AT254262B - Verfahren zur Herstellung einer dünnen metallischen Schicht, mit gitterförmiger Struktur für Steuerelektroden - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Herstellung einer dünnen metallischen Schicht, mit gitterförmiger Struktur für Steuerelektroden 
Das Stammpatent Nr. 245624 betrifft ein dünnschichtiges Verstärkerwirkung aufweisendes Festkörperelement mit drei Elektroden, bei dem auf eine Unterlage eine vermöge eines Lawineneffektes als Emitter wirkende Schicht aus Magnesiumfluorid aufgebracht ist, an welche sich als Steuerelektrode eine dünne metallische Schicht mit gitterförmiger Struktur anschliesst, worauf weiterhin eine zweite 1000 Ä E dicke   dielektrische Schicht aus Siliziummonoxyd   und abschliessend die als Kollektor wirkende metallische Schicht folgt, derart, dass die Dicke der ersten dielektrischen Schicht kleiner, diejenige der zweiten dielektrischen Schicht jedoch grösser als die freie Weglänge der Ladungsträger ist. 



   Ähnlich wie bei Elektronenröhren (Trioden) übernimmt ein Steuerorgan mit gitterartiger Struktur die   S teuerung des Ladungsträgerflusses zwischen einem Emitter   (Elektronenquelle) und einem Kollektor (Anode). 



  Der Aufbau des Festkörperverstärkerelementes als eine Folge von leitenden und nicht leitenden Schichten, die mittels der bekannten Technologie dünner Schichten hergestellt werden, macht eine weniger als 
 EMI1.1 
 auf solche, welche sich zu ihrer Herstellung der Technologie dünner Schichten bedienen. Ein für den genannten Zweck brauchbares Steuerorgan kann durch ein Vakuumaufdampfverfahren hergestellt werden. Ein Steuergitter einer solchen Verstärkeranordnung mit drei Elektroden besitzt in der Regel eine Dicke von 100 ÄE oder weniger. Bei der Herstellung solch dünner Gitterstrukturen ist es ausserordentlich schwierig, diese geringen Masse einzuhalten. Man hat herausgefunden, dass eine solche dünnschichtige Gitterstruktur zweckmässigerweise folgende Bedingungen erfüllen sollte. 



   1. Die Gitterstruktur sollte nach Möglichkeit genügend grosse Öffnungen besitzen, um eine möglichst hohe Stromdichte mit einem Minimum an Trägerverlust am Gitter vorbeizuführen. 



   2.   Die Gitterstruktur sollte möglichst gleichförmig   sein zur Sicherstellung eines gleichförmigen elektrischen Feldes über die gesamte Gitterebene. 



   3. Die vom Gitter verursachte Emission oder Trägerinjektion sollte vernachlässigbar klein sein. 



   4. Die Gitterstruktur sollte vereinbar mit der Technologie der dünnen Schichten herstellbar sein. 



   Die genannten Forderungen lassen sich dadurch erfüllen, dass man auf der Oberfläche des Substrates, auf dem das Gitter hergestellt werden soll, eine Suspension aus Polystyrolkügelchen in einer Mischung aus Wasser und Methylalkohol als Dispergierungsmittel aufbringt. Lässt man nun nach Verdampfen des Dispergierungsmittels im Hochvakuum-Aufdampfverfahren Metall gegen diese Fläche strömen, so entsteht durch den Schatteneffekt der genannten Kugeln die gewünschte Gitterstruktur. Die Polystyrolkügelchen werden nunmehr durch chemische Mittel gelöst und im Zuge eines Reinigungsverfahrens entfernt. Nach diesen Arbeitsvorgängen bleibt eine dünne metallische Schicht zurück, die eine Dicke von einigen   Ä E   besitzt und die elektrisch homogen ist, wobei die genannten Aussparungen die gewünschte Gitterstruktur darstellen. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   Weitere Einzelheiten des Erfindungsgedankens ergeben sich aus der Beschreibung sowie aus der Zeichnung. 



   Das in der Zeichnung gezeigte Substrat 2 besteht aus einer dielektrischen Schicht und stellt die Kollektorregion der Festkörperverstärkervorrichtung dar. Die relative Konzentration von Wasser und dispergierendem Mittel kann sehr verschieden sein. Man bringt eine Mischung von 0,04 ml der genannten Polystyrollösung mit 1 ml Methylalkohol auf die Oberfläche des Substrates 2 auf und wartet bis der Methylalkohol verdampft ist. Es verbleiben dann auf der Substratoberfläche in willkürlicher aber statisch gleichförmiger Verteilung Polystyrolkugeln mit einem Durchmesser von 800 bis 880       E. Kugelförmige   Polystyrollatexdispersionen   sind im Handel in verschiedenem Durchmesser zu erhalten. Die Grösse des gewählten Durchmessers hängt von der Feinheit der gewünschten Gitterstruktur ab.

   In manchen Fällenreichen die Adhäsionskräfte dieser kleinen Kügelchen 4 aus, um genügend fest auf dem Substrat 2 zu haften, auch wenn mittels   eines Vakuumaufdampfverfahrens Metall   über die genannten Kugeln aufgedampft wird. Zur Erhöhung der Adhäsionswirkung wird man gelegentlich von chemischen Bindemitteln Gebrauch machen, welche der Lösung der Polystyrolkugeln im Methylalkohol beigesetzt werden. Auch kann eine elektrostatische Aufladung der Polystyrolkügelchen 4 angewandt werden, um die Anziehung zwischen ihnen und dem Substrat zu erhöhen. Nach dem Verdampfen des Methylalkohols bilden die Polystyrolkügelchen gewisse Anhäufungen von Gruppen zu ein, zwei, drei   oder vier Kügelchen   an jeweils einer gegebenen Stelle. Grosse statistische Schwankungen in der Grösse dieser Gruppen treten aber nicht auf. 



  Nunmehr wird das Substrat 2 und die aufgebrachte Schicht aus Polystyrolkügelchen in eine Vakuumkammer eingebracht und unterhalb einer Verdampfungsquelle 6 angeordnet. Diese besteht in der Regel aus einem Heizfaden. Das zur Erzeugung der dünnen Gitterstruktur verwendete Metall wird auf diesen aufgebracht und verdampft. Bei dem Aufdampfungsprozess selbst wirken die Kügelchen 4 als Masken, so dass auf der Oberfläche des Substrates nur an den mit 8 bezeichneten Stellen eine dünne Metallschicht von weniger als   111   Dicke erzeugt wird. 



   Nach Beendigung des Aufdampfprozesses werden die Polystyrolkügelchen durch Auflösung in Toluol entfernt bzw. ausgewaschen. So erhält man schliesslich eine dünnflächige leitende Schicht mit geeigneten Öffnungen in einer Dickenausdehnung von   111   oder weniger, welches diese besonders als Gitterstruktur für Festkörperverstärkervorrichtungen geeignet erscheinen lässt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung einer dünnen metallischen Schicht, mit gitterförmiger Struktur für Steuerelektroden, nach Patent Nr. 245624, dadurch gekennzeichnet, dass eine Suspension von Polystyrolkügelchen in einer Mischung von Wasser und Methylalkohol als Dispergierungsmittel auf ein Substrat aufgebracht wird, dass durch Verdampfen des Dispergierungsmittels das in teilweise zusammengeballten Kugeln statistisch verteilt zurückbleibende Polystyrol eine Maske bildet und dass durch diese Maske hindurch im Vakuum-Aufdampfverfahren eine metallische Schicht aufgebracht wird, so dass nach Auflösung bzw. Auswaschung des Polystyrols die gewünschte metallische Gitterstruktur von der Dicke einiger molekularer Schichten übrigbleibt.