164167. lajstromszámú szabadalom • Eljárás katódoldali rövidrezárt "P" típusú tartományokkal rendelkező szilicium vezérelt dióda "P- N-P-N" átmenet előállítására

MAGTAB NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY 164167 Bejelentés napja: 1971. VI. 29. (VI-815) Közzététel napja: 1973. VII. 28. Megjelent: 1975. VI. 30. Nemzetközi osztályozás: H 0117/46; Bejelentés napja: 1971. VI. 29. (VI-815) Közzététel napja: 1973. VII. 28. Megjelent: 1975. VI. 30. H 0119/12 1 ORSZÁGOS FALALMANY HIVATAL I Bejelentés napja: 1971. VI. 29. (VI-815) Közzététel napja: 1973. VII. 28. Megjelent: 1975. VI. 30. •', '.'';»''"' Feltalálók: Salánki Tibor okleveles gépészmérnök 36%, Jókuthy Zoltán okleveles gépészmérnök 20%, Kubovics Sándor okleveles vegyészmérnök 12%, Éberhart Edit okleveles vegyészmérnök 12%, Joó Oszkár technikus 10%, Erős István technikus 10%, Budapest Tulajdonos: Villamosipari Kutató Intézet, Budapest Eljárás katódoldali rövidrezárt „p" típusú tartományokkal rendelkező szilícium vezérelt dióda „p-n-p-n" átmenet előállítására 1 2 A találmány eljárás katódoldali rövidrezárt „p" típusú tartományokkal rendelkező szilícium vezérelt dióda „p-n-p-n" átmenet előállítására. Az erősáramú félvezető ipar legkorszerűbb és egyben leghasználtabb félvezető eleme a vezérel- 5 hető dióda. Ezek leglényegesebb alkotója a vezérelhetően egyenirányító „p-n-p-n" átmenet. Ezen átmeneteket „n" típusú szilícium lemezbe a periodikus rendszer Hl. oszlopába tartozó elemnek, célszerűen alumíniumnak, arzénnek, vagy 10 galliumnak a diffúziója, valamint a periodikus rendszer V. oszlopába tartozó aranyötvözet beötvözése, illetve ugyancsak a periodikus rendszer V. oszlopába tartozó elemnek a diffúziója révén állítják elő. Az „n" típusú sziliciumlemez a 111 IS kristálysíkkal párhuzamosan van fűrészelve, hogy ezáltal biztosítható legyen a diffundáló elemek egyenletes diffúziója, illetve a szennyező anyagot tartalmazó aranyötvözet beolvadása, miután a 111 kristálysík természetes szintező hatással rendelke- 20 zik. A „p-n-p-n" átmenet ohmos kontaktusait keményforrasztással készítik részben a periodikus rendszer III. oszlopába tartozó aranyötvözettel, részben az alumínium, illetve alumíniumötvözet segítségével. 25 A „p" típusú csatornák keletkezését - melyek a nagy pozitív és negatív zárófeszültséget hivatottak biztosítani— aranyötvözet ötvözése esetén az ötvöző fólián készített lyukak segítségével biztosítják, míg kettős diffúziós eljárás esetén oxid 30 maszkírozás felhasználásával. Ez utóbbi eljárás lehetővé tesz olyan rövidrezárt „p" típusú csatornák kialakítását is a vezérlőkőrben, amely nagy árammeredekséget biztosít az átmenet üzemelése során. Az előbbiek esetében a lyukak helyén bizonytalanná válik az aranyfólia beötvöződése és ezáltal a csatornák aktív szerepe is nehezen kézbentartható. A kettős diffúzió esetén a keményforrasztásos kontaktusok kialakítása jelent igen nagy nehézséget abban az esetben, ha biztosítani kívánjuk a diffúziós rétegek mélységének megtartását. További nehézséget jelent mindkét eljárás vonatkozásában az ohmos kontaktusok egyidejű felvitele, miután a periodikus rendszer V. oszlopába levő elemet tartalmazó aranyötvözet magas hőmérsékleten történő ötvözése során az arany gyors és egyenlőtlen diffúziója miatt igen nagy selejtszázalék adódik a „p-n-p-n" átmenetek előállítása során. Ez különösen vonatkozik arra az esetre, ha a katód átmenetet ötvözéssel kívánjuk előállítani és a szükséges ötvözött réteget egy lépésben állítjuk elő. A kész „p-n-p-n" átmenetek karakterisztika maratását kémiai- elektrokémiai úton, vagy esetleg ezek kombinációjával szokásos elvégezni. Nagy zárófeszültségű tirisztorok esetén, aholis a nagy. zárófeszültség biztosításához a „p-n-p-n" átmenet széleit fazoncsiszolással látják el és ezen csiszolt felületeket polírozott maratással kell biztosítani, a 164167