148135. lajstromszámú szabadalom • Félvezető, rekesztőréteges rendszer, kiváltképpen tranzisztor vagy kristálydióda, vákuummal szemben tömítő burkolattal, valamint eljárás ennek előállítására
Megjelent: 1961. március 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.135. SZÁM 21. a4 . 1-13. OSZTÁLY — Pl—133.' ALAPSZÁM Félvezető, rekesztőréteges rendszer, kiváltképpen tranzisztor vagy kristálydióda, vákuummal szemben tömítő burkolattal, valamint eljárás ennek előállítására N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven ' A bejelentés napja: 1958. szeptember 20. Hollandiai elsőbbsége: 1957. szeptember 23. A találmány félvezető, rekesztőréteges rendszer, kiváltképpen tranzisztor vagy kristálydióda, vákuummal szemben tömítő burkolattal. A találmány továbbá eljárás ilyen rekesztőréteges rendszer előállítására. A gyakorlatban kitűnt, hogy a pl. germániumból vagy szilíciumból készült, félvezető, rekesztőréteges rendszerek stabilitása, még akkor is, ha azokat vákuummal szemben tömítő burkolat veszi körül, sok tekintetben elégtelen, azaz, hogy a rendszer villamos tulajdonságai hosszabb idő folyamán és különösen, ha magas hőmérsékletnek voltak kitéve, megváltoznak, mégpedig jelentékenyen rosszabbodnak. Pl. a germániumtranzisztoroknál hosszú, nehéz megterhelés után vagy az üzemi hőmérsékletnek, pl. 35 C°-ra való emelése esetén az «&c áramerősítési tényező erősen csökken. Az «be áramerősítési tényező kifejezésen itt azt a nagyságot kívánjuk érteni, amelyet az ab c = A le __ VC e egyenlet definiál, ahol AIC és Alb~rz — A í b a kollektoráram, illetve bázisáram csekély változásait jelentik, melyeket állandó Vce feszültségnél, az emisszorkontaktus és kollektorkontaktus között mértünk. Egy ismert eljárás, amely igen stabil tranzisztorokat eredményez, az ún. „vákuumban való sütés", abban áll, hogy a rekesztőréteges rendszert az előállítása során néhány óráig magas, pl. 140 C°-os hőmérsékleten, vákuumban hevítik. Ennek a kezelésnek azonban az a hátránya, hogy a stabilitást az áramerősítési tényező rovására érik el, mely tényező a kezelés alatt egyre jobban visszaesik, míg egy igen alacsony, habár ettől kezdve állandó értéket nem ér el. Ez az eljárás továbbá még azzal a nehézséggel is jár, hogy a rekesztőréteges rendszert rendkívül nehéz körülmények között,, mégpedig vákuumban kell előállítani. A találmány célja egyebek között vákuummal szemben tömítő burkolattal ellátott, olyan rekesztőréteges rendszerek előállítására, amelyeknek nagy stabilitásuk (amely még akkor is megmarad, ha a rekesztőréteges rendszert magas, pl. 140 C°-os hőmérsékletnek tesszük ki) és jó villamos tulajdonságaik (tranzisztorok esetében nagy áramerősítési tényezőjük) vannak. További célja egyebek között könnyűszerrel kivihető rendszabályok megadása az ilyen rekesztőréteges rendszerek előállítására. A találmány szerint vákuummal szemben tömítő burkolattal ellátott rekesztőréteges rendszernél, kiváltképpen tranzisztornál vagy kristály diódánál, a burkolat és a tulajdonképpeni rekesztőréteges rendszer közötti térben arzén van jelen. Előnyös, ha az arzén szabad alakban fordul elő. Azonban jó eredményeket kötött alakú arzénnel, pl. arzénötvözetekkel vagy arzénvegyületekkel is elértünk, A „tulajdonképpeni rekesztőréteges rendszer" kifejezésen itt a félvezető testet a működésére szükséges elektródákkal és árambevezető szervekkel együtt kívánjuk érteni. Ezért a „burkolat és a tulajdonképpeni rekesztőréteges rendszer közötti térben jelenlevő" kifejezést olyan bőven kell értelmeznünk, hogy az arzénről akkor is feltesszük,, hogy ebben a térben van, amikor a burkolattal vagy valami szerelési támasszal, vagy pedig a tulajdonképpeni rekesztőréteges rendszerrel szilárdan van összekötve. Az arzént nem tekintjük, hogy abban a térben van, amikor az alkalmazott alakban vagy mennyiségben csupán a vezetőtípust és/vagy vezetőképességet meghatározó szerepet játszik a félvezető test egyik elektródájában. Valószínű, hogy az arzén stabilizáló hatása félvezető, rekesztőréteges rendszereknél az arzénnek a félvezető felületre gyakorolt hatásának a következménye. Ezért az említett térben akként helyezünk el, hogy az arzén vagy arzénvegyület innen a félvezető felületet elérhesse. A vákuummal szemben tömítő burkolattal ellátott, rekesztőréteges rendszer előnyös alakja az, amelynél a burkolatnak legalább egy részét arzént finoman elosztott állapotban, por alakjában tartalmazó kötőszer tölti ki. Kitűnő eredményeket 0,1—10 súlyszázalék arzént szabad alakban tartalmazó
