152079. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezető termékek nagy keresztmetszetű átmeneteinek előállítására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI • El f% J"IL <P SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1962. XII. 13. (KO—1748) Közzététel napja: 19G4. XII. 23. Megjelent: 1965. XII. 01. 152079 Szabadalmi osztály: 21 g 1—16 Nemzetközi osztály: H 01 1 Decimái osztályozás: Feltalálók: Puskás László vegyészmérnök, Motál György fizikus, Zanati Tibor vegyészmérnök, Egri János vegyészmérnök, Budapest Tulajdonos: Egyesült Izzólámpa és Villamossági Üt. Konverta Gyára, Budapest Eljárás félvezető termékek nagy keresztmetszetű átmeneteinek előállítására A találmány olyan eljárásra vonatkozik, amely félvezető termékek p—n átmeneteinek és/vagy óhmikus kontaktusainak ötvözéssel való előállítására szolgál, s melynél a félvezető kristályt és az ötvöző anyagot egymástól térben elkülönítve melegítjük fel, és a maximális ötvözési hőmérsékleten hozzuk őket kontaktusba. A félvezető termékek nagy keresztmetszetű átmeneteinek előállításához általánosam használt eljárás az ötvözés. Az ötvözés! eljárás lényege az, hogy a félvezető kristály felületére helyezett, megfelelően választott ötvözőanyagot a kristállyal együtt az ötvözés! hőfokra melegítik fel. A felmelegítés időtartama alatt az ötvöző fém a fázisdiagramnak megfelelően fokozatosan oldja be a félvezető anyagot. A lehűlési periódus alatt a fázisdiagram szerint feleslegbe kerülő félvezető anyag az alapkristályhoz visszakristályosodik, a beépülő idegen atomok miatt ezen réteg típusa .megváltozik, vagy megerősödik és így p—n átmenet vagy ohmikus átmenet jön létre. Ezen eljárás kritikus pontja nagy keresztmetszeteknél a szigetek keletkezése. Szigetnek 25 nevezzük az ötvözési folyamatban résztvevő felület azon tartományait, melyeken ötvöződés nem jön létre, és így átmenet nem alakul ki. A szigetek létrejöttének mechanizmusa a következő : -J0 10 15 20 2 A félvezető kristály és az ötvöző fém csatlakozási felületén az érintkezési feltételek nem azonosak a teljes keresztmetszeten. Ennek okai tapasztalat szerint az alábbiak lehetnek: a) Az ötvöző fém és a félvezető kristály felületi egyenetlenségei; b) A nem homogén felületi oxidréteg a kristályon, ill. az ötvöző fémen; c) Az ötvöző fém alatt keletkező gázzárványok ; d) Az ötvöző fémnek a félvezető kristály felületére gyakorolt nyomásának helyi különbségei ; e) A fenti pontokból származó különböző adhéziós és kohéziós feltételek. Az ötvözési folyamat úgy megy végbe, hogy az ötvözés megindulásához szükséges hőmérsékletnél az ötvözés azokon a tartományokon kezdődik el, ahol az érintkezési, ill. nedvesítési feltételek a legjobbak. Ezeken az ötvözési pontokon keresztül az ötvöző fém az egyensúlyi összetételnek megfelelő mennyiségű félvezető anyagot old be. Ez a folyamat ugyanezen tartományokon keresztül folytatódik tovább a maximális ötvözési hőfok eléréséig. így az egyenletes ötvözési keresztmetszet helyett egyenetlen, zárványos ötvöződés jön létre. Ezen strukturális hibák káros következményekkel járnak, úgymint: a) p—n átmenet esetén az egyenirányító zá-152079