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Halbleiterbauelement
Die Erfindung betrifft ein Halbleitergerät, insbesondere für einen Photodetektor und bezweckt unter anderem, einfache Herstellungsverfahren und gute photoelektrische Eigenschaften solcher Elemente zu schaffen. Das erfindungsgemässe Element benutzt die Eigenschaften von lhÜbergängen.
Mit der Bezeichnung l-h-Übergang soll hier ein Übergang zwischen zwei solchen Zonen eines
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mit dem Zeichen "l" bezeichnet ist. Unter den bekannten üblichen Aufbauten von
Halbleiteranordnungen sind l-h-Übergänge in Verbindung mit p-n-Übergängen angewendet : Dioden mit logarithmischer Strom-Spannungs-Kennlinie (polnische Patentschrift Nr. 48976) oder mit einer energetischen Beziehung zwischen Vorwärtsstrom und Spannung, wie auch HF-Photodioden nach diesem Prinzip aufgebaut sind.
Derzeit bekannte Photodetektoren, wie sie z. B. von den RCA-Laboratorien in Princeton, USA, entwickelt wurden, sind lediglich Laboratoriumsmodelle. Diese auch zur Anbringung in Mikrowellenresonatoren bestimmt gewesenen Probestücke wurden in Form dünner Scheiben geringer Oberfläche hergestellt. Diese dünnen monokristallinen Scheiben wurden durch Abarbeiten und Schleifen eines Ausgangsmaterials auf weniger als 25 jU hergestellt. Hiebei wurden zwei Arten der Befestigung im Resonator angewendet :
Das Probestück wurde an einem zentralen Stiel des Resonators oder an einem kleinen Saphierblock anzementiert, der seinerseits an dem Stiel anzementiert wurde. Die Dimensionen des Probestückes wurden mit etwa 10 X 25 X 25 jLt angegeben.
Eine brauchbare Wirkung solcher Mikrowellendetektoren wurde nur bei sehr genauer Herstellung des Probestückes und genauer Befestigung im Resonator erreicht, was natürlich grosse technologische Schwierigkeiten mit sich bringt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Halbleiterbauelement, insbesondere für einen Photodetektor, bei dem oben genannte Schwierigkeiten bei der Herstellung und Montage wegfallen.
Erfindungsgemäss ist ein Halbleiterbauelement, insbesondere für einen Photodetektor dadurch gekennzeichnet, dass es aus zwei l-h-Übergängen besteht, wobei die Dicke der durch diese umschlossenen Zone (1) kleiner ist, als die Diffusionslänge der Minderheitsträger in dieser Schicht, dagegen die beidseits anschliessenden Schichten (h) eine Dicke aufweisen, die grösser ist, als die Diffusionslänge der Minderheitsträger in diesen Schichten und mit niederohmigen Ableitungen ausgestattet sind.
Dieses Gerät kann unmittelbar in ein Halterungsgehäuse eingebaut werden, wo die elektrochemische Behandlung vollbracht wird, damit der überflüssige Teil der Platte geätzt wird bzw. kann das Gerät in der separaten Fassung ausgeführt und im Halterungsgehäuse angeordnet werden.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun beispielsweise an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen Fig. l eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Halbleiter- bauelementes, Fig. 2 die Strom-Spannungs-Kennlinie mit dem Lichtstrom als Parameter, Fig. 3 die Kapazität-Spannungs-Kennlinie, Fig. 4 das Element nach der elektrochemischen Behandlung.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Halbleiterbauelement besteht aus einer Halbleiterzone - l-hohen spezifischen Widerstandes und einer Dicke-W-geringer als die Diffusionslänge der
Minderheitsträger innerhalb dieser Zone, die ihrerseits von zwei Zonen--h--von hochdotiertem
Halbleitermaterial der gleichen Leitfähigkeitstype eingeschlossen ist.
Ein so hergestelltes Gerät besitzt zwei l-h-Übergänge : die Zonen--h--besitzen eine grössere
Dicke als die Diffusionslängen ihrer entsprechenden Minderheitsträger betragen und sind mit niederohmigen Kontakten--C--versehen.
Das Halbleiterbauelement mit zwei l-h-Übergängen ergibt eine symmetrische nichtlineare Strom-Spannungs-Kennlinie und besitzt photoelektrische Eigenschaften, die in Fig. 2 zu erkennen sind.
Diese Figur zeigt diese Kennlinien für verschiedene Werte des Lichtstroms
Der Verlauf der Kennlinien innerhalb des Bereiches sehr kleiner Vorspannungen ergibt sich aus dem spezifischen Widerstand der Zone--l--und den geometrischen Abmessungen des Elementes und fällt, wenn die Vorspannung ansteigt. Weiters zeigt das Element eine symmetrische nichtlineare Kennlinie für die Kapazität-Spannungsbeziehung, wie die Fig. 3 veranschaulicht, und die Kapazität fällt mit zunehmender Vorspannung.
Fig. 4 zeigt das Halbleiterbauelement nach einer elektrochemischen Behandlung in der Weise, dass Überschüsse von den Zonen-l und h-zwischen zwei Endkappen-l-beseitigt werden.