158127. lajstromszámú szabadalom • Szilicium alapú nemlineáris félvezető ellenállás
SXABADALMI 158127 MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY JÉfek Nemzetközi osztályozás: H 01 c 7/10 w!w Bejelentés napja: 1968. VII. 08. (MA—1866) ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: 1970. VII. 13. Megjelent: 1971. VI. 15, U ^' J N á • / V,^ * 11! j i i n ji "A *.*•"" Feltalálók: Forgács Gábor fizikus, Lőriiiczy András fizikus, Németh Tiborné vegyész, Hubai Mihály technikus, Kari Ferenc technikus, Budapest Tulajdonos: MTA Műszaki Fizikai Kutató Intézete, Budapest Szilícium alapú nemlineáris félvezető ellenállás A találmány tárgya szilícium alapú nemlineáris félvezető ellenállás. Mint ismeretes, nemlineáris félvezető ellenállásoknak, „varisztoroknak" az olyan ellenállásokat nevezik, amelyeknek áramfeszültség karakterisztikája makroszkopikusan változatlan -hőmérsékleten eltér az egyenestől. A szimmetrikus varisztorok áramfeszültség karakterisztikája független a ráadott feszültség irányától. A korszerű elektronikában nagyon széles körben használnak varisztorökat, például kis teljesítményű és kis feszültségű készülékek védelmére túlfeszültség ellen, szikrakioltásra kontaktusok nyitásánál, mechanikus és elektromos menynyiségek szabályozására, feszültségszabályO'ZÓkban stb. A varisztorok előnye, hogy nemlínearitásukat nem az áram hőhatása okozza, ennélfogva nincs hőtehetetlenségük. A szimmetrikus varisztorok eddig gyakorlati célokra kizárólag szilíciumkarbidból készültek, és előállításuk bonyolult műveletek sorozatából állt. (Lásd: W. W. Passynkow, C. A. Saweljew és L. K. Tschirkin: „Nichtlineare Halbleiterwiderstände", Leipzig 1965, 25—49. oldal). A szilíciumkarbidból készült varisztorok általában porózus szintereit anyagúak, és így élettartamuk a modern félvezető eszközök élettartamához képest kicsi. További hátrányuk, hogy nem alakít-10 15 20 25 :;o 2 hatók ki az integrált áramköröknél alkalmazott, szokásos technológiákkal. A szilíciumkarbidnak más anyagokkal való helyettesítésére irányuló próbálkozások eddig nem vezettek tartós, gyakorlatilag hasznosítható eredményre (i. mű 37— 38. oldal). Találmányunk szerinti szilícium alapú nemlineáris félvezető ellenállás a fenti hátrányokat kiküszöböli. Találmányunk azon a felismerésen ailapul, hogy ha 0,2 ohm. cm-nél kisebb fajlagos ellenállású, ennélfogva a szokásos félvezető eszközök céljára általában alkalmatlan n típusú szilíciumtest felületének egy részén 5—400 angstrom vastagságú oxidréteget hozunk létre, majd a szilíciumtest oxidált felületére kontaktusnak fémréteget választunk le, akkor a fémréteg és a szilíciumtest között olyan határréteget kapunk, amelynek villamos karakterisztikája I=Ua alakú, ahol a értéke 1 és 10 közé esik. Ily módon tehát nemlineáris félvezető alapú ellenálláshoz jutottunk, amelyben az áram külső feszültség hatására a fémrétegből az oxidált határrétegen keresztül folyik a szilíciumtestbe. Találmányunk tehát szilícium alapú nemlineáris félvezető ellenállás szilíciumtesttel, két fémkontaktussal és azokhoz csatlakoztatott kivezetésekkel. A találmány abban van, hogy a 0,2 ohm.cm-nél, előnyösen 0,05 ohm.cm-nél kisebb fajlagos ellenállású n típusú szilíciumtest felüle-158127
