Способ изготовления полупроводниковых детекторов типа

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК9) (И) 896 О 1 Т 1/24 Н 01 Л 15/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ания, про араллельного шлифотравления, о т ля тем, что, с цества поверхностидо толщин 5 мкм прскопараллельностивляют со скоростьарном потоке трав жкин ПОДУПРО-Еосхфпер аций осущв лами ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИВОДНИКОВЫХ ДЕТЕКТОРОВ ТИПАнованный на испольэовании плоско мывки, щий ния ка вплоть нии пл елью повышедетекторови сохранетравление2-3 мкм/мителя,Изобретение относится к технике изготовления полупроводниковых детекторов для измерения удельных потерь. энергии заряженных частиц, широко ис пользуемых в ядерной физике для идентификации заряда и массы частиц в ,ядерных реакциях.Известны способы изготовления тонЙЕ30 ких детекторов типа - из п-кремния.ЙхОни заключаются в шлифовании пластинок кремния до нужной толщины и последующем неглубокомтравлении, чтобы не нарушить плоскопараллельность пластин, которая достигается при механической обработке. Дальнейшие процедуры при изготовлении тонких детекторов не отличаются от известных операций, используемых при изготовлении20 толстых кремниевых детекторов.Известные способы не обеспечивают высокой степени плоскопараллельности детекторных пластин, хорошего качест ва р-и-перехода и малой инжекции электронов с заднего контакта и дают малый выход пригодных для работы детекторов. Трудности описанных способов увеличиваются с уменьшением толщины изготавливаемых детекторов, поэтому известные способы не могут быть использованы для серийного изготовлейЕния детекторов типа - .35Предлагаемое изобретение устраняет указанные недостатки и дает возможность изготавливать поверхностно-баЙЕрьериые детекторы типа - из и-кремахния с предельно возможным энергетическим разрешением на прохождение (а следовательно, с высокой степенью плосконараллельности кремниевых плас.тин) и с любой толщиной. При этом 45 максимальная толщина определяется удельным сопротивлением используемого кремния, а минимальная - толщинойЙЕ около 5 мкм. Детекторы типа - такойЙх малой толщины особенно необходимы для идентификации короткопробежных продуктов ядерных реакций.Предлагаемый способ изготовления полупроводниковых детекторов типаЙЕЙх- отличается от известных тем чтоЭ Ф с целью повышения качества поверхности детекторов вплоть до толщин 5 мк при сохранении плоскопараллельности, травление осуществляют со скоростью 2-3 мкм/мин в ламинарном потоке травителя.Предлагаемый способ включает в себя совокупность следующих операций." точная механическая обработка ппастин из кремния, процедура промывки пластин перед травлением, глубокое плоскопараллельное травление обеих поверхностей кремниевых пластин, создание инверсионного слоя с обеих сторон, нанесение переднего и заднего контактов, упаковка пластин в оправку на прохождение.Шпифование детекторных пластин из кремния производится так, чтобы обеспечить требуемую степень плоскопараллельности, высокую чистоту поверхности пластин и отсутствие напряжений в кремнии. Для получения детектора толщиной д с относительным разбросом толщины в пределах рабочей области 8 Й Ж, относительный разброс толщины пластинки после шлифования долженЙбыть обеспечен 8:Ю -7 где Ь -фтолщина исходной пластинки перед травлением.Промывка пластинок кремния перед давлением производится очень тщательно и совершается в следующей последовательности: трихлорэтилен, ацетон, деионизацианная вода.Перед травлением пластинка кремния укрепляется на тефлоновом диске с помощью смеси пчелиного воска с парафином. Крепление производится так, чтобы край пластинки примерно на 1 мм по периферии бып защищен от действия травления, Глубокое плоскопараллельное травление осуществляется дутем создания условий, при которых кремни.евую пластинку обтекает почти ламинарный поток травителя. Это достигается травлением в наклонном вращаю щемся тефлоновом стакане, на дне которого располагается тефлоновый диск с кремниевой пластинкой. Скорость 1травления выдерживается около 3 мкм/ /мин. В пределах центральной области кремниевых пластин, которая является рабочей лобластью детеКторовЬлоскопараллельность пластин, достигнутая при шлифовании, сохраняется или даже улучшается и после стравливания слоя кремния около 100 мкм.9 б фкремния обеспечивает возможность изготовления из отечественного и-кремния тонких и очень тонких детекто-." 2788 ЙЕ детекторов типа - промышленным спо-. ах собом, Редактор Н.Сильнягина Корректор Э,Лончакова Техред М,Дидык Заказ 3839 Тираж 522 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Глубокое травление производится .поочередно для одной и другой поверхности кремниевой пластинки, в результате чего достигается рабочая толщина 5детектора и зеркальность обеих поверхностей, которая необходима длялучшей подготовки поверхности к созданию в и-кремнии инверсного слоя,Сечение пластинки после травления щимеет двутавровую форму, что. обеспечивает повышенную механическую прочность.Готовая детекторная пластинка про-мывается в проточной деионизованнойводе при непрерывном измерении ее сопротивления (обычно промывка производится при сопротивлении ъ, 15 МОм). Затем промытая пластинка сушится и оставляется для окисления в сухом обеспыпенном воздухе для создания инвер. сионного слоя на поверхности кремния.Нанесение контактов производится путем напыпения в вакууме металла наповерхность кремния. При этом на одну сторону напыляется золото, а надругую - алюминий (примерно : по50 мкг/смф).Изготовленная детекторная пластинка укрепляется в оправке на прохождение, которая может быть двух типов:либо с прижимными контактами, либо сэпоксидной смолой,Использование данного способа изЙЕ 35готовления детектора типа т- из иЙЕров типа - большой площади и любойЙхтолщины, вплоть до толщин около 5 мкм с предельно возможной разрешающей способностью, При этом изготовленные. детекторы обладают малой величинойинжекдии электронов с заднего контакта при распространении обедненной зоны на всю толщину детектора, Кроме того, возможно изготовление детектойЕроз типа - .практически без мертвых4 хзон, Толщина мертвых зон определяется только толщинами напыпенных. в качест- ве контактов металлов (менее 0,02 мкм золота именее О, 1 мкм алюминия).Предлагаемый способ обеспечивает высокое качество р-п-перехода кото рое дает возможность получить энергетическое разрешение лучше 17, для Ы-частиц на поглощение с обеих. сторон детектора, хорошую механическую проч-, ность готовых детекторных пластин да-, же при минимальной толщине, хорошую воспроизводимость качества изготавливаемых детекторов и большой выход рабочих детекторов (90-953)а также возможность серийного производства