143847. lajstromszámú szabadalom • Tűs tranzisztor és eljárás annak előállítására

2 143.847 Találmányunk egy másik célja olyan elektromos tulajdonságú tűs Ge tranzisztorok előállítása, melyeknél az átmeneti rétegek különleges kialakítása következtében az eddigieknél jobb tranzisztorhatást lehet elérni. Egy másik célja a találmánynak a kollektortű alatt az n alaptípusú Ge-ban jól definiált n—p—n átmenet, míg az emittertű alatt jól definiált p réteg kialakítása. Találmányunk egy ismét másik célja olyan tűs tranzisztorok készítése, amelyeknél a tranzisztorok bemeneti ellenállása a szokásosnál kisebb, kimenő ellenállasa pedig a szokásosnál nagyobb, ugyanakkor pedig az alfa áramerősítési tényező az eddigieknél ugyancsak nagyobb. Találmányunk egy további célja olyan tűs tranzisztor előállítása, amellyel a tűs tranzisztorok alkalmazási területe különösen az oszcillátor és kapcsolótranzisztorok területén tovább bővül, ill. új területeken alkalmazható. Találmányunk további célja olyan kontaktustűk alkalmazása, amelyek az eddigieknél nagyobb mechanikai szilárdságúak, ugyanakkor nem befolyásolják károsan a tranzisztort. Találmányunk egy további célja olyan karakterisztikájú tranzisztorok készítése, amelyek az eddigieknél alacsonyabb üzemfeszültségen működnek. Találmányunk egyéb céljai és előnyei az alábbi leírásból és a mellékelt rajzokból fognak kitűnni. A találmányunk szerinti újfajta tűs germánium tranzisztor germániumkristályból, egy azt hordozó tartóelektródábói (ún. báziskontaktus), legalább két, a kristályhoz nyomott fémelektródából, rögzír tőszerkezetből és tokból áll, és a fémelektródák legalább egyike kollektorelektróda és legalább egy másika emittere] ektróda, mimellett a Ge kristály p és n típusú részeket tartalmaz ás azzal van jellemezve, hogy a kristály és legalábbis az egyik elektróda között, legalábbis a kristály és az elektródahegy között a kristálynak p vagy n jelleget kölcsönző elemből álló, vagy azt tartalmazó réteg foglal helyet. Találmányunk értelmében tehát kiképezhetjük a tranzisztort úgy, hogy a kollektorelektróda ós a kristály között foglaljon helyet egy a Ge-nak p vagy n jelleget szolgáltató elembői álló, vagy azt tartalmazó réteg, de elhelyezhetünk ilyen réteget az emitterelektröda és a kristály közé, vagy pedig különkülön mindkét elektróda és ia kristály közé is. Találmányunk értelmében ezenkívül tűelektródaként foszforbronz elektródák helyett wolfram, vagy molibdén stb. tűket használunk; amelyek mentesek a káros réztől ós így lehetővé válik — a találmányunk szerinti eljárás alkalmazásával — jól definiált sávok (p vagy n) létrehozása a kristályban, ugyanakkor pedig a tű mechanikailag is igen nagy szilárdságú. A találmányt részletesebben a mellékelt ábrák kapcsán magyarázzuk. Az 1. ábra a találmány példaképpeni kiviteli alakját mutatja be egy olyan tranzisztornál, amelynél az említett réteg csupán a kollektorelektróda és a kristály között helyezkedik el. Az ábrán (10) jelöli a kollektorelektródát, (11) 3.7. emitterelektródát, (12)- pedig a Ge-kristályt, amely jelen példa esetében n típusú. (13) a báziselektróda. (14) jelöli a találmányunk szerinti, a (10) kollektor elektróda és a (12) kristály között levő, a •T: ... Ge-nak jelen példa esetében n típusú tulajdonságokat kölcsönző réteget, amely a (10) kollektorelektródán részben bevonatot is képez. (15) jelenti azt, a jelen példa esetében p típusú réteget, amely a formálás néven ismert elektromos kezelés során alakul ki a kristályban a kollektortű környezetében, (16) pedig azt a jelen példánál felületi p réteget, amely a kristály felületén a már tárgyalt okok révén kezdettől fogva jelen van. Az ábrán (17) jelöli a kollektortű környezetében a találmányunk szerinti, a tű és a kristály között levő réteg alatt és a (15) p réteg felett, ugyancsak találmányunk szerint a kristályban kialakuló n típusú réteget (sávot). Ez a réteg is a formálás során alakul ki. A jelen példában a Ge-kristály n típusú alapjellegét pl. valamilyen, a periodikus rendszer V. csoportjába tartozó elem adalékolása biztosította a kristály előkészítése során. A tűk (elektródák) anyaga a megfelelő szilárdsági és rugalmassági viszonyok, valamint az említett okok miatt találmányunk értelmében célszerűen wolfram, vagy molibdén, stb. szemben az eddig használt foszforbronztűkkel. A (14) réteg anyaga ugyancsak az V. csoportba tartozó valamely elem. pl. arzén lehet. A (14) réteg nemcsak a tűhegy és a kristály között lehet jelen, hanem a tűnek kisebb-nagyobb felületét is bevonhatja, mint az pl. az 1. ábra esetében látható, ezenfelül a tűbe felületileg bele is ötvöződhet, ill. azon egy közbenső, indifferens fémréteg segítségével bevonat alakjában lehet jelen. Ugyanakkor a kristály felületét is boríthatja a tűhegy közvetlen környezetében, sőt abba bele is ötvöződhet. A tűn levő bevonat, a tű és a kristály között levőréteg és* a tű környezetében a kristály felületén levő bevonat, amelyeket a fentiekben leírtunk, összefüggő réteget is képezhet. A példában n alaptípusú Ge-kristályból készüli tranzisztort írtunk le, felhasználhatunk azonban p alaptípusú kristályt is, amikoris természetesen ennek megfelelően választandó meg a réteg anyaga is. Egy másik kivitel a 2. ábrán látható. Ennél a példánál nemcsak a kollektortű és a kristály, hanem az emittertű és a kristály között is a találmányunk szerinti, a kristálynak p vagy n jelleget adó elemből, vagy elemekből, vagy ezeknek egymás közötti, vagy más anyagokkal való ötvözetéből álló réteg foglal helyet. Az ábrán (18) jelöli a kollektortűt, (19) az emitter tűt, (20) a pl. n típusú Ge-kristályt, (21) pedig a báziselektródát. (22) jelöli a kollektortűhegy és a kristály, között helyetfoglaló, jelen esetben n típusú jelleget szolgáltató elemből álló réteget, míg (23) az emittertű és a kristály között levő, jelen esetben p típusú jelleget szolgáltató elemből álló réteget. (24) jelöli, a Ge-kristályban a formálás hatására keletkező n típusú részt, míg (26) ugyancsak a formálás hatására létrejövő, ez alatt levő p típusú szakaszt. A (25) p típusú rész ugyancsak formálás hatására jön létre és lényegesen hatékonyabb, mint a kristályban eredetileg is felületileg jelenlevő p típusú réteg. Az elektródák anyaga és a találmányunk szerinti réteg, ill. rétegek kiterjedése az 1. ábra kapcsán leírtakkal azonos lehet. Természetesen nem feltétlenül szükséges a kollektorelektróda és a kristály között a találmányunk