162828. lajstromszámú szabadalom • Eljárás idegen anyag félvezető test felületi rétegébe meghatározott alakzatban történő bevitelére

162828 vitt idegen anyag egy része a megolvadt csatornába jut. Ha az idegen anyag az alapkristály típusától függően p- vagy n-itípusú szenynyező anyag, p-n átmenetek, ha pedig fém, vezető csatornák, illetőleg kontaktusok állíthatók elő ilyen módon. A létrehozandó p-n átmenet, illetőleg vezető csatorna alakját a tűpár elhelyezésével befolyásolhatjuk. A találmány tárgya tehát eljárás idegen anyag félvezető test felületi rétegébe legalább egy közel egyenes szakaszból álló alakzatban történő bevitelére, és az jellemzi, hogy a félvezető test felületén a szakasz egyik végéhez közvetlenül, másik végéhez pedig az idegen anyagon keresztül egy-egy fém tűt csatlakoztatunk, ezután a tűkre legalább egy feszültségimpulzust adunk, majd a tűket eltávolítjuk. A találmány szerinti eljárás előnyei az ismert eljárásokhoz képest a következők. A p-n átmenetek, illetőleg vezető csatornák közönséges szobalevegőn készülhetnek; az eljárás során a félvezető test nem melegszik fel, gyakorlatilag szobahőmérsékleten marad; az eljáráshoz szükséges berendezés egyszerű és olcsó, lényegében egy impulzusgenerátor és két volfrám tű; az eljárás egyszerűségénél fogva igen könnyen automatizálható és tömeggyártásra különösen alkalmas; a kis méretek miatt igen nagyszámú p-n átmenet készíthető a félvezető felületegységen, ami a miniatürizálás és anyagtakarékoság szempontjából előnyös; igen jól adaptálható az integrált áramkörök eddigi gyártástechnológiájához, mivel módot nyújt miniatűr p-n átmenetek és fémes átkötések, illetőleg ellenállások utólagos beépítésére különféle geometriai alakzatban; végül pedig az eljárás módot nyújt olyan új félvezető eszköz építésére, amely az integrált áramkör és a diszkrét dióda, illetőleg a tranzisztor között foglal helyet, mint például egyetlen félvezető lapkára épített VAGY/ÉS kapuk vagy más digitális logikai elemek. A találmányt a továbbiakban a rajz alapján" ismertetjük. A rajzon a találmány szerinti eljárás foganatosítási módjának elvi vázlatát szemléltetjük. A rajzon az egyes elemek — a jó láthatóság céljából — nem a valóságnak megfelelő méretarányban vannak feltüntetve. Az ábrán n- típusú Ge félvezető 1 test felületén kerülnek kialakításra a p-n átmenetek. Az 1 test felületének egy részére — célszerűen párologtatással — 1—2 mikron vastag p-típusú szennyező anyagból való, például indium 2 réteg van f elvive. A 2 rétegre egyik 3 tűt, a félvezető 1 'test felületére pedig másik 4 tűt helyezünk. A 3 és 4 tűk anyaga pl. volfrám lehet. A 3 és 4 tűk 5 impulzusgenerátor kimeneteire vannak kapcsolva, célszerűen áramkorlátozó 6 ellenállás közbeiktatásával. Á szennyező anyag jobb behatolása érdekében a szennyező anyagra helyezett 3 tű van, az 5 impulzusgenerátor pozitív polaritású kimenetéhez kapcsolva. A 3 és 4 tűk hegyének sugara kb, 15—40 mikron. A tűk helyének egymástól való távolságát a kívánt p-n átmenet alakjának és nagyságának megfelelően, előnyösen 80 és 500 mik-5 ron között kell megválasztani. Az 5 impulzusgenerátor háromszög vagy fűrészfog alakú feszültségimpulzusainak csúcsértéke 100—500 Volt, szélessége pedig 100 — 500 mikrosec, előnyösen 200 mikrosec. A talál-10 mány szerinti eljárás foganatosítására alkalmazható impulzusgenerátort ismertetnek a Híradástechnikai folyóirat XIX. évf. 8. számában. 15 A 3 és 4 tűkre az 5 impulzusgenerátorral ráadott egy vagy több — célszerűen háromszög vagy fűrészfog alakú — feszültségimpulzus hatására a tűk 'hegye közötti közel egyenes 7 szakaszon a félvezető test megolvad, és 20 a megolvadt részben a 2 rétegből szennyező anyag kerül. Kis tűtávolságoknál a 7 szakasz megolvasztására egyetlen impulzus elegendő. A bevitt szennyező anyag mennyisége és bizonyos fokig 25 a keletkezett csatorna szélessége az alkalmazott impulzusok számával befolyásolható. A kb. 30—50 mikron széles és 80—500 mikron hosszú megolvasztott csatornán kívül a félvezető 1 test gyakorlatilag nem melegszik fel. 30 A csatornák közötti minimális távolság a megfelelő kristálytani irányok esetén kb. megegyezik a csatorna szélességével. Ebből következő előny a kis méret és a gazdaságos anyagfelhasználás, pl. 5 mm hosszú félvezető lap-35 kára egy sorban 50 darab p-n átmenet készíthető különösebb nehézség nélkül. Az ismertetett eljárással p-n átmenet helyett villamos kötések (rövidzár) készíthetők a félvezető felület egyes pontjai között, ameny-40 nyiben nem szennyező jellegű anyagot, pl. Ge és Si esetében tiszta ónt juttatunk megfelelő mennyiségben a megolvadt csatornába. Ilyenkor a tűtávolság fokozatos növelésével, ill. a tűpár áthelyezésével több mm távolság is át-45 hidalható. Megfelelően ellenőrzött mennyiségű Sn vagy más fém bevitelével, egyébként változatlan eljárással ellenállások és kontaktusok is készíthetők. 50 Hosszabb és esetleg nem egyenes, hanem attól eltérő alakzatú vezető csatorna (rövidzár) találmányunk szerinti előállításának egyik módja, ha az első közel egyenes szakasz fent leírt előállítása után a 3 tűt helybenhagyjuk, 55 a 4 tűt pedig a tervezett második szakasz végpontjára helyezzük át, majd a tűkre feszültségimpulzust adunk. Ilyenkor a termikus letörés és így a vezető csatorna az elkészült első szakasz végpontja és a 4 tű hegye közötti 60 szakaszon jön létre, feltéve, hogy a két szakasz által bezárt szög nem túl kicsi, célszerűén, nem kisebb mint 90°. Ha a második szakaszt az elsőhöz képest hegyesszögben kívánnánk elhelyezni, akkor a termikus letörés 65 következtében kialakuló csatorna helye bizony-2