173621. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés félvezető eszköz előállítására
3 173621 4 fűtőelemet tartalmaz, valamint a mikrokemence az eszköz félvezető morzsáját kezelő manipulátorral és gázáramnak a mikrokemencén való átbocsátásracsatlakozásokkal van ellátva, továbbá a mikrokemencéhez villamos mérőberendezés van csatlakoztatva. Előnyösen a találmány szerinti berendezésben a villamos mérőberendezéshez a manipulátor vezető anyagú vége es a hővezető anyagú test van csatlakoztatva. A találmányt a továbbiakban az eljárás egy előnyös foganatosítási módja és a berendezésnek a rajzon szemléltetett kiviteli alakja alapján ismertetjük. A találmány szerinti eljárással előállított Gunn-dióda félvezető morzsája fémkerámia tokban helyezkedik el oly módon, hogy a galliumarzenid alapkristályú morzsa a tok fenéklapjára fekszik fel és ehhez van ohmos kontaktust, mechanikai kötést és jó hőelvezetést biztosító forrasztással rögzítve. A morzsa másik oldalához szintén ohmos kontaktussal hőmozgást megengedő kivezetés van csatlakoztatva. A Gunn-dióda előállítása a találmány szerinti eljárással és az ábrán szemléltetett berendezéssel a következő módon történik. Az előkészített 1 tokot beillesztjük a meghatározott hőimpulzust és a villamos mérést biztosító zárt terű, hidrogén öblítéses, kis hőkapacitású, kalibrált kontakt-hőelemmel ellenőrzött 2 mikrokemencébe. A 2 mikrokemencének 3 fallal körülzárt terében a dióda 1 tokját befogadó hővezető pl. molibdén anyagú 4 test és a 4 testtel jó hőcsatolásban lévő 5 fűtőelem van elhelyezve. Az ábrázolt kivitelnél a 5 fűtőelemet a 4 testet körülvevő 14 kerámiatestre tekercselt 15 volfrámspirál alkotja, a dióda 1 tokja pedig csavaros rögzítésű, ezért a 4 test menettel van ellátva. A 2 mikrokemence a dióda félvezető 6 morzsájának kezelésére 7 manipulátorral van ellátva. A 7 manipulátornak a dióda kontaktusanyagával nem ötvöződő pl. volfrám anyagú 8 vége érintkezik a 6 morzsával. Az előkészített 6 morzsát epitaxiális gallíum-arzenid szeletből, amelynek két szembenfekvő felületére arany-germánium kontaktusanyagot vittünk fel, szelektív marással és darabolással állítjuk elő (meza technika). A 6 morzsát az egyik kontaktusanyaggal ellátott felületével az 1 tokba helyezzük, és másik kontaktusanyaggal ellátott felületéhez a 7 manipulátor kis hőelvezetést okozó 8 végével fém 9 kivezetést pl. huzalt, szalagot, szitát szorítunk. A 9 kivezetés célszerűen aranyból van. A 7 manipulátor 8 vége egyben a felső kontaktusréteghez való külső villamos csatlakozást is biztosítja. Az eljárás egyedi kivitelezésnél a 2 mikrokemence egyik 10 fala átlátszó anyagú, ezen keresztül lehet a 2 mikrokemence terét mikroszkóppal megfigyelni. Ezután a 2 mikrokemence terét lezárjuk és 12, valamint 13 csatlakozásokon keresztül hidrogén áramot indítunk meg, és célszerűen elvégezzük a behelyezett hőkezeletlen 6 morzsa villamos ellenőrzését. Ha az ellenőrzés során a 6 morzsa karakterisztikája megfelelőnek bizonyult, elvégezzük a kontaktusrétegek beötvözését, valamint a felső és alsó forrasztást egyidejűleg biztosító hőkezelést. A hőkezelést az ismertetett kiviteli példában 600 C° csúcsértékű, 200 -300 C°/sec felfutási meredekségű és félértéken 2-3 sec időtartamú hőimpulzussal végezzük. A hőimpulzust az 5 fűtőelemre adott impulzusgeijesztéssel állítjuk elő, az ismertetett kivitelnél a 14 kerámiatestre tekercselt 15 volfrámspirálra ráadott feszültség- vagy áramimpulzussal, amit 16 impulzusgenerátor szolgáltat. A hőimpulzus után mérjük a létrejött Gunn-dióda egyenáramú ellenállását. A mérést a 2 mikrokemence villamos 17 és 18 kivezetéseihez csatlakoztatott 11 mérőberendezéssel végezzük. A szemléltetett kivitelnél a 17 kivezetés a 7 manipulátorhoz, a 18 kivezetés a 4 testhez és így az 1 tokhoz van csatlakoztatva. Amennyiben a mért egyenáramú ellenállás nem én el a kívánt értéket, újabb hőimpulzust adunk az elrendezésre. Ezt a hőtrimmelést- mindaddig folytatjuk, míg a kívánt ellenállás értéket el nem érjük. A hőimpulzus értékét úgy célszerű beállítani, hogy az előkészített morzsa gyártási szórásából eredő legkedvezőtlenebb esetben se okozzon egy hőimpulzus túlzott mértékű hőkezelést. A kívánt paraméterérték beállítása után a hidrogénáramot megszüntetjük, és a tokozott Gunn-diódát kiemeljük a 2 mikrokemencéből, majd az 1 tokot önmagában ismert módon hermetikusan lezárjuk. Az eljárást egyedi, nem automatizált formában megvalósítva, egy morzsán a kontaktusok kialakítása, a morzsának a tokban való rögzítése és a dióda villamos paraméterének ellenőrzése öt percen belül elvégezhető. Természetesen a találmány szerinti eljárás az ismertetettől eltérő kivitelű, pl. teljesen automatizált berendezéssel is foganatosítható. SZA BA DA LMl IG ÉN YPON TOK 1. Eljárás félvezető eszköz - különösen Gunn-. IMPATT- vagy Schottky-dióda - előállítására, amelynek során epitaxiális félvezető szelet két szembenfekvő felületére kontaktusanyagot viszünk fel. majd a szeletből szelektív marással és darabolással morzsákat alakítunk ki, azzal jellmezve, hogy az így előkészített morzsát egyik kontaktusanyaggal ellátott felületével az eszköz tokjába helyezzük, a morzsa másik kontaktusanyaggal ellátott felületével kivezetést érintkeztetünk, majd az elrendezést egy vagy több hőimpulzussal hőkezeljük, mimellett valamennyi hőimpulzus után mérjük az eszköz legalább egy villamos paraméterét, ezután a tokot önmagában ismert módon hermetikusan lezárjuk. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve hogy a hőkezelést 200-1000 C° csúcsértékű és 100-400 C°/sec felfutási meredekségű egy vagy több hőimpulzussal végezzük. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a hőkezelést hidrogén atmoszférában végezzük. 4. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja Gunn-dióda előállítására, azzal jellemezve, hogy gallium-arzenid félvezető anyagú és arany-germánium kontaktusanyaggal ellátott morzsához arany kivezetést érintkeztetünk, és a hőkezelést 500-700 C° csúcsértékű, 200-300 C°/sec felfutási meredekségű és 2—3 sec időtartamú egy vagy több hőimpulzussal végezzük, mimellett mérjük a dióda egyenáramú ellenállását. 5. Berendezés az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítására, azzal jellemezve, hogy a berendezésnek zárható mikrokemencéje (2) van, amely mikrokemence (2) a félvezető eszköz tokjának (1) befogására kialakított hővezető anyagú festet (4) és a testhez (4) csatlakoztatott vezérelhető fűtőelemet (5) tartalmaz, valamint a mikrokemence 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
