150791. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezető egykristályszeletek vékonyítására
» 2 150.791 jes kristály felületét rugalmas filmmel vonjuk be, s ezzel együtt szilárd kötőanyagba ágyazzuk úgy, hogy a marásra kerülő kollektor oldal szabadon maradjon. A rugalmas anyag eltávolítása után a marás már biztonsággal elvégezhető. Egyetlen ragasztóanyag alkalmazásakor különféle nehézségek lépnek fel. A ragasztóanyag kiválasztásánál figyelembe kell venni egyrészt azt, hogy kémiailag" ellenállónak, de könnyen eltávolíthatőnak kell lennie, másrészt azonban szükséges, hogy a kristály beágyazásának hőmérsékletén tenziója kicsiny legyen. Ellenkező esetben a beágyazás során a marandó tiszta felület szenynyeződik a ragasztó anyagával, — amely nem távolítható el oldószeres lemosással, — s a marási felület egyenetlenségét idézi elő. Azok a beágyazó, vagy ragasztóanyagok, melyek a fenti szempontoknak megfelelnek, a feldolgozás hőmérsékletén igen ridegek és mikrorepedéseket tartalmaznak. A marás során részint a repedések mentén, részint a kristály elvékonyítása miatt a marószer megtámadja a kristály éleit és a levédendő felületrészt is. A fenti hibák kiküszöbölését biztosítja eljárásunk az ún. „kettős ragasztással". Az eli minden olyan ragasztóanyag-pár alkalmas, amelyeknek oldószerei között található olyan oldószer, ami jól oldja az egyik anyagot, de ugyanakkor a másikra nézve indifferens, mindkét ragasztóanyagnak ellenállónak kell lennie a marószerrel szemben. A két ragasztóanyag közül az egyiknek követnie kell az eljárás folyamán a félvezető kristályban fellépő hő- és méretváltozásokat. Csak ebben az esetben biztosítható, hogy a marószer ne kerüljön érintkezésbe a diffúziós réteggel. Ezért és a tisztítás gyorsabbá tételéért ezt célszerű vékony rétegben alkalmazni. A fenti követelményeket kielégítő ragasztóanyag-pár pl. a sellak és a picéin. Az első biztosítja a fentebb említett rugalmas anyagot, a második azt a merey és szilárd alapot, amely a kristálylapot egy sík felülethez rögzíti és lehetővé teszi a vékonyítandó felület tökéletes tisztíthatóságát. Mint ismeretes, a sellak jól oldódik alkoholban, viszont a picéin gyakorlatilag oldhatatlan. Rugalmas anyagként alkalmazhatók még: méhvisz, polystirol, celluloid-, nitrolakk, stb. Szilárd alapként használható a kőszénkátrány, pecsétviasz, szurokféleségek, stb. A ragasztási műveletet oly módon végezzük, hogy a levékonyításra váró germánium egykristály korongokat (átmérő 1—2 mm), melyek emitter oldalán a kívánt diffúziós profil van kialakítva, a kollektor oldalán viszont csiszolt felület van, alkoholos sellak oldatba mártva, teljes felületükön vékony filmet alakítunk ki. Száradás után a bevont kristálylapokat piceinezett lapra (bakelit, üveg, teflon, stb.) rakjuk fel úgy, hogy a diffúziós oldal a piceinrétegen feküdjön. Lassan, melegítéssel megolvasztva a piceint, az olvadás hőfokán tartjuk mindaddig, amíg a kristály korongok egyszintbe nem kerülnek az olvadt picéin felszínévei. Az emitter'oldali diffúziós réteg ezáltal teljesen védve van. A beágyazás után alkoholos tisztítással a kristály felületéről a sellak teljesen eltávolítható anélkül, hogy a picéin szennyező nyomai a kollektorfelületre kerülve, egyenetlen felületi struktúra kialakulását idézhetnék elő. A kollektor és emitter oldal szemmel történő megkülönböztethetőségét a leírt ragasztási eljárás a marás során biztosítja. Mivel a kristály korongok szintben vannak a piceinréteggel és egy aránylag rugalmas bevonat borítja a germánium kristályt (a marandó felület kivételével), a szelet marásánál ismert élhatás megszűnik, s ezáltal a középső terület jobban és egyenletesen maródik. Mintegy 10—15 /'-os perem képződik, ami azon kívül, hogy szemmel jól látható különbséget ad az emitter és kollektor oldal között, mechanikailag ellenállóbbá teszi a vékony kristályokat a töréssel szemben. A kristálykorongok levékonyítására használható egyik módszer, amelynek marási sebessége jól kézben tartható, a hőfok, marási idő, marószer összetételének pontos betartásával, a következő: 15 ml jégecet, p.a. 25 ml cc HNO3, P-a. 17 g 48%-os H2 F 2 , p.a. szilárd jód (jodum resublimatum), a savkeverékben, 20 C°-on telített oldata. Marószerként alkalmazható még minden olyan savas, vagy lúgos oldat, amely a germániumot az adott orientációban egyenletesen oldja, mint pl.: CP4: 15 ml jégecet, p.a. 1 g Br2 , p.a. 25 ml cc HNO3, P-a. 17 g 48%-os HF, p.a. vagy: 19 g 3'0%-os H2 0 2 p.a. 22 g 38%-os H2 F 2 , p.a. 63 g H2 0 (desztillált) stb. A marási idő megválasztásával a kívánt rétegvastagság biztosítható, 20—15 /'-ig. A marási reakciót vizes öblítéssel szakítjuk meg. A piceint CCI4-0S oldással, a sellakot alkoholban való melegítéssel távolítjuk el. Az elvékonyítási eljárással kialakított makroszkopikus struktúra a készülő tranzisztoron is megmarad, amely a szerelés egyes műveleteit is ellenőrizhetővé teszi. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás vékony félvezető (germánium, szilícium, intermetallikus anyagok), kristálylapok előállítására, azzal jellemezve, hogy a kívánt kristályméretek és makroszkopikus struktúrák kialakítása valamilyen kémiai marási (savas, lúgos stb.) eljárással történik, amelyre jellemző, hogy a kristálylapot kettős beágyazással preparáljuk, melyek közül egy belső vékony, rugalmas réteg védi a kristálylap éleit és ennek diffúziós oldalát a marószerrel szemben, valamint megakadályozza a marandó felület szennyeződését a preparálás fázisában, oly módon, hogy a külső, ridegebb
