148943. lajstromszámú szabadalom • Eljárás "drift" tranzisztorok előállítására

Megjelent: 1962. február 28. MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL 148.943 SZÁM 21. g. 1—16. OSZTÁLY — EE-721. ALAPSZÁM SZOLGALATI TALÁLMÁNY Eljárás „drift" tranzisztorok előállítására Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt., Budapest Feltalálók: dr. Szigeti György mérnök és Ország Ferenc vegyész (A Híradástechnikai Ipari Kutató Intézet „Bródy Imre" laboratóriumának munka társai) budapesti lakosok A bejelentés napja: 1959. december 9. A találmány az ún. „drift" tranzisztorok készítésére szolgáló eljárás javítására vonatkozik. Drift tranzisztorok készítésére az eddig alkalmazott eljárás első fázisa lényegileg abban állott, hogy a periodikus rendszer IV oszlopának valamely eleméből, pl. germániumból, vagy szilíciumból készült lemezeket a periodikus rendszer V oszlopába tartozó elemek, vagy ezek egyikéneik gőzei behatásának tették ki, amikor is ezen úgynevezett dópoló elemek atomjai a lemezbe két oldalról bedifundáltak és ott ismert koncentrációeloszlást létesítették. Diffúziós tranzisztorok készítésénél azonban lényeges, hogy az emitter oldalon az V. oszlop elemeinek (vagy az egymás közötti ötvözeteinek) koncentrációja a félvezető kristályban nagyobb legyen, mint a kollektor oldalon. E célból a lemeznek a kollektor gyanánt használt oldalát csiszolással, marással, vagy a két eljárás együttes alkalmazásával eltávolították oly mértékig, míg a szabad felület a koncentráció minimum helyét el nem érte. Ezután vágták ki a germánium lemezből a megfelelő méretű lapkákat és ötvözték hozzá az emitter és kollektor ötvözetet alkotó elektródákat, amelyek anyagát a periodikus rendszer III. oszlopának eleme, vagy elemei pl. indium, gallium, vagy alumínium stb. alkották. Ezen ismert eljárásnál az a körülmény, hogy a germánium lemeznek a felét marással, vagy csiszolással el kell távolítani, nagy munkatöbbletet és anyagveszteséget jelerit. Hátránya még ezen eljárásnak az is, hogy a marás vagy csiszolás során bizonytalan, hogy mikor érik el a koncentráció-minimumot, illetve a kollektor céljaira legalkalmasabb koncentrációjú réteget. A találmány szerinti eljárás ezen hátrányok kiküszöbölését célozza. Találmányunk értelmében a kitűzött célt oly módon érhetjük el, hogy félvezető eszközök (egyenirányítók vagy erősítők), különösen „drift" tranzisztorok készítésénél, melynek során a félvezető anyagot valamilyen dópoló anyag diffúziós hatásának tesszük ki, a már közel megfelelő méretre vágott és pontosan planparaUelre csiszolt germánium lemezeket légmentesen, párosával egymáshoz szorítva helyezzük el a diffúziós térbe, és tesszük ki a dópoló anyag, pl. * a periodikus rendszer V. oszlopához tartozó elem kívánt mértékű diffúziós behatásának. A diffúzió során mindkét lemeznek csak a külső felülete érintkezik a bediffundáló elem gőzével és amennyiben egyrészt a hőfokot kellően választjuk meg, másrészt a lemezek vastagságát pontosan egyenlőre állítjuk be, úgy minden körülmények között biztosítható, hogy a lemezek egymásfelé fordított belső felületén a kívánt mélységű koncentrációminimumot kapjuk. A lemezeiket azután a diffundáltató térből kivéve és szétválasztva, ismert módon felületükön enyhe marásnak vetjük alá. Ezután pedig a periodikus rendszer III. oszlopába tartozó elemiméi, vagy az idetartozó elemek ötvözetével ugyancsak ismert módon ötvözzük a kollektor és emitter elektródákat létesítve. A találmány szerinti eljárás egyik foganatosítási módjánál a lemezek páronkénti légmentes zárásának biztosítása céljából a két lemezt redukáló, vagy semleges gázatmoszférában peremükön összehegesztjük és ilyen állapotban helyezzük be a diffúziós térbe. Az eljárás minden esetben akkor valósítható meg kifogástalanul, ha a lemezek felülete pontosan síkra van csiszolva és polírozva. Célszerű a kellő felület elérése céljából az úgynevezett „lapping" eljárást alkalmazni, amelyet egyébként a szerszámgép gyártásnál és számos más területen is kiterjedten alkalmaznak. Ez esetben a peremükön összehegesztett lemezpárokból egy művelettel lehet kidarabolni a végleges méretű félvezető (tranzisztor, vagy dióda) lapkákat. Ily módon az aprításnál is lényegesen csökken a munka-