DE1110765B - Alloy transistor for switching with a disk-shaped n- or p-doped semiconductor body - Google Patents
Alloy transistor for switching with a disk-shaped n- or p-doped semiconductor bodyInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF EDITORIAL:
25. SEPTEMBER 1959SEPTEMBER 25, 1959
13. JULI 1961JULY 13, 1961
Bekanntlich sind gewisse Metalle, z. B. Kupfer oder Nickel, in der Lage, in Halbleitermaterialien, ζ. B. Silizium oder Germanium, als Rekombinationszentrum zu wirken. Die in dem Halbleitergitter eingebauten Atome dieser Metalle fördern die Rekombination der freien Ladungsträger und verkürzen deshalb deren Lebensdauer. Sie sind aber auch noch in der Lage, die thermische Ladungsträgererzeugung zu unterstützen.It is well known that certain metals, e.g. B. copper or nickel, capable of being used in semiconductor materials, ζ. B. silicon or germanium to act as a recombination center. The ones built into the semiconductor grid Atoms of these metals promote the recombination of the free charge carriers and therefore shorten their lifespan. But they are also still able to generate thermal charge carriers support.
Dies wird z. B. in Halbleiterdioden mit einem pn-Übergang zwischen Zonen unterschiedlichen Leitungstyps ausgenutzt, deren Zonen den Leitfähigkeitstyp bestimmende Fremdatome enthalten, welche Energieniveaus erster Art besitzen, die so nahe an der Kante eines Energiebandes liegen, daß sie bei der niedrigsten Betriebstemperatur praktisch unbesetzt sind. Zusätzlich enthält wenigstens eine der beiden Zonen außerdem noch mindestens eine weitere fremde Störstellenart, die Energieniveaus zweiter Art herbeiführt, die zwischen den Energieniveaus erster Art und der Mitte des verbotenen Bandes liegen und deren Besetzungsgrad über der Betriebstemperatur durch Lieferung von Majoritätsladungsträgern beträchtlich abnimmt, wodurch die Temperaturabhängigkeit der Anzahl von Minoritätsträgern und des Stromes durch das Elektrodensystem in diesem Temperaturbereich geringer ist als bei Abwesenheit der Energieniveaus zweiter Art. Durch die Zugabe dieser Energieniveaus zweiter Art erzeugenden Dotierungsstoffe, die bekanntlich Rekombinationszentren erzeu- gen, wird die Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes des pn-Überganges verringert. Dabei ist wesentlich, daß sich diese Rekombinationszentren erzeugenden Atome auch am pn-Ubergang befinden. Die Rekombinationszentren erzeugenden Stoffe können auf verschiedene Weise, z. B. durch Diffusion aus einer gegebenenfalls auch noch andere Aktivatorstoffe enthaltenden Legierungspille in den Halbleiter eingebracht werden.This is z. B. in semiconductor diodes with a pn junction between zones of different conductivity types exploited whose zones contain the conductivity type determining foreign atoms, which Have energy levels of the first kind that are so close to the edge of an energy band that they are at the the lowest operating temperature are practically unoccupied. Additionally contains at least one of the two Zones also have at least one other type of foreign impurity, the energy levels of the second kind brings about, which lie between the energy levels of the first kind and the middle of the forbidden band and their degree of occupancy above the operating temperature due to the delivery of majority charge carriers decreases, whereby the temperature dependence of the number of minority carriers and des Current through the electrode system in this temperature range is lower than in the absence of the Energy levels of the second type. By adding these energy levels of the second type generating dopants, which are known to generate recombination centers. gen, the temperature dependence of the electrical resistance of the pn junction is reduced. It is essential that these recombination centers also generate atoms at the pn junction are located. The substances generating recombination centers can be used in various ways, e.g. B. by Diffusion from an alloy pill optionally also containing other activator substances into the Semiconductors are introduced.
Eine andere bekannte Halbleiteranordnung besteht aus einem mit einem Elektrodenpaar versehenen Körper aus reinem kristallinen Germanium, der mindestens teilweise mit 10+13 bis 10+15 Goldatomen je Kubikzentimeter versetzt und im wesentlichen frei von anderen Akzeptoratomen als Gold ist. Durch die Zugabe des Rekombinationszentren erzeugenden Goldes erhält der Germaniumkristall eine hohe Wärmeempfindlichkeit bzw. Fotoempfindlichkeit seines elektrischen Widerstandes bei niedrigen Temperaturen von —100 bis —200° C.Another known semiconductor arrangement consists of a body made of pure crystalline germanium which is provided with a pair of electrodes and which is at least partially mixed with 10+ 13 to 10+ 15 gold atoms per cubic centimeter and is essentially free of acceptor atoms other than gold. The addition of gold, which generates recombination centers, gives the germanium crystal a high level of heat sensitivity or photosensitivity of its electrical resistance at low temperatures of -100 to -200 ° C.
Die Erfindung nutzt ebenfalls die Eigenschaften von Rekombinationszentren erzeugenden Fremdstof-Legierungstransistor zum SchaltenThe invention also takes advantage of the properties of recombination center generating impurity alloy transistors for switching
mit einem scheibenförmigen
n- oder p-dotierten Halbleiterkörperwith a disc-shaped
n- or p-doped semiconductor body
Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Wittelsbacherplatz 2
Dipl.-Phys. Dieter Enderlein, München,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Phys. Dieter Enderlein, Munich,
has been named as the inventor
fen, allerdings zur Lösung einer von dem Bekannten unterschiedlichen Aufgabe aus, die im folgenden näher beschrieben wird.fen, but to solve a different from the known task, which follows is described in more detail.
Eine übliche Bauart von Legierungstransistoren enthält einen n- oder p-leitenden scheibenförmigen Halbleiterkristall, der an den beiden Flachseiten mit je einer einlegierten gleichrichtenden, als Emitter bzw. Kollektor dienenden Elektrode und an seinem Rand mit einer ringförmigen Basiselektrode sperrfrei kontaktiert ist. Vorzugsweise sind dabei Emitter- und Kollektorelektrode einander genau gegenüberliegend einlegiert, so daß zwischen diesen beiden Elektroden ein schmaler Bereich des durch den mit dem Einlegieren verbundenen Umdotierungsvorgang nicht beeinflußten ursprünglichen Halbleiterkristalls verbleibt. Dieser Bereich stellt die effektive Basiszone dar und ist über den ebenfalls unverändert gebliebenen Randbereich des Halbleiterkristalls mit der Basiselektrode verbunden. Ein solcher Transistor ist in Fig. 1 dargestellt. A common type of alloy transistor includes an n- or p-type disc-shaped Semiconductor crystal, which has an alloyed rectifier on each of the two flat sides, as an emitter or Collector serving electrode and contacted at its edge with a ring-shaped base electrode without blocking is. In this case, the emitter and collector electrodes are preferably exactly opposite one another alloyed, so that between these two electrodes a narrow area of the with the alloying associated redoping process unaffected original semiconductor crystal remains. This area represents the effective base zone and is above the edge area, which has also remained unchanged of the semiconductor crystal connected to the base electrode. Such a transistor is shown in FIG.
Die aus einem n- oder p-leitenden Halbleiterkristall bestehende, beispielsweise kreisförmige Halbleiterscheibe 1 ist an ihrem Rand mit einer ringförmigen Basiselektrode 2 verlötet, während an den Flachseiten die Emitterelektrode 3 und die Kollektorelektrode 4 aus einem Metall, das den ursprünglichen Leitungstyp des Halbleiterkristalls in den entgegengesetzten Leitungstyp überführt, einlegiert ist. Es ist üblich, die Kollektorelektrode etwas größer als die Emitterelektrode zu machen.The, for example, circular semiconductor wafer consisting of an n- or p-conducting semiconductor crystal 1 is soldered at its edge to an annular base electrode 2, while on the flat sides the emitter electrode 3 and the collector electrode 4 made of a metal having the original conductivity type of the semiconductor crystal converted into the opposite conductivity type, is alloyed. It is usual, to make the collector electrode slightly larger than the emitter electrode.
Wird ein solcher Transistor als schaltendes Bauelement betrieben, so fließen beim Einschaltvorgang, falls der Transistor bis in das Gebiet des Sättigungs-If such a transistor is operated as a switching component, during the switch-on process, if the transistor reaches the area of saturation
109 647/403109 647/403
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Stromes gesteuert wird, sowohl vom Emitter als auch Emitter- und Kollektorelektrode aus Indium bestehen, vom Kollektor gleichzeitig Minoritätsladungsträger in Zwar ist Indium als Legierungsmetall bei Halbleiterdie Basiszone ein, so daß diese von Minoritäts- vorrichtungen üblich; im vorliegenden Fall gewinnt ladungsträgern überschwemmt wird. Beim darauffol- dieses Metall jedoch zusätzlich deshalb an Interesse, genden Ausschaltvorgang muß mindestens ein Teil 5 weil es in ausgeprägtem Maße in der Lage ist, die dieser in der Basiszone anwesenden Minoritäts- aus dem Halbleiter eindiffundierten Nickel- oder ladungsträger zum Kollektor abfließen, ehe dieser auf Kupferatome festzuhalten und sie nicht bei der ein Sperrpotential gelangt und der Kollektorstrom Rekristallisation wieder abzustoßen. Eine ähnliche unterbrochen wird. Die von diesem Vorgang be- Wirkung besitzt auch Zinn, selbst wenn es mit einem nötigte Relaxationszeit ist bei Schaltvorgängen beson- io Zusatzstoff wie Antimon versetzt ist. Bei einem ders störend. Durch Verwendung von Halbleiter- p-Leitung aufweisenden Germaniumkristall können material mit kleiner Lebensdauer läßt sich diese Re- deshalb die Emitter- und Kollektorelektroden aus mit laxationszeit verkürzen. Im Interesse der Stromver- Antimon versetztem Zinn bestehen. Die Lehre der Stärkung des Transistors ist jedoch mindestens in Erfindung erfordert dabei, daß merkliche Mengen des dem Bereich zwischen Emitter und Kollektor eine 15 Rekombinationszentren erzeugenden Materials der größere Lebensdauer der Minoritätsladungsträger er- Basiselektrode in die Randgebiete der Halbleiterwünscht, scheibe bis in die Nähe der Emitter- und Kollektor-Current is controlled, both the emitter and the emitter and collector electrodes are made of indium, from the collector at the same time minority charge carrier in Although indium is an alloy metal in semiconductors Base zone so that this is common for minority devices; in the present case wins load carriers is flooded. In the case of this metal, however, there is additional interest Low switch-off process must be at least a part 5 because it is capable to a pronounced extent This minority in the base zone - from the semiconductor diffused nickel or Charge carriers flow off to the collector, before they stick to the copper atoms and they don't a blocking potential arrives and the collector current repel recrystallization again. A similar is interrupted. Tin also has the same effect as this, even if it is with one The relaxation time required for switching processes is particularly an additive such as antimony. At a this annoying. By using semiconductor p-conduction germanium crystal you can This is why the emitter and collector electrodes can be removed from material with a short service life shorten laxation time. In the interest of electricity, there are antimony-mixed tin. The teaching of the Strengthening the transistor is, however, at least in the invention requires that significant amounts of the the area between the emitter and collector is a 15 recombination centers generating material of the Longer service life of the minority charge carriers - base electrode in the edge areas of the semiconductors, disk up to the vicinity of the emitter and collector
Die Erfindung bezieht sich daher auf einen Legie- elektrode eindiffundiert sind, während es andererseits rungstransistor zum Schalten mit einem scheiben- zweckmäßig ist, daß das unmittelbare Halbleitergebiet förmigen n- oder p-dotierten Halbleiterkörper, vor- 20 zwischen Emitter- und Kollektorelektrode von zugsweise aus einem Einkristall, mit auf den beiden Rekombinationszentren praktisch frei ist. So ist vorOberflächen des Halbleiterkörpers einlegierten gegen- zugsweise angestrebt, daß die Lebensdauer in dem überliegenden Emitter- und Kollektorelektroden und · zwischen Emitter- und Kollektorelektrode liegenden mit einer ringförmigen sperrfreien Basiselektrode. Um Gebiet des Halbleiterkristalles 300 μβ oder mehr, im die genannten, bei Anwendung des Transistors zum 25 übrigen Gebiet dagegen nur ΙΟ^μβ oder weniger Schalten von Stromkreisen auftretenden Nachteile zu beträgt.The invention therefore relates to an alloy electrode diffused in, while on the other hand it tion transistor for switching with a disk is expedient that the immediate semiconductor area shaped n- or p-doped semiconductor body, in front of 20 between the emitter and collector electrodes of preferably from a single crystal, with is practically free on the two recombination centers. So is before surfaces of the semiconductor body, in contrast, strives to ensure that the service life is in the overlying emitter and collector electrodes and · between emitter and collector electrodes with a ring-shaped, non-blocking base electrode. To area of the semiconductor crystal 300 μβ or more, im those mentioned, on the other hand, when the transistor is used for the remaining area, only ΙΟ ^ μβ or less Switching of circuits occurring disadvantages to amount.
beseitigen, wird der Legierungstransistor erfindungs- Zur Herstellung eines Transistors nach der Lehre gemäß so aufgebaut, daß die Basiszone des Halb- der Erfindung kann man zweckmäßigerweise wie leiterkörpers zwischen Emitter-und Kollektorelektrode folgt vorgehen. Der in bekannter Weise einer Ober- und außerhalb dieses Bereiches so unterschiedlich mit 30 flächenbehandlung unterzogene Halbleitereinkristall Rekombinationszentren erzeugenden Aktivatoren (Abätzen, Polieren usw.) wird zunächst mit der aus dotiert ist, daß die Lebensdauer der Ladungsträger einem Rekombinationszentren erzeugenden, vorzugsaußerhalb des zwischen den Emitter- und Kollektor- weise eine hohe Diffusionsgeschwindigkeit im Halbelektroden liegenden Bereiches der Basiszone wesent- leiterkristall entwickelnden Metall bestehenden lieh herabgesetzt ist, und daß vorzugsweise die 35 Basiselektrode verlötet und so lange einer Wärme-Lebensdauer in dem zwischen Emitter- und Kollektor- behandlung unterzogen, bis die Lebensdauer der elektrode liegenden Bereich der Basiszone 300 με Ladungsträger in dem Material des Halbleiterkristalls, oder mehr, außerhalb dagegen nur 10-2μ8 oder mindestens in den über die geplante Emitter- und weniger beträgt. Kollektorelektrode hinausgehenden Bereichen, starkEliminate, the alloy transistor is constructed according to the invention in such a way that the base zone of the invention can expediently proceed as follows the conductor body between the emitter and collector electrodes. The activators (etching, polishing, etc.), which are subjected to surface treatment in such a way different with surface treatment above and outside this area, are first doped with the one from which the lifetime of the charge carriers produces recombination centers, preferably outside the one between the emitters - and collector-wise a high diffusion speed in the half-electrode area of the base zone, which is essentially conductive crystal-developing metal, is reduced, and that preferably the base electrode is soldered and subjected to a thermal life in the treatment between the emitter and collector until the life of the electrode lying area of the base zone is 300 με charge carriers in the material of the semiconductor crystal, or more, beyond the other hand, only 10- 2 μ8 or at least in the planned on the emitter and less. Collector electrode areas, strong
So ist gemäß der Erfindung bei einer Anordnung 40 herabgesetzt ist. Anschließend werden die Emitternach
Fig. 1 vorgesehen, daß in den punktierten Rand- und Kollektorelektrode bei einer Temperatur untergebieten
des Halbleiterkristalls 1 ein Rekombinations- halb der zum Eindiffundieren der aus der Basiselekzentren
erzeugender Aktivator vorhanden ist oder trode stammenden Atome benutzten Temperatur so
nachträglich, gegebenenfalls auch nach Fertigstellung weit einlegiert, daß nur eine dünne Zwischenschicht
des Transistors, durch einen Diffusionsprozeß einge- 45 aus dem ursprünglichen Material des Halbleitergrundbracht
wird. So kann z. B. bei einem solchen Legie- kristalls verbleibt. Die Dicke dieser Schicht beträgt
rungstransistor die den scheibenförmigen, Vorzugs- vorzugsweise 10 bis 50 μ oder weniger. Die Bestimweise
kreisscheibenförmigen Halbleiterkristall ring- mung der zum Eindiffundieren der Atome aus der
förmig kontaktierende Basiselektrode aus einem in Basiselektrode benötigten Zeit hängt von den verdem
Halbleiterkristall Rekombinationszentren erzeu- 50 wendeten Materialien und von der Größe des HaIbgenden
Metall bestehen, von dem infolge einer leiterkristalls, insbesondere von der Größe der
Wärmebehandlung Atome in solcher Menge in den überstehenden Bereiche, ab. Sie kann deshalb nur an
Halbleiterkristall eindiffundiert sind, daß die Lebens- einem Beispiel erläutert werden. Bei abweichenden
dauer in dem angrenzenden Teil des Halbleiters Materialien sowie Dimensionen ist der gewünschte
wesentlich herabgesetzt ist. Um jedoch die in das 55 Endzustand an Hand von Lebensdauermessungen,
Gebiet zwischen Emitter und Kollektor gelangenden welche mittels an den Halbleiterkristall angelegter
Rekombinationszentren zu beseitigen, wird man bei Sonden durchgeführt werden, festzulegen,
der Herstellung der als Emitter und Kollektor dienen- Das gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung
den Elektroden ein Material verwenden, welches angewendete Verfahren zur Herstellung des Transineben
der den Leitungstyp des Halbleitermaterials in 60 stors benutzt vorzugsweise, wie bereits angedeutet,
den Gegentyp umdotierenden Wirkung eine absorbie- ein Legierungsmaterial für die Emitter- und Kollekrende
Wirkung auf die in dem Halbleitergrundmaterial torelektrode, welches aus einem auf die im Halbleitergelösten, Rekombinationszentren erzeugenden Metall- kristall gelösten, Rekombinationszentren erzeugenden
atome aus der Basiselektrode mindestens bei Legie- Metallatome absorbierend einwirkenden Metall oder
rungstemperatur besitzt. 65 aus einer Metallmischung besteht, welche einen derartThus, according to the invention, in an arrangement 40 is reduced. Subsequently, the emitters according to FIG. 1 are provided that in the dotted edge and collector electrodes at a temperature below the semiconductor crystal 1 a recombination half of the temperature used for diffusing in the activator generated from the base electrolytic centers or the atoms originating from the base electrodes is available subsequently, possibly also after completion it is alloyed in so that only a thin intermediate layer of the transistor is brought in by a diffusion process from the original material of the semiconductor base. So z. B. remains with such an alloy crystal. The thickness of this layer amounts to the disk-shaped transistor, preferably 10 to 50 μ or less. The particular circular disk-shaped semiconductor crystal ring of the time required to diffuse in the atoms from the base electrode, which makes contact in the base electrode, depends on the materials used to generate the semiconductor crystal recombination centers and on the size of the metal that is made of which, as a result of a conductive crystal, in particular on the size of the heat treatment atoms in such quantity in the protruding areas. It can therefore only be diffused into semiconductor crystal so that the life examples are explained. If the duration in the adjoining part of the semiconductor materials and dimensions differ, the desired one is significantly reduced. However, in order to eliminate the area between the emitter and collector which reached the final state on the basis of lifetime measurements and which by means of recombination centers applied to the semiconductor crystal, it will be carried out with probes to determine
the manufacture of the emitter and collector - that according to the further development of the invention, the electrodes use a material which is used for the production of the transinebene which uses the conductivity type of the semiconductor material in 60 stors, preferably, as already indicated, the counter-type redoping effect an absorbie - An alloy material for the emitter and collector effect on the gate electrode in the semiconductor base material, which is composed of an atom from the base electrode that has an absorbing effect at least at alloy metal atoms and has an absorbing metal or temperature. 65 consists of a metal mixture, which one such
Dies kann z. B. erreicht werden, wenn der Halb- absorbierend wirkenden und einen den LeitungstypThis can e.g. B. can be achieved if the semi-absorbent and a conduction type
leiterkristall aus η-leitendem Germanium, die Basis- des Halbleiterkristalls in den Gegentyp umänderndenConductor crystal made of η-conducting germanium, changing the base of the semiconductor crystal to the opposite type
elektrode aus einem Nickel- oder Kupferring und die Stoff enthält. Als Beispiel wurde bereits die n-Leitungelectrode made of a nickel or copper ring and the substance contains. The n-line has already been used as an example
erzeugende Zinn-Antimon-Mischung und der Akzeptor Indium genannt. Die Legierungstemperatur und die Legierungszeit werden dabei so groß gewählt, daß das die Lebensdauer herabsetzende Aktivatormaterial mindestens teilweise aus dem Gebiet zwischen Emitter- und Kollektorelektrode wieder entfernt wird.producing tin-antimony mixture and the acceptor called indium. The alloy temperature and the alloying times are chosen so long that the activator material reducing the service life is at least partially removed again from the area between the emitter and collector electrodes.
Ein Transistor der beschriebenen Art besitzt beispielsweise folgende Daten: Eine η-leitende einkristalline Germaniumscheibe mit 1,5 mm Durchmesser und 60 μ Stärke ist in einem Nickelbasisring mittels Bleilot eingelötet. Unmittelbar anschließend erfolgt eine Wärmebehandlung bei 750° C während der Dauer von 15 Minuten. In dem derart vorbereiteten Halbleiterkristall werden die Emitter- und Kollektorelektrode aus einer Legierung von beispielsweise 99,95 % Indium und 0,05% Gallium auflegiert, und die Legierungstemperatur kann zwischen 450 und 600° C, die Legierungsdauer zwischen 15 bis 300 Minuten schwanken. Der Emitterdurchmesser ist 0,3 mm, der Kollektordurchmesser 0,4 mm, der Innendurchmesser des Basisringes 1,1 mm (vgl. Fig. 2).A transistor of the type described has the following data, for example: An η-conducting monocrystalline A germanium disk with a diameter of 1.5 mm and a thickness of 60 μ is in a nickel base ring using lead solder soldered in. Immediately afterwards there is a heat treatment at 750 ° C for the duration of 15 minutes. The emitter and collector electrodes are in the semiconductor crystal prepared in this way from an alloy of, for example, 99.95% indium and 0.05% gallium, and the Alloy temperature can be between 450 and 600 ° C, the alloy duration between 15 and 300 minutes vary. The emitter diameter is 0.3 mm, the collector diameter 0.4 mm, the inner diameter of the base ring 1.1 mm (see. Fig. 2).
Im Vergleich zu einer die Lehre der Erfindung nicht erfüllenden, im übrigen gleichen Halbleiteranordnung konnte die genannte Relaxationszeit um mehr als den Faktor 0,5 verkleinert werden. Sie beträgt bei der üblichen Anordnung entsprechend den genannten Dimensionen und Materialien, bei der nicht Atome der Basiszone in den Halbleiterkristall hineindiffundiert wurden, 1 μβ, bei der entsprechend der Lehre verbesserten Anordnung hingegen nur 0,4 μβ oder weniger.In comparison to an otherwise identical semiconductor arrangement which does not fulfill the teaching of the invention the relaxation time mentioned could be reduced by more than a factor of 0.5. It amounts to usual arrangement according to the dimensions and materials mentioned, in which not atoms of the base zone were diffused into the semiconductor crystal, 1 μβ, in accordance with the teaching improved arrangement, however, only 0.4 μβ or fewer.
Das Material der Basiszone wird im allgemeinen neben einer Rekombinationszentren erzeugenden Fähigkeit auch noch einen den Leitungstyp bzw. die Leitungsfähigkeit des Halbleiterkristalls beeinflussende Wirkung aufweisen. So wirken Kupfer und Nickel beispielsweise auch p-dotierend. Wird das Verfahren mit den genannten Materialien als Basiselektrode zur Herstellung eines pnp-Transistors durchgeführt, so wird der Bahnwiderstand in der Basiszone vergrößert, bei der Herstellung von npn-Transistoren hingegen kleiner. Es kann deshalb zweckmäßig sein, wenn die den Leitungstyp bzw. die Leitfähigkeit beeinflussenden Eigenschaften des als Basiselektrode verwendeten Metalls durch einen entgegenwirkenden, der Basiselektrode in geringen Mengen beigemischten Aktivator mit möglichst gleicher Diffusionsgeschwindigkeit kompensiert wird.The material of the base zone is generally adjacent to one that generates recombination centers Capability also influences the conductivity type or the conductivity of the semiconductor crystal Have an effect. For example, copper and nickel also have a p-doping effect. Will the procedure carried out with the materials mentioned as the base electrode for the production of a pnp transistor, see above the sheet resistance in the base zone is increased, but in the manufacture of npn transistors smaller. It can therefore be useful if they influence the conductivity type or the conductivity Properties of the metal used as the base electrode by a counteracting one, the base electrode Activator added in small amounts with the same diffusion rate as possible is compensated.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung eines Legierungstransistors gemäß der Erfindung besteht darin, daß der Halbleiterkristall im vornherein den Rekombinationszentren erzeugenden Aktivator, z. B. in gleichmäßiger Verteilung, enthält. Es kann z. B. ein aus einer mit einem den Leitungstyp bestimmenden Aktivator und einem Rekombinationszentren erzeugenden Aktivator versetzten Halbleiterschmelze gezogener Kristall verwendet werden. Wenn dann die Emitter- und Kollektorelektrode aus einem entsprechend den oben gegebenen Ausführungen auf den in dem Halbleitermaterial gelösten, Rekombinations-Zentren erzeugenden Aktivator absorbierend einwirken und beide Elektroden so tief in den Halbleiterkristall einlegiert werden, daß nur eine dünne Zwischenschicht verbleibt, so wird sich die absorbierende Wirkung auf die in dem Zwischengebiet vorhandenen, Rekombinationszentren erzeugenden Atome, z. B.Another possibility for producing an alloy transistor according to the invention is present in that the semiconductor crystal in advance the recombination centers generating activator, z. B. evenly distributed. It can e.g. B. one from one with a determining the line type Activator and an activator generating recombination centers offset semiconductor melt Drawn crystal can be used. If then the emitter and collector electrodes from one accordingly the remarks given above on the recombination centers dissolved in the semiconductor material generating activator have an absorbing effect and both electrodes are so deep into the semiconductor crystal be alloyed in that only a thin intermediate layer remains, so the absorbing effect will be to the atoms which are present in the intermediate region and which generate recombination centers, e.g. B.
Kupfer, Nickel oder Gold, erstrecken und dadurch die Lebensdauer in diesem Zwischengebiet beträchtlich erhöht. Die vorher beschriebenen Schritte, wonach Atome aus der Basiselektrode in den Halbleiterkristall eindiffundieren müssen, unterbleiben bei diesem Verfahren, so daß die Basiselektrode aus einem beliebigen, in den Halbleiterkristall sperrfrei einlegierenden Metall bestehen kann. Natürlich ist das Einlegieren der Emitter- und Kollektorelektrode so vorzunehmen, insbesondere auf die entsprechende Zeit auszudehnen, daß die in dem genannten Zwischengebiet anwesenden Rekombinationszentren erzeugenden Aktivatoratome aus dem besagten Zwischengebiet in die Emitter- und Kollektorelektrode hineindiffundieren können.Copper, nickel or gold, and thus the service life in this intermediate area is considerable elevated. The previously described steps, after which atoms from the base electrode into the semiconductor crystal must diffuse, are omitted with this method, so that the base electrode from any, can exist in the semiconductor crystal alloying metal barrier-free. Of course that's alloying the emitter and collector electrodes to be carried out in such a way, in particular to extend them to the appropriate time, that the recombination centers present in said intermediate region generate activator atoms diffuse from said intermediate area into the emitter and collector electrodes can.
Claims (1)
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 012 696,Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1 012 696,
Zeitschrift für angewandte Physik, Bd. 11, 1959,October 18, 1956); British Patent No. 799,670;
Journal of Applied Physics, Vol. 11, 1959,
Priority Applications (5)
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- 1959-09-25 DE DES65125A patent/DE1110765B/en active Pending
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- 1960-09-08 CH CH1016360A patent/CH411137A/en unknown
- 1960-09-23 GB GB3274860A patent/GB886340A/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| GB886340A (en) | 1962-01-03 |
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