DE1043513B - Process for the production of semiconductor arrangements with treatment of the semiconductor surface and attached needle electrode - Google Patents
Process for the production of semiconductor arrangements with treatment of the semiconductor surface and attached needle electrodeInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung bezieht sich auf Halbleiterkristallanordnungen, und zwar auf solche der Spitzenbauart. The invention relates to semiconductor crystal devices, namely those of the tip type.
Sie wurden in Form von Gleichrichtern hergestellt, indem ein sogenanntes »bedeutsames« Metall auf die Oberfläche eines halbleitenden Kristallwerkstoffs legiert wurde. Beispielsweise kann durch das Auflegen einer Aluminiumpille auf die Oberfläche eines Siliziumstückes vom negativen oder η-Typus durch Erhitzen in einer trägen oder inerten Lufthülle das Aluminium mit dem Silizium verschmolzen und so eine gleichrichtende oder pn-Elektrode als Anschluß des Aluminiums an das Silizium hergestellt werden. Solche Elektroden sind manchmal als Legierungselektroden bekannt. They were made in the form of rectifiers by placing a so-called "significant" metal on the Surface of a semiconducting crystal material was alloyed. For example, by hanging up an aluminum pill on the surface of a piece of silicon of the negative or η-type by heating in a sluggish or inert atmosphere, the aluminum fused with the silicon and so on a rectifying or pn electrode can be produced to connect the aluminum to the silicon. Such electrodes are sometimes known as alloy electrodes.
Der Ausdruck »bedeutsam« wird in dieser Beschreibung benutzt, um ein Metall oder beispielsweise eine Verunreinigung zu kennzeichnen, welches bzw. welche die Leitfähigkeit (p- oder η-Typus) des halbleitenden Kristall werkstoff s beeinflußt. Die Benutzung dieses Ausdrucks ist im Bereich der halbleitenden Kristallwerkstoffe weit verbreitet und ist beispielsweise in der britischen Patentschrift 700 236 behandelt.The term "significant" is used in this specification to mean a metal or, for example, a To identify the impurity, which or which the conductivity (p- or η-type) of the semiconducting Crystal material s influenced. The use of this expression is in the field of semiconducting crystal materials widely used and dealt with, for example, in UK Patent Specification 700,236.
Das Herstellen dieser Elektroden ist nicht ohne Schwierigkeiten durchführbar. Es ist beispielsweise nicht immer leicht, einen befriedigenden Anschluß an das Aluminium zum obenerwähnten Zeitpunkt herzustellen. The manufacture of these electrodes cannot be carried out without difficulties. It is for example not always easy to make a satisfactory connection to the aluminum at the time mentioned above.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von solchen Halbleiteranordnungen, z. B. Gleichrichtern und Transistoren, mit einem oder mehreren pn-Übergängen, bei denen eine Halbleiteroberfläche einer Behandlung unterworfen und gegen diese eine Nadelelektrode gedrückt wird. Bei der Behandlung der Halbleiteroberfläche wird eine dünne Isolierauflage auf der Halbleiteroberfläche aufgebracht, als Nadelelektrode wird eine solche gewählt, welche ein Verunreinigungsmaterial von demjenigen dem Halbleiter entgegengesetzten Leitungstyp enthält, und ein Formierungsimpuls wird über Nadelelektrode und Basiselektrode derart geschickt, daß dadurch die dünne Isolierauflage durchbrochen wird, woraufhin ein Strom solcher Stärke fließt, daß Nadelelektrode und Halbleiteroberfläche miteinander verschweißt werden, wodurch an der Nadelelektrode ein pn-Übergang erzeugt wird.The invention relates to a method for producing such semiconductor devices, e.g. B. Rectifiers and transistors, with one or more pn junctions, in which a semiconductor surface is subjected to a treatment and a needle electrode is pressed against it. In the treatment the semiconductor surface, a thin insulating layer is applied to the semiconductor surface, as The needle electrode is selected to be one which is a contaminant material from that of the semiconductor contains opposite conductivity type, and a forming pulse is applied via needle electrode and Base electrode sent in such a way that the thin insulating layer is broken through, whereupon a current of such strength flows that the needle electrode and the semiconductor surface are welded together whereby a pn junction is generated at the needle electrode.
Herkömmlicherweise ist der Halbleiter Silizium, während die Isolierauflage aus einer Oxydlage besteht, die so stark ist, daß sie eine blaue Färbung aufweist. Für Silizium des η-Typus enthält der Nadelspitzenwerkstoff ein Element der Gruppe III des Periodischen Systems, beispielsweise Aluminiumbronze; für Silizium des p-Typus· enthält der Nadelspitzenwerkstoff ein Element von Gruppe V des Verfahren zur HerstellungTraditionally the semiconductor is silicon, while the insulating layer consists of an oxide layer, so strong that it is blue in color. For silicon of the η type, the needle point material contains an element of Group III of the Periodic Table, for example aluminum bronze; for p-type silicon · the needle tip material contains an element from group V des Method of manufacture
von Halbleiteranordnungenof semiconductor arrangements
mit Behandlung der Halbleiteroberfläche und aufgesetzter Nadelelektrodewith treatment of the semiconductor surface and attached needle electrode
Anmelder:Applicant:
National Research Development Corporation, LondonNational Research Development Corporation, London
Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt, Siegen (Westf.), Oranienstr. 14Representative: Dipl.-Ing. E. Schubert, patent attorney, Siegen (Westphalia), Oranienstr. 14th
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Großbritannien vom 18. März, 23. Juli 1954Great Britain March 18, July 23, 1954
und 25. Februar 1955and February 25, 1955
James William Granville,James William Granville,
Malvern, Worcestershire (Großbritannien),Malvern, Worcestershire (UK),
ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor
Periodischen Systems, und zwar kann das beispielsweise Phosphorbronze sein.Periodic system, for example phosphor bronze.
Die Oxydauflage auf der Siliziumoberfläche kann durch Elektrolyse in einer oxydierenden Lösung gebildet werden, beispielsweise in einer Wasserlösung von Kaliumhydroxyd, in einer angenäherterweise lnormalen Lösung von Salpetersäure oder einer 3°/oigen Losung von Oxalsäure.The oxide layer on the silicon surface can be formed by electrolysis in an oxidizing solution be, for example in a water solution of potassium hydroxide, in an approximate manner Normal solution of nitric acid or a 3% solution of oxalic acid.
Die Kennlinien oder Charakteristiken des Impulses, welcher durch die Isolierauflage hindurch übertragen wird, werden am besten durch Versuche oder Versuchsreihen bestimmt. Richtung und Größe sind jedoch nicht entscheidend, vorausgesetzt, daß die Isolierlage zerstört wird und die Nadelspitze befähigt ist, sich auf die Kristalloberfläche aufzuschweißen.The curves or characteristics of the pulse transmitted through the insulation pad are best determined by trials or series of trials. Direction and magnitude are however not critical, provided that the insulating layer is destroyed and the needle point is able to to be welded onto the crystal surface.
Ein Transistor wird hergestellt, indem eine zweite Nadelspitze ganz nahe bei der erstgenannten Nadelspitze angeordnet wird.A transistor is made by placing a second needle tip very close to the first mentioned needle tip is arranged.
Die Erfindung soll nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher beschrieben werden, und zwar zeigt bzw. zeigenThe invention will now be described in more detail with reference to the drawing which shows it for example are described, namely shows or show
Fig. 1 und 2 Aufrißdarstellungen von Halbleiterkristallgleichrichtern in verschiedenen Herstellungsstufen, Figures 1 and 2 are elevational views of semiconductor crystal rectifiers in different stages of manufacture,
809 678/294809 678/294
Fig. 3 eine Anordnung für das elektrolytische Siliziumblättchen IA und IB zu bilden beginnt; nach Oxydieren der Oberflächen zweier Halbleiterkristalle, etwa 2 Minuten ist er auf rund die Hälfte seines Anwährend fangswertes gefallen. Der Strom wird dann auf seinen3 shows an arrangement for the electrolytic silicon wafer IA and IB to begin to form; After oxidizing the surfaces of two semiconductor crystals, it fell to around half of its initial value for about 2 minutes. The electricity is then on his
Fig. 4 eine beim Herstellungsverfahren für einen Ausgangswert von 3,5 mA/cm2 wieder eingeregelt und4 shows an adjustment again in the production process for an initial value of 3.5 mA / cm 2 and
Halbleiterkristallgleichrichter angewendete Schal- 5 fällt, bis er nach etwa 5 Minuten wieder auf die HälfteSemiconductor crystal rectifier applied switch-5 drops until it falls back to half after about 5 minutes
tungsanordnung wiedergibt. des Ausgangswertes abgesunken ist. Er wird erneutprocessing arrangement reproduces. the initial value has decreased. He will again
Nach Fig. 1 ist ein Blättchen 1 aus Silizium des auf seinen Ursprungswert eingeregelt, und dieses
positiven oder p-Typus von 0,05 Ohm-cm grundiert, Mal neigt er dazu, größer zu werden; er wird jedoch
poliert und mit einem Reagenz, welches als CP 4 be- eingeregelt, um bei 3,5 mA/cm2 zu bleiben^ bis nach
kannt ist, geätzt. Hierbei ist CP 4 eine Ätzflüssigkeit, io etwa 2 Minuten das Bestreben, anzuwachsen, aufhört
die für Silizium und Germanium bei der Transistoren- und ein langsames Abfallen augenscheinlich wird,
fertigung benutzt wird und in der USA.-Patentschrift Diese Bedingung wird 10 Minuten lang aufrecht-2
619 414 beschrieben ist. Eine Isolierlage 2, die in erhalten, wonach die Siliziumblättchen 1A und IB
der Fig. 1 im Querschnitt dargestellt ist, wird dann aus dem Elektrolyten 8 herausgenommen, gewaschen
als Oxydauflage auf eine Fläche 3 des Silizium- 15 und getrocknet werden. Blaue Oxydauflagen sind
blättchens 1 in einer solchen Stärke gebildet, daß die dann auf ihren Oberflächen zu erkennen.
Auflage blaugefärbt ist. In den Figuren ist die Lagen- Im allgemeinen wird die Stromdichte beim Aufstärke
aus Gründen der Verdeutlichung übertrieben bringen der Oxydauflagen unter anderem vom
dargestellt. Leitungswiderstand des Siliziums abhängen. VersucheAccording to FIG. 1, a lamina 1 made of silicon is adjusted to its original value, and this positive or p-type of 0.05 ohm-cm is primed, sometimes it tends to become larger; however, it is polished and etched with a reagent which is regulated as CP 4 in order to remain at 3.5 mA / cm 2 until it is known. Here, CP 4 is an etching liquid, the tendency to grow for about 2 minutes, which is evident for silicon and germanium in transistor manufacture and a slow fall-off, is used and in the United States patent. This condition is maintained for 10 minutes -2 619 414 is described. An insulating layer 2 obtained in FIG. 1, after which the silicon flakes 1 A and IB of FIG. 1 is shown in cross section, is then removed from the electrolyte 8, washed as an oxide layer on a surface 3 of the silicon 15 and dried. Blue oxide layers are formed leaflet 1 in such a thickness that they can then be seen on their surfaces.
Edition is colored blue. In the figures, the layer is in general, the current density is shown exaggerated for the sake of clarity, the oxide layers are shown, among other things. Depend on the line resistance of the silicon. try
Ein Basis- oder Ohmscher Kontakt 4 ist auf der 20 können durchgeführt werden, um die passende Stromanderen Fläche 5 des Siliziumblättchens 1 befestigt, dichte für die verschiedenen Siliziumproben oder während die Spitze einer Nadelelektrode 6, welche -muster festzustellen, auch kann der Vorgang altereinen Phosphorbronzedraht von 0,127 mm Durch- nativ für eine Zeit durchgeführt, dann das Siliziummesser aufweist, gegen die Auflage 2 auf dem SiIi- blättchen entfernt, gewaschen, getrocknet und geprüft ziumblättchen 1 gedrückt wird. 25 werden, und anschließend kann das Verfahren wiederA base or ohmic contact 4 is on the 20 can be made to match the other current Surface 5 of the silicon wafer 1 attached, sealed for the various silicon samples or while the tip of a needle electrode 6 to determine which pattern, the process can also age Phosphor bronze wire of 0.127 mm diam- eter carried out for a time, then the silicon knife has, removed against the edition 2 on the SiIi- leaf, washed, dried and checked paper 1 is pressed. 25, and then the procedure can be repeated
Bei Verwendung der Schaltungsanordnung von aufgenommen oder, wenn notwendig, fortgesetzt Fig. 4 ist ein geerdeter Impulsgenerator 7 mit der werden, bis eine Auflage von der richtigen Färbung Nadelelektrode 6 verbunden, während der Basis- erzielt ist. Beim Silizium des p-Typus mit einem kontakt 4 geerdet ist. Der Impulsgenerator 7 über- Leitungswiderstand von 0,05 Ohm · cm wurde ein trägt einen kurzdauernden Formierungsimpuls von 30 Strom von 5 mA/cm2 20 Minuten lang hindurchgroßer Amplitude auf die Auflage 2, welcher sie zer- geschickt, um eine brauchbare oder passende Oxydstört und die Nadelelektrode 6 auf die Fläche 3 des auflage zu erzeugen.Using the circuit arrangement of Fig. 4 included or, if necessary, continued, a grounded pulse generator 7 is connected to the needle electrode 6 until a pad of the correct coloring is achieved, while the base is achieved. When silicon of the p-type is grounded with a contact 4. The pulse generator 7 with a line resistance of 0.05 ohm · cm was applied a short-lasting forming pulse of 30 current of 5 mA / cm 2 for 20 minutes of great amplitude to the support 2, which it dispersed to a usable or suitable oxide and to produce the needle electrode 6 on the surface 3 of the support.
Siliziumblättchens 1 schweißt. Das Ergebnis dieses Andere Elektrolyten können verwendet werden,Silicon flake 1 welds. The result of this other electrolyte can be used
Vorganges ist ein Halbleiterkristallgleichrichter, wie beispielsweise lnormale Salpetersäure oder eine wäß-Process is a semiconductor crystal rectifier, such as normal nitric acid or an aqueous
er in Fig. 2 veranschaulicht ist. 35 rige Lösung von Kaliumhydroxyd.it is illustrated in FIG. 35 solution of potassium hydroxide.
Beim vorliegenden Beispiel betrug die Impulsdauer Eine andere Lösung für das Aufbringen der Oxyd-In the present example, the pulse duration was Another solution for applying the oxide
5 ms (Millisekunden) und die Amplitude 50 Volt, auflage besteht darin, das Silizium in Luft von5 ms (milliseconds) and the amplitude 50 volts, the silicon in the air of
übertragen in Vorwärtsrichtung. Die Nadelelektrode 6, 1000° C mehrere Stunden lang zu brennen, wobei da-transmitted in the forward direction. Burn the needle electrode 6, 1000 ° C for several hours, whereby this
welche ein wenig gegenüber dem Drahtdurchmesser für zu sorgen ist, daß eine Verunreinigung des SiIi-which is a little compared to the wire diameter to ensure that contamination of the SiIi-
verjüngt war, war nicht so scharf wie die Spitzen von 40 ziums mit unerwünschten Schmutzteilen vermiedenwas tapered was not as sharp as the tips of 40 ziums with unwanted debris avoided
Detektornadeln, welche im allgemeinen bei der Tran- wird,Detector needles, which are generally used when trans-
sistorenherstellung verwendet werden. Im allgemeinen ist jedes Verfahren für das Auf-sistor manufacture can be used. In general, any procedure for collecting
Eine Spannungs-Stromstärke-Kennlinie für den tragen der Oxydauflagen, welches eine Lage passender Kristallgleichrichter ist in Fig. 5 dargestellt. Stärke hervorbringt, als geeignet anzusehen. Die AufWenn das Blättchen 1 Silizium des η-Typus auf- 45 lage darf nicht so dünn sein, daß sie vom alleinigen weist, ist das ausgeführte Verfahren im wesentlichen Druck der Nadelspitze zerstört wird. Andererseits das gleiche wie beim Silizium des p-Typus, aus- soll sie nicht so dick sein, daß die Amplitude des genommen, daß die Nadelelektrode 6 beispielsweise Impulses, welcher übertragen wird, um sie zu zeraus Aluminiumbronze mit 7°/o Aluminium besteht. stören, zu groß wird und daß übermäßige Ströme Ein anderer Werkstoff für die Nadelelektrode 6 ist 50 fließen, wodurch die Elektrode beschädigt, wenn nicht indiumüberzogenes Kupfer. überhaupt zerstört wird. In diesem zweiten FalleA voltage-amperage characteristic curve for wearing the oxide layers, whichever layer is more suitable Crystal rectifier is shown in FIG. Produces strength, to be regarded as suitable. If the lamina was covered with 1 silicon of the η-type, it must not be so thin that it consists of the sole The procedure being carried out is essentially pressure of destroying the needle tip. on the other hand the same as for silicon of the p-type, except that it should not be so thick that the amplitude of the taken that the needle electrode 6, for example, pulse which is transmitted to disentangle it Aluminum bronze with 7% aluminum. disturb, becomes too large and that excessive currents Another material for the needle electrode 6 is 50 flow, which damages the electrode, if not indium-coated copper. is destroyed at all. In this second case
Das Anfertigen des Siliziumblättchens 1 vor dem würde die Elektrode das Aussehen eines AnschlussesMaking the silicon wafer 1 before the electrode would have the appearance of a connector
Oxydieren entspricht dem üblichen Verfahren der oder einer Verbindung erhalten, welcher bzw. welcheOxidation corresponds to the usual method of obtaining the or a compound, which or which
Herstellung des Siliziums für Transistoren. Andere eine schwere Überlastung erlitten hat.Manufacture of silicon for transistors. Others have suffered severe overload.
Verfahren für das Ätzen der Siliziumflächen 3 und 5 55 Nach den Erfahrungen wächst die optimale Auf-Process for the etching of silicon areas 3 and 5 55 According to experience, the optimum
vor dem Oxydieren bzw. vor dem Anschluß des Basis- lagenstärke ebenso an, wie der spezifische Widerstandbefore oxidizing or before connecting the base layer thickness as well as the specific resistance
kontaktes 4 können ebenso angewendet werden wie des Siliziums ansteigt; bei Silizium von 0,05 Ohm·cmcontact 4 can also be used as the silicon increases; for silicon of 0.05 ohm · cm
beim Herstellen von Transistorensilizium. war die Auflage lichtblau, bei Silizium von 12 Ohm · cmin the manufacture of transistor silicon. the overlay was light blue, in the case of silicon it was 12 ohm · cm
Ein bevorzugtes Verfahren für das Aufbringen tiefblau bzw. tiefblau mit gelben Bereichen oderA preferred method for applying deep blue or deep blue with yellow areas or
einer Oxydauflage aus Silizium soll nunmehr an 60 Flecken, während sie bei Silizium von 20 bisA silicon oxide layer should now be applied to 60 spots, while silicon from 20 to
Hand von Fig. 3 beschrieben werden. 50 Ohm · cm tiefblau war und gelbe und rote FleckenHand of Fig. 3 will be described. 50 ohm · cm was deep blue and had yellow and red spots
Der Einfachheit halber werden zwei Silizium- aufwies.For the sake of simplicity, two silicon layers are used.
blättchen 1A und 1B verwendet und in ein Elektrolyt- Der für die Nadelelektrode gebrauchte Werkstoffleaflets 1 A and 1 B used and in an electrolyte The material used for the needle electrode
bad 8 gehalten, welches aus einer 3 °/oigen Lösung von ist in bezug auf den Halbleiterwerkstoff und seinenheld bath 8, which is from a 3% solution of in relation to the semiconductor material and its
Oxalsäure besteht. Eine veränderliche Wechselstrom- 65 Typus wichtig. Für Silizium des p-Typus wird eineOxalic acid consists. A variable alternating current 65 type is important. For silicon of the p-type, a
quelle 9 wird zwischen die Blättchen 1A und 1B ge- Nadelelektrode, welche als bedeutsame Verunreini-source 9 is placed between the leaflets 1 A and 1 B.
schaltet und der Strom eingeregelt, bis er angenähert gung ein Element der Gruppe V des Periodischenswitches and the current is regulated until it approximates an element of group V of the periodic
3,5 mA/cm2 (Milliampere/Quadratzentimeter) beträgt. Systems enthält, geeignet sein, beispielsweise ein3.5 mA / cm 2 (milliamps / square centimeter). System contains, be suitable, for example a
Dieser Strom beginnt dann abzusinken oder ab- Phosphorbronzedraht, welcher eine phosphorhaltige,This current then begins to decrease or decrease - phosphor bronze wire, which contains a phosphorus,
zufallen, sobald sich eine Oxydauflage auf den 70 eine sogenannte Geberverunreinigung im Silizium ent-fall as soon as there is an oxide layer on the 70 so-called transmitter contamination in the silicon.
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hält. Andere Beispiele für bedeutsame Verunreini- Der spezifische Widerstand des verwendeten
gungen von Gruppe V sind Arsenik, Antimon und Kristallwerkstoffs beeinflußt auch die erzeugten Kenn-Wismut.
Sie werden vorzugsweise in der Form von linien oder Charakteristiken des Kristallgleichrichters.
Kupferlegierungen oder, im Falle von Wismut, welches Im Falle des Siliziums vom p-Typus mit einem
sich nicht leicht legiert, allenfalls mit Kupfer in 5 spezifischen Widerstand von 0,05 Ohm · cm (Phosphor-Form
einer Mischung verwendet. Für Silizium des bronze-Nadelspitze) hat sich eine Kennlinie nach
η-Typus ist eine Nadelelektrode geeignet, welche als Fig. 5 ergeben. Die umgekehrte Durchschlagspannung
bedeutsame Verunreinigung ein Element der Gruppe III ist eine Funktion des spezifischen Widerstandes des
des Periodischen Systems enthält, beispielsweise ein Siliziums.
Duraluminiumdraht, welcher Aluminium als söge- io Ausführungs- oder Leistungsangaben sind:holds. Other examples of significant impurities used are arsenic, antimony and crystal material, which also affects the characteristic bismuth produced. They are preferably in the form of lines or characteristics of the crystal rectifier. Copper alloys or, in the case of bismuth, which in the case of silicon of the p-type with a not easily alloyed, at most with copper in 5 resistivity of 0.05 ohm · cm (phosphorus form of a mixture used. For silicon of bronze Needle tip) has a characteristic curve of the η type, a needle electrode is suitable, which is shown in FIG. 5. The reverse breakdown voltage of a significant impurity of a Group III element is a function of the resistivity of the periodic table it contains, for example a silicon.
Duralumin wire, which is aluminum as the so-called execution or performance specifications:
nannte Empfängerverunreinigung im Silizium enthält. (1) Flußwiderstand 18 OhmContains so-called receiver impurities in the silicon. (1) Flux resistance at 18 ohms
Andere Beispiele bedeutsamer Verunreinigungen der (V,} Durchschlagspannung inOther examples of significant impurities in the ( V, } breakdown voltage in
Gruppe III sind Indium, Gallium und Thallium. Sie s Sperrichtung 6 7 VoltGroup III are indium, gallium and thallium. You see reverse 6 7 volts
werden vorzugsweise in Form von Kupferlegierungen (3) Sperrwiderstand im are preferably in the form of copper alloys (3) blocking resistance im
verwendet öderem Falle des Thalliums welches sich i5 Durchschlagbereich 58 Ohmused or the case of thallium which is in the 5 breakdown range 58 ohms
nicht leicht legiert, allenfalls mit Kupfer in Form (4) Sperrwiderstand beimnot easily alloyed, possibly with copper in the form (4) S p ERRW when esistance
einer Mischung. Beginn .. 3 Megohma mixture. Start .. 3 megohms
Der Druck, mit welchem der die Nadelelektrode ö The pressure with which the needle electrode ö
bildende Draht gegen die Oxydauflage gedrückt wird, Im allgemeinen werden diese vier obigen Leistungsist nicht entscheidend. Er beträgt für einen Draht von 20 daten ebenfalls anwachsen, wenn der spezifische 0,127 bis 0,254 mm Durchmesser einige 10 g und muß, Widerstand des Siliziums wächst. Dabei kann (2) bis während der formierende Impuls hindurchgeht, auf- 20VoIt, bis dahin bleibt die gleiche Kennlinienform rechterhalten bleiben. Der maximale Druckwert muß noch erhalten, gewählt oder ausgeführt werden. Bei natürlich begrenzt sein, so daß die Nadelelektrode die Werten über 20 Volt werden die Knicke der Kennlinie Oxydauflage nicht durchdringt oder in sie eindringt, 25 runder und die Zweige oder Gefälle (1) und (3) höher; ohne daß der formende Impuls für das Zerstören der ein Wert von 264 Volt wurde angewendet oder ausAuflage übertragen wird. Aus diesem Grunde wird geführt, und zwar dann ohne ungebührliche oder überauch ein gewisses Abstumpfen der Spitze der Nadel- mäßige Ausrundung, wenn Silizium mit einem Leitelektrode im Vergleich zur normalen Spitzenschärfe, widerstand von 30 Ohm ■ cm benutzt worden war. Die wie sie im allgemeinen bei der Herstellung von 30 entsprechenden Werte für (1), (3) und (4) waren 135, Spitzenkontaktdioden üblich ist, bevorzugt. 1700 Ohm bzw. 170 Megohm.forming wire is pressed against the oxide pad. In general, these four performance levels above are not critical. It is for a wire of 20 data also increase if the specific 0.127 to 0.254 mm in diameter a few 10 g and must, as the resistance of the silicon increases. (2) to while the forming impulse goes through, to -20VoIt, until then the same characteristic curve shape remains stay right. The maximum pressure value has yet to be obtained, chosen or implemented. at of course be limited so that the needle electrode's values above 20 volts will be the kinks of the characteristic Oxide layer does not penetrate or penetrate into it, 25 rounder and the branches or slopes (1) and (3) higher; without the shaping impulse for destroying the a value of 264 volts was applied or out of condition is transmitted. For this reason it is led, and then without undue or excessive a certain blunting of the tip of the needle-like fillet when using silicon with a lead electrode compared to the normal sharpness of the tip, a resistance of 30 ohm ■ cm had been used. the as they were in general in the preparation of 30 corresponding values for (1), (3) and (4) 135, Tip contact diodes is common, preferred. 1700 ohms or 170 megohms.
Es muß jedoch auch dafür gesorgt werden, daß die Eine nützliche und neuartige Anwendung dieserHowever, care must also be taken to ensure that the one useful and novel application of these
Verwendung stampfer Nadelspitzen irregulärer Form Kristallgleichrichter erfolgt in bestimmten Schaltungs-Use of tamping needle tips of irregular shape crystal rectifier occurs in certain circuit
vermieden wird, weil dabei die Gefahr besteht, daß anordnungen des Rechner-Typus. Es ist bemerkens-is avoided because there is a risk that arrangements of the computer type. It is remarkable
der Impuls einen Bogen durch die Oxydauflage an 35 wert, daß diese Gleichrichter darlegen, was als elek-the pulse is worth an arc through the oxide layer at 35, so that these rectifiers expose what is considered to be elec-
einem Teil der Nadel schlagen kann, welcher nicht ironischer Spielraum vermöge oder Kraft einescan hit a part of the needle which is not ironic leeway or strength
Kontaktberührung mit der Auflage hat, so daß ein Bereichs hohen Widerstandsgefälles zwischen ihrenHas contact contact with the pad, so that an area of high resistance gradient between their
Anschluß oder Abzweig nicht erzeugt werden wird. Bereichen niedrigen Widerstandsgefälles bezeichnetConnection or branch will not be created. Areas of low resistance gradient
Ein sich verjüngender Kontaktbereich mit einem oder umrissen werden kann. In der Reihe einigerA tapered area of contact with an or can be outlined. In the series of a few
runden oder abgerundeten Ende zeigt die besten Er- 40 gebräuchlicher Halbleiterkristalldioden können zweiround or rounded end shows the best 40 common semiconductor crystal diodes can have two
gebnisse. von ihnen durch einen dieser Halbleiterkristallgleich-results. of them through one of these semiconductor crystal equations
Die Schaltungsanordnungen für das Übertragen des richter ersetzt werden, während zur gleichen Zeit formierenden Impulses können so sein, wie sie im all- durch einen passenden Aufbau eine und möglichergemeinen beim Formieren der Kontakte von Tran- weise zwei Vorspannungsbatterien wegfallen können, sistoren gemacht werden. Die Amplitude des Impulses 45 In der Schaltungsanordnung, welche in der Druckhängt vom spezifischen Widerstand des Halbleiter- schrift »A Method of Designing Transistor Trigger werkstoffs ab und wird am besten durch Versuche mit Circuits« von Williams und Chaplin, Proc. einem gegebenen Werkstoff bestimmt. Die Amplitude I. E. E., Bd. 100, Teil III, Nr. 66, Juli 1953, Fig. 10, und die Polarität des Impulses sind jedoch nicht ent- beschrieben ist, könnten die Dioden D3 und D4 beischeidend, vorausgesetzt, daß die Spannung ausreicht, 50 spielsweise durch einen Kristallgleichrichter der oben um durch die Isolierhaut zu schlagen und eine starke beschriebenen Bauart ersetzt werden; wobei dieser oder feste Verschweißung der Nadelspitze auf dem einen Bereich hohen Widerstandes haben würde, Kristall zu bewirken. Für Silizium von geringem welcher von + 2 bis — 5 Volt reicht und angemessen spezifischem Widerstand wird jedoch der Impuls in vorgespannt ist, um diese besonderen Werte innerhalb Flußrichtung des Kontaktes hindurchgeschickt; bei 55 der Grenzen zustande zu bringen. Im Falle der Dioden spezifischen Widerständen von mehr als beispielsweise D 2 und D1 der gleichen Figur kann ein Gleichrichter 5 Ohm-cm ist jede der beiden Impulsrichtungen ge- angeordnet sein, welcher keinerlei Vorspannung beeignet oder zulässig. nötigt.The circuit arrangements for the transmission of the rectifier can be replaced while at the same time forming impulses can be made in such a way that they can be omitted in general through a suitable construction one and possibly two bias batteries when forming the contacts of transistors. The amplitude of the pulse 45 In the circuit arrangement, which in the print depends on the specific resistance of the semiconductor font "A Method of Designing Transistor Trigger Material" and is best demonstrated by experiments with Circuits "by Williams and Chaplin, Proc. determined by a given material. The amplitude IEE, Vol. 100, Part III, No. 66, July 1953, Fig. 10, and the polarity of the pulse are not described, however, the diodes D 3 and D 4 could be both, provided that the voltage is sufficient, for example, to be replaced by a crystal rectifier of the type described above in order to strike through the insulating skin and a strong design; this or solid welding of the needle tip on the one area of high resistance would have to cause crystal. However, for low silicon which ranges from + 2 to - 5 volts and has adequate resistivity, the pulse in is biased to be sent through these particular values within the flow direction of the contact; at 55 of the limits to be accomplished. In the case of the diode specific resistances of more than, for example, D 2 and D 1 of the same figure, a 5 ohm-cm rectifier can be arranged in each of the two pulse directions, which is not suitable or permissible in any way. compels.
Im allgemeinen muß die Stromdichte angemessen Eine andere Verwendungsmöglichkeit für die
sein, um das Silizium und die Nadelspitze zu ver- 60 blaue Siliziumdiode besteht, wie es zuweilen bekannt
schweißen, so daß eine Legierung zwischen ihnen statt- ist, im Einbau von Gleichstromverstärkern, welche
findet zwecks Schaffung eines pn-Überganges. Der Transistoren an Stelle der herkömmlichen therm-Strom
ist begrenzt durch den Streuwiderstand im ionischen Röhren verwenden; hier kann sie benutzt
Kristall, und es muß die Amplitude des Impulses werden, um Neon-Entladungsröhren zu ersetzen,
deshalb um so größer sein, je höher der spezifische 65 welche als Zwischenstufenkoppler benutzt werden.
Widerstand ist. Die Oxydauflage dient dazu, den Es ist zu erwähnen, daß Siliziumkristallgleich-Stromimpuls
zurückzuhalten, bis eine genügend große richter, welche eine Blauoxydauflage wie oben bespannung
aufgebaut ist; deshalb muß die Oydauflage schrieben aufweisen, automatisch oder von selbst
um so dicker sein, je höher der spezifische Widerstand gegen atmosphärische Verunreinigungen durch die
des Siliziums ist. 70 Auflage geschützt sind.In general, the current density must be adequate. Another use for the welding of the silicon and the needle tip is, as is sometimes known, so that an alloy takes place between them, in the incorporation of DC amplifiers, which takes place for the purpose of creating a pn junction. The transistors used in place of the conventional therm-current is limited by the leakage resistance in ionic tubes; here it can be used crystal, and the amplitude of the pulse must be to replace neon discharge tubes, therefore the greater the higher the specific 65 which are used as interstage couplers.
Resistance is. The oxide layer is used to It should be mentioned that silicon crystal constant current pulse to hold back until a sufficiently large straightener, which covers a blue oxide layer as above, is built up; Therefore, the Oydauflage must have written, automatically or automatically, the thicker the higher the specific resistance to atmospheric contamination by that of the silicon. 70 edition are protected.
Es ist auch zu vermerken, daß Kristallröhren, welche aus Silizium des η-Typus hergestellt sind, für einen unendlichen Zeitraum beständig sind, wohingegen die aus Silizium vom p-Typus eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer besitzen, und zwar eine solche in der Größenordnung von Stunden.It should also be noted that crystal tubes made of η-type silicon are used for are permanent for an infinite period of time, whereas those made of p-type silicon are relatively a have a short lifespan, on the order of hours.
Ein Transistor kann hergestellt werden, indem zwei Gleichrichter ganz dicht beieinander auf einem gemeinsamen Siliziumkörper angeordnet werden. Vorzugsweise besteht das Verfahren aus dem Über- u> decken eines dünnen Siliziumkeils mit einer Oxydauflage und aus dem Aufdrücken und gleichzeitigen Anformen zweier Nadelspitzen an die Oberfläche des Keils, und zwar an gegenüberliegenden Punkten und aufeinander durch die dünne Abmessung des Keils hindurch ausgerichtet. Eine Basis- oder Ohmsche Elektrode auf dem Siliziumkörper wird auf der Grundfläche des Keils hergestellt.A transistor can be made by having two rectifiers very close together on one common silicon body are arranged. The method preferably consists of the u> cover a thin silicon wedge with an oxide layer and from pressing and simultaneous Form two needle points on the surface of the wedge at opposite points and aligned with each other through the thin dimension of the wedge. A basic or ohmic Electrode on the silicon body is made on the base of the wedge.
Claims (7)
Schweizerische Patentschriften Nr. 262415,
779;Considered publications:
Swiss patent specification No. 262415,
779;
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| US2469569A (en) * | 1945-03-02 | 1949-05-10 | Bell Telephone Labor Inc | Point contact negative resistance devices |
| CH262415A (en) * | 1945-04-28 | 1949-06-30 | Hugh Brittain Francis | Crystal rectifier and process for its manufacture. |
| CH263779A (en) * | 1943-08-11 | 1949-09-15 | Gen Electric Co Ltd | Method of manufacturing a crystal rectifier. |
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1954
- 1954-03-18 GB GB7887/54A patent/GB769702A/en not_active Expired
-
1955
- 1955-03-16 DE DEN10355A patent/DE1043513B/en active Pending
- 1955-03-18 FR FR1125496D patent/FR1125496A/en not_active Expired
Patent Citations (3)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR1125496A (en) | 1956-10-31 |
| BE536485A (en) | |
| GB769702A (en) | 1957-03-13 |
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