Pierwszenstwo: 25.IX.1963 Holandia Opublikowano: 20.111.1967 52909 KI. 21 g, 11/02 MKP H Ol 1 -l/oO \ CZYTELNI Wlasciciel patentu: N.V.Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoyen (Holandia) Sposób nanoszenia warstw powierzchniowych obok siebie na podlozu najkorzystniej przy wytwarzaniu przyrzadów pólprzewodnikowych Wynalazek dotyczy sposobu nanoszenia obok siefoie na podlozu przynajmniej dwóch warstw powierzchniowych, w szczególnosci warstw prze¬ wodzacych elektrycznie, oddzielonych od siebie szczelina, najkorzystniej przy wytwarzaniu przy¬ rzadów pólprzewodnikowych co najmniej z dwie¬ ma elektrodami: Wynalazek dotyczy równiez podloza co naj¬ mniej z dwiema warstwami powierzchniowymi oddzielonymi od siebie szczelina i wytworzonymi sposobem wedlug wynalazku, oraz przyrzadów pólprzewodnikowych z co najmniej dwiema war¬ stwami, stanowiacymi elektrody oddzielonymi od siebie szczelina, które to przyrzady wytworzone sa sposobem wedlug wynalazku.Nanoszenie na jednym podlozu takich warstw powierzchniowych oddzielonych szczelina, stoso¬ wane jest w wielu galeziach techniki, np. przy wytwarzaniu elektronicznych elementów obwo¬ dów elektrycznych, w szczególnosci przy ich mi¬ niaturyzacji lub gdy przez odpowiedni uklad elektrod maja stanowic uklad scalony, utworzo¬ ny na wspólnym podlozu.Sposób ten ma specjalne znaczenie w technice pólprzewodników, gdzie mikrominiaturyzacja jest waznym elementem a wymiary szczeliny sa cze¬ sto decydujace dla dzialania calego przyrzadu pólprzewodnikowego. Przy fotokomórkach szero^ kosc pomiedzy obiema warstwami elektrodowymi •decyduje o czulosci a przy tranzystorach z efek- 15 25 30 tern pola Szerokosc szczeliny miedzy warstwa sta¬ nowiaca elektrode doprowadzajaca i warstwa sta¬ nowiaca elektrode odprowadzajaca decyduje o wzmocnieniu i zakresie czestotliwosci. Sze¬ rokosc szczeliny zadana przy takich zastosowa¬ niach jest czesto mniejsza niz 100 /on lub nawet mniejsza od 10 iwm. Tak niewielkie szerokosci szczeliny wymagane sa czesto dla elektrycznego odizolowania od siebie dwóch warstw stanowia¬ cych elektrody.Tego rodzaju warstwy powierzchniowe, które czesto musza miec skomplikowany ksztalt uwarun¬ kowany zadanym ksztaltem elektrody, nanosi sie na podlozu przez naparowanie lub przy uzyciu techniki fotograficznej albo galwanicznej, przy czym dla uzyskania zadanej szerokosci szczeliny miedzy elektrodami stosuje sie przeslony (mas¬ kownice). Stosowanie takich technik wytwarza¬ nia jest szczególnie skomplikowane przy malych szerokosciach szczeliny, gdyz dla uzyskania wyso¬ kiej dokladnosci odstep miedzy maskownica a pod¬ lozem, musi byc mniejszy od szerokosci szcze¬ liny.Poza tym, przy jeszcze mniejszych wymiarach szczeliny moze zaistniec rozprzestrzenienie sie ma¬ terialu elektrody pod maskownica wzdluz po¬ wierzchni podloza, nawet jesli maskownica jest dokladnie ustawiona. Tak np. przy naparowaniu, atomy mterialu elektrody maja przy osiagnie¬ ciu podloza okreslona predkosc, z która moga sie 5290*3 rozprzestrzeniac wzdluz powierzchni podloza, rów¬ niez pod maskownica. Z tych powodów na przy¬ klad przy masowym wytwarzaniu fotooporników bardzo trudno jest uzyskac odstep miedzy elek¬ trodami mniejszy od 100 ^m. Trudnosci te wzrastaja wraz ze zmniejszaniem sie zadanej sze¬ rokosci szczeliny.Wynalazek stawia sobie za zadanie stworze¬ nia zupelnie nowego sposobu, umieszczania na podlozu dwóch lub wiecej warstw powierzchnio¬ wych oddzielonych szczelina, przy czym sposób ten nadaje sie szczególnie do wytworzenia bar¬ dzo malych szczelin o szerokosci mikronów lub nawet jednego mikrona.Przy nanoszeniu co najmniej dwóch warstw po¬ wierzchniowych obok siebie na wspólnym podlo¬ zu, w szczególnosci warstw przewodzacych elek¬ trycznie i oddzielonych od siebie szczelina, we¬ dlug wynalazku umieszcza sie te warstwy po¬ wierzchniowe, które przynajmniej w otoczeniu tworzonej szczeliny skladaja sie z róznych ma¬ terialów, na dwóch graniczacych ze soba lub czes¬ ciowo sie pokrywajacych obszarach podloza, przy czym szczelina pomiedzy obiema warstwami two¬ rzy sie przez to, ze material przynajmniej pierw¬ szej warstwy na jednym z obszarów, w poblizu brzegu graniczacego z drugim obszarem, prze¬ chodzi do graniczacej czesci podloza i/lub drugiej warstwy powierzchniowej.Wedlug wynalazku, przy odpowiednim doborze materialu podloza i warstw powierzchniowych, przy jednoczesnym ogrzewaniu lub przepuszcza¬ niu pradu uzyskuje sie to, ze material pierwszej z warstw przez dzialanie pochlaniajace drugiej warstwy lub wspólne dzialanie pochlaniajace pod¬ loza i drugiej warstwy, zostaje w znacznym stop¬ niu usuniety miejscowo z powierzchni przy kra¬ wedzi tej drugiej warstwy, na przestrzeni, która stanowi szerokosc szczeliny, przy czym wskutek tego obie warstwy powierzchniowe sa od siebie elektrycznie odizolowane.Okazalo sie, ze wiele materialów stosowanych na elektrody oraz wiele materialów uzywanych jako podloze mozna, przy odpowiednim ich do¬ borze, uzyc do utworzenia szczeliny w podany sposób. Przy sposobie wedlug wynalazku nie ma potrzeby umieszczania obu warstw dokladnie w zadanej od siebie odleglosci, jak tego wymagaja znane sposoby. Wystarcza, igdy warstwy sa tak umieszczone, ze prawie ze soba granicza lub sie czesciowo pokrywaja, przy czym tworzenie sie szczeliny nastepuje samorzutnie podczas nanosze¬ nia warstw lub po procesie kontrolowanym do¬ kladnie czasem trwania ogrzewania lub prze¬ puszczania pradu przy jednoczesnym zastosowa¬ niu dzialania pochlaniajacego.Fakt, ze atomy warstw powierzchniowych mo¬ ga dyfundowac wzdluz powierzchni podloza, jest przy sposobie wedlug wynalazku korzytsny, gdyz wspólnie z dzialaniem pochlaniajacym przyczynia sie do ustalenia szerokosci szczeliny, natomiast w znanych sposobach ta dyfuzja wzdluz powierzchni przeszkadzala w tworzeniu szczelin o malej sze¬ rokosci. iPrzy jednej z odmian sposobu wedlug wynalaz¬ ku szczelina tworzy sie przez przejscie materia- 15 20 52909 4 lu z pierwszej warstwy do drugiej warstwy, przy czym materialy obu warstw powierzchniowych, przynajmniej w otoczeniu tworzonej szczeliny, sa tak dobrane, ze ta druga warstwa powierzchnio- 5 wa posiada zdolnosc pochlaniania materialu pierwszej warstwy. Material uzytego podloza jest w tym przypadku bez wiekszego znaczenia i mu¬ si byc tylko tak dobrany, aby obie warstwy mo¬ gly sie do niego przyczepic, oraz aby podczas 10 ogrzewania mozliwa byla dyfuzja powierzchnio¬ wa atomów warstw powierzchniowych w celu utworzenia szczeliny. iPod nazwa „zdolnosc pochlaniania" oraz „dzia¬ lanie pochlaniajace", rozumie sie tu zdolnosc po¬ chlaniania i zatrzymywania atomów jakiegos ma¬ terialu, które przez dyfuzje lub w inny sposób dotarly do danej warstwy. Nazwy „warstwa pierwsza" i „warstwa druga" okreslaja kolejnosc polozenia tych warstw na podlozu, patrzac od strony przeciwnej do podloza.Zdolnosc pochlaniania warstwy powierzchniowej moze polegac na fizycznym lub fizyko-chemicz¬ nym albo czysto chemicznym wiazaniu otomów jednego materialu w drugiej warstwie powierzch¬ niowej, na przyklad na drodze fizycznej absorpcji, 25 lub na tworzeniu stopów albo tez zwiazków che¬ micznych. Zdolnosc pochlaniania moze posiadac sam material warstwy powierzchniowej lub tez warstwa powierzchniowa moze ja uzyskac przez reakcje z materialem podloza lub z materialem 30 drugiej warstwy, wskutek czego powstaja np. zwiazki o dzialaniu pochlaniajacym.Przy innej odmianie sposobu wedlug wynalaz¬ ku szczelina tworzy sie przez przejscie do podloza materialu pierwszej warstwy, przy czym ta druga 35 warstwa przynajmniej czesciowo sklada sie z two¬ rzywa, które ulatwia przejscie materialu pierwszej warstwy do podloza. Przy krawedzi drugiej war¬ stwy powierzchniowej oraz w niewielkiej od niej odleglosci (wskutek rozprzestrzenienia sie tego two- 40 rzywa) tworzy sie szczelina.W ten sposób okazalo sie np. mozliwe uzyska¬ nie szczeliny na podlozu z naparowanego siarcz¬ ku kadmu, przy czym do drugiej warstwy po¬ wierzchniowej dodaje sie substancje ulatwiajaca 45 rekrystalizacje warstwy podloza, a podczas pro¬ cesu rekrystalizacji nastepuje przechodzenie ma¬ terialu pierwszej warstwy do rekrystalizujacego podloza wlasnie przy krawedzi tej drugiej war¬ stwy. Przy zastosowaniu warstwy podloza z siarczku kadmu lub siarczku cynku okazalo sie, ze wspomniane wyzej wlasnosci posiada np. sreb¬ ro i miedz w temperaturze ponad 500°C wzglednie 600PC, a takze pewne zwiazki organiczne jak ole¬ je silikonowe lub zytwice ftalowe w temperatu¬ rze 300°C we wspóldzialaniu z miedzia lub sreb- 50 55 rem.W pewnych przypadkach, na przyklad w przy¬ padku uzycia miedzi i indu na podlozu z siarcz¬ ku kadmu, juz przy nizszej temperaturze np. przy 20^C, po naparowaniu miedzi a nastepnie indu, moze nastapic tworzenie sie szczeliny na krawedzi miedzi w czasie naparowywania indu, gdyz ind ma duza predkosc dyfuzji wzdluz powierzchni juz przy tej temperaturze. Najkorzystniej szczelina 65 tworzy sie pod wplywem ogrzewania dopiero po52909 6 naniesieniu na podloze warstw powierzchniowych.Ogrzewanie to powoduje zwiekszenie sie tempe¬ ratury wywolujace wzrost predkosci dyfuzji ato¬ mów pierwszej warstwy powierzchniowej wzdluz powierzchni podloza a moze sie równiez przyczy¬ nic do zwiekszenia zdolnosci pochlaniania ma¬ terialu podloza i drugiej warstwy powierzchnio¬ wej.Gzas trwania ogrzewania oraz temperatura de¬ cyduja w znacznym stopniu o szerokosci tworza¬ cej sie szczeliny. W przypadku dzialania pochla¬ niajacego drugiej warstwy powierzchniowej ma¬ terial jej jest tak dobrany, ze jego atomy przy okreslonym ogrzaniu posiadaja znacznie mniej¬ sza predkosc dyfuzji i dlatego nie zaklócaja two¬ rzenia sie szczeliny. W przypadku dzialania po¬ chlaniajacego podloza, dyfuzja powierzchniowa drugiej warstwy nie odgrywa wiekszej roli, gdyz jej material moze byc pochloniety przez material podloza np. przy rekrystalizacji.Przy silnym dzialaniu pochlaniajacym drugiej warstwy lub podloza juz samo ogrzewanie calos¬ ci do wyzszej temperatury moze spowodowac utworzenie sie szczeliny, która nadawalaby sie dla wielu zastosowan. Szczególnie korzystne two¬ rzenie sie szczeliny uzyskuje sie wtedy, gdy na podlozu przy krawedzi, gdzie ma byc utworzona szczelina zastosowac srodki zwiekszajace pred¬ kosc dyfuzji atomów pierwszej warstwy np. zwiek¬ szajac miejscowo temperature przy tej krawedzi.W tym celu przynajmniej w pewnym okresie procesu tworzenia szczeliny w szczególnosci w koncowej fazie tego procesu, przepuszcza sie prad elektryczny przez warstwy powierzchniowe, któ¬ ry przechodzi przez te krawedz. Wskutek poste¬ pujacego tworzenia sie szczeliny i rozrzedzenia wystepujacego przy krawedzi, odiprowadzanie ciep¬ la koncentruje sie coraz bardziej przy tej kra¬ wedzi powodujac dodatkowe zwiekszenie tempe¬ ratury. Miejscowy wzrost temperatury powoduje miejscowe zwiekszenie predkosci dyfuzji a jedno¬ czesnie moze wywolac miejscowe zwiekszenie dzia¬ lania pochlaniajacego np. podloza.Miejscowe zwiekszenie predkosci dyfuzji po¬ wierzchniowej oznacza zwiekszone odprowadza¬ nie do miejsca pochlaniania, który to proces jest wiekszy niz doprowadzanie z danej warstwy lub po niej tak, ze nastepuje intensywniejsze tworze¬ nie sie szczeliny. Przez zastosowanie pradu pul¬ sujacego mozna powiekszyc miejscowe wydziela¬ nie sie ciepla oraz dokladniej je umiejscowic.Chociaz tworzenie szczeliny nastepuje najko¬ rzystniej zawsze przy zastosowaniu przepuszcza¬ nia pradu, to jednak mozna równiez uzyskac miej¬ scowe zwiekszenie predkosci dyfuzji przy krawe¬ dzi, jezeli tak dobrac material pierwszej war¬ stwy podloza, ze predkosc dyfuzji powierzchnio¬ wej atomów tej warstwy wzdluz powierzchni pod¬ loza jest znacznie wieksza niz na powierzchni sa¬ mej warstwy.Gdy na skutek dzialania pochlaniajacego drugiej warstwy powierzchniowej pierwsza warstwa przy krawedzi jest znacznie ciensza to jej atomy beda mialy w tym miejscu coraz wieksza predkosc dy¬ fuzji, gdyz w coraz wiekszym stopniu poruszaja sie one po powierzchni materialu podloza, który 15 to fakt oznacza miejscowe zwiekszenie sie pred¬ kosci ich odprowadzania i przyczynia sie do in¬ tensywniejszego tworzenia sie szczeliny.' Zwiekszenie temperatury calosci a takze miej- 5 scowe zwiekszenie temperatury przez doprowa¬ dzanie pradu mozna stosowac przy tworzeniu szczeliny niezaleznie od siebie. Mozna równiez zastosowac oba te srodki lacznie to znaczy w cza¬ sie przeplywu pradu ogrzewac równiez calosc. 10 Podwyzszenie temperatury calosci moze spowodo^ wac czesciowe zwiekszenie predkosci dyfuzji oraz dzialania pochlaniajacego, natomiast przeplyw pradu powoduje miejscowe zwiekszenie otbu tych zjawisk przy krawedzi do zadanej wartosci.W szczególnosci, druga warstwa powierzchnio¬ wa, która sama posiada wlasnosci pochlaniajace lub zwieksza te wlasnosci w podlozu, przy kra¬ wedzi jest nieco grubsza niz pierwsza warstwa powierzchniowa. W ten sposób zwieksza sie zdol¬ nosci pochlaniania drugiej warstwy powierzchnio- 20 wej, oraz unika sie mozliwosci calkowitego jej wchloniecia, np. przez podloze. Krawedz drugiej warstwy powierzchniowej moze byc w ten spo¬ sób uzyta do wyznaczania miejsca przebiegu szczeliny. Gdy zdolnosc pochlaniania drugiej war- 25 stwy powierzchniowej jest dostatecznie duza, to w ramach sposobu wedlug wynalazku obie war¬ stwy moga miec te sama grubosc lub druga war¬ stwa moze byc ciensza od pierwszej.Wynalazek, znajduje ogólnie biorac zastosowa- 30 nie do nanoszenia dwóch warstw powierzchnio¬ wych oddzielonych szczelina, jednak szczególnego znaczenia nabiera przy nanoszeniu dwóch elek¬ trycznie przewodzacych warstw oddzielonych szczelina, która ma je od siebie izolowac pod 35 wzgledem elektrycznym.Sposób wedlug wynalazku nadaje sie szczegól¬ nie przy wytwarzaniu przyrzadów pólprzewodni¬ kowych, w których warstwy powierzchniowe sta¬ nowia dwie lub wieksza ilosc elektrod przyrza- 40 du np. w opornikach, fotoopornikach, i tranzy¬ storach z efektem pola, przy których oddzielenie waska szczelina warstw stanowiacych elektrody ma szczególnie duze znaczenie. Osrodek czynny w danym przyrzadzie jak np. pólprzewodnik, fo- 45 toprzewodnik lub warstwa oporowa, moze sam stanowic warstwe podloza na której umieszcza¬ ne sa warstwy stanowiace elektrody.Przy zastosowaniu sposobu wedlug wynalazku mozna równiez warstwy stanowiace elektrody na- 50 niesc najpierw na podloze z izolatora, a nastepnie umiescic na nich czynny osrodek np. pólprze¬ wodnik. Mozliwe jest równiez przy sposobie we¬ dlug wynalazku uzycie, bez przepuszczania pradu, podlozy o przewodnictwie elektrycznym lub pod¬ lozy pólprzewodnikowych albo z materialów izo¬ lacyjnych, jednak w przypadku przepuszczania pradu w czasie tworzenia szczeliny- korzystnym jest uzycie podloza z pólprzewodnika lub materia¬ lu izolacyjnego posiadajacego znacznie wyzsza opornosc niz warstwy elektrodowe tak, aby prad skoncentrowal sie w tych warstwach.Sposób wedlug wynalazku oraz odmiany jego, sluzace do wytwarzania przyrzadów pólprzewod¬ nikowych zostana objasnione na podstawie przy- 65 kladów przedstawionych na rysunku. 5552909 8 Na fig. 1 i 2 jest przedstawiony rzut z góry oraz przekrój poprzeczny .podloza z warstwami powierzchniowymi w czasie pierwszej fazy wy¬ twarzania sposobem wedlug wynalazku, na fig.* 3 i 4 rzut z góry oraz przekrój poprzeczny tego sa- 5 mego podloza z warstwami powierzchniowymi w pózniejszej fazie wytwarzania, po utworzeniu sie szczeliny, na fig. 5 — rzut z góry fotokomórki wytworzonej sposobem wedlug wynalazku a na fig. 6 jest przedstawiony rzut z góry tranzystora 1Q z efektem pola wytworzonego sposobem wedlug wynalazku.Najpierw zostanie objasniony blizej sposób we¬ dlug wynalazku, w szczególnosci tworzenie szcze¬ liny przy zastosowaniu róznych materialów bez 15 okreslonego zastosowania. Nastepnie zostana objas¬ nione przykladowo niektóre odmiany wykonania, przy których sposób wedlug wynalazku znalazl zastosowanie do wytwarzania przyrzadów pól¬ przewodnikowych. 20 Przy badaniach mozliwosci zastosowania róz¬ nych materialów przy sposobie wedlug wynalazku, ze wzgledu na wygode wychodzi sie zawsze z tej samej konfiguracji podloza i warstw powierzch¬ niowych tak jak to jest przedstawione na fig. 1 25 i Z po naniesieniu warstw powierzchniowych a na fig. 3 i 4 po utworzeniu sie szczeliny. Element wyjsciowy stanowa zawsze podloze w postaci pro¬ stokatnej -plytki szklanej 1 z warstwa siarczku kadmu 2 naparowana na górnej stronie plytki w posiadajaca grubosc np. 2 jum (fig. 2).Na warstwe 2 zostaja nastepnie nalozone obie warstwy powierzchniowe pomiedzy którymi ma byc utworzona szczelina tak, ze warstwa 2 jest tu podlozem dla warstw powierzchniowych. Po- 35 lowa powierzchni podloza lezaca na prawo od Unii 3 (fig. 1) pokrywana jest zawsze warstwa 5, która posiada zdolnosci pochlaniania lub przy¬ najmniej czesciowo sklada sie z materialu, który zwieksza dzialanie pochlaniania materialu pierw¬ szej warstwy przez material podloza. Warstwa 5 jest w tych przykladach stosunkowo gruba i ma na przyklad grubosc 0,1 ^m.[Polowa powierzchni podloza lezaca ponizej linii 4 jest zawsze pokryta znacznie ciensza pierwsza warstwa 6 z innego materialu tak, ze w cwiartce ograniczonej liniami 3 i 4 warstwa 6 pokrywa warstwe 5. Szczelina tworzy sie przy krawedzi 3 warstwy powierzchniowej 5. Dla uproszczenia doprowadzania pradu do warstwy 6 posiada ona miejscowe zgrubienie 7 wytworzone 50 z tego samego materialu co warstwa 6 które mo¬ ze byc nalozone na podloze przed lub po nanie¬ sieniu warstwy 6. Wymiary powierzchni podloza wynosza np. 2 cm x 2 cm.Naparowanie warstw stanowiacych elektrody 55 przeprowadza sie zawsze w prózni a ogrzewanie nastepuje w atmosferze obojetnej np. argonu.Grubosci poszczególnych warstw oraz szerokosci szczelin przedstawione sa na figurach przesadnie duze ze wzgledu na wyrazistosc ry3unku. eo Przy zastosowaniu takiej konfiguracji po¬ szczególnych warstw przy sposobie wedlug wy¬ nalazku stosuje sie rózne kombinacje materialów dla warstw 5 i 6 w celu utworzenia szczeliny przy krawedzi3. 65 40 45 Przyklad I. Najpierw naparowuje sie z alu¬ minium warstwe powierzchniowa 5 o grubosci okolo 0,1 /urn, a nastepnie z antymonu warstwe powierzchniowa 6 o grubosci okolo 100 A. Alumi¬ nium przy wysokiej temiperaturze i w stanie roz¬ topionym ma zdolnosc pochlaniania antymonu polegajaca prawdopodobnie na tworzeniu sie zwiazków aluminium z antymonem.Po dziesiecio minutowym ogrzewaniu calosci w piecu, w temperaturze okolo 700^ na krawe¬ dzi 3 warstwy 5, 6 tworzy sie szczelina 8 tak jak to jest przedstawione na fig. 3' i 4 na których czesci odpowiadajace czesciom z fig. 1 i 2 ozna¬ czone sa tymi samymi cyframi. Szerokosc szcze¬ liny zalezna od temperatury i od czasu trwania ogrzewania wynosi np. 50 /«n. Warstwy po¬ wierzchniowe 5 i 6 izolowane sa od siebie pod wzgledem elektrycznym przez szczeline 8.Tworzenie sie szczeliny w tym przypadku ula¬ twione jest równiez przez fakt ze predkosc dy¬ fuzji antymonu po powierzchni siarczku kadmu jest znacznie wieksza niz po powierzchni samego antymonu. Przy takich temperaturach aluminium nie dyfunduje w praktyce po powierzchni siarcz¬ ku kadmu. Zamiast wspomnianego procesu ogrze¬ wania mozna zastosowac równiez kombinacje ogrzewania do nizszej temperatury, przy jed¬ noczesnym przepuszczaniu pradu powodujacym miejscowe ogrzewanie.Przyklad II. Najpierw naparowuje sie war¬ stwe powierzchniowa 5 z miedzi o grubosci okolo 0,1 /um, a nastepnie warstwe powierzchniowa 6 z indu o grubosci okolo 100 A.Bo naparowaniu przy czym podloze 1, 2 mialo temperature pokojowa, Okazalo sie ze miedzy war¬ stwa 5 i 6 na krawedzi 3 utworzyla sie szcze¬ lina 8 o szerokosci oktolo 100 /urn, w ten sam sposób jak to jest przedstawione na fig. 3 i 4.Szczelina 8 utworzyla sie wskutek pochlaniajace¬ go dzialania miedzi oraz przez duza predkosc dy¬ fuzji indu po powierzchni siarczku kadmu przy tej niskiej temperaturze. ~ Przyklad III. Najpierw naparowuje sie z teluru warstwe powierzchniowa 5 o grubosci 0,1 ^om a nastepnie warstwe powierzchniowa 6 o grubosci np. 100 A. Po naparOwaniu mozna stwierdzic pod mikroskopem, ze utjworzyla sie szczelina. Przez przepuszczanie pradu lub ogrze¬ wanie do temperatury 200°C lub 300°C tworzy sie wyraznie szczelina 8, przy czym ind odsuwa sie ina pewna odleglosc od krawedzi 3. Dzialanie po¬ chlaniajace warstwy 5 polega prawdopodobnie na tworzeniu isie zwiazków indu z telurem. Równiez i tutaj duza predkosc dyfuzji indu po powierzch¬ ni siarczku kadmu odgrywa pewna role, a dy¬ fuzja teluru po tej powierzchni jest znacznie slab- Przyfclad IV. Najpierw naparowuje sie ze srebra warstwe powierzchniowa 5 O grubosci oko¬ lo 0,1 [im a nastepnie z miedzi warstwe po¬ wierzchniowa 6 o grubosci okolo 50 A.Po ogrzewaniu w temperaturze 300QC przez oko¬ lo 30 minut tworzy sie szczelina 8 w ten sam52909 9 sposób jak ma fig. 3 i 4. Do tworzenia sie tej szczeliny przyczynilo sie dzialanie pochlaniajace srebra, oraz przy tej temperaturze duza predkosc dyfuzji miedzi po powierzchni siarczku kadmu, która jest znacznie wieksza niz srebra.Tworzenie sie szczeliny mozna polepszyc, gdy w czasie ogrzewania calosci w temperaturze 200°C miedzy elektrody 7 i 5 przylozyc napiecie elektryczne tak, aby poplynal prad okolo 50 mA, który przez wydzielacie sie ciepla szczególnie przy krawedzi 3 zwieksza predkosc dyfuzji miedzi oraz dzialanie pochlaniajace.Przyklad V. Najpierw nanosi sie ze srebra warstwe 5 o grubosci okolo 0,1 ^om a nastepnie ze zlota warstwe 6 o grubosci okolo 50 A. Przy temperaturze 500*0, srebro ulatwia rekrystaliza¬ cje warstwy siarczku kadmu a przy krawedzi 3 warstwy srebra 5 tworzy sie szczelina 8 wskutek miejscowegb wchloniecia zlota podczas ogrzewa¬ nia do wysokiej temperatury, przy jednoczesnym przepuszczaniu pradu.Przyklad VI. Przeklad ten w przeciwien¬ stwie do poprzedniego odnosi sie tylko do fig. 1 i 2, poniewaz w tym przykladzie cienka warstwa jest naniesiona przed powierzchniowa warstwa 5 posiadajaca zdolnosci pochlaniajace.Najpierw nanosi sie z miedzi warstwe 6 o gru¬ bosci okolo 50 A. Nastepnie nanosi sie warstwe powierzchniowa 5 z pasty skladajacej sie z orga¬ nicznego srodka wiazacego, zawierajacego zywi¬ ce alkilowe oraz drobnoziarniste srebro. Pasta ta zawiera materialy organiczne, które wspóldzia¬ lajac z miedzia powoduje rekrystalizacje warstwy siarczku kadmu przy temperaturze okolo 300*0, przy czym przy tej rekrystalizacji czesc miedzi przechodzi do siarczku kadmu przynajmniej tam, gdzie przy krawedzi 3 miedz wystepuje w pobli¬ zu tych substancji organicznych.Po ogrzewaniu w temperaturze Z5(fC trwajacym 20 minut, mozna stwierdzic utworzenie sie szcze¬ liny o szerokosci dziesieciu mikronów a pod mi¬ kroskopem mozna ustalic, ze warstwa siarczku kadmu w szczelinie 8 oraz pod warstwa 5 ulegla rekrystalizacji. Przy tej rekrystalizacji miedz zo¬ stala usunieta na pewnej przestrzeni od krawe¬ dzi 3. Tworzenie sie szczeliny mozna spowodowac równiez w ten sposób, ze ogrzewa 6ie calosc do temperatury 200°C, a jednoczesnie przez warstwy 5 i 6 przepuszcza sie prad o natezeniu np. 10 mA, który przeplywa równiez przez krawedz 3, gdzie tworzy sie szczelina.Zwiekszone wydzielanie sie ciepla przy krawe¬ dzi 3 w czasie tworzenia sie szczeliny, zwieksza predkosc dyfuzji miedzi a takze dzialanie rekry- stalizacyjne i pochlaniajace warstwy siarczku kad¬ mu w miejscu tworzenia sie szczeliny. W tym przypadku, okazuje sie, ze szczelina 8 jest bar¬ dzo mala, rzedu 1 /uim lub jeszcze mniejsza, a obecnosc jej potwierdza fakt, ze po ukonczeniu procesu opornosc miedzy warstwami powierzch¬ niowymi 5 i 6 wzrosla do 10 MQ, natomiast opornosc warstlw 5 i 6 poza szczelina nie ulegla zmianie. W powyzszych przykladach objasnione zostalo tworzenie sie szczeliny przez uzycie róz¬ nych materialów. 10 10 Ponizej zostana podane i blizej wyjasnione na podstawie fig. 5 i 6 przyklady zastosowania spo¬ sobu wedlug wynalazku do wytwarzania przy¬ rzadów pólprzewodnikowych w szczególnosci do wytwarzania fotobporników oraz tranzystora z efektem pola.Na fig. 5 jest przedstawiony rzut z góry pod¬ loza fotokomórki z ukladem elektrod wytworzo¬ nym wedlug wynalazku. Na fig. 5 dla wiekszej zrozumialosci te czesci, które w swym dzialaniu odpowiadaja czesciom z fig. 1 do 4, sa oznaczo¬ ne liczbami, których pierwsza cyfra jest taka sa¬ ma jak na fig. I do 4. Przy wytwarzaniu takie¬ go przyrzadu naparowuje sie najpierw np. cien¬ ka warstwe powierzchniowa 60 tak, ze pokrywa 15 ona cala powierzchnie podloza na lewo od linii 40. Podloze stanowi plytka szklana pokryta cien¬ ka warstwa naparowanego siarczku kadmu.Nastepnie naparowuje sie druga warstwe po¬ wierzchniowa 50 w postaci paska, który ject grub¬ szy od warstwy 60. Warstwa 50 utworzona jest z materialu, który sam posiada dzialanie pochla¬ niajace lub zwieksza dzialanie pochlaniajace war¬ stwy siarczku kadmu przy krawedzi 30, Szczelina 80 tworzy sie w tym miejscu, gdzie krawedz 30 nakrywa warstwe 60. Na powierzchni podloza mo¬ ze byc umieszczona dodatkowa warstwa 70 stano¬ wiaca elektrode, przy czym wykonana jest ona z tego samego materialu co warstwa 60, lecz jest od niej grubsza tak, ze lepiej nadaje sie dla do- 10 prowadzenia pradu. Warstwa 70 moze byc umiesz¬ czona przed naparowaniem warstwy 60, lecz w razie potrzeby moze byc równiez wykonana w póz¬ niejszym stadium.Szczelina 80 przy krawedzi 30 tworzy sie przez przejscie materialu warstwy 60 przy tej krawedzi do warstwy siarczku kadmu stanowiacej podloze lub do drugiej warstwy 50, przy czym stosuje sie ogrzewanie calosci przy jednoczesnym prze¬ puszczaniu pradu. Przez odpowiedni dobór ma- 40 terialów czas trwania ogrzewania, wzglednie tem¬ peratury ogrzewania i przepuszczania pradu, moz¬ na uzyskac bardzo mala szerokosc szczeliny 80 tak, ze odleglosc miedzy elektrodami utworzony¬ mi przez warstwy 60 i 50 moze byc bardzo mala. 45 Szczelina 80 stanowi swiatloczula czesc fotoko- komórki, a polaczone warstwy 70, 60 oraz warstwa 50 stanowia jej dwie elektrody. Elektrody te mo¬ ga posiadac równiez inny ksztalt. Tak np. warstwa 50 moze posiadac ksztalt grzebienia, przy czym 50 przez zastosowanie sposobu wedlug wynalazku, wzdluz grzebieniastego brzegu warstwy 50 utwo¬ rzy sie równiez szczelina 80.Na fig. 6 jest przedstawiony schematycznie w rzucie z góry tranzystor z efektem pola, wytwo- 55 rzony sposobem wedlug wynalazku. Pierwsza cyfra z liczb oznaczeniowych odpowiada równiez jak poprzednio co do funkcji czesciom z fig. 1 do 4. Podloze wykonane jest np. z plytki szklanej na która naparowana jest warstwa siarczku kad- 60 mu. Na powierzchnie podloza naparowane sa naj¬ pierw obie warstwy powierzchniowe 51 i 52 sta¬ nowiace pózniej omowe kontakty tranzystora.Warstwy te wykonane sa z takiego materialu, który z warstwa pólprzewodnika w tym wypad- 65 ku z warstwa siarczku kadmu, stanowi polacze- 3552909 11 nie omowe. Nastepnie miedzy liniami 41 i 42 na powierzchnie podloza naparowuje sie warstwe elektrodowa 60 z innego materialu dajacego z war- 1. stwa siarczku kadmu polaczenie o wlasnosciach prostowniczych, gdyz warstwa 60 stanowi pózniej 5 elektrode bramki.Materialy warstwy 51 i 52 oraz warstwy 60 sa tak dobrane, ze np. material warstwy 51 i 52 ma zdolnosc pochlaniania materialu warstwy 60 lub zwieksza zdolnosc pochlaniania materialu podloza 10 wzgledem materialu warstwy 60. Po ogrzewaniu za pomoca przepuszczania pradu, warstwa 60 zo¬ staje odizolowana pod wzgledem elektrycznym od elektrod 51 i 52 przez utworzenie szczeliny 81 i 82. Przy zastosowaniu przepuszczania pradu 15 szczeliny 81 i 82 moga byc tworzone oddzielnie przez przylaczenie zródla pradu najpierw miedzy warstwy 60 i 51, a pózniej miedzy warstwy 60 i 52. Mozna równiez zródlo pradu przylaczyc mie¬ dzy warstwy 52 i 51 i w ten sposób w jednym 2Q procesie wytworzyc obie szczeliny 81 i82. 2.W ramach sposobu wedlug wynalazku mozliwe sa równiez odmiany. Mozna uzyc inne materialy jako podloza oraz inne materialy na warstwy po¬ wierzchniowe, które posiadalyby wzgledem siebie 25 zadane zdolnosci pochlaniania. Kolejnosc umiesz¬ czania warstw powierzchniowych 5 i 6 czesto mo¬ ze byc odwrócona. Podloze moze byc utworzone z kilku warstw, przy czym górna jego warstwa 3. na której umieszczane sa warstwy powierzchnio- we, decyduje o szybkosci dyfuzji oraz dzialaniu pochlaniajacym. Podloze moze byc równiez z jed¬ nego materialu.W pewnych wypadkach moze istniec koniecznosc uprzedniego naniesienia elektrod o odpowiednim 35 ksztalcie na plytke izolatora a pózniej pokryciu ich warstwa pólprzewodnika. Sposób wedlug wy- 4- nalazku nadaje sie np. do nanoszenia warstw stanowiacych elektrody po obu stronach zlacza p — n, które przecina powierzchnie podloza. Po¬ chlaniajaca warstwa powierzchniowa moze byc 4I? 5. wtedy nanoszona w znany sposób galwanicznie w okreslonym miejscu na stronie n lub p, az do zlacza p — n, po czym na drugiej stronie napa¬ rowuje sie pierwsza warstwe powierzchniowa, któ- 6. ra czesciowo moze pokrywac poprzednia warstwe. 45 Przez zastosowanie wynalazku, dzialanie pochla¬ niajace pierwszej warstwy powoduje utworzenie sie szczeliny w miejscu zlacza p — n, które od- „ dziela obie warstwy. W tym wypadku mozna jed¬ noczesnie zrobic uzytek z wydzielania sie ciepla 50 w zlaczu p — n przy przepuszczaniu pradu. Przez zastosowanie pradu pulsujacego, mozna spowodo¬ wac miejscowe ogrzanie tam, gdzie wlasnie two¬ rzy sie szczelina, co ulatwia jej tworzenie. W wy¬ padku pochlaniajacego dzialania podloza, na obie 55 warstwy stosuje sie materialy rózniace sie tym, ie jeden z nich zawiera skladnik, który wywolu¬ je zdolnosc pochlaniania podloza.W wymienionych przykladach przy wytwarza¬ niu szczeliny stosowana byla atmosfera gazu obo¬ jetnego, ale w pewnych przykladach na tworze¬ nie sie szczeliny moze miec dodatni wplyw do¬ mieszka gazów czynnych lub domieszka taka 9. moze w tym procesie nie przeszkadzac. 65 12 PL