DE1097572B - Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen mit pn-UEbergang - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen mit pn-UEbergangInfo
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Description
- Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen mit pn-Übergang Die Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen mit pn-Übergang.
- Wurde eine Halbleiteranordnung, wie z. B. ein legierter und anschließend an seinem pn-Übergang geätzter Siliziumgleichrichter mit einem Halbleiterkörper von schwacher p-Leitung in einer trockenen Stickstoffatmosphäre untergebracht, so zeigte er bei Spannungen bis zu etwa 1000 Volt ein Sperrstromverhalten gemäß einer leicht ansteigenden Kennlinie mit Sperrströmen in der Größenordnung von etwa 1 Mikroampere. Wurde ein gleichartiger Gleichrichter in einer feuchten Stickstoffatmosphäre untergebracht, die dadurch erhalten wurde, daß der Stickstoff vor Einleiten in die Kammer, in welcher der Gleichrichter untergebracht wird, durch ein Wasserbad hindurchgeschickt wurde, so ergab sich ein Verhalten des Gleichrichters in Sperrichtung gemäß einer Kennlinie, nach welcher der Sperrstrom mit ansteigender Spannung relativ stark zunimmt, bis etwa 1000 Volt annähernd ein Sättigungsverhalten in Sperrichtung des Gleichrichters hinsichtlich des Sperrstromes bei annähernd 50Mikroampere festzustellen war.
- Gemäß der Erfindung läßt sich ein eindeutig bestimmtes Verhalten eines Gleichrichters in Sperrichtung bei relativ hohen Sperrströmen bereits bei relativ geringen Spannungen in Sperrichtung mit einem ausgeprägten Sättigungsverhalten dadurch erreichen, daß eine solche bereits mit ihren Elektroden versehene Gleichrichteranordnung vor ihrer Unterbringung in einer feuchten Stickstoffatmosphäre einer Ammoniakatmosphäre ausgesetzt wird. Die hierfür notwendigen Untersuchungen wurden z. B. in der Weise ausgeführt, daß ein Siliziumgleichrichter der angegebenen Art mit einem Halbleiterkörper von schwach p-leitendem Charakter mit Legierungselektroden aus Goldantimon und Aluminium in einem Gehäuse untergebracht wurde, danach dieses evakuiert und anschließend während eines Zeitraumes von etwa 10 Minuten mit Ammoniak durchspült wurde. Anschließend wurde aus dem Gefäß der Ammoniak abgesaugt und schließlich das Gehäuse mit feuchtem Stickstoff in der bereits eingangs der Beschreibung geschilderten Weise gefüllt.
- Zur näheren Erläuterung der Erfindung an Hand einer graphischen Darstellung wird nunmehr noch auf die Zeichnung Bezug genommen. In dieser ist in doppelt logarithmischem Maßstab jeweils über der Sperrspannung der Sperrstrom aufgetragen. Die Kennlinie I zeigt das Verhalten eines Gleichrichters in einer trockenen Stickstoffatmosphäre. DieKennlinie 1I zeigt das Verhalten eines Gleichrichters in einer feuchten Stickstoffatmosphäre. Die Kennlinie III veranschaulicht schließlich das Sperrstromverhalten, welches einer Halbleitergleichrichteranordnung gegeben werden kann, wenn diese, bevor sie in der feuchten Stickstoffatmosphäre untergebracht wird, einer Ammoniakatmosphäre ausgesetzt wird. Die Kennlinie III läßt deutlich erkennen, wie der Sättigungswert bereits bei wesentlich geringeren Spannungen, also nach den Versuchsergebnissen bei etwa 20 Volt, erreicht wird als an einem Gleichrichter, der nicht einer vorherigen A_ mmoniakbehandlung ausgesetzt worden war.
- Zu dieser Kennlinie III ist noch zu bemerken, daß sie ein Maximum aufweist, wonach dann ein Abfall der Kennlinie eintritt, d. h. gewissermaßen ein Verhalten als Widerstand mit negativer Charakteristik bzw. mit negativem differentiellem Leitwert.
- Theoretisch wäre eine Kennlinie zu erwarten gewesen, wie sie von dem Maximum aus gestrichelt angedeutet ist. Das ergibt sich auf Grund von Überlegungen, die angestellt wurden unter Berücksichtigung der Erwärmung, die der Gleichrichter bei den Messungen bis zu einem Betrag von etwa 60 bis 70° C erfahren hat. Wäre diese Erwärmung nicht vorhanden, so wäre nämlich die gestrichelt angedeutete Kennlinie zu erwarten. Diese läßt sich aber gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erreichen, daß der Gleichrichter bei seinem betriebsmäßigen Einsatz mit einer entsprechenden Kühleinrichtung versehen wird, so daß die Erwärmung, die zu einer abfallenden Kennlinie rechts vom Maximum führt, nicht eintritt. Es liegt daher auch im Rahmen der Erfindung in Verbindung mit der Unterbringung eines Gleichrichters, der einer Ammoniakatmosphäre ausgesetzt war und anschließend in feuchtem Stickstoff untergebracht wird, eine solche Kühleinrichtung an der fertigen Gleichrichteranordnung zu benutzen, daß durch diese die wirksame Kennlinie eine Veränderung zwischen der dargestellten gemessenen Kennlinie und der im Idealfall rein theoretisch zu erwartenden Kennlinie gemäß der gestrichelten Darstellung rechts vom Maximum erfahren kann, d. h., es kann auf diese Weise der negative differentielle Leitwert verringert werden.
- Wenn das vorliegende Verfahren auch in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel auf der Basis eines Halbleiters -aus Silizium beschrieben worden ist, so kann sie doch auch mit den gleichen Erscheinungen bei Gleichrichtern Anwendung finden, die einen Halbleiter ähnlicher Art wie Silizium, wie z. B. einen solchen aus Germanium - oder aus einer intermetallischen Verbindung, wie z. B. einer AmBv-Verbindung besitzen.
- Wie aus der Kennlinie III für das grundsätzliche Verhalten einer erfindungsgemäßen Anordnung zu entnehmen ist, kann eine solche Halbleiteranordnung mit Vorteil als ein stromstabilisierendes Schaltungselement über einen sehr großen Spannungsbereich in ähnlicher Weise benutzt werden wie Zenerdioden als spannungsstabilisierende Elemente über einen großen Strombereich dienen. Eine erfindungsgemäße Anordnung kann aber zufolge ihres Kennlinienteiles negativen Widerstandsverhaltens bei entsprechend verringerter Wärmeabfuhr auch als entsprechendes Schaltungselement in einer Anordnung benutzt werden, wo dieses Verhalten gemäß einer negativen Widerstandscharakteristik von Nutzen sein kann.
- Es kann sich empfehlen, eine solche Halbleiteranordnung, bevor sie der Ammoniakatmosphäre ausgesetzt wird, an ihrem pn-Übergang, vorzugsweise durch anodische Oxydation, zu stabilisieren.
Claims (3)
- PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen mit pn-Übergang, dadurch gekennzeichnet, daß die bereits mit ihren Elektroden versehene Halbleiteranordnung vor ihrer Unterbringung in einer feuchtenStickstoffätmosphäre einer Ammoniakatmosphäre ausgesetzt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiteranordnung, bevor sie derAmmöniakatmosphäre ausgesetztwird, anihrem pn-Übergang, vorzugsweise durch anodische Oxydation, stabilisiert wird.
- 3. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellte Halbleiteranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Verringerung ihres negativen differentiellen Leitwerts in Verbindung mit einem Kühlkörper benutzt wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DES65743A DE1097572B (de) | 1959-11-07 | 1959-11-07 | Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen mit pn-UEbergang |
Applications Claiming Priority (1)
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1097572B (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1182353C2 (de) * | 1961-03-29 | 1973-01-11 | Siemens Ag | Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-bauelements, wie Halbleiterstromtor oder Flaechentransistor, mit einer hochohmigen n-Zone zwischen zwei p-Zonen im Halbleiter-koerper |
-
1959
- 1959-11-07 DE DES65743A patent/DE1097572B/de active Pending
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