152739. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és eszköz félvezető egyenirányító átmenetek és ohmikus kontaktusok készítésére
"'..".•/ ' 3 helyezzük el az oxidburkolatos ötvözőt — tehát pl. a gallium' tartalrM indium testet — a csatorna alsó vége alá kis fészekbe pedig a germánium-lapot. Ilymódon a nem fémtiszta felületű ötvözőt és félvezetőt egymástól téirbelileg elkülönítettük. A hőmérséklet fokozatos növelésével — redukáló áramban — először az ötvöző olvad meg, de a rajta levő oxidhártya alaktartó, és ezért nem tud csepp alakot felvenni és a csatornánkét súlya következtében a germánium-lap felületére esni. A hőmérséklet további növelésével a Ge felületi oxidrétége megszűnik és így az ötvözés céljára megfelelő tisztaságúvá válik, valamivel később az ötvözőt bevonó oxidréteg is redukálódik, a felületi feszültség a már régebben megolvadt ötvözőt — csepp alakra-összehúzza, s mivel ennek.átmérője egyezik a csatorna átmérőjével, a már tiszta fémfelületű ötvözőcsepp a csatornán át a germánium tiszta felületére esik; ezáltal az érintkezés és az ötvözés a kívánt minőségben megtörténik. Először tehát a félvezető (Ge) felületének tökéletes redukálása szükséges, melynek megtörténte után cseppen arra az időbeli sorrendiben később redukálódott felületi ötvöző pl. a 0,5% Ga tartalmú In. Az előbbiekben vázolt találmányi gondolatunk jobb megérthetősége céljából, azt az alábbiakban leírt két kiviteli példában részletesen ismertetjük: 1. példa: Kialakítunk pl. grafit, zafír, stib. testben 1. ábra, 1 fészket, melybe elhelyezzük az ötvözésre kerülő 2 félvezető testet, pl. Ge-t. Ezien fészekre reáhelyezzük — az említett anyagból készült — 3 zárótestet, melyben függőleges vagy ferde 4 furatot képezünk ki a fészekben levő félvezető test felett. A ferde, vagy miegtört furat nagyobb tömegű cseppeknél az ötvözőcsepp esési sebességének fékezésére szolgál. A furat felső 5 részét tölcsérszerűen alakítjuk ki, ahová 6 ötvözőt pl. min. 0,01% Ga-t tartalmazó imdiumból készült-'tárcsát helyezünk. Az ötvözőt célszerűen a szükséges fémek porainak megfelelő keverése után, sajtolással és zsugorítással képezzük ki. (Természetesen az ötvözőt a szokásos olvasztásos eljárással is készíthetjük.) A leírt módon összerakott ötvöző eszközt redukáló gázban, pl. hidrogénben vagy N2 +H 2 gázkeverékben hevítjük. Az indiumötvözet 155 C° körül megolvad, die alakját megtartja a felületét bevonó oxidréteg következtében, kb. 450 C°-on a 2 félvezetőtest (Ge) felületének oxidrétege redukálódik, s nem sokkal nagyobb hőmérsékleten pedig az olvadt ötvözőt bevonó oxidréteg is. Ekkor az, olvadt ötvöző csepp alakot vesz fel, (lásd 2. ábra) 4 furaton átesik a 2 félvezetőtest felületére, ahol megfelelő alakban és nagyságban az ötvözést a két test felületén lehetővé teszi, (lásd 3. ábra). A 3. ábrán — a könnyebb áttekinthetőség céljából — a (Ge) félvezető egyik oldalán történő Ötvözéshez alkalmas eszköz látható; tranzisztor kialakításához a félvezetőt (Ge) tartalmazó eszközrész, az ötvözőt (In) tartalmazó — tehát a felső — részhez hasonló kiképzésű. 4 2. példa: Nagyobb átmenetek előállítására a 4. ábrán látható kialakítású eszközt használjuk. Itt a nagyobb tömegű indium ötvözőt a súlya átkényszerítené — az ötvöző gömbalakra számí-5 tott átmérőjének megfelelő nagyságú — furaton, még az oxidréteg megszűnése előtt, ezért ez esetben a 4 furat átmérőjét kb. 20%-kal kisebbre alakítjuk ki, mint az ötvöző tömegének 'megfelelő gömb átmérője. A furat, 7 alsó része, 10 ismét tölcsérszerű, nagyobb, ezáltal biztosítjuk a nagyobb méretű és alakú átmenet létrejövését. ' • / A leírt módon sikerült elérnünk az ötvözésre kerülő testek térbeli elkülönítését, ötvözéskora 15 tökéletes oxidnélküli felületeket, azonkívül a kellő alakú és nagyságú ötvözési érintkező felületek kialakítását és mindezek eredményeként sík és tökéletes ötvözést. Különösen hangsúlyozzuk eljárásunk azon előnyét, hogy semmilyen 20 külső — pl. mechanikus, — beavatkozásra nincs szükség a két test — az ötvöző és a félvezető — érintkezésének létrehozására.. Ezt az ötvöző súlya végzi; továbbá az érintkezés csak akkor történhetik meg, ha már a felületi oxidréteg re-25 dukcióját előzetesen biztosan megvalósítjuk. Szabadalmi igénypontok: 30 1. Eljárás félvezető egyenirányító átmenetek és öhmikus kontaktusok előállítására, a félvezető és a szokásos — Pb, Bi, Sn, TI, In, — ötvözök, mely ötvözőket célszerűen a szükséges fémek megfelelő összetételű porainak keverése 35 után sajtolással és zsugorítással képezünk ki, a két fém térbeli elkülönítését (az ötvözés előtt) biztosító eszközben; — melyben az ötvözőt a félvezetőtől függőleges és/vagy ferde csatorna választja el —, redukáló gázban — pl. hidro-Í0 génben — azzal jellemezve, hogy a hőmérséklet emelésével megolvasztjuk először az ötvözőt olyan hőmérsékleten, hogy az azt bevonó oxidréteg alaktartó tulajdonsága miatt, az ötvöző és a félvezető ezen a hőmérsékleten tér-45 belileg elkülönítve maradjon, majd a hőmérséklet további növelésével az ötvöző és adott esetben az ötvözendő oxidrétegét megszüntetjük és az ötvözőt csak ezután — csepp alak felvétele után — a csatornán át a félvezető felületére 50 juttatjuk. 2. Az 1. igénypontban leírt eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a szükséges redukáló atmoszféra előállítására N2 -f-H 2 gázkeveréket használunk. 55 3. Az 1.—2. igénypontban leírt eljárás azzal jellemezve, hogy az ötvöző min. 0,01% gallium (Ga) tartalmú indium (In) ötvözet, a félvezető pedig germánium (Ge). 4. Az 1.—3. igénypontban leírt eljárás foga-60 natosításához alkalmas eszköz, mely — célszerűen grafitból vagy zafírból készül — alsó és felső részből áll, és az alsó részben a félvezetőtest befogadására egy vagy több fészek van kialakítva, azzal jellemezve, hogy a félve-65 zetőt magába záró fészek (1) felett a felső rész-2
