158525. lajstromszámú szabadalom • Eljárás erősáramú szilicium alapanyagú diffúziós dióda p-n átmenet előállítására
158525 3 4 után, de az ohmos kontaktusok felvitele előtt a szilíciumlemezt 350—900 C° hőmérséklettartományban kemencében legalább 10 percig hevítjük, majd a kemencével együtt hagyjuk lehűlni. A találmányt részletesebben a rajzok alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti eljárás egyes fázisait példaként tüntetjük fel. Nevezetesen: Az la—le. ábrák szilíciumlemez metszetét tüntetik fel, három különböző eljárási fázisban. A 2a—2b. ábrák aranyréteggel bevont szilíciumkorong metszetét tüntetik fel, két különböző eljárási fázisban. A 3a. és 3b. ábrák ezüst- aranyötvözettel bevont molibdénkorongok metszetei. A 4. ábrán az alkatrészek keményforrasztás alatti elrendezése látható. Az 5. ábra diagram. A 6. ábrán a kész átmenet védőréteggel történő bevonása látható, végül: A 7. ábra a kész diffúziós dióda metszete. A rajzon azonos hivatkozási számok hasonló részleteket jelölnek. A találmány szerinti eljárás értelmében először az la. ábrán látható 1 szilíciumlemez előkészítését kell elvégezni, azaz egyik felületét 800-as finomságú csiszolóporral síkba csiszolni. Az 1 szilíciumlemez ,,n" típusú fajlagos ellenállása célszerűen 50—300 ohmon, vastagsága 150—400 jum a dióda típusától függően. A csiszolással előkészített 1 szilíciumlemezt diffúziós kályhába tesszük, ahol a diffúziós művelet eredményeként ,,p-n-p" szerkezet alakul ki. A p réteg vastagsága 30—80 u a dióda típusától függően. A diffúzióval egyidejűleg, vagy azt követően 10 oxidréteget hozunk létre az 1 szilícium lemez felületén az 1b. ábrán látható módon. A diffúzió, illetve az oxidréteg kialakítása után az le. ábra szerinti módon az 1 szilíciumlemez egyik oldaláról lecsiszoljuk az oxidréteget, és a p réteget és beállítjuk az 1 lemez végleges vastagságát. Ezután nagyvákuum térben 10~:l — 10~r> Hgmm vákuumérték mellett 350—900 C° közötti hőfoktartományban hőkezeljük az 1 lemezeket. A hőkezelés legalább 10 perces hőntartásban és max. 20 C0/'perc lassú lehűlésben áll. Ez lényegében azt jelenti, hogy a munkadarabot a kemencével együtt hagyjuk lehűlni. A későbbi 1% antimon tartalmú 5 aranykoronggal történő keményforrasztás egyenletességének biztosítása érdekében célszerű a hőkezelés előtt az 1 lemez lecsiszolt felületére 0,5—5/t vastagságú 2 aranyréteget a 2a. ábra szerinti módon felvinni, és azt a hőkezelés útján beégetni. A 2 aranyréteget célszerűen az alábbi oldatból vihetjük fel áram nélküli galvanizálással. Az oldat összetétele: 10 g KAu(CN)2 200 g KOH 1 1 deionvíz A 2 aranyréteg kiválását infralámpával történő megvilágítással segítjük elő. Az 1 lemez hőkezelése, illetve a 2 aranyréteg beégetése után az 1 lemezből kivágjuk a dióda típusának megfelelő keresztmetszetet és a 2b. ábra szerinti módon a dióda típusától függően 5 10—60°-os szög alatt gépi vagy kézi úton lecsiszoljuk az 1 lemez szélét. A csiszolás után a 2 aranyréteggel ellátott 1 szilíciumlemezt a csiszolóanyag maradványainak eltávolítása céljából gondosan le kell mosni, célszerűen ultraszó-10 nikus berendezésben. A 2b. ábra szerint lecsiszolt 2 aranyréteggel ellátott il szilíciumlemezt 10'%-os KOH oldatban maratjuk. Az oldat 40—90 C°-os, a maratás 15 ideje 10—120 másodperc, a csiszolat méretétől függően. A 10 oxidréteg és a 2 aranyréteg a maratóoldatnak ellenáll, így a zárófeszültség és záróáram jellemzőket megfelelő értékre lehet beállítani. A 10 oxidréteget hidrogénfluoridban 20 történő maratással lehet eltávolítani, majd megfelelő mosás után az összetartozó zárófeszültség-és záróáram értékek mérhetővé válnak. Ezzel biztosítható a 2 aranyréteggel ellátott 1 szilíciumlemezek keményforrasztás előtti szelektá-25 lása, ami a bevezetésben említett nagy előnyökkel jár. A találmány szerinti eljárás értelmében az 1 szilíciumlemez előkészítése mellett a 3a. és 3b. 30 ábrán látható 3 és 4 molibdénkorongok aranyezüstötvözettel történő bevonását kell elvégezni, amely a későbbiek során csatlakozó alkatrészeknek a molibdénhez történő forraszthatóságát segíti elő. A 3 és 4 molibdénkorongok fel-35 adata — mint ismeretes — a szilícium és vörösréz bázistönk, illetve belső kivezetők közötti hőtágulási különbségek kiegyenlítése. A 3 és 4 molibdénkorongok ezüstözését galvanikusan végezzük úgy, hogy felületüket megfelelően fel-40 durvítjuk célszerűen. 80-as szemcsefinomságú szilíciumkarbiddal történő csiszolás útján, majd az ezüstfürdőből 3—10 .« vastagságú ezüstréteget viszünk fel. Az ezüstfürdő összetétele célszerűen az alábbi: 45 AgtON 24 g/l KiCN 25 g/l K2 C0 3 30 g/l 50 Az ezüstnek, olvadáspontjánál magasabb hőmérsékleten történő egyenletes terülése érdekében a baégetés előtt 1—6 u, vastagságú aranyréteget viszünk fel galvanizálással, vagy elektromos áram nélküli fém kiválasztással. Ez utób-55 bi eljárást célszerűen az alábbi oldat segítségével végezzük: HCl AuCl 3 2i5 g/l cc HCl 20 cm3/l 60 NA Cl 10 g/1 H2 S0 4 10 g/l A felvitt rétegeket az ezüst olvadáspontjánál, 960 C°-nál magasabb hőmérsékleten hidrogén(55 ben beégetjük. Az ezüst-aranyötvözet fenti mó-10 15 20 25 30 40 60 (55 2
