Патент ссср 162595

СОЕ3 СОВН С И

Cogvuwcxwecxn

РеспуБлик

ОПИСАНИЕ

ЫЗОБ РЕТЕНИЛ

К АВТОРСКОМ У СВИЬБТБЛЬСТВУ

go f Qggg

Класс

21Я> 1|ов

МПК

Н 01г

Заявлено 11 V11.1962 (№ 786321124-7) ГОСУДАРСТВЕН Н Ы И

КОМИТЕТ ПО ДEAAM

ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

СССР

Опубликовано 08.V.1964. Бюллетень № 10

УДК

Подписная грг1121т № 71

С. Б. Юдицкий, А. А. Сакович, С. Е. Немчин, Н. В. Волонихи||а, Т. Э. Тумберг, А, М. Степанова, В. П. Кондратов и Э. И. Лукин@ва!

СПОСОБ ИЗГОТОВЛ ЕНИЯ КРЕМНИ ЕВЬ1Х УПРАВЛЯЕМ IX

ВЕНТИЛЕЙ

Как известно, изготовление кремниевых управляемых вентилей, состоящих из четырех слоев кремния с проводимостью п-р-п-р, из которых один крайний слой с 12-проводимостью является катодом, другой крайний слой с р-проводимость|о — анодом и средний слой с р.проводимостью — — управляющим электродом, представляет собой слоокную задачу.

Цель изобретения — упростить технологию изготовления вентилей и повысить пх надежность по сравнению с вентилями, изготовляемыми обычными способами.

Предложенный способ изготовления кремниевых управляемых вентилей из четырех слоев кремния с проводимостью 1г-р-и-р состоит из следующих операций. Сначала одновременной диффузией акцепторных и донорпых примесей получают пятислойную 1г-р 12-р-и структуру, затем путем сошлифовывапия одного из крайних слоев — четырехслойную п-ри-р структуру, после чего одновременным сплавлеHHåì пластинки кремния, имеющей четырехслойную структуру, с акцепторным сплавом алюминий — кремний и донорным сплавом серебро — свинец — сурьма получают анодный, катодный и управляющий контакты и, наконец, травлением удаля|от слой кремния с проводимостью и-типа с поверхности между «атодом и управляемым электродом.

На фиг. 1 представлен разрез кассеты, в которой производится сборка и последующее сп Iaa;Ie»IIe перехода; па фиг. 2 — схематичес»II по«азап полученный переход.

В одну из ячеек графитовой кассеты (закладывают отпикелпроваппый с одной сторопь. вольфрамовый диск 2 толщиной 1 — 2 лглг таким образом, что его никелированная сторона обращена вниз.

На вольфрамовый диск 2 накладывают диск

8 нз алюм|пг ия илн лучше эвтектического сплава а.поминия с кремнием, а на пего кремниевый диск 4 с 1г-р-и-р структурой, обращенный стороной р вниз.

Для получения четырехлойного кремниевого диска кремниевую пластинку с электронной проводимостью лредварительно подвергают в кварцевой ампуле одновременной двойной диффузии пз газовой фазы акцепторного и допорного диффузанта (например, алюминия или галия H сурьмы плп мышьяка).,21иффузапты а,.помпий и галий обеспечивают крутой фронт электронно-дырочного перехода. Так как коэффициент диффузии а«цепторных примесей в кремнии в несколько раз больше, чем коэффициент диффузии донорпых примесей, то прн этом получается пятпслойная и-р-и-р-и сгруктура, с которой затем сошлифовывают один крайний слой кремния 12-типа, в результате получается требуемая четырехслойная

1. - р-и- р структура.

На кремниевый диск 4 устанавлива|от № 1б2595

Предмет изобретения фд р 1Ю 17

7 б4 7 1 Pgzl

Составитель В. Сольц

Редактор П. Вербова Текред А. А. Кудрявицкая Корректор М. И. Козлова

Поди. к пеи..б!1 1 — 64 г. Формат бум. б0;к, 90 1з Объем 0,21 изд. л.

Заказ 1311!4 Тираж 800 Цена б коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 втулку 5, в стенке которой имеется отверстие для управляющего электрода. Затем закладывают катодный сплав б, состоящий из сереора, свинца и сурьмы в соответствующих соотношениях, толщиной 0,05 — 0,08 ля.

На катодный сплав закладывают посеребренный вольфрамовый диск 7 толщиной 1—

2 1ш, на него — графитовую шайбу 8 и груз

9 из нержавеющей стали. В боковое отверстие графитовой втулки закладывают диск 10 из эвтектического сплава алюминий — кремний толщиной 0,05 — 0,08 л1л и поверх него отникелированный только с одной стороны вольфрамовый диск 11 (отникелированной стороной вверх). На вольфрамовый диск укладывают графитовую шайбу 12 и вольфрамовый грузик 18. Таким образом заполняются все ячейки кассеты.

Собранную кассету устанавливают в вакуумную или водородную печь и производят сплавление перехода при температуре 800—

820 C.

Одновременное оплавление катодного и анодного вольфрамовых дисков обеспечивает ударо- и термостойкость конструкции вентиля.

После оплавления получается почти готовый электронно-дырочный переход с приплавленными электродами, показанный на фиг. 2, на которой приняты следующие обозначения:

14 — электрод управления, 15 — катод (вольфрам), 1б — кремний, 17 — анод (вольфрам).

Для снятия слоя кремния с проводимостью и-типа с поверхности между катодом и управляющим электродом, а также для повышения электрических параметров вентиля электронно-дырочный перехо.1 подвергают травлению в смеси азотной, плавиковой и уксусной кислот. При травлении и-р-и-р перехода вольфрамовые контактные выводы защищаются покрытием 18 из сплава,пиулина с воском.

После травления электронно-дырочный переход сушится, покрывается защитным лаком и идет на сборку вентиля.

Полученный вы прямительный переход управлявмого вентиля герметизируется корпусом, в котором для изоляции катодного и анодного вводов применяют стекло, температурный коэффициент которого равен коэффициенту теплового расширения хромистой стали и меньше коэффициента линейного расширения стали, из которой изготовляется корпус крышки вентиля.

Способ изготовления кремниевых управляеibIx вентилей, состоящих из четырех слоев кремния с проводимостью л-р-п-р, из которых один крайний слой с Il- проводимостью являатся катодом, другой крайний слой с р-,ïðîâàдимостью — анодом и средний слой с р-проводимостью — управляющим электродом, о тл и ч а ю шийся тем, что сначала одно|временной двойной диффузией из газовой фазы акце пторной и донорной примесей создают пятислойную п-р-и-р- г структуру, затем сошлифовыванием одного из крайних слоев получают четырехслойную и-р-и-р структуру и путем одновременного снлавления последней в вакуумной печи с акцепторным сплавом алюминий — кремний и с донорным сплавом серебро — свинец — сурьма получают анодный, катодный и управляющий контакты, после чего травлением удаляют слой кремния с проводимостью и-типа с поверхности между катодом и управля1ощим электродом.