155160. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szilicium vezérelt dióda "P-N-P-N" átmenet előállítására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1966. XII. 20. (VI—529) Közzététel napja: 1968. IV. 30. Megjelent: 1969. V. 20. 155160 Szabadalmi osztály: 21 g 1—16 Nemzetközi osztály: H 01 1 Decimái osztályozás: Feltalálók: Tulajdonos: Salániki Tibor oki. gépészmérnök, 25%, Molnár István oki. villamos- Villamosipari Kutató Intézet, mérnök, 20%, dr. Luikáos József oki. gépészmérnök, 15%, Jókuthy Zoltán Budapest oki. gépészmérnök, 8%, Pálfy Miklós oki. villamosmérnök, 8%, Joó Oszkár technikus, 8%, Hermann Tibor szakmunkás 8%, Erős István technikus, 8%, Budapest Eljárás szilícium vezérelt dióda „P-N-P-N" átmenet előállítására 1 A találmány eljárás szilícium vezérelt dióda p-n-p-n átmenet előállítására. ViliágviszonylatSban az erősáraimú ipar legkorszerűbb félvezető eleimé a jelenleg kialakulóban lévő vezérelt dióda, melynek leglényegesebb alkotója a vezérelhetően egyenirányító pMnnp-n átmenet. Ezt az „n" típusú szilicium lemezbe a periodikus rendszer III. oszlopába tartozó elemnek, célszerűen alumíniumnak, arzénmaik, vagy galliumnak a dififúziója, valamint a periodikus rendszer V. oszlopában lévő elemet tartalmazó aranyötvözet beötvözése révén állítják elő. Az „in" típusú szilícium leimez a lld kristálysíWkal párhuzamosan van fűrészelve, hogy ezáltal biztosítható legyen a diffundáló elem egyenletes behatolása, valamint a periodikus rendszer V. oszlopában lévő elemet tartalmazói aranyötvözet egyenletes oldódása, mivel az Ilii kiristálysSkck természetes szintező hatással rendelkeznek. A p-n-p-m átmenet ohmos csatlakozásait részben a periodikus rendszer III. oszlopában lévő elemet tartalmazó aranyötvözet, részben alumínium, illetve alumíniumötvözet segítségével készítik az ötvözéssel egyidejűleg egy, vagy két lépéses hőkezelés alkalmazásával. Ennek az eljárásnak hátránya, hogy nagy belső feszültséget okozhat, ugyanaíklkor a periodikus rendszer V. oszlopában lévő elemet tartalmazó aranyötvözet aránylag magas hőmérsékleten történő ötvözése során az arany gyors és egyenlőtlen diffúziója miatt igen nagy selejtszázalék adódik a p-n-p-n átmenetek előállítása során. 5 A kész p-n-p-n átmeneteket a pozitív és negatív záróiirányú feszültség növelése, illetve a vonatkozó záróáraimok csökkentése érdekében kórmaí, vagy elektrokémiai maratással, esetleg a kettő kombinációjával formálják. Ez 10 különösen p-n-p-n átmenetek esetén igen körülményes, ugyanakkor a maratások csökkentik a katód oldali „p" réteg eredeti, vastagságát, ezáltal a réteg átlagikoncentrációját a vezérlő elektróda és katód átmenet vonatkozá-15 sában. További nehézséget jelent az, hoigy a maró folyadékok visszamaradt részeinek tökéletes eltávolítása p-n-p-n átmenet esetén igen nagy technológiai problémát jelent s nagyban növeli a selejtszázalékot. 20 A maratások után a felületi viszonyok stabilizálása érdekében a p-n-ip-n átmeneteket különböző 'anyagokkal vonják be. A megfelelő anyag kiválasztása, valamint azok felviteli módjának kidolgozása gondos körültekin-25 test igényel, unert az átmenetnek a különböző ohmos kontaktusok segítségével történő tofcbafcrrasztása elég magas (150—2&0 C°) hőigénybevételefcet tesz szükségessé. A találmány kiküszöböli az eddig isimert 30 hátrányokat, továbbá a fentiekben vázolt 155160