155160. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szilicium vezérelt dióda "P-N-P-N" átmenet előállítására
3 gyártástechnológiai nehézségeket és selejtnövelő műveleteket, ugyanakkor egyszerű eszközökkel kis selejtszázalékot biztosító gyártástechnológiát, megfelelő paraméterekkel és jelleggörbékkel rendelkező p-n-p-n átmenetek 5 előállítását eredményezi, továbbá lehetővé teszi az átmenetek gyártása során az egyes lépések utáni osztályozásit és ezáltal a selejtszázalék további csökkenését, illetőleg a gyártás nagyfokú gazdaságosságát eredményezi. A ta- 10 lálmány szerinti p-n-p-n átmenetek nagy pozitív és negatív zárófeszültlséggel, ugyanakikor alacsony záróá-raimoklkal, igen jó nyitóirányú és gyújtási tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezt a találmány érteimélben szilícium vezérelt ib dióda p-in-p-^n átmenet előállítására való olyan eljárással érjük el, amelynél önmagában ismert módon ,,p" típusú diffúziós réteggel ellátott „n" típusú szilícium lemezt ,,p-n-p" átmenetté csiszolunk, az átmenetet maratjuk és 20 ellátjuk katód oldali ,,n" típusú réteggel, majd így létesített négyréteget „p" típusú ohmos kontaktusokkal és ,,n" típusú ohmos kontaktusoklkai látjuk el. A találmány aibiban van, hogy a „p-n^p" rétegekkel ellátott szilícium 25 lemezt maratás előtt oxidréteggel vonjuk be, amelyet maratás után eltávolítunk. A találmányt részletesebben a rajzok alapján ismertetjük, amelyeken a találmány szerinti eljárás egyes fázisait tüntettük fel. Ne- EO vezetésen: Az la—le. ábrák szilicium lemez metszetét tüntetik fel három különböző eljárási fázisban. A 2. ábra párologtatott aranyréteggel ellá- 35 totit szilicium lemez metszete. A 3a. és 3b. ábra aranyozott ,,n" típusú ohmos kontaktusok egy-egy metszete. A 4. ábra katódoldali molibdén gyűrű hosszmetszete. 40 Az 5. ábrán az alkatrészek ötvözés alatti elrendezése látható. " A 6. ábra diagramm. A 7. ábra az alkatrészeik keményforrasztás alatti elrendezését tünteti föil. 45 A 8. ábrán a kész átmenet védőréteggel történő bevonása látható., végül: A 9. ábra kész vezérelt dióda metszete. A rajzon azonos hivatkozási számok hasonló részleteket jelölnek. 50 A találmány szerinti eljárás értelméiben az la. ábrán látható 10 szilicium lemez előkészítését kell elvégezni, azaz egyik homloMaioját tükörfényesre polirozni, míg a másiik homloklapot mechanikailag csiszolni és ez utóbbival 55 a 10 lemez végleges vastagságát beállítani. A 10 szilicium lemez ,,n" típusú, fajlagos ellenállása célszerűen 20—300 obmicm, vastagsága pedig 0,16—0,4 num., a vezérelt dióda típusától függően. Az előzőek szerint elkészített 10 le- eo mezt diffúziós kályhába helyezzük, ahol a diffúziós művelet eredményeként kialakul a -i-n-p átmenet. A .,p'* réteg vastagsága 30—80 p, a vezérelt dióda típusától függően. A diffúziót követően az lib. ábrán látható módon a 65 4 10 szilicium lemezen 30 oxidréteget hozunk létre. Megfelelő diífúzáns például gallium alkalmazása esetén ez a réteg a diffúziós művelet alatt is kialakítható. A diffúzió, illetőleg az oxidréteg kialakítása után a 10 szilicium lemez 11 szélét az le. ábra szerinti módon, 101 —60°-os szög alatt, gépi vagy kézi úton le kell csiszolni a vezérelt dióda típusától függően. A csiszolás után a 10 szilicium lemezt a csiszolóanyag maradványainak eltávolítása céljából gondosan le kell mosni, célszerűen ultraszónikus berendezés alkalmazásával. A lecsiszolt 10 szilícium lemezt célszerűen a következő összetételű maróoldatiban maratjuk: ISO cm 3 salétromsav, koncentrált 90 cm3 hidrogénfluorid (48%-os) A «maratási idő 1—20 másodperc a csiszolat méretétől függően. Az oxidréteg a fenti <marószernek ellenáll, így a 10 szilicium lemez csak a csiszolt 11 felületén maródilk. Ennek hatására a zárófeszülitség- és záróáram jellemzőket megf elélő értékre lehet beállítani. A 310 oxidréteget hidrogénfluoridfoan történő maratással lehet eltávolítani, majd megfelelő mosás után az összetartozó zárófeszültség- és záróáram értékek mérhetővé válnak. Ezáltal biztosítható a 10 lemezek ötvözés előtti szelektálása, ami a bevezetésben említett nagy előnyökkel jár. A találmány szerinti eljárás érteiméiben az előzőkben előkészített 10 szilicium lemez katóid oldali felületére a 2. ábra szerinti módon párologtatott 13 aranyrétegét viszünk fel annak érdekében, hogy a katód oldali — a'periodikus rendszer V. oszlopában lévő elemet tartalmazó — aranyötvözet egyenletes oldódását fokozottabban elősegítsük. A találmány szerinti eljárás értelmében a katód oldali ötvözés előtt a 3a. ábrán látható 14 molibdén korong vagy lemez, a 3lb. ábrán látható 16 molibdén pohár és a 4. ábra szerinti kialakítású 16 molibdén katódkontaktus arannyal történő bevo/iását kell elvégezni. A 14, 15, 16 molibdén alkatrészek feladata a szilicium és a vörösréz bázistönk illetve belső kivezetők és forraszanyagok közötti hőtágulási különbségek kiegyenlítése. A 14, 15, 16 molibdén alkatrészek aranyozása forraszthatóságuklat biztosítjia. Az aranyozás célszerűen hidrogén atmoszférában történik az arany olvadáspontjánál (10168 C°) magasabb hőmérsékleten:, például 12100 C°-on, úgy hogy a 14, 15, 16 molibdén alkatrészeik felületére ráhelyezzük a kívánt vastagságnak megfelelő mennyiségű anyagot és az együttest 1:2010 C°-ra hevítjük, miáltal az arany megolvad és szétfolyik a felületen. Az arany egyenletes szétterülését azáltal biztositjuk, hogy a 14, 15, 16 molibdén álfcatrésziek aranyozandó felületeit 2
