148710. lajstromszámú szabadalom • Félvezető eszköz és eljárás annak előállítására

Megjelent: 1961. december 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.710. SZÁM 21. a4

. 36—42. OSZTÁLY — EE—612. ALAPSZÁM SZOLGALATI TALÁLMÁNY Félvezető eszköz és eljárás annak előállítására Egyesült Izzólámpa és Villamossági R. T., Budapest Feltalálók: dr. Szigeti György akadémikus, Bodó Zalán osztályvezető kutatómérnök és Katona János laboratóriumvezető (a Híradástechnikai Ipari Kutató Intézet Bródy Imre laboratóriumának munkatársai), budapesti lakosok A bejelentés napja: 1958. december 23. Ismeretes az, hogy az alumínium felületén elektrolitikusan kialakított alumíniumoxid gyengén savas elektrolitokban egyenirányító hatásokat mutat. Ismeretes egy korábbi javaslatból oly eljárás is száraz egyenirányító készítésére, melynek során ily elektrolitikus alumíniumoxid rétegre mangánoxid réteget viszünk fel, majd ezt utánformáljuk és kivezető elektródával látjuk el. Az ily módon kialakított száraz egyenirányító kb. 400 V zárófeszültséget mutat fel. Ebből a korábban észlelt jelenségből kiindulva széleskörű vizsgálatokat végeztünk, és rájöttünk arra, hogy ha valamely fém felületét oxidáció, vagy egyéb kémiai kezelés révén valamilyen vegyületté, tehát pl. oxiddá, nitriddé, szulfiddá, vagy szeleniddé alakítjuk át, úgy ez a réteg oly félvezető sajátságokat fog felmutatni, hogy az ily módon kialakított test más anyagból készült, legalább egy félvezető réteggel kombinálva újfajta félvezető eszközként, vagy készülékként alkalmazható. A szóban forgó félvezető test segítségével tehát készíthetünk pl. réteges kristályerősítőket is. Azt, hogy az ily vegyi átalakításon átment fémfelület, teíhát a felületi oxid, nitrid, szulfid vagy szelenid minek köszönheti félvezető sajátságait, még nincsen egészen tisztázva. Oxidfelület esetén pl. valószínűnek látszik, hogy a felületi szigetelő oxidnak a fémből az oxidba lépő elektronok kölcsönöznek vezetőképességet, tehát ezen oxid azáltal válik félvezetővé, hogy fémfelületen foglal helyet. Erre látszik utalni az is, hogy az oxid gyakorlatilag csak a fémfelület felől ereszt át elektronokat, ellenkező irányban nem. Lehet azonban, hogy e félvezető sajátságok nemcsak az említett jelenséggel vannak összefüggésben, hanem azzal is, hogy a kialakított vegyület a réteg teljes keresztmetszetének csupán egy részében sztöchiometrikus összetételű és kisebb, vagy nagyobb részében nem az. Függetlenül azonban attól, hogy ily félvezető sajátságok milyen jelenséggel magyarázhatók, e félvezető sajátságokat kísérleteink során a legkülönbözőbb anyagok esetében észleltük. így pl. a fémes alap lehet alumínium, tantál, titán, cirkon, niob, vagy hafnium, vagy ezek egymás közötti, vagy más fémekkel való ötvözete. Ha ezeken az anyagokon a periodikus rendszer nitrogén (Va), vagy oxigén (Via) csoportbeli elemekkel képezünk vegyületeket, tehát pl. oxid, nitrid, szulfid, tellurid, foszfid, arzenid, szelenid stb. rétegeket alakítunk ki, úgy ezek N-típusú félvezető sajátságokkal fognak rendelkezni. A leírásban a továbbiakban az egyszerűség kedvéért csak nitridről, ill. oxidról fogunk beszélni, ezek alatt azonban mindig nitrogén, ill. oxigén csoportbeli elemekkel képzett vegyületek, tehát nitridek, foszfidok, arzenidek, antimonidok, ill. oxidok, szulfidok, szelenidek, telluridok stb. értendők. A fentebb említett fémeken kívüli más fémek pl. a nikkel alkalmazása esetén az azon kialakított pl. oxidréteg P-típusú félvezető sajátságokat mutat fel. A találmányunk szerinti félvezető testek tehát lehetnek akár N, akár pedig P típusúak. Ha az előzőek szerint N vagy P típusú rétegre egy ellenkező típusú félvezetőt, tehát N-típúsúra P-típúsú, P-típüsúra pedig N-típúsú félvezető anyagot viszünk fel, úgy egyenirányító félvezető eszközt kapunk, ha pedig ezen második félvezető anyagnak külső felületén egy ismét ellenkező típusú félvezető réteget képezünk ki, úgy rétegtranzisztort kaphatunk. Ha a fémlapon levő fémvegyület N-típusú sajátságokkal rendelkezik, úgy arra P-típusú rétegként felviíhetjük a periodikus rendszer IV oszlopa valamely félvezető elemének, pl. germániumnak, vagy sziliciiuminak P-típusú rétegét, fel vihetjük azonban a IV oszlop elemeinek P-típusú vegyületét, pl. germánium és szilícium ötvözetét is. A periodikus rendszer IV oszlopa elemei helyett al-