DE1027320B - Tip transistor, the semiconductor surface of which is partially worn away by a small amount of thickness - Google Patents
Tip transistor, the semiconductor surface of which is partially worn away by a small amount of thicknessInfo
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Description
Spitzentransistor, dessen Halbleiteroberfläche teilweise um einen geringen Dickenbetrag abgetragen ist Punktkontakttransistoren, auch Spitzentransitoren genannt, bestehen im allgemeinen aus einem kleinen einkristallinischen Halbleiterblock, insbesondere aus Germanium. der mit einer Basiselektrode, einer Emitterelektrode und einer Kollektorelektrode versehen ist. Die Basiselektrode bedeckt gewöhnlich eine größere Fläche auf dem Halbleiterblock, während Einitter- und Kollektorelektrode Punktkontakte sind, die aus leichten Drähten oder Kontaktfedern, welche mit der Oberfläche des Halbleitermaterials zusammenwirken, gebildet sind.Tip transistor, the semiconductor surface of which is partially around a Point contact transistors, including point transistors, have been removed from a small amount of thickness called, generally consist of a small monocrystalline semiconductor block, especially from germanium. the one with a base electrode, an emitter electrode and a collector electrode. The base electrode usually covers a larger area on the semiconductor block, while the single-emitter and collector electrodes Point contacts are made of light wires or contact springs, which are connected to the Cooperate surface of the semiconductor material are formed.
Solche Transistoren sind sehr empfindlich gegen Schwankungen des Abstandes zwischen den Punktkontaktelektroden. Der erforderliche Elektrodenabstand liegt gewöhnlich in der Größenordnung von 0,0? bis 0,05 min. Für den Elektrodenabstand muß dabei eine Toleranz in der Größenordnung von 0,003 111111 oder darunter eingehalten werden. Die elektrischen Eigenschaften eines Transistors werden sehr stark durch Änderungen des Abstalides der Lniitterelektrode von der Kollektorelektrode beeinflußt. Um eine Einheitlichkeit bei Transistoren, d. h. zwischen einem Transistor desselben Typs zu gew ilirleisten, muß eine Einheitlichkeit im Emitterä Kollektor-Abstand gesichert sein. Um die Einheitlichkeit des Transistors zu erhalten, d.li., um zu erreichen, dala sich die Eigenschaften eines gegebenen Transistors bei der Alterung nicht verändern, ist es außerdem notwendig, daß der Abstand zwischen seinen Punktelektroden in allen Benutzungsarten un-\-eränderlich bleibt.Such transistors are very sensitive to fluctuations in the distance between the point contact electrodes. The required electrode spacing is usually on the order of 0.0? up to 0.05 min. For the distance between the electrodes a tolerance of the order of magnitude of 0.003 111111 or less is observed. The electrical properties of a transistor become very strong through changes the Abstalides of the litter electrode influenced by the collector electrode. To a Uniformity in transistors, d. H. between a transistor of the same type To ensure uniformity in the emitter-collector spacing must be ensured be. In order to maintain the uniformity of the transistor, i.e. to achieve that the properties of a given transistor do not change with aging, it is also necessary that the distance between its point electrodes in all Types of use remain unchangeable.
Um den Elektrodenabstand gleichbleibend zu halten, hat inan bereits viele Möglichkeiten erprobt. So wird z. B. der Halbleiterblock mit den zugehörigen Elektroden in eine Kunststoffmatrize eingebettet. Mit den bekannten Maßnahmen läßt sich jedoch das erstrebte Ziel nicht unter allen Benutzungsbedingungen, wie z. B. bei höheren Anforderungen hinsichtlich Temperatur- und Schwingungseinflüsse, erreichen.To keep the electrode spacing constant, inan has already tried many possibilities. So z. B. the semiconductor block with the associated Electrodes embedded in a plastic matrix. With the known measures leaves However, the desired goal is not achieved under all conditions of use, such as B. with higher requirements in terms of temperature and vibration effects.
Es sind bereits Spitzentransistoren bekanntgeworden, bei denen die Halbleiteroberfläche, z. B. aus Germanium. auf der Ernitter- bzw. Kollektorseite teilweise um einen geringen Dickenhetrag, insbesondere durch Ätzung oder Schleifung, so abgetragen ist, daß gegenüberliegende Begrenzungslinien finit Gratflächen entstehen. Bei den bekannten Ausführungsforinen ist jedoch noch eine seitliche Auswanderung der Elektrodenspitzen möglich.There are already tip transistors become known in which the Semiconductor surface, e.g. B. from germanium. on the emitter or collector side partly by a small amount of thickness, in particular by etching or grinding, is removed in such a way that opposing boundary lines are finite ridge surfaces. In the known embodiments, however, there is still a lateral migration of the electrode tips possible.
Die der Erfindung -zugrunde liegende Aufgabe be->te.ht nun darin, d:.elre@«heira@@n Scliwierigl;eitendurch eine verbesserte Ausführtlligsforni des Tran.#i>tor> zu Überwinden.The task on which the invention is based should now be, d: .elre @ «heira @@ n Scliwierigl; eit by an improved execution format Tran. # I> tor> to overcome.
Die 1a-findung liezielit :ich auf einen Spitzentransistor, dessen Halbleiteroberfläche, z. B. aus Germanium, auf der Einitter- bzw. Kollektorseite teilweise um einen geringen Dickenbetrag, insbesondere durch Ätzung oder Schleifung, so abgetragen ist, daß gegenüberliegende Begrenzungslinien mit Gratflächen entstehen. Erfindungsgemäß sind die gegenüberliegenden Gratflächen V-förmig ausgebildet, deren V-Spitzen im Elektrodenabstand gegenüberliegen und in denen die Emitter- und Kollektorelektrode Kontakt mit dein Halbleiter haben. Bei dein Transistor nach der Erfindung bleibt der Abstand zwischen den Elektroden durch seine besondersartige Ausführungsform erhalten. Damit wird eine weitere Verbesserung der Stabilität der Elektrodendistanzierung dadurch gewonnen, daß auch eine seitliche Auswanderung der Elektrodenspitzen unmöglich gemacht wird. Bei dein Spitzentransistor nach der Erfindung sind die Abmessungen des Grates genau bemessen, und die Kontakte werden fest gegen den Grat angedruckt.The first-class finding lies in: I on a tip transistor, its Semiconductor surface, e.g. B. of germanium, on the one-emitter or collector side partially by a small amount of thickness, in particular by etching or grinding, is removed in such a way that opposing boundary lines with burr surfaces arise. According to the invention, the opposite ridge surfaces are V-shaped, the V-tips are opposite in the electrode spacing and in which the emitter and collector electrodes Have contact with your semiconductor. With your transistor according to the invention remains the distance between the electrodes due to its special design obtain. This further improves the stability of the electrode spacing obtained by the fact that lateral migration of the electrode tips is also impossible is made. In your tip transistor according to the invention, the dimensions are accurately measure the ridge and press the contacts firmly against the ridge.
Ein Block aus Halbleitermaterial mit einem Grat der beschriebenen Art läßt sich in vorteilhafter \Veise durch Aufbringen eines -Schutzüberzuges auf dem Oberflächenort, wo der Grat entstehen soll, und durch Wegätzen oder Entfernung durch Sandstrahlgebläse der nicht geschützten Oberflächenteile herstellen. Der Grat kann aber auch nach einem der neuen Hochfrecfuen7schneidverfahren, z.13. nach dem inagnetostriktiven oder dem Ultraschallverfahren, hergestellt werden.A block of semiconductor material with a ridge of the type described Kind can be advantageously \ Veise by applying a protective coating the surface location where the burr is to be created and by etching or removal create by sandblasting the unprotected surface parts. The ridge but can also use one of the new Hochfrecfuen7schneidverfahren, e.g. 13. after this inagnetostrictive or the ultrasonic process.
Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing.
Fig. 1 ist eine perspektivische Teilzeichnung einer Halbleiterkörperform für einen Transistor nach der Erfindung; Fig.2 ist eine Querschnittszeichnung der Transistorform nach der Erfindung; Fig. 3 ist eine Draufsichtszeichnung für den Halbleiterblock, auf dem die Gratflächen geformt und Linien eingeritzt sind, um das Schneiden des Blocks in einzelne Transistorkörper zu erleichtern.1 is a partial perspective drawing of a semiconductor body shape for a transistor according to the invention; Fig.2 is a cross-sectional drawing of the Transistor shape according to the invention; Fig. 3 is a plan view drawing for the Semiconductor block on which the ridge surfaces are formed and lines are carved around to facilitate the cutting of the block into individual transistor bodies.
Fig. 1 zeigt einen Teil eines Halbleiterkörpers 13 des Transistors, z. B. aus Germanium, an dem ein Grat 13a. geformt ist, der an jedem Ende entgegengesetzt verjüngte Seitenflächen 13 b aufweist.Fig. 1 shows part of a semiconductor body 13 of the transistor, z. B. of germanium, on which a ridge 13a. is shaped opposite to the one at each end has tapered side surfaces 13 b.
Die beiden Gratenden sind so verjüngt, daß die Gratbreite nach der Mitte hin abnimmt und die Gratseiten an einem schmalen Halsteil 13c, der durch die gegenüberliegenden Spitzen der beiden in den entgegengesetzten Seiten des V-förmigen Grates gebildet ist, sich stark aneinander annähern. Die in die Winkelspitzen der V-förmigen Seiten des Grates 13 a eingesetzten Spitzenelektroden sind dabei natürlich gegen eine Verschiebung in jeder Richtung gesichert.The two ridge ends are tapered so that the ridge width after the Decreases in the middle and the ridge sides at a narrow neck portion 13c, which by the opposite tips of the two in the opposite sides of the V-shaped Ridges are formed, come very close to each other. Those in the angular tips of the V-shaped sides of the ridge 13 a used tip electrodes are natural secured against displacement in any direction.
Fig. 2 zeigt den Querschnitt eines anderen Transistortyps nach der Erfindung. Dieser Transistor ist auf einer isolierenden Unterlage 14 montiert, deren Oberseite von einer Metallplatte 15 bedeckt ist. Ein Körper 16 aus Halbleitermaterial ist in der Platte 15 befestigt. Zwei Drähte 17 und 18 erstrecken sich durch die Unterlage 14 und durch Isoliermuffen 19, die durch die Platte 15 hindurchtreten. Die oberen Enden der Drähte 17 und 18 tragen die Elektroden 20 bzw. 21. Diese Elektroden sind an den Enden zugespitzt und wirken zusammen mit der oberen Fläche des Halbleiterkörpers 16 an entgegengesetzten Seiten eines Grates 16a.FIG. 2 shows the cross section of another type of transistor according to FIG Invention. This transistor is mounted on an insulating base 14, whose Top is covered by a metal plate 15. A body 16 made of semiconductor material is fixed in the plate 15. Two wires 17 and 18 extend through the Base 14 and insulating sleeves 19 which pass through the plate 15. The upper ends of wires 17 and 18 carry electrodes 20 and 21, respectively. These electrodes are pointed at the ends and cooperate with the upper surface of the semiconductor body 16 on opposite sides of a ridge 16a.
Zur Bildung eines Halbleiterkörpers mit einem Grat wird derjenige Teil der Oberfläche eines Blockes aus geeignetem Material, der den Grat bilden soll, zunächst geschützt, z. B. entweder durch Aufkleben eines Metallstreifens auf den Germaniumblock oder durch Aufbringen eines Überzuges aus geeignetem Material, z. B. Emaille, auf den fraglichen Bereich.To form a semiconductor body with a ridge, the one Part of the surface of a block of suitable material that is to form the ridge, initially protected, e.g. B. either by gluing a metal strip on the Germanium block or by applying a coating of suitable material, e.g. B. enamel, on the area in question.
Die gesamte Fläche, auf der der Grat gebildet werden soll. wird dann einer Behandlung unterworfen, um die nicht geschützten Teile der Fläche zwischen den durch die Linien 23 (Fig.3) abgegrenzten Graten abzutragen. Diese Behandlung kann z. B. in einem chemischen oder elektrolytischen Ätzungsverfahren bestehen. Wenn die auf die Grate aufgebrachte Schutzschicht sich strukturell dazu eignet, kann auch ein Sandstrahlgebläse verwendet werden. Während des Abtragungsverfahrens hat man die Schärfe der Gratseiten und die Schärfe der Winkel an der Grundfläche dadurch in der Hand, daß man Ströme des Abtragungsmittels, z. B. des Sandgebläses oder der chemischen Lösung, an den Kanten des Grates entlang führt.The total area on which the ridge is to be formed. it will then subjected to treatment to remove the unprotected parts of the area between to remove the burrs delimited by the lines 23 (FIG. 3). This treatment can e.g. B. exist in a chemical or electrolytic etching process. If the protective layer applied to the ridges is structurally suitable for a sandblasting fan can also be used. During the removal process you have the sharpness of the ridge sides and the sharpness of the angles on the base by having currents of the abrasive, e.g. B. the sand blower or chemical solution, along the edges of the ridge.
Ist die Oberfläche in der gewünschten Tiefe abgetragen, so wird durch entsprechende Behandlung der Schutzüberzug auf dem Grat entfernt. Nun hat der Körper das Aussehen des Körpers 22 in der Fig. 3 mit darauf geformten Graten 23. Auf dein Körper 22 werden durch eine Liniierungsmaschine oder ein anderes Instrument Linien 24 gezogen, die die Seiten der einzelnen Transistorblöcke kennzeichnen, welche parallel zu den Graten verlaufen. Außerdem werden die Linien 25, die die rechtwinklig zu den Graten verlaufenden Seiten der Transistorblöcke kennzeichnen, gezogen. Dann wird der Körper 22 in einzelne Transistorblöcke entlang der Linien 24 und 25 aufgeschnitten.If the surface is removed to the desired depth, then through appropriate treatment removed the protective coating on the ridge. Well the body has the appearance of the body 22 in Fig. 3 with ridges 23 formed thereon Bodies 22 are ruled by a ruling machine or other instrument 24 drawn, which identify the sides of the individual transistor blocks, which are parallel run to the ridges. Also, the lines 25 that are at right angles to it mark the ridged sides of the transistor blocks, drawn. then the body 22 is cut into individual transistor blocks along the lines 24 and 25.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung der Gratflächen besteht darin, daß die Oberfläche des Blocks an den gewünschten Stellen durch ein Hochfrequenz_-schneidverfahren eingeschnitten wird. Bei diesem Verfahren wird ein Formwerkzeug verwendet, das den umgekehrten Umriß hat wie der, den inan erzeugen will (z. B. würde ein Schneidwerkzeug für einen gegrateten Transistor eine Einkerbung an Stelle eines Grates haben). Die einzuschneidende Oberfläche wird mit einer Mischung aus schabendem :Material, z. B. Schmirgelpaste, überzogen, dann wird das Werkzeug auf die Oberfläche mit einer sehr geringen Amplitude und einer sehr hohen Frequenz aufgesetzt, bis das umgekehrte Muster des Formwerkzeuges in die Fläche des Körpers geschnitten ist. Diese Werkzeuge können durch magnetostriktiv e oder piezoelektrische Schwingungen mit Überschallfrequenzen betrieben werden.Another method of making the ridge surfaces is to that the surface of the block in the desired places by a high frequency cutting process is cut. In this process, a molding tool is used that the is the opposite of what inan wants to create (e.g. a cutting tool would have a notch instead of a ridge for a ridge transistor). the The surface to be cut is coated with a mixture of scraping: material, e.g. B. emery paste, then the tool is applied to the surface with a very low amplitude and very high frequency put on until the reverse Pattern of the molding tool is cut into the surface of the body. These tools can be caused by magnetostrictive or piezoelectric vibrations with supersonic frequencies operate.
Abgesehen von dem zur Formung der Grate verwendeten Verfahren ist es zweckmäßig, die Transistorkörper in Mengen herzustellen, indem man einen verhältnismäßig großen Block nimmt, die Grate über eine ganze Oberfläche des Blockes bildet. den Block dann zerschneidet, um die einzelnen Transistorkörper zu erhalten.Apart from the process used to form the burrs it is expedient to manufacture the transistor body in quantities by making a proportionately large block that forms ridges over an entire surface of the block. the Block then cut up to get the individual transistor bodies.
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