Способ изготовления выпрямительного элемента

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства ЛсЗаявлено 04.1 Х,1967 ( 1182156,26-25) МПК Н 011 7/34 оединением заявкг с Комитет по делам аобретеиий и открытий.1.1971, Бюллетеньликован при Совете Мииистров СССРата опубликования описания 29,111.19 Авторыизобретен и Ю. И. Козлов, Д. П. Ловцов и В. М, Рюмш аявител О ЭЛЕМЕНТ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЪПРЯМИТЕЛ методе изготовлсента за основу бстронного типа прокого сплава А 1 - 51 плава Ао - РЬ - ЯЬ чьфрамовые диски, водится в вакууме 10 - 4 лглг рт. ст. относится к области электромышленности и может быть создания выпрямляющсго коних площадях в силовых вснтиИзобретениетехнической проприменено длятакта на большлях.При известном сплавномния выпрямительного элемрутся кремниевый диск элекводимости, диск эвтектичес(силумин), диск тройного си термокомпенсирующие во,Процесс сплавления произс остаточным давлением 5 Во время термического процесса при температуре 850 К силуминовый диск переходит в жидкое состояние, смачивая поверхность кремниевого диска. При дальнейшем повышении температуры увеличивается смачивасмость и растворимость кремния в алгозгинии, поэтому происходит растворение исходного кремния. При охлаждении на поверхности исходного кремния, как на затравке, нарастает слой кремния, повторяющий структуру и ориентацию исходного кремния, т. е. нарастает автоэпитаксиальный слой.Сформировавшийся при охлахкдснип эпптак - спальный слой легирован атомамп алюгпния, т. е. обладает дырочным типом проводимости. На границе исходный кремний - эпитаксиальный слой образуется элсктронно-дырочный переход.г., другой стороны исходного кремния находится диск сплава Ад - РЬ - ЬЬ. Ьо время тср мического процесса здесь также при повышении температуры происходят расплавление сплава, смачиванис расплавленным сплавом поверхности кремниевого диска, растворение кремния до насыщения при температуре 10 сплавления. Охлаждение приводит к пересыщению расплава, и избыточный крсмьпгй выкристаллизовывается (нарастает) на поверхности исходного кремния, повторяя его структуру и ориентацшо, образовывая автоэпитак спальный слой. На границе автоэпитаксиальный слой - исходный кремний образуется переход типа гг+ - гг. При температурах сплавления компоненты сплавов (РЬ, ЬЬ, А 1) подвержены испарению. Часть паров осаждается на 20 свободной поверхности кремния, увеличиваяповерхностную проводимость, что приводит к сужению области запорного слоя у поверхности и, следовательно, к снижению пробивного напряжения (поверхностный пробой).25 Под действием груза, использующегося дляоблегчения разрыва окпсной пленки, прп неустойчивых режимах подьсма температуры часть расплавленного сплава выдавливается из промежутка вольфрам - кремний, образуя 30 заплывы, шунтирующие р - гг-переход илиТекред Л. Я. Левина Редактор П, Г. Горшкова Заказ 727/1 Изд310 Тираж 473 ПодписноеЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 ухудшающие его характеристики.Прн охлмкде 1 ни по диаметру гнезда кассеты возникает значительный перепад температуры (до 40 - 80 С). По этой причине кристаллизация начинается в местах, располокенпых ближе к боковой поверхности кассеты. В диаметрально противоположных местах (ближе к центру кассеты) из-за явления усадки между вольфрамовым и кремниевым дисками возникает щель.Указанные выше недостатки снижают процент выхода годных приборов и процент выхода приборов с высоким напряжением пробоя.Описываемый способ устраняет эти недостатки и позволяет повысить процент годных приборов и увеличить пробивное напряжение.Для осуществления предложенного способа берутся следующие исходные материалы; силуминовый диск, имеющий диаметр, равный диаметру кремниевого диска и нижнего термокомпенсатора, электродный диск из сплава Ад - РЬ - 5 Ь и верхний термокомпенсатор, имеющие меньший диаметр, При сплавлении электродных сплавов р - гг-переход создается на всей поверхности кремниевого диска и из-за равенства площадей вольфрамового и кремниевого дисков в соединении возникают меньшие механические напряжения, которые не вызывают образования трещин в кремниевом кристалле, что положительно сказывается на стабильности электрических характеристик прибора при эксплуатации. Для удаления заплывов сплава, щелей и сужений р - гг-перехода на поверхности, вызванных условиями кристаллизации, и для снятия мест, поверхность которых может быть загрязнена напыленными А 1, 5 Ь, РЬ, сошлифовываются ободок кремния и силумина по периметру до вольфрама.Такая механическая обработка позволяет; 1, Механически снимать примеси, осевшиево время сплавлсния па поверхности в районе выхода р - и-перехода (эти примеси не всегда удается снять при химическом травлении 5 р - гг-перехода).2. Снимать закоротки р - п-перехода, возникшие при заплывах электродного сплава (силумина).3, Ликвидировать щели между кремнием и 10 вольфрамом, возникшие в результате усадочных явлений (ширина сошлифованного ободка больше глубины щели).4. Снимать наиболее напряженные краякремниевого диска с р - п-переходом.15 Описываемый способ обработки р - и-перехода позволяет получать переход на выходе на поверхность более однородным, лишенным локальных неоднородностей, неизбежно получаемых после сплавления и приводящих к 20 концентрации напряженности электрическогополя в этих местах и, следовательно, к увеличению величины пробивного напряжения. Предмет изобретения 25 Способ изготовления выпрямительного элемента путем сплавления диска эвтектического сплава А 1 - Я (силумин), кремниевого диска электронной проводимости, диска тройного сплава Ад - РЬ - Ю и термокомпенсирующих 30 вольфрамовых дисков с последующей химической обработкой и защитой полученного р - ггперехода, отличающийся тем, что, с целью удаления примесей, закороток р - гг-перехода наплывом силумина, а тактике ликвидации ще лей между кремнием и термокомпенсирующими вольфрамовыми дисками, сплавление кремния с силумином проводят по всей поверхности диска, после чего перед химической обработкой механически удаляют периферий ную часть сборки кремниевый диск - силуминовый диск с р - п-переходом.