schicht nach einem abgeänderten Legierungsverfahren rung zur Bildung der rekristallisierten Zone 11 als ausgebildet. 5 zur Bildung der rekristallisierten Zone 13 verwendet

Nach diesem abgeänderten Verfahren wird ein wird und da die Löslichkeit des Siliziumkarbids in npn-Transistor hergestellt, der in Fig. 3 zu sehen ist. diesen Legierungen von derselben Größenordnung ist, Nach Fig. 3 ist auf einem n-Siliziumkarbidkristall wird eine größere Menge Siliziumkarbid zu Anfang ein oberflächennahes, rekristallisiertes Gebiet 11 aus- aufgelöst, so daß der rekristallisierte Bereich 11 dicker gebildet, das sich über einen größeren Teil der Außen- io als die maximale Eindringtiefe der zweiten Siliziumflache des Plättchens 2 erstreckt und p-Leitfähigkeit Aktivator-Legierung in den Bereich ist. Als weitere zeigt. Die Grenzfläche zwischen dem Bereich 2 und Vorsichtsmaßregel wird bei dem zweiten Legierungsdem Bereich 11 stellt den einen pn-übergang 12 dar. schritt eine z. B. etwa um 200° C niedrigere Tempe-Ein weiterer rekristallisierter Bereich 13 von kleinerer ratur als beim ersten angewendet. Der Rest der SiIi-Ausdehnung als der rekristallisierte Bereich 11 wird 15 zium-Donator-Legierung rekristallisiert zu dem Küdurch Legieren eines Halbkügelchens 14 aus einer gelchen 14, das als elektrischer Anschluß im Bereich Silizium-Donator-Legierung an dem rekristallisierten 13 dient. Der nicht gleichrichtende Kontakt 16 wird Bereich 11 ausgebildet, so daß der andere pn-Über- an dem frei liegenden Teil der rekristallisierten gang 15 entsteht. Das die Siliziumlegierung enthal- Schicht 11 durch Anschmelzen eines Kügelchens aus tende Kügelchen 14 stellt einen elektrischen Kontakt 20 einer Silizium-Aluminium-Legierung hergestellt, zur Rekristallisation des n-Bereichs 13 dar. Ein Kü- Der nicht gleichrichtende Kontakt 17 ist am frei liegeichen 16 aus einer Silizium-Aluminium-Legierung genden Teil der Fläche 3 des Kristalls 2 durch Anbildet einen nicht gleichrichtenden Kontakt an der Schmelzung einer kleinen Perle aus einer Siliziumfrei liegenden Außenfläche des zuerst rekristallisierten Donator-Legierung ausgebildet. Entsprechende elek-Bereichs 11 und ein Kügelchen 17 aus einer Silizium- 25 irische Anschlüsse können an den Kontakten 14, 16 Donator-Legierung einen nicht gleichrichtenden Kon- und 17 durch Einsetzen von Drähten, z. B. von Niktakt an dem frei liegenden Teil der Außenfläche 3 des keldrähten, in die noch geschmolzenen Kügelchen zu-Silrziumkarbidplättchens 2. Im Betrieb arbeitet der stände kommen. Im Betrieb arbeitet der Kontakt 17 Kontakt 16 als Basisanschluß, während die Kontakte als Betriebselektrode, während die Kontakte 14 und 14 und 17 die Emitter- bzw. Kollektorelektrode sind. 30 16 Emitter- bzw. Kollektorelektroden sind. Wenn Der Transistor nach Fig. 3 kann auch als pnp-Tran- der Emitterübergang 15 in Durchlaßrichtung und der sistor bei Verwendung eines p-Siliziumkarbidkristalls Kollektorübergang 12 in Sperrichtung vorgespannt und bei Austausch der Silizium-Donator- und SiIi- ist, dient der Transistor nach Fig. 3 zur Verstärkung zium-Akzeptor-Legierungskügelchen ausgebildet wer- und Übertragung elektrischer Signale,
den. Die Herstellung des Transistors nach Fig. 3 ver- 35 Einige Beispiele sollen nun den Erfindungsgegenläuft folgendermaßen: stand näher veranschaulichen und erläutern, ohne

Ein n-Siliziumkarbidplättchen 2 wird in waage- jedoch den Bereich der Erfindung einzuschränken,
rechter Lage hingelegt und ein großer Teil der oberen
Fläche 3 mit einer Menge einer Silizium-Aktivator-Legierung, z. B. einer Legierung aus Silizium und 30 40 Beispiel 1
bis 70 Gewichtsprozent Aluminium, bedeckt. Der

Kristall wird dann in einer geschlossenen Kammer Ein gleichrichtender Kontakt kann an n-Siliziumeingeschlossen, die mit einem Edelgas oder Wasser- karbid auf folgende Weise hergestellt werden: Ein stoff bei einem Druck von etwa 1 at durchblasen und quadratisches monokristallines Plättchen aus n-Silidann auf eine Temperatur gebracht wird, bei der 45 ziumkarbid von etwa 3 mm Kantenlänge und 0,13 mm sich die Siliziumlegierung mit der Außenfläche 3 des Dicke und mit einer Leitfähigkeit von 0,5 Ohm · cm Kristalls 2 legiert, wie bereits beschrieben ist. Danach wird in einer C P₄-Ätzflüssigkeit geätzt und mit deläßt man den Kristall 2 normal abkühlen; während stilliertem Wasser abgewaschen. Das Siliziumkarbidder Abkühlung rekristallisiert sich der Bereich 11 des plättchen wird dann waagerecht in eine Reaktions-Siliziumkarbids aus der flüssigen Phase aus, so daß 5° kammer gebracht; auf die obere Fläche des Siliziumein rekristallisiertes Gebiet 11 aus p-Siliziumkarbid karbidplättchens werden 0,2 mg einer Legierung aus entsteht. Die Silizium-Aluminium-Legierung erstarrt 47^fl/o Aluminium und dem Rest aus Silizium gelegt, zu einer festen Masse und wird danach durch Ätzen Die Reaktionskammer wird nun geschlossen und mit in einem entsprechenden Ätzmittel, z.B. in derCP4- Argon bei einem Druck von ungefähr 1 at durch-Ätzflüssigkeit, entfernt, obgleich auch andere Ätz- 55 blasen. Die Temperatur des Siliziumkarbids wird mit mittel, die für Siliziumgeräte allgemein gebräuchlich einer Widerstandsheizwicklung auf etwa 1600° C ersind, verwendet werden können. Nach der Entfer- höht und ungefähr 3 Sekunden lang beibehalten. Die nung der Silizium-Aluminium-Legierung wird eine Erwärmung wird dann abgebrochen, so daß sich das kleine Menge einer Silizium-Donator-Legierung, z. B. Siliziumkarbidplättchen auf Raumtemperatur abeine Legierung aus Silizium und Arsen oder Phos- ^6o kühlen kann, was in etwa 20 Sekunden geschieht. Ein phor, die bereits beschrieben ist, mit dem zuerst re- Nickeldraht wird an dem Kügelchen aus der Alumikristallisierten Bereich 11 legiert und abgekühlt, so nium-Silizium-Legierung befestigt, das auf der daß ein weiteres rekristallisiertes Gebiet 13 mit n-Leit- Außenfläche des Siliziumkarbidplättchens gebildet ist. fähigkeit gebildet wird. Der zweite pn-übergang 14 Der so entstehende Kontakt weist asymmetrische Leiliegt an der Grenzfläche zwischen dem ersten rekri- 65 tungseigenschaften auf; bei einer Temperatur von stallisierten Bereich 11 und dem zweiten rekristalli- 500° C läßt er einen Strom von 2 Amp. bei 4 V hinsierten Bereich 13. Dieser zweite Bereich 13 dringt durch, wenn an ihm die Vorspannung in Durchlaßnicht durch die gesamte Tiefe des rekristallisierten richtung angelegt ist. Wenn die Vorspannung am Bereichs 11 hindurch und schließt nicht die Über- Kontakt bei dieser Temperatur in Sperrichtung liegt, gänge kurz, weil die Dicke des rekristallisierten Be- 70 läßt er einen Strom von 120 mA bei einer Spannung

von 16 V hindurch, was ein Gleichrichtungsverhältnis von etwa 70 bedeutet.

Beispiel 2

Ein gleichrichtender Kontakt kann an n-Siliziumkarbid im wesentlichen auf folgende Weise hergestellt werden: Ein quadratisches monokristallines Plättchen aus η-Siliziumkarbid mit einer Leitfähigkeit von etwa 0,5 Ohm · cm, mit einer Kantenlänge von 3 mm und mit einer Dicke von 0,13 mm wird in einer C P 4-Ätzflüssigkeit gewaschen und mit destilliertem Wasser abgespült. Der Kristall wird in waagerechter Lage in eine Reaktionskammer gebracht; ungefähr 0,2 mg einer Legierung aus etwa 2 Gewichtsprozent Bor und dem Rest aus Silizium wird auf der oberen Fläche aufgebracht. Die Temperatur des Siliziumkarbidplättchens wird mit einem Heizwiderstand auf etwa 2200° C erhöht; das Plättchen wird dann etwa 3 Sekunden lang auf dieser Temperatur gehalten. Man läßt es dann auf Raumtemperatur etwa 20 Sekunden lang abkühlen; ein elektrischer Kontakt wird danach am Silizium-Bor-Kügelchen auf der oberen Fläche hergestellt. Wenn der so angefertigte Kontakt bei 700° C geprüft wird, weist er asymmetrische Leitungseigenschaften auf; er läßt bei einer in Durchlaßrichtung angelegten Spannung von 3 V einen Strom von 100 mA und bei einer in Sperrichtung angelegten Spannung von 50 V einen Strom von 1 μΑ hindurchgehen.

Beispiel 3

Ein gleichrichtender Kontakt kann an p-Siliziumkarbid im wesentlichen auf folgende Weise hergestellt werden: Ein quadratisches, monokristallines Plättchen aus p-Siliziumkarbid von etwa 3 mm Kantenlänge und 0,13 mm Dicke und mit einer Leitfähigkeit von etwa 0,5 Ohm · cm wird in der C P 4-Ätzflüssigkeit geätzt und mit destilliertem Wasser abgewaschen. Das Siliziumkarbidplättchen wird dann in waagerechter Lage in eine Reaktionskammer gebracht, und es werden etwa 0,2 mg einer Legierung aus 1 Gewichtsprozent Phosphor und dem Rest aus Silizium auf seine obere Fläche gelegt. Die Reaktionskammer wird dann mit Argon bei einem Druck von etwa 1 at durchblasen. Die Temperatur des Siliziumkarbidkristalls wird dann mit einem Heizwiderstand auf etwa 1500° C erhöht. Diese Temperatur wird annähernd 3 Sekunden lang aufrechterhalten, wonach der Kristall auf Raumtemperatur abgekühlt wird; bei einer Prüfung zeigt er asymmetrische Leitungseigenschaften.

Beispiel 4

Ein gleichrichtender Kontakt kann mit p-Siliziumkarbid etwa auf folgende Weise hergestellt werden: Ein quadratischer p-Siliziumkarbidkristall mit einer Kantenlänge von 3 mm, mit einer Dicke von 0,13 mm und mit einer Leitfähigkeit von etwa 0,5 Ohm · cm wird mit der C P 4-Ätzflüssigkeit geätzt und in destilliertem Wasser abgewaschen. Dann wird der Kristall in waagerechter Lage in eine Reaktionskammer gelegt; etwa 0,2 mg einer Legierung aus 1 Gewichtsprozent Arsen und dem Rest aus Silizium werden dann auf die obere Fläche des Kristalls gebracht. Die Reaktionskammer wird geschlossen und mit Argon bei einem Druck von etwa 1 at durchblasen. Der Siliziumkarbidkristall wird danach auf eine Temperatur von etwa 1700° C gebracht und etwa 1 Sekunde lang auf dieser Temperatur gehalten. Nach der Erwärmung wird der Kristall abgekühlt; bei einer Prüfung findet man asymmetrische Leitungseigenschaften.

Beispiel 5
5

Ein nicht gleichrichtender Kontakt kann an p-Siliziumkarbid etwa auf folgende Weise hergestellt werden: Ein quadratisches p-Siliziumkarbidkristall von etwa 3 mm Kantenlänge und 0,13 mm Dicke wird in

ίο der C P 4-Ätzflüssigkeit gewaschen und mit destilliertem Wasser abgespült. Der Kristall wird dann in waagerechter Lage in eine Reaktionskammer gelegt, und es werden etwa 0,5 mg einer Legierung aus 47 Gewichtsprozent Aluminium und dem Rest aus Silizium auf seine obere Fläche gebracht. Die Reaktionskammer wird geschlossen und mit Wasserstoff bei einem Druck von etwa 1 at durchblasen. Die Temperatur des Kristalls wird auf ungefähr 1600° C erhöht und etwa 3 Sekunden lang aufrechterhalten. Der Kristall wird dann abgekühlt; bei einer Prüfung findet man, daß der entstandene Kontakt ohmsche Eigenschaften aufweist, weil er einen elektrischen Strom gleich gut hindurchgehen läßt, wenn in Durchlaßünd in Sperrichtung eine Spannung an ihm liegt.

Beispiel 6

Ein nicht gleichrichtender Kontakt kann an p-Siliziumkarbid im wesentlichen auf folgende Weise hergestellt werden: Ein quadratisches, monökristallines Plättchen aus p-Siliziumkarbid von etwa "3,1 mm Kantenlänge und 0,13 mm Dicke und mit einer Leitfähigkeit von etwa 0,5 Ohm-cm wird in der CP4-Ätzflüssigkeit abgewaschen und mit destilliertem Wasser abgespült. Dann wird der Kristall in waagerechter Lage in eine Reaktionskammer gelegt, und auf seiner oberen Fläche werden etwa 0,5 mg einer Legierung aus etwa 2 Gewichtsprozent Bor und dem Rest aus Silizium aufgebracht. Die Reaktionskammer wird geschlossen und mit Wasserstoff bei einem Druck von 1 at durchblasen. Die Temperatur des Siliziumkarbidkristalls wird dann auf etwa 2200° C gesteigert und etwa 3 Sekunden lang beibehalten. Nach der Abkühlung auf Raumtemperatur findet man, daß

+5 der zwischen der Silizium-Bor-Legierung und dem Siliziumkarbid gebildete Kontakt ohmsche Eigenschaften aufweist, weil er in der Durchlaß- und in der Sperrichtung gleich gut den elektrischen" Strom hindurchgehen läßt.

.. Beispiel 7

Ein nicht gleichrichtender Kontakt kann an η-Siliziumkarbid etwa auf folgende Weise hergestellt werden: Ein quadratischer n-Siliziumkarbidkristall mit etwa 3 mm Kantenlänge und 0,13 mm Dicke und mit einer Leitfähigkeit von etwa 0,5 Ohm-cm wird in der CP 4-Ätzflüssigkeit gewaschen und mit destilliertem Wasser abgespült. Der Kristall wird in waagerechter Lage in eine Reaktionskammer gebracht, und es werden etwa 0,5 mg einer Legierung im wesentlichen aus 1 Gewichtsprozent Phosphor und dem Rest aus Silizium auf die obere Fläche des Kristalls gelegt. Die Reaktionskammer wird geschlossen und mit Wasserstoff bei einem Druck von etwa 1 at durchblasen. Die Temperatur des Siliziumkarbidkristalls wird dann auf etwa 1500° C erhöht und etwa 1 Sekunde lang beibehalten. Nach der Erwärmung wird der Kristall auf Raumtemperatur abgekühlt. Wenn der so gebildete Kontakt geprüft wird, zeigt er ohmsche Eigenschaften; er läßt also einen

elektrischen Strom gleich gut in der Durchlaß- und in der Sperrichtung hindurchgehen.

Beispiel 8

Ein nicht gleichrichtender Kontakt kann aus SiIiziumkarbid im wesentlichen auf folgende Weise hergestellt werden: Ein quadratischer n-Siliziumkarbidkristall von etwa 3 mm Kantenlänge und 0,13 mm Dicke und mit einer Leitfähigkeit von etwa 0,5 Ohm-cm wird in der CP 4-Ätzflüssigkeit gewaschen und mit destilliertem Wasser abgespült. Der Kristall wird dann in horizontaler Lage in eine Reaktionskammer gelegt, und es werden 0,2 mg einer Legierung aus etwa 1 Gewichtsprozent Arsen und dem Rest aus Silizium auf die obere Fläche gebracht. Die Temperatur des Siliziumkarbidkristalls wird mit einem Heizwiderstand auf etwa 1500° C erhöht, und der Kristall wird 1 Sekunde lang auf dieser Temperatur gehalten. Nach der Erwärmung wird der Kristall auf Raumtemperatur abgekühlt. Bei einer Prüfung weist der entstandene Kontakt ohmsche Leitungseigenschaften auf, denn er läßt gleich gut in Durchlaß- und in Sperrichtung einen elektrischen Strom hindurchgehen.

25 Beispiel 9

Ein npn-Siliziumkarbidtransistor mit Inversionsschicht kann etwa auf folgende Weise hergestellt werden: Ein quadratisches, monokristallines Plättchen aus η-Siliziumkarbid von etwa 3 mm Kantenlänge und 0,13 mm Dicke und mit einer Leitfähigkeit von etwa 0,5 Ohm · cm wird in der CP 4-Ätzflüssigkeit abgewaschen und mit destilliertem Wasser abgespült. Der Kristall wird dann in waagerechter Lage in eine Reaktionskammer gebracht; ein kreisförmiges Gebiet von etwa 1,93 mm Durchmesser wird mit 2 mg einer Legierung aus etwa 47 Gewichtsprozent Aluminium und dem Rest aus Silizium bedeckt. Die Reaktionskammer wird geschlossen und mit Argon bei einem Druck von etwa 1 at durchblasen. Die Temperatur des Siliziumkarbidkristalls wird auf ungefähr 1800° C erhöht und etwa 10 Sekunden lang beibehalten. Nach der Erwärmung wird der Kristall auf Raumtemperatur abgekühlt; die Reaktionskammer wird dann geöffnet, der Kristall herausgenommen und 1 Stunde lang in ein Bad aus der CP 4-Ätzflüssigkeit eingetaucht. Nach einer Stunde wird der Kristall aus dem Ätzbad herausgenommen und mit destilliertem Wasser abgespült. Es sei bemerkt, daß die gesamte Silizium-Aluminium-Legierung von der Oberfläche abgeätzt ist. Die Fläche, an der die Silizium-Aluminium-Legierung angeschmolzen war, weist bei einer Prüfung p-Leitfähigkeit auf. Dann wird der Kristall wieder in der Reaktionskammer in waagerechter Lage angebracht. Es werden 0,05 mg einer Legierung aus etwa 1 Gewichtsprozent Phosphor und dem Rest aus Silizium so aufgebracht, daß ein Abschnitt von etwa 0,127 μ Durchmesser der p-leitenden Fläche des Siliziumkarbidkristalls bedeckt werfen; annähernd 0,05 mg einer 47°/oigen Silizium-Aluminium-Legierung werden außerdem aufgebracht, so daß sie eine ähnliche, dicht danebenliegende, aber nicht berührende Fläche auf der p-leitenden Oberfläche des Siliziumkarbidplättchens bedecken. Annähernd 0,2 mg einer Legierung aus 1°/» Phosphor und dem Rest aus Silizium werden außerhab der pleitenden Oberfläche auf der Außenfläche des Siliziumkarbidkristalls aufgebracht, so daß sie mit der η-leitenden Fläche des Hauptkörpers in Berührung stehen. Die Reaktionskammer wird dann geschlossen und mit Argon bei einem Druck von etwa 1 at durchblasen; die Temperatur des Siliziumkarbidplättchens wird mit einem Heizwiderstand auf etwa 1600° C erhöht und ungefähr 1 Sekunde lang aufrechterhalten. Nach der Erwärmung wird der Kristall abgekühlt, und die elektrischen Kontakte werden in die Legierungskügelchen eingeschmolzen, die auf der Oberfläche des Siliziumkarbidkristalls ausgebildet sind. Das mit dem p-leitenden Abschnitt der Fläche des Siliziumkarbidplättchens in Verbindung stehende Silizium-Aluminium-Kügelchen ist als Basiselektrode, der mit dem η-leitenden Teil der Fläche des Siliziumkarbidkristalls in Berührung stehende Silizium-Phosphor-Kontakt ist als Kollektorelektrode und das mit der p-leitenden Fläche des Siliziumkarbids in Berührung stehende Silizium-Phosphor-Legierungskügelchen ist als Emitterelektrode angeschlossen. Das auf diese Weise angefertigte Schaltement kann dann als Transistor zur Erzeugung und Verstärkung elektrischer Signale benutzt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung gleichrichtender oder ohmscher Anschluß kontakte an Siliziumkarbidkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgegebene Menge einer Legierung aus Silizium und einem Aktivator in Berührung mit einer Außenfläche eines monokristallinen Siliziumkarbidpiättchens gebracht und das Plättchen auf eine Temperatur unter dem Schmelzpunkt des Siliziumkarbids erwärmt wird, bei der die Legierung schmilzt und einen oberflächennahen Teil des Plättchens auflöst, und daß dann das Plättchen abgekühlt wird, so daß auf dem ungeschmolzenen Abschnittt des Siliziumkarbidplättchens stöchiometrisches Siliziumkarbid rekristallisiert, das Spurenkonzentrationen des Aktivators enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Aktivator Aluminium oder Bor gewählt wird und der Aktivator mit einer Fläche eines monokristallinen n-Siliziumkarbidplättchens in Berührung gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung 10 bis 80 Gewichtsprozent Aluminium enthält und daß die Temperatur des Plättchens auf 1550 bis 2000° C erhöht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung 0,01 bis 5 Gewichtsprozent Bor enthält und daß die Temperatur des Plättchens auf 1650 bis 2200° C erhöht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Aktivator der Donator Arsen oder Phosphor gewählt wird, der mit einer Fläche eines monokristallinen p-Siliziumkarbidplättchens in Berührung gebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung 0,01 bis 5 Gewichtsprozent Donatormaterial aus Phosphor oder Arsen enthält und daß das Plättchen auf eine Temperatur von 1550 bis 2000° C gebracht wird, so daß die Legierung schmilzt und einen oberflächennahen Bereich des Kristalls auflöst.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen