149027. lajstromszámú szabadalom • Germánium teljesítménydióda és eljárás annak előállítására

149.027 3 10—ÍO'O mA nagyságrendű. Az ismertetett elektrolitikus maratás előnye, hogy a p—n átmenet kerületén kialakuló maratási árokban a forgatás következtében hosszirányban áramlik az elektrolit és ebből kifolyólag a kerület mentén egyenletes mélységű és keresztmetszetű, simafalú árok alakul ki. Ugyanezt a célt siolgálja a maratógyűrű is, mivel így a forgatás .miatt minden kerület elem egyenletesem maradik, még a gyűrű kisebb excentricitása esetén is. A forgatás további előnye, hogy az elektrolitot a germánium felületén állandóan cseréli és ezáltal annak, helyi kimerülését meggátolja. Az elektrolitikus maratás után mosás, öblítés és vákuumszárítás után lemérhető a maratás hatása. A záróirányú karakterisztikában az áramcsökkenés kb. 30—60%-os. Ezután előzőleg 120 C°-os vákuumszárítást alkalmazunk, majd a 7. ábra szerint a 18 szilikonlakkal bekenjük a szabad germániumfelületet és az 5 fémpohár oldalát. Ujabb hőkezeléssel a sziliikonlakk-réteget levegőn ráégotjük a p—n átmenet felületére, ahol az üvegkemény felületet alkot és a p—n átmenetet megvédi az esetleges nedvességtől. Másik szerepe az, hogy a p—n átmenet tokba forrasztásánál — tekintettel arra, hogy a bázistönkre forrasztás és a flexibilis kivezetés pohárba forrasztása egyetlen folyamatban történik — a szilikonlakk meggátolja, hogy forraszanyag kerüljön a germánium felületére és ezzel jelentős selejtcsökkentő hatása van. A készre szerelt dióda hosszmetszete és részbeni nézete látható a 8. ábrán. A tokozást megelőzően a p—n átmenet aljáról hőfolyamat segítségével eltávolítjuk az 5. és 6. ábrákon megjelölt 13 nikkellapot, tekintettel arra, hogy szerepét már betöltötte és a továbbiakban már nincs rá szükség. A 19 forrasztóanyaggal, mely a 12 forrasztóanyaggal (5. ábra) azonos összetételű, az előnedvesített 26 vörösréz bázisitönköt, a p—n. átmenetet, valamint a 20, 21 és 22 jelű alkatrészekből álló vörösréz kivezető egységet egyetlen lépésben forrasztjuk össze szabad levegőn. Itt kell megjegyezni, hogy a 20 rugózó káfoelrész az 5 fémpohárban fekvő tömörített része a 6 forraszanyaggal van beforrasztva. A 23 vörösréz átvezetőeső a 24 szigetelőanyaggal (pl. zománc) van kötve a 25 vörösréz, sapkához. A sapka és a bázistönk egymásnak fekvő peremeit célszerűen hidegsajtoló hegesztéssel, vagy más módon kötjük egymáshoz. Hideghegesztés után meleg vákuumban tartjuk a diódát, amikor a 21 és 23 elemek közötti résen a dióda belsejéből a levegővel együtt a nedvesség is eltávozik. A kihűlt dióda belsejét száraz levegővel, vagy nitrogénnel megtöltjük, majd a 12 forraszanyaggal a 21-s 23 vörösréz átvezető elemeket összeforrasztjuk és ezzel a p—n átmenet körüli teret véglegesen lezártuk. A találmányunkat képező gyártástechnológiával már eddig is kísérletképpen 5—200 A terhelhetőségig készültek germániumdiódák, rendkívül alacsony selejtszázalékkal és nagyon jó elektromos adatokkal. A 9. ábrán látható a leírt technológiával gyártott példaképpeni 50 A-es germánium telj esi tménydioda 25 C° hőmérsékleten felvett nyitó- és záróirányú karakterisztikája. E karakterisztikából látható, hogy a nyitó- és záróirányú áramok aránya a névleges zárófeszültségnél — a jelen példában 100 Voltnál — eléri az 50 000-szeres értéket, de más esetekben kb. 40 000—60 000-szeres értékű is lehet. Szabadalmi igénypontok: 1. Germánium teljesítménydióda, különösen 5 A-en felüli áramok egyenirányítására, azzal jellemezve, hogy az egyik hozzávezetésen, célszerűen bázistönkön, oly színterelt fémlemez (1), előnyösen AgW, van elhelyezve, mely jó elektromos- és hővezetési tényezője mellett az óm-antimón forrasztási réteg (2) közbeiktatásával a felette levő n-típusú germánium egykrisitályleroezzel egyező hőtáigulási együtthatójú, továbbá azzal jellemezve, hogy a kémiailag polírozott felületű n-típusú germánium kristálylcmezre (3) van a teljesen egyenletes p—n átmenetet biztosító tükörsimára vágott, í'ém-, előnyösein nikkel- vagy molibdén-pohár (5) fenekének külsejére felvitt indiumréteg (4) ráötvözve, e fémpohár belseje pedig forraáztóanyaggal (6) van nedvesítve (pl. InSn) a másik hozzávezetés odaforrasztására. 2. Az 1. igénypont szerinti germánium teljesítménydióda kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a p—n átmenetet alkotó germanium-indium lemezek külső hengeres palástjaikon maratva van-* nak és e palástokra, valamint az indium-lemez felett levő fémpohár külső hengeres palástjának alsó részére a p—n átmenet védelmére üvegkemény szilikonlakk védőréteg (18) van ráégetve. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti germánium teljesítménydióda kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az áramhozzávezetések, illetőleg elvezetések a lakkréteggel védett p>—n átmenet bázistönkjéhez, valamint fémpoharához tokozás előtt egymás után, vagy egyidejűleg vannak erősítve. 4. A 2. vagy 3. igénypontok bármelyike szerinti germánium teljesítméinydióda kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az. egyik elvezetés forrasztóanyaggal nedvesített vörösréz bázistönkje (26) útján a p'—m átmenet alsó színterelt fémlemezére (1), míg a másik oldali elvezetés forrasztóanyaggal (6) nedvesített íémpoharába (5) rugalmas kábelrész (20) és ehhez vörösréz átvezető elemek útján van odaforrasztva, ez utóbbiak pedig szigetelőanyaggal (pl. zománc) vannak a germániumdióda szerkezeti elemeit burkoló fémsapkával (25), előnyösen vörösrézsapkával összeerősítve, mely utóbbi az alsó bázistönkhöz van célszerűen hideg sajtoló hegesztéssel hozzáerősítve és így az. egész germániumdióda zárt egységet alkot. 5. Eljárás az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti germánium teljesítménydióda előállítására, azzal jellemezve, hogy fémpohárra (5) indiumréteget (4), vagy indiumötvözetet hidrogén atmoszférában való hőkezeléssel erősítünk rá, majd a fémpoharat a feneke külsején levő indiumréteggel felfelé fordítva szerszám, különösen rozsdamentes acélszerszám élőire meghatározott mélységű üregébe helyezzük úgy, hogy abban a szükséges indiumréteg helyezkedjem el, a kiálló részt pedig rozsdamentes vágószerszámmal eltávolítjuk, miáltal a kívánt rétegvastagságú frissen vágott fémtiszta indiumfelületet kapunk, melyet a fémpohár- . ral együtt a szerszámból kiemelve kémiailag polí-