173621. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés félvezető eszköz előállítására
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG A SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY 173621 Bejelentés napja: 1975.IX.17. (MA-2718) Nemzetközi osztályozás. H 01 L 21/324 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI Közzététel napja: 1978. XII.28. ' * ^;.ii ' .... HIVATAL Megjelent: 1980. III.31. Feltalálói k) : Barna Árpád, oki. villamosmérnök, 30%, dr. Beleznay Ferenc, oki. fizikus, 20%, Mojzes Imre, oki. fizikus, 20%, dr. Barna Péter, oki. tanár, 15%, Stark Gyula, technikus, 15%, Budapest Szabadalmas: Magyar Tudományos Akadémia Műszaki Fizikai Kutató Intézete, Budapest Eljárás és berendezés félvezető eszköz előállítására 1 A találmány tárgya eljárás és berendezés félvezető eszköz — különösen Gunn-, IMPATT- vagy Schottky-dióda - előállítására. A találmány szerinti eljárás alkalmazható több kivezetéssel rendelkező Gunn-logikai-elemek előállítására is. g A félvezető eszközök megfelelő villamos karakterisztikájának az az egyik feltétele, hogy a dopolóanyag koncentrációs profilja megfelelő alakú legyen. Azoknál az eljárásoknál, amelyeknél a koncentrációs profil kialakítása az alapkristály és a dopolóanyag szilárd fázisának érintkezésével kezdődik, a kialakulóprofilt elsődlegesen a hőkezelés (hőkezelések) módja, azaz hőfoka, a felfűtés sebessége, a hőntartás ideje, stb. határozza meg. A szokásos eljárásoknál a kontaktus beötvözését megvalósító hőkezelés után az egyes ^ g elektródák kialakítása, valamint a félvezető morzsa (chip) mechanikai stabilitást biztosító rögzítése külön - esetenként nehezen vagy egyáltalán nem kontrolálható - hőkezelési lépésekkel jár, amelyek az előzőleg optimálisra kialakított koncentrációs profilt hátrá- 2q nyosan megváltoztathatják. Ennek következtében a gyártásnál nagy a selejtszázalék. Felismertük, hogy a félvezető eszközök gyártásánál az elkészített félvezető morzsa geometriájának szórása, a tokba való behelyezés és az érintkezés 25 bizonytalanságai miatt, az egyes félvezető eszközöknél más és más hőkezelést kellene alkalmazni. A találmány szerinti megoldással ezt a problémát úgy oldjuk meg, hogy az összes hőbehatást igénylő műveletet egyidejűleg, a folyamathoz szükséges hőmérsék- gg letü, beállítható felfutási meredekségű egy vagy több hőimpulzussal végezzük el. Minden egyes hőimpulzus után mérjük az eszköz egyik villamos paraméterét, és a mérés eredményétől függően további hőimpulzust alkalmazunk mindaddig, amíg a kívánt paraméterértéket el nem érjük (hőtrimmelés). A találmány tehát egyrészt eljárás félvezető eszköz - különösen Gunn-, IMPATT- vagy Schottky-dióda — előállítására, amelynek során epitaxiális félvezető szelet két szembenfekvő felületére kontaktusanyagot viszünk fel, majd a szeletből szelektív marással és darabolással morzsákat alakítunk ki. Ezután a morzsát találmány szerint egyik kontaktusanyaggal ellátott felületével az eszköz tokjába helyezzük, a morzsa másik kontaktusanyaggal ellátott felületével kivezetést érintkeztetünk, majd ez elrendezést egy vagy több hőimpulzussal hőkezeljük, mimellett valamennyi hőimpulzus után mérjük az eszköz legalább egy villamos paraméterét, ezután a tokot önmagában ismert módon hermetikusan lezárjuk. A találmány szerinti eljárásnál a hőkezelést a választott anyagok és geometria által meghatározott paraméterű hőimpulzissal végezzük el. Előnyös, ha a hőkezelést 200—1000 C° csúcsértékü és 100-400 C°/sec felfutási meredekségű egy vagy több hőimpulzussal végezzük. A hőkezelést a találmány szerint különösen előnyös hidrogén atmoszférában végezni, mivel a hidrogén jó hővezető tulajdonsága folytán elősegíti a hőimpulzus gyors lefutását. A találmány másrészt berendezés a találmány szerinti eljárás foganatosítására. A berendezésnek zárható mikrokemencéje van, amely mikrokemence az eszköz tokjának befogására kialakított hővezető anyagú testet és a testhez csatlakoztatott vezérelhető 173621
