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

15207Ö róképességét az ötvöző fém és félvezető kristály fém-félvezető felületi záróképessége fogja meghatározni a szigetes tartományokon, mely lényegesen kisebb, mint a p—n átmenet záróképessége; b) csökken az egyenirányító átütési szilárdsága, mivel az áramsűrűség egyenetlen eloszlása az aktív tartományon belül helyi felmelegedéseket okoz; c) a b) pontban leírtak miatt csökken az egyenirányító átmenő irányú terhelhetősége. A szigetes p—n átmenetek tranzisztoroknál is a paraméterek leromlásaihoz vezetnek. így az emitterátmenetben az emitterhatásfok. csökkenését, a kollektor átmenetben pedig az Ic

o és a zajszint növekedését okozzák. Az ötvözési technológiák alapvető kívánalma tehát, hogy ezen hibát kiküszöbölje. Az általuínik kidolgozott ötvözési eljárás a szigetkópződés lehetőségét alapjaiban szünteti meg. Eljárásunkat ábráink segítségével ismertetjük részletesen. Az 1. ábra az ötvözés mechanizmusát mutatja erősen nagyítva és torzítva, keresztmetszetben, vázlatosan. A 2. ábrán a találmány szerinti eljárás keresztülviteléhez való ötvöző kazetta példáképpeni kiviteli alakja van feltüntetve metszetben, míg A 3. ábra az ötvöző kazettákat az ötvöző kályhában mozgató szállítószalagra helyezve tünteti fel, szét-, ill. összetolt helyzetben, felülnézetben. Az 1 félvezetőkrístályra ráhelyezett 2 ötvöző fémet a kristállyial együtt az ötvözési hőfokra felmelegítve, nem kapunk sík, folyamatos p—n átmenetet, hanem 3 helyeken p—n, n—n"'", ill. p—p+ átmenet keletkezik, míg 4 helyeken szigetek jönnek létre (ü. ábra). Ezen strukturális hibák kiküszöbölésére, ill. a szigetképződés lehetőségeinek megszüntetésére úgy járunk el, hogy a félvezető kristályt és az ötvöző anyagot egymástól térben elkülönítve melegítjük fel. Ily módon lehetővé válik, hegy a felmelegedési periódusban redukáló vagyr inert atmoszférába adagolt redukáló, ill. oxidoldó anyagok — célszerűen H2, HCl vagy HF — adagolásával a félvezető kristályt és az ötvöző fém felületét egyenletesen meg lehessen tisztítani. Amikor a felmelegedési és tisztítási periódus végén a maximális ötvözési hőmérsékletet elértük, az ötvöző anyagot és a félvezető kristályt kontaktusba hozzuk egymással. Ez történhet pl. úgy, hogy az ötvöző fémet a félvezető kristály felületére cseppentjük. Másik módszer, hogy a félvezető kristályt — pl. külső manipulátor segítségével — az ötvöző sablonban elhelyezett ötvöző fém felületére ejtjük. A találmány szerinti eljárás alkalmazásával rétegegyenirányítóknál és tranzisztoroknál mind az ohmikus kontaktus, mind a p—n átmenet ötvözése szigetmentesen megoldható. Eljárásunkat az alábbi konkrét, példán mutatjuk be: Az 1 félvezető kristályokat behelyezzük az ötvözősablon alsó 5 részében kialakított 11 fészkekbe. A középső 6 részt az alsó részre — nem ábrázolt tájolóelemek segítségével — úgy 5 helyezzük rá, hogy az abban levő 10 furatok a 11 fészkekkel egytengelyűén helyezkedj ének el. A középső részre ráhelyezzük a felső 7 részt, mely azon eltolható. Felhelyezéskor a felső 7 10 részt abba a helyzetébe kell hozni, amikor a benne kialakított 9 furatok a 10 furatok és ,11 fészkek közös tengelyvonalán kívül esnek, vagyis amikor a 9 és 10 furatok nem esnek egybe. Ekkor a 9 furatokba behelyezzük az 15 ötvöző fémet, majd a kazettát ráhelyezzük a 12 mozgatószalagra, mely a kazettákat az ötvözőkályháha viszi (2. ábra). Az ötvözőfcályháhain való haladás során a kazettákban levő kristályok — melyek a példa 20 esetében genmániumkristályok — és az ötvöző ' fém — mely a példában indium — fokozatosan felveszik az ötvözési hőmérsékletet, mely 500 C°. Eközben a kályhában levő redukáló atmoszférába adagolt redukáló, ill. oxidoldó 25 anyag — példánkban H2 — segítségével- a félvezetőkristály és az ötvözőfém felületét egyenletesen megtisztítjuk.. A felmelegedési és tisztítási periódus után az ötvöző kályha belsejében a mozgatószalag 30 felett elhelyezett 8 ütközőn kialakított kényszerpálya a kazetták felső 7 részét elmozdítja és abba a helyzetbe hozza, amikor a 9 és 10 furatok tengelye egybeesik. Ebben a helyzetben a megolvadt 2 ötvözőfém a 10 furaton ke-35 resztül az 1 félvezető kristály felületére cseppen és az ötvöződés megtörténik (3. ábra). A találmány szerinti eljárás alkalmazásával elérjük, hogy a hőmérsékletnek megfelelő ötvözőfém -— félvezetőanyag egyensúlyi összetétel 40 nem állhat be folyamatosan a felmelegedési periódus alatt, így a telítődés sem történhet meg egy-két ötvözési ponton keresztül, hanem a teljes felületen nagy sebességgel megy végbe és a gázzárvány képződése ki van zárva. 45 A beötvöződési mélységet és a visszakristályosodott réteg vastagságát ez esetben is a maximális ötvözési hőmérséklet és az ötvözőfém mennyisége határozza meg, a fázisdiagramnak megfelelően. Ugyanakkor a p—n át-50 menetek keresztmetszete, mely különösen tranzisztoroknál döntő jelentőségű, az ötvözősablon kialakításával egyértelműen beállítható. 55 Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás félvezető termékek p—n átmenetén ék és/vagy ohmikus kontaktusának ötvözéses előállítására, azzal jellemezve, hogy a félvezető kristályt és az ötvözőanyagot egymástól 60 térben elkülönítve melegítjük fel, a felmelegedési periódus alatt redukáló vagy inert atmoszférába adagolt redukáló, ill. oxidoldó anyagok — célszerűen H2, HCl vagy HF — alkalmazásával felületi tisztítást hajtunk végre, majd a 65 maximális ötvözési hőmérsékleten a félvezető 2