155160. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szilicium vezérelt dióda "P-N-P-N" átmenet előállítására
155160 megfelelő módon feldurvítjuk, úgy hogy a megolvadt arany felületi feszültsége minimálisra csökkenjen. Kísérleteink szerint az aranynak fenti módon történő felvitele az arany diffúziója révén tökéletes kötés't eredményez. 5 Molibdén helyett színterelt fém, illetve fémötvözet például AgW is alkalmazható. A színterelt anyagnak jó elektromos és hővezető képességgel kell rendelkezni, továbbá a hőtágulási együtthatójához csak kisimértékíben sza- 10 bad eltérnie a szilioium hőtáguMsi együtthatójától. A találmány szerinti eljárás értelmiéiben az 5. ábrán látható összeállításiban kerülnek az alkatrészek a katód oldali ötvözésre illetve 15 kontakltirozásra. 20 graifitiformátoan kimunkált üregben alul helyezkedik el a 14 molibdén korong, aranyozott felével lefelé. A 14 molibdén korongra 21 grafit távolságtartó segítségével alummiumlból, vagy alumínium-sziliciuim 20 ötvözetből készült 17 korongot helyezünk. A 17 alumínium vagy alumínium-szilieium korong felületéről a szennyezéseiket Ötvözés előtt kémiai úton, például hidrogénfluoridiban történő maratással távolítjuk el, majd a 17 25 korongot a maró oldat ím aradványainak eltávolítása érdekében gondosan lemossuk. A 17 alumínium, vagy alumínium-szilieium korongra helyezzük az előzőkben leírt módon előkészített 10 szilícium lemezt, majd 22 grafit 30 távolságtartó segítségével az antiimont tartalmazó' 18 aranykarikát. A 18 aranykarika felületén lévő szennyezésekét az ötvözés előtt kémiai úton, például hidrogénifluoridban történő maratással távolít- 25 juk el, majd gondosan lemossuk a maró' oldat maradékainak eltávolítása érdekében. A továbbiakban grafitból, vagy más, az aranyat nem nedvesítő anyagból, például kerámiából készült 28 ötvöző betétet helyezünk 40 a 18 aranykardkára, ezt követően 24 grafit távolságtartó közbeiktatásával az alumínium vagy aluimínium-szilicium ötvözetből készült 19 korongot rakjuk be. A 19 korongot Ötvözés előtt kémiai úton 45 megtisztítjuk, például hidrogénfluoridiban történő maratással, majd gondosan lemossuk a maró oldat maradványainak eltávolítása érdekéiben. A 19 korongra helyezzük a 15 molibdén po- 50 harat, rniajd arra 215 grafit közbetétet. Végül nikkelből, vagy más fémből készült 28, 27, 218 ötvöző súlyokat helyezünk Ibe. Az így össze^ állított együttest nagyvákuumterű ötvözokályhába helyezzük és a 6. ábrán látható, egy- 55 mást követő két hőifokprogiraimot hajtjuk végre, amikor is megtörténik a 18 aranykarika ötvöződése, valamint a 14, 15 molibdén kontaktusoknak alumínium vagy alumínium-szilícium ötvözettel történő keményforrasztása. 60 Az ötvözés időtartama alatt a vákuum értéke célszerűen 5xl0-4 — SxlO -6 Hgmm. Az I első hőfokzóna maximuma diódaitípustól függően 350'—700 C° és a •hőntartás időtartama 5—15 perc ti. A második II hőkezelés maximu- 65 ma célszerűen 6:50—000 C° közé esik és a hőntartás ti2i időtartama 0,5-—5 perc a dióda típusától függően. A katód oldali ohmos 16 kontaktust keményfoirirasztással kötjük az együttesthez. Az előző I, II kettős hőkezelés alatt elkészült együttest a 20 grafiltUömib üregélbe helyezzük, majd 31 grafit gyűrű segítségével a különleges kialakítású 18 katód kontaktust helyezzük be, amelyre 29 nehezéket, teszünk (7. ábra). Célszerű, ha a különleges kialakítású 16 katód kontaktust molibdénből vagy színterelt fémből, például AgW alakítjuk ki. A 16 kontaktusnak 32 belső elvezető felöli oldalát a további fonraszltihatóság érdekéiben aranyozással kel ellátni. Katód oldali homloklapját célszerűen nikkellel galvanizáljuk annak érdekében, hogy az ötvözéskor kialakult Au-Si-Slb eutektikumhoz jól kössön. A nikkelezés előtt a jobb kötés érdekében célszerű párologtatott arany rétegeit létrehozni, amelyet hidrogénatmoszférában égethetünk, be. A katód kontaktus keményforrasztását III hőkezelésben ugyancsak vákuumban, célszerűen 5x! 0~4—5xl0~ß Hgmm tartományiban és a diódatípustól függően 360'—550 C° hőfoktortományban végezzük. A forrasztás időtartama célszerűen 10—60 perc. A kész p-n-p-n átmenet tehát háromlépcsős hőkezelés révén jött létre. Ez az eljárás nagyban csökkenti a gyártási selejtet. Ugyanis az első, viszonylag kis hőmérsékleten végzett I hőkezelés az AuSlb és az alumínium, illetve alumínium-szilieium korongok egyenletes oldódását segíti elő, mélyet nagy mértékiben biztosít az a tény is, hogy külön grafit- illetve más, például A^Os-böI készült 2l3 ötvöző korongot alkalmazunk, ugyanis ezek tökéletes plánparalelitáséval biztosítható a tökéletes oldódás. A második II hőkezelés az ötvözési mélységet határozza meg, továbbá biztosítja az alumínium, illetve az alumínium-szilicium és molibdén 14, 15 kontaktusok, kötését. A harmadik, egyben legkisebb, hőmérsékleten végzett III hőkezelés a nikkelezett 16 katód kontaktus keiményforrasztását biztosítja, melynek különválasztásával — az előzőekben elmondottakon kívül — elérhető, hogy az átmenetben ébredő mechanikai feszültségek minimumra csökkennek. Az ötvözésnél és keményiforr.asztásmál használt vákuuimterű ötvözőkályhához önmagában ismert módon túlnyomásos védőgázas kezelőfülke csatlakozik. Ez biztosítja, hogy a második és harmadik II illetőleg III hőkezelés között — amikor a készülő átmenetet a 16 katód kontaktussal való kiegészítés céljából a kályhából ki kell venni — az átmenet alkotói csak a meghatározott tisztaságú védőgázzal érintkezhetnek. A kész átmenetet a 8. ábra szerinti felületeken 33 védőréteggel látjuk el. E célra a 0—5% higroszköpikus anyagot tartalmazó nagy hőállóságú lakkot,' illetve ilyen lakk valamelyik oldószeres oldatát alkalmazzuk. A 3
