DE1149460B - Electrical semiconductor arrangement with an intrinsic crystal made of cadmium sulfide, cadmium selenide, zinc sulfide, zinc selenide or zinc oxide - Google Patents
Electrical semiconductor arrangement with an intrinsic crystal made of cadmium sulfide, cadmium selenide, zinc sulfide, zinc selenide or zinc oxideInfo
- Publication number
- DE1149460B DE1149460B DER28900A DER0028900A DE1149460B DE 1149460 B DE1149460 B DE 1149460B DE R28900 A DER28900 A DE R28900A DE R0028900 A DER0028900 A DE R0028900A DE 1149460 B DE1149460 B DE 1149460B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrode
- crystal
- tellurium
- zinc
- semiconductor arrangement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims description 80
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 30
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 15
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 title claims description 15
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 12
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 7
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 6
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 title claims description 6
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 title claims description 6
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 title claims description 6
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 6
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims description 36
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 18
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 14
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 14
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 13
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000001894 space-charge-limited current method Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 potassium halide Chemical class 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N telluride(2-) Chemical compound [Te-2] XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/26—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
R28900Vmc/21gR28900Vmc / 21g
BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 30. MAI 1963NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF EDITORIAL: MAY 30, 1963
Die Erfindung betrifft eine elektrische Halbleiteranordnung, wie z.B. Gleichrichter oder Kristallverstärker, mit einem eigenleitenden, praktisch isolierenden Kristall aus Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid, Zinksulfid, Zinkselenid oder Zinkoxyd.The invention relates to an electrical semiconductor device, such as a rectifier or crystal amplifier, with an intrinsic, practically insulating crystal made of cadmium sulfide, cadmium selenide, Zinc sulfide, zinc selenide or zinc oxide.
Normalerweise kann ein elektrischer Strom nur schwer in und durch einen Körper aus den erwähnten Materialien fließen. Die Gründe hierfür sind entweder in Potentialschwellen an den Anschlußkontakten zu suchen, die eine nennenswerte Injektion von Elektronen und/oder Defektelektronen (Löchern) in den Kristallkörper verhindern, und andererseits in Unregelmäßigkeiten in der Kristallstruktur des Körpers, die Haftstellen bilden und jeden anfänglichen Elektronen- oder Defektelektronenfluß unterbinden, indem sie die Bildung eines negativen und/oder positiven Raumladungsfeldes, das dem Ladungsfluß entgegenwirkt, verursachen.Normally, an electric current can be difficult to get into and through a body from the ones mentioned Materials flow. The reasons for this are either in potential thresholds at the connection contacts to look for a significant injection of electrons and / or defect electrons (holes) prevent in the crystal body, and on the other hand in irregularities in the crystal structure of the body, form the traps and prevent any initial flow of electrons or holes, by creating a negative and / or positive space charge field that counteracts the charge flow, cause.
Wenn man einen Kristall verwendet, der genügend frei von Haftstellen bildenden Fehlstellen ist und durch Elektronen kontaktiert worden ist, die einen sperrfreien (ohmschen) elektrischen Kontakt mit dem Kristall bilden, ist sowohl die Größe des Elektronenstromes als auch die des Defektelektronenstromes im Kristall nur durch das Raumladungsfeld der im Kristall fließenden beweglichen Ladungsträger begrenzt. Elektrische Anordnungen dieser Art sollen hier als raumladungsstrombegrenzte Halbleiteranordnungen bezeichnet werden, da sie in vieler Hinsicht Vakuumröhren mit thermisch emittierender Kathode und raumladungsbegrenztem Strom entsprechen. Bei Vakuumröhren wird der raumladungsbegrenzte Strom nur von den durch das Vakuum wandernden Elektronen getragen. Raumladungsstrombegrenzte Halbleiteranordnungen sind vielseitiger als die Vakuumröhre, da der sie durchfließende Strom von Elektronen und/oder Defektelektronen getragen werden kann, außerdem ist eine Trägerinjektion ohne Anwendung von höheren Temperaturen möglich, ein Vakuum ist nicht erforderlich, und die elektrischen Eigenschaften der Anordnung lassen sich durch Änderung der körperlichen Parameter des Kristallkörpers variieren.If a crystal is used which is sufficiently free from voids forming traps and has been contacted by electrons, which have a non-blocking (ohmic) electrical contact with the Forming a crystal is both the size of the electron flow and that of the hole flow in the Crystal is only limited by the space charge field of the mobile charge carriers flowing in the crystal. Electrical arrangements of this type are intended here as space-charge current-limited semiconductor arrangements because they are vacuum tubes with thermally emitting cathodes in many respects and correspond to space-charge-limited current. In the case of vacuum tubes, the current is space-charge-limited carried only by the electrons migrating through the vacuum. Space-charge current-limited semiconductor arrangements are more versatile than the vacuum tube because of the current of electrons flowing through them and / or holes can be carried, in addition, carrier injection is without application of higher temperatures possible, a vacuum is not required, and the electrical properties the arrangement can be varied by changing the physical parameters of the crystal body.
Das Problem, geeignete Halbleiterkörper für raumladungsstrombegrenzte Halbleiteranordnungen herzustellen, ist hauptsächlich eine Frage der Reinigung des verwendeten Materials und des Züchtens von Kristallen. Es sind Kristalle aus Cadmiumsulfid und ähnlichen Materialien verfügbar, die weniger als eine Haftstelle auf 1010 Gitterplätze besitzen. Derartige Kristalle weisen einen spezifischen Volumenwiderstand von mehr als 1010 Ohm-cm auf, d. h., daß sie praktisch isolieren.The problem of producing suitable semiconductor bodies for space-charge-current-limited semiconductor devices is mainly a question of cleaning the material used and growing crystals. Crystals of cadmium sulfide and similar materials are available that have less than one trap per 10 10 lattice sites. Such crystals have a volume resistivity of more than 10 10 ohm-cm, that is to say that they practically insulate.
Elektrische HalbleiteranordnungElectric semiconductor device
mit einem eigenleitenden Kristallwith an intrinsic crystal
aus Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid,from cadmium sulfide, cadmium selenide,
Zinksulfid, Zinkselenid oder ZinkoxydZinc sulfide, zinc selenide or zinc oxide
Anmelder:Applicant:
Radio Corporation of America, New York, N. Y. (V. St. A.)Radio Corporation of America, New York, N.Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. E. SommerfeldRepresentative: Dr.-Ing. E. Sommerfeld
und Dr. D. v. Bezold, Patentanwälte,and Dr. D. v. Bezold, patent attorneys,
München 23, Dunantstr. 6Munich 23, Dunantstr. 6th
Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 19. Oktober 1959 (Nr. 847 166)Claimed priority: V. St. v. America October 19, 1959 (No. 847 166)
Wolfgang Ruppel, Hedingen (Schweiz), ist als Erfinder genannt wordenWolfgang Ruppel, Hedingen (Switzerland), has been named as the inventor
Es sind bereits Elektrodenwerkstoffe für Kristalle der hier interessierenden Art bekannt, die die Herstellung von Kontakten ermöglichen, welche bezüglich eines Elektronenstromes nicht sperren. Die bekannten Kontakte sind jedoch für einen Defektelektronenstrom gleichrichtend. Zur Herstellung der bekannten Kontakte wird an den Kristallkörper Indium- oder Galliummetall angepreßt. Eine Erhitzung oder Formierung ist nicht vorgesehen. Entfernt man die Kontakte wieder von der Kristalloberfläche, so zeigt diese keinerlei chemische oder mechanische Veränderungen durch die Kontaktierung.There are already known electrode materials for crystals of the type of interest here, which enable the production of contacts that do not block with respect to an electron flow. The known However, contacts are rectifying for a hole current. To manufacture the known contacts is pressed against the crystal body indium or gallium metal. A heating or formation is not provided. If the contacts are removed again from the crystal surface, so it does not show any chemical or mechanical changes as a result of the contact.
Es ist ferner bekannt, bei der Kontaktierung von Cadmiumselenidkristallen Indiumkontakte durch elektrolytischen Niederschlag, durch Aufdampfen im Vakuum oder durch Löten unter Ultraschalleinwirkung anzubringen. Bessere Kontakte sollen sich mit Platin herstellen lassen, das in einer Argonatmosphäre durch Kathodenzerstäubung aufgebracht wird. Es sind außerdem Versuche zur Sichtbarmachung der Elektronen- bzw. Defektelektronenleitung in Kristallen für den physikalischen Unterricht bekannt, bei denen ein Kaliumhalogenidkristall, der entwederIt is also known, when contacting cadmium selenide crystals, indium contacts by electrolytic Precipitation, by evaporation in a vacuum or by soldering under the action of ultrasound to attach. Better contacts should be able to be made with platinum in an argon atmosphere is applied by sputtering. There are also attempts at visualization the electron or defect electron conduction in crystals known for physical education, where a potassium halide crystal that is either
309 598/229309 598/229
Kalium oder das Halogen im Überschuß enthält, zwischen zwei Elektroden geklemmt und unter Spannung gesetzt wird. Die Wanderung der Träger wird dabei durch das Fortschreiten der entsprechenden Farbzentren im Kristall sichtbar. Bei einer Abwandlung dieser Experimente wird zur gleichzeitigen Vorführung der Elektronenüberschußleitung und der Elektronenersatzleitung ein auf etwa 620° C erhitzter KJ-Kristall verwendet, der zwischen zwei an etwa 300 V Gleichspannung liegende Spitzen geklemmt ist.Potassium or the halogen in excess, clamped between two electrodes and under tension is set. The migration of the carrier is thereby determined by the progression of the corresponding Color centers visible in the crystal. A modification of these experiments results in a simultaneous demonstration the excess electron line and the substitute electron line are heated to about 620 ° C KJ crystal is used, which is clamped between two tips connected to about 300 V DC is.
Es sind ferner Halbleiteranordnungen mit mehreren Übergängen, z. B. Flächentransistoren, aus Germanium oder Silizium bekannt, die einen Halbleiterkristall mit einer eigenleitenden Zone aufweisen.There are also semiconductor arrangements with several Transitions, e.g. B. surface transistors, made of germanium or silicon, known that have a semiconductor crystal with an intrinsic zone.
Weiter sind Halbleiteranordnungen mit einem langgestreckten Halbleiterkörper bekannt, an dessen Enden zwei sperrfreie Elektroden angebracht sind. Zwischen den sperrfreien Elektroden sind am Halbleiterkörper eine oder zwei sperrende Elektroden angebracht. Im Betrieb solcher Halbleiteranordnungen, die häufig als »Unipolartransistoren« bezeichnet werden, wird ein zwischen den beiden sperrfreien Elektroden fließender Strom durch Spannungen gesteuert, die zwischen der einen der sperrfreien Elektroden und den sperrenden Elektroden in deren Sperrrichtung angelegt werden.Semiconductor arrangements with an elongated semiconductor body are also known, on which Ends two lock-free electrodes are attached. Between the barrier-free electrodes are on the semiconductor body one or two blocking electrodes attached. In the operation of such semiconductor arrangements, which are often referred to as "unipolar transistors", becomes one between the two without blocking Electrodes flowing current are controlled by voltages applied between one of the non-blocking electrodes and the blocking electrodes are applied in their blocking direction.
Es ist schließlich bekannt, daß man sperrfreie Kontakte an Halbleiteranordnungen, die einen Kristallkörper aus einem p-leitendem Tellurid eines zweiwertigen Metalls (Zn, Cd, Hg, Sn, Pb) enthalten, durch Auflegieren einer Tellurelektrode herstellen kann.Finally, it is known that lock-free contacts on semiconductor arrangements that have a crystal body from a p-type telluride of a divalent metal (Zn, Cd, Hg, Sn, Pb), can produce by alloying a tellurium electrode.
Es sind bisher jedoch noch keine Möglichkeiten bekannt, an eigenleitenden Halbleiterkörpern aus Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid, Zinksulfid, Zinkselenid oder Zinkoxyd Kontakte anzubringen, die für einen Defektelektronenstrom sperrfrei sind. Durch die Erfindung soll dieses Problem gelöst werden.So far, however, there are still no known ways of using intrinsically conductive semiconductor bodies Cadmium sulfide, cadmium selenide, zinc sulfide, zinc selenide or zinc oxide to attach contacts that are for a hole current are non-blocking. The invention is intended to solve this problem.
Eine elektrische Halbleiteranordnung, wie z.B. Gleichrichter oder Kristallverstärker, mit einem eigenleitenden, praktisch isolierenden Kristall aus Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid, Zinksulfid, Zinkselenid oder Zinkoxyd ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kristall eine aus Tellur bestehende und für eine Defektelektronenstrom nicht sperrende erste Elektrode und in einem gewissen Abstand von der Tellurelektrode eine zweite, für einen Elektronenstrom sperrfreie Elektrode angebracht sind.An electrical semiconductor device, such as a rectifier or crystal amplifier, with a Intrinsically conductive, practically insulating crystal made of cadmium sulfide, cadmium selenide, zinc sulfide, zinc selenide or zinc oxide is characterized according to the invention that on the crystal one of Tellurium existing and non-blocking for a defect electron flow first electrode and in one At a certain distance from the tellurium electrode, a second electrode that is not blocked for a flow of electrons is attached are.
Mit solchen Tellurelektroden können gute sperrfreie Kontakte für raumladungsbegrenzte Defektelektronenströme an Körpern aus den erwähnten halbleitenden Verbindungen hergestellt werden, welche im Inneren praktisch frei von Ladungsträgern sind. Solche Halbleiterkörper, die praktisch kerne freien Ladungsträger enthalten, können als isolierend bezeichnet werden. Für die spezifischen Widerstände läßt sich jedoch keine scharfe Grenze angeben. Cadmiumsulfid wird beispielsweise den Isolatoren zugerechnet, wenn der spezifische Widerstand über 1010 Ohm-cm beträgt, während dieses Material bei einem spezifischen Widerstand zwischen 103 und 1010 Ohm-cm als Halbleiter bezeichnet wird. Mit Tellur können im gesamten Widerstandsbereich Kontakte, die für Defektelektronenströme sperrfrei (ohmsch) sind, hergestellt werden, also bei spezifischen Widerständen größer oder gleich 103 Ohm-cm.With such tellurium electrodes, good non-blocking contacts for space charge-limited defect electron currents on bodies can be produced from the semiconducting compounds mentioned, which are practically free of charge carriers in the interior. Such semiconductor bodies, which practically contain free charge carriers, can be referred to as insulating. However, no sharp limit can be given for the specific resistances. For example, cadmium sulfide is classified as insulators if the specific resistance is above 10 10 ohm-cm, while this material is referred to as a semiconductor if the specific resistance is between 10 3 and 10 10 ohm-cm. With tellurium, contacts that are non-blocking (ohmic) for defect electron currents can be produced in the entire resistance range, i.e. with specific resistances greater than or equal to 10 3 ohm-cm.
Für die Halbleiteranordnungen nach der Erfindung werden jedoch vorzugsweise Kristalle mit höheren spezifischen Widerständen, vorzugsweise größer oder gleich 1010 Ohm-cm verwendet. Der Kristallkörper soll möglichst wenig Verunreinigungen und Haftstellen bildende Fehlstellen enthalten. Die Kristallkörper der vorliegenden Halbleiteranordnungen sollen keine Quellen für freie Ladungsträger besitzen, sondern lediglich ein Medium bilden, in dem sich freieFor the semiconductor arrangements according to the invention, however, crystals with higher specific resistances, preferably greater than or equal to 10 10 ohm-cm, are preferably used. The crystal body should contain as few impurities and imperfections forming traps as possible. The crystal bodies of the present semiconductor arrangements should not have any sources for free charge carriers, but merely form a medium in which free charge carriers can be found
ίο Ladungsträger fortbewegen und miteinander in
Wechselwirkung treten können und dessen Eigenschaften in mancher Hinsicht denen eines Vakuums
ähneln.
Die Halbleiteranordnung nach der Erfindung hat eine weitere Elektrode, beispielsweise aus Indium,
Gallium, Zinn, Blei oder Kombinationen davon, die für einen Elektronenstrom in dem Körper einen ohmschen
Kontakt darstellt. Solche Anordnungen, bei denen die beiden Elektroden in der Flußrichtung
vorgespannt sind, so daß in den Kristall sowohl Löcher als auch Elektronen injiziert werden, ergeben
einen maximalen Strom infolge einer gegenseitigen Neutralisation der Raumladungen in dem Kristall in
der Nähe der Elektroden durch die injizierten Ladungsträger. Wenn der Kristall geeignet gewählt ist,
erfolgt die Rekombination der injizierten Ladungsträger unter Strahlungsemission in Form einer dem
Bandabstand entsprechenden Elektroluminiszenz. Man kann den Kristallkörper der im vorstehenden
erwähnten Anordnungen auch mit Steuerelektroden versehen. Derartige Elektroden können, wenn sie in
der Sperrichtung vorgespannt sind und mit einer geeigneten Signalspannung beaufschlagt werden, den
Elektronen- und/oder Defektelektronenstrom durch Steuerung der Größe der dem Stromfluß durch den
Kristall entgegenwirkenden Raumladung modulieren. Steuerelektroden, die für Elektronenströme geeignet
sind, bestehen aus einem Material, das sich für die Injektion von Defektelektronen eignet. Elektroden
zur Steuerung eines Defektelektronenstromes bestehen dagegen aus einem Material, das einen zur
Injektion von Elektronen geeigneten Kontakt bildet. Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung
näher erläutert werden.ίο can move charge carriers and interact with one another and whose properties are in some respects similar to those of a vacuum.
The semiconductor arrangement according to the invention has a further electrode, for example made of indium, gallium, tin, lead or combinations thereof, which represents an ohmic contact for an electron flow in the body. Such arrangements, in which the two electrodes are biased in the direction of flow, so that both holes and electrons are injected into the crystal, result in a maximum current as a result of mutual neutralization of the space charges in the crystal in the vicinity of the electrodes by the injected charge carriers. If the crystal is suitably selected, the injected charge carriers are recombined with emission of radiation in the form of electroluminescence corresponding to the band gap. The crystal body of the above-mentioned arrangements can also be provided with control electrodes. Such electrodes, if they are biased in the reverse direction and have a suitable signal voltage applied to them, can modulate the electron and / or hole electron current by controlling the size of the space charge counteracting the current flow through the crystal. Control electrodes, which are suitable for electron currents, consist of a material that is suitable for the injection of defect electrons. In contrast, electrodes for controlling a defect electron current consist of a material that forms a contact suitable for injecting electrons. The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Halbleiteranordnung nach der Erfindung mit der dazugehörigen Schaltung;Fig. 1 shows a schematic view of an embodiment of the semiconductor arrangement according to the invention with the associated circuit;
Fig. 2 zeigt die Stromspannungskennlinie der in Fig. 1 dargestellten Anordnung;Fig. 2 shows the current-voltage characteristic of the arrangement shown in Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform;Fig. 3 shows another embodiment;
Fig. 4 a und 4 b zeigen in Seitenansicht bzw. Aufsicht eine Anordnung, die mit einer Elektrode zur Steuerung eines Elektronenstromes versehen ist; Fig. 5 a und 5 b zeigen in Seitenansicht bzw. Aufsieht eine Anordnung, die mit einer Elektrode zur Steuerung eines Defektelektronenstromes versehen ist, undFig. 4 a and 4 b show a side view and plan view of an arrangement with an electrode for Control of an electron flow is provided; FIGS. 5 a and 5 b show a side view and a top view an arrangement which is provided with an electrode for controlling a hole current, and
Fig. 6 a und 6 b zeigen in Seitenansicht bzw. Aufsicht eine Anordnung, die Steuerelektroden sowohl für den Elektronenstrom als auch für den Defektelektronenstrom besitzt.Fig. 6 a and 6 b show in side view and plan view an arrangement, the control electrodes both for the electron flow as well as for the defect electron flow.
In den Zeichnungen sind gleiche Bauteile mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.In the drawings, the same components are provided with corresponding reference symbols.
Fig. 1 zeigt eine einfache Anordnung gemäß der Erfindung mit dem Kontakt aus Tellur. Die Anordnung umfaßt einen Einkristall 21 aus Cadmiumsulfid, der ungefähr 0,01 mm dick ist und einen spezifischen Volumenwiderstand von etwa 1012 Ohm-cm besitzt.Fig. 1 shows a simple arrangement according to the invention with the contact made of tellurium. The assembly comprises a single crystal 21 of cadmium sulfide which is approximately 0.01 mm thick and has a volume resistivity of approximately 10 12 ohm-cm.
Der Kristall 21 besitzt zwei gegenüberliegende ebene Flächen und ist durch irgendein geeignetes Verfahren hergestellt worden, beispielsweise durch Kristallisation aus der Dampfphase, wie es in dem Aufsatz von R.H. Bube und S.M.Thomsen im »Journal 5 of Chemical Physics«, Bd. 23 (1955), S. 15, beschrieben ist. Eine Scheibe 23 aus Tellur mit einer ebenen Oberfläche ist mit Silberpaste 27 oder einem anderen elektrisch leitenden Verbindungsmittel an einem ersten Messingträger 29 befestigt. An die Stirnfläche eines zweiten Messingträgers 31 wird ein Indiumkörper 25 von ungefähr 0,1mm Radius angedrückt. Gegen die eine Fläche des Kristalls 21 wird beispielsweise durch eine Feder 33 die ebene Fläche der Tellurscheibe 23 und gegen die andere Feder des Kristalls der Indiumkörper 25 durch eine Feder 34 mit einer Kraft von etwa 100 Pond gedrückt.The crystal 21 has two opposed flat faces and is made by any suitable method has been prepared, for example by crystallization from the vapor phase, as described in the article by R.H. Bube and S.M.Thomsen in »Journal 5 of Chemical Physics ", 23: 15 (1955). A disk 23 made of tellurium with a flat surface is attached with silver paste 27 or some other electrically conductive connecting means a first brass support 29 attached. An indium body is attached to the end face of a second brass support 31 25 pressed with a radius of about 0.1 mm. Against which one face of the crystal 21 is for example by a spring 33 the flat surface of the tellurium disk 23 and against the other spring of the Crystal of the indium body 25 pressed by a spring 34 with a force of about 100 Pond.
In Serie mit den Messingträgern 29 und 31 ist eine Batterie 37, ein Polwender 36 und ein veränderlicher Widerstand 35 geschaltet, so daß die Tellurscheibe 23 und die Indiumschicht 25 an entgegengesetzten Polen der Batterie liegen. Die Rußrichtung der Anordnung — also Injektion von Defektelektronen von dem Tellurkontakt 23 und Injektion von Elektronen von dem Indiumkontakt 25 — entspricht einer positiven Polarität des Tellurkontakts 23 und einer negativen Polarität des Indiumkontakts 25.In series with the brass supports 29 and 31 is a battery 37, a pole changer 36 and a changeable one Resistor 35 is connected so that the tellurium disk 23 and the indium layer 25 are at opposite poles the battery. The soot direction of the arrangement - i.e. injection of defect electrons from the tellurium contact 23 and injection of electrons from the indium contact 25 - corresponds to a positive one Polarity of tellurium contact 23 and a negative polarity of indium contact 25.
Die Kurve 39 in Fig. 2 zeigt eine typische Stromspannungskennlinie einer Anordnung nach Fig. 1. Der Polwenderschalter 36 wird zuerst so eingestellt, daß der Kristall 21 in der Sperrichtung vorgespannt ist, und die angelegte Spannung wird mittels des Widerstandes 35 verändert. Der Gesamtstrom ist im ganzen Spannungsbereich unterhalb der Durchschlagsspannung in Sperrichtung sehr niedrig. Wenn die Kontakte 23 und 25 in Sperrichtung gepolt sind, findet an keinem der Kontakte eine Injektion statt. Von den Kontakten diffundieren keine Träger in den Isolator, und der Strom entspricht dem in einem Isolator, an den sperrende Kontakte angelegt sind.The curve 39 in FIG. 2 shows a typical current-voltage characteristic an arrangement according to FIG. 1. The pole changer switch 36 is first set so that that the crystal 21 is biased in the reverse direction, and the applied voltage is by means of the Resistance 35 changed. The total current is below the breakdown voltage in the entire voltage range very low in reverse direction. If the contacts 23 and 25 are polarized in the reverse direction, no injection takes place at any of the contacts. No carriers diffuse from the contacts into the Insulator, and the current corresponds to that in an insulator to which blocking contacts are applied.
Nach dem Umlegen des Schalters 36 wird der Kristall 21 nun in der Flußrichtung vorgespannt, und die angelegte Spannung wird durch den veränderlichen Widerstand 35 variiert. Im Bereich niedriger Spannungen in Flußrichtung bleibt der Strom noch klein. Der Strom ist ein ohmscher Strom, der von freien Ladungsträgern getragen wird, die durch Temperaturanregung im Kristall entstanden sind. Der ohmsche Strom ist eine im wesentlichen lineare Funktion der angelegten Spannung. Wenn der Wert der in Flußrichtung gepolten Spannung eine Höhe erreicht, um eine ausreichende Injektion von Defektelektronen und/oder Elektronen in den Cadmiumsulfidkristall 21 zu ermöglichen, steigt der Gesamtstrom steil an und überschreitet den Wert des ohmsehen Stromes um mehrere Größenordnungen. Der steil ansteigende Teil der Kurve 39 hat seine Ursache in injizierten Ladungsträgern, dieser Bereich soll als der Bereich raumladungsbegrenzten Stromes bezeichnet werden. Die Injektion von Ladungsträgern beginnt, sobald die Kontakte in Flußrichtung vorgespannt werden, und erreicht nennenswerte Beträge bei ungefähr 200 Volt. Bei ungefähr 50 Volt ist der raumladungsbegrenzte Strom in der Größenordnung von einem Milliampere oder 0,4 A/cm2. Der raumladungsbegrenzte Strom ist nur durch die Raumladung der in den Kristall 21 injizierten Träger begrenzt. After switching the switch 36, the crystal 21 is now biased in the flow direction, and the applied voltage is varied by the variable resistor 35. In the area of low voltages in the direction of flow, the current remains small. The current is an ohmic current that is carried by free charge carriers that are created by temperature excitation in the crystal. The ohmic current is an essentially linear function of the applied voltage. When the value of the voltage polarized in the flow direction reaches a level in order to allow sufficient injection of holes and / or electrons into the cadmium sulfide crystal 21, the total current rises steeply and exceeds the value of the ohmic current by several orders of magnitude. The steeply rising part of curve 39 is caused by injected charge carriers; this area is to be referred to as the area of space-charge-limited current. Injection of charge carriers begins as soon as the contacts are biased in the flow direction and reaches significant amounts at around 200 volts. At about 50 volts, the space charge limited current is on the order of one milliamp, or 0.4 A / cm 2 . The space-charge-limited current is only limited by the space charge of the carriers injected into the crystal 21.
In der Flußrichtung ist der raumladungsbegrenzte Strom unter Umständen von einer dem Bandabstand entsprechenden Lichtemission (Elektrolumineszenz) begleitet. Bei Cadmiumsulfidkristallen ist das Licht beispielsweise grün, das Maximum dieser Lichtemission befindet sich bei Zimmertemperatur etwa bei 5200 Ä. Man nimmt an, daß die injizierten Elektronen und Löcher über die Bandlücke des Kristalls rekombinieren und pro Rekombinationsvorgang ein Photon frei wird. Es ist möglich, die Einrichtungen so auszubilden, daß sich ein höherer Wirkungsgrad für die Elektrolumineszenz ergibt.In the flow direction, the space-charge limited current may be of one of the bandgap corresponding light emission (electroluminescence). In the case of cadmium sulfide crystals, the light is for example green, the maximum of this light emission is around at room temperature 5200 Ä. The injected electrons and holes are believed to be across the band gap of the crystal recombine and one photon is released per recombination process. It is possible the facilities like that to train that there is a higher efficiency for the electroluminescence.
Fig. 3 zeigt eine etwas anders aufgebaute Anordnung. Auf eine Fläche eines Kristalls 21a aus isolierendem Cadmiumsulfid ist eine etwa 10 Mikron dicke Schicht 23 a aus Tellur aufgedampft. Der Tellurkontakt besitzt eine Fläche von ungefähr 1,0 mm2. Die Tellurschicht 23 α kann man etwa dadurch herstellen, daß man etwas Tellur in ein Schiffchen einbringt, den Kristall etwa 20 cm über dem Schiffchen anordnet und dann bei einem Druck von etwa 10 ~5 Torr das Tellur so weit über seinen Schmelzpunkt erhitzt, daß es verdampft, z.B. auf etwa 500° C. Anschließend wird eine Schicht 25 a aus Indium auf die gegenüberliegende Fläche des Kristalls 21a aufgedampft. Elektrische Verbindungen werden durch Federklemmen 33 a und 34 a hergestellt, die an den aufgedampften Schichten 23 α bzw. 25 α anliegen. Die Anordnung wird wie die in Fig. 1 dargestellte Anordnung betrieben. In der Flußrichtung beträgt der Strom im Gleichgewichtszustand bei 5VoIt etwa 4,0-10-3A (0,4 A/cm2) und etwa 4,0-10-10A (4,0 · 10-8 A/cm2) in der Sperrichtung. Die Anordnung stellt also einen mit einem guten Wirkungsgrad arbeitenden Gleichrichter dar, der einen verhältnismäßig geringen Rückstrom aufweist.Fig. 3 shows a somewhat differently constructed arrangement. An approximately 10 micron thick layer 23a of tellurium is vapor-deposited on a surface of a crystal 21a made of insulating cadmium sulfide. The tellurium contact has an area of approximately 1.0 mm 2 . Can be approximately produced by reacting some tellurium is introduced in a boat, placing the crystal about 20 cm above the boat and then tellurium heated until at a pressure of about 10 -5 Torr to above its melting point α, the tellurium layer 23 that evaporated, for example to about 500 ° C. A layer 25 a of indium is then evaporated onto the opposite surface of the crystal 21 a. Electrical connections are made by spring clips 33 a and 34 a, which rest on the vapor-deposited layers 23 α and 25 α, respectively. The arrangement is operated like the arrangement shown in FIG. In the direction of flow of the current is in the equilibrium state at 5VoIt 4,0-10- about 3 A (0.4 A / cm 2) and about 4,0-10- 10 A (4.0 x 10 8 A / cm 2 ) in the blocking direction. The arrangement thus represents a rectifier which operates with good efficiency and which has a relatively low reverse current.
Ohmsche Kontakte, die es ermöglichen, einen Defektelektronenstrom in Kristallen sehr hohen Widerstandes fließen zu lassen, können durch Verwenden der kristallinen Modifikation des Tellurs erhalten werden. Das Tellur sollte so rein wie möglich sein. Manche Stoffe, wie etwa Selen oder Schwefel, beeinträchtigen jedoch die Wirksamkeit des Tellurs als ohmscher Kontakt für Defektelektronenströme nicht, wenn sie in verhältnismäßig kleinen Mengen vorhanden sind.Ohmic contacts that make it possible to have a very high hole current in crystals Resistance to flow can be obtained by using the crystalline modification of tellurium will. The tellurium should be as pure as possible. Some substances, such as selenium or sulfur, however, impair the effectiveness of tellurium as an ohmic contact for hole currents not when they are present in relatively small quantities.
Die Tellurelektrode in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 kann in einer beliebigen Form und unter Verwendung eines beliebigen, gewöhnlichen und bekannten Verfahrens hergestellt werden, z.B. durch Walzen, Pressen oder Stanzen. In der einfachsten Form besteht die Elektrode nur aus Tellur, welches in die gewünschte Form gebracht wurde. Das Tellur kann andererseits auch als Überzug oder Plattierung auf ein anderes, als Träger dienendes Material aufgebracht sein. So ergeben beispielsweise geeignet geformte Nickelbleche mit einer Tellurschicht auf der einen Seite gute ohmsche Kontakte.The tellurium electrode in the embodiment of FIG. 1 can be in any shape and under Using any conventional and known method, e.g. Rolling, pressing or punching. In its simplest form, the electrode consists only of tellurium, which was brought into the desired shape. On the other hand, the tellurium can also be used as a coating or plating be applied to another material serving as a carrier. For example, suitably shaped Nickel sheets with a tellurium layer on one side have good ohmic contacts.
Nachdem die Tellurelektrode in die gewünschte Form gebracht worden ist, wird sie mit ihrer Oberfläche an den Kristall angelegt. Es ist dabei nur erforderlich, daß sich die zwei Flächen in engem körperlichem Kontakt miteinander befinden. Ist das Elektrodenmaterial weich genug im Vergleich zum Kristall, so ergibt ein einfaches Aneinanderlegen der Flächen schon bei einem minimalen Druck sowohl einen guten ohmschen elektrischen Kontakt als auch einen guten körperlichen Kontakt. In anderen Fällen wird manAfter the tellurium electrode has been brought into the desired shape, it is made with its surface applied to the crystal. It is only necessary that the two surfaces are closely physical Are in contact with each other. Is the electrode material soft enough compared to the crystal, a simple juxtaposition of the surfaces produces both a good one with a minimal amount of pressure ohmic electrical contact as well as good physical contact. In other cases one will
Druck und Hitze anwenden, um leichter einen innigen körperlichen Kontakt zwischen den Flächen herbeizuführen. Die Erwärmung wird vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre vorgenommen. Nachdem der Kontakt hergestellt ist, ist eine Einwirkung von Wärme und Druck nicht mehr erforderlich. Es mag hierbei bemerkt werden, daß die Anwendung von Hitze zur Erzeugung guter Kontakte nur dazu dient, einen innigen körperlichen Kontakt zwischen derApply pressure and heat to more easily create intimate physical contact between the surfaces. The heating is preferably carried out in an inert atmosphere. After the Contact is established, heat and pressure are no longer required. Like it It should be noted here that the application of heat to create good contacts only serves to intimate physical contact between the
Elektrode werden außerdem kleine positive und negative Spannungen zugeführt. Eine Signalspannung aus einer Quelle 51 wird über einen Kopplungstransformator 53 an die Steuerelektrode 41 angekoppelt. Die 5 Signalspannung erzeugt im Kristall 21 ein veränderliches Feld im negativen Raumladungsbereich vor dem elektroneninjizierenden Kontakt 25. Das durch die Steuerelektrode 41 erzeugte elektrische Feld verstärkt oder verringert die in diesem Bereich herr-Electrode is also supplied with small positive and negative voltages. A signal voltage off a source 51 is coupled to the control electrode 41 via a coupling transformer 53. the 5 signal voltage generates a variable field in the negative space charge range in the crystal 21 the electron-injecting contact 25. The electric field generated by the control electrode 41 is intensified or reduce the prevailing in this area
Elektrode und der Kristalloberfläche herzustellen und io sehende negative Raumladung, was wiederum zu entnicht um Elektrodenmaterial in den Kristall zur Ein- sprechendenÄnderungen des Elektronenstromes führt, diffusion zu bringen. Wird eine einen guten ohmschen die in den Klemmen 49 als Spannung am Arbeits-Kontakt bildende Elektrode wieder vom Kristall ab- widerstand 47 abgenommen werden können. Die Eingenommen, so können an der Kristalloberfläche richtung liefert gegenüber ihrem Eingang am Auskeinerlei Spuren des früheren Kontaktes wahrge- 15 gang sowohl eine Stromverstärkung als auch eine nommen werden, und die ursprüngliche Kontaktfläche Leistungsverstärkung. Das Eingangssignal an der ist auch nicht bevorzugt für einen neuen Kontakt Steuerelektrode erscheint im Ausgang der Anordnung, geeignet. Fig. 5 a zeigt eine Seitenansicht, Fig. 5 b eine Drauf-Electrode and the crystal surface produce and io seeing negative space charge, which in turn can be removed around electrode material in the crystal leads to corresponding changes in the electron flow, to bring diffusion. If there is a good ohmic voltage in terminals 49 as the working contact The electrode forming the resistor can be removed again from the crystal resistor 47. The captured in this way the direction of the crystal surface can be delivered opposite its entrance at the outlet Traces of the earlier contact detected both a current gain and a can be taken, and the original contact surface power amplification. The input signal at the is also not preferred for a new contact control electrode appears in the output of the arrangement, suitable. Fig. 5 a shows a side view, Fig. 5 b a plan
Für die Injektion von Löcherströmen geeignete sieht auf eine Anordnung, die eine Elektrode zur ohmsche Kontakte an Kristallen können auch da- 20 Steuerung des raumladungsbegrenzten Defektelekdurch erhalten werden, daß man die Tellurelektrode tronenstromes der Anordnung zeigt. Die Einrichtung direkt auf dem Kristall mittels irgendeines geeig- in Fig. 5 b entspricht im Aufbau und in der Arbeitsneten bekannten Verfahrens herstellt. So kann die weise der in Fig. 4 b dargestellten Anordnung und Tellurelektrode beispielsweise durch Aufdampfen, enthält einen Einkristall 21c aus isolierendem Cad-Auf spritzen oder Aufsprühen auf den Kristall erzeugt 25 miumsulfid, der am einen Ende mit einem elektronenwerden. injizierenden Indiumkontakt 25 c, der für Elektronen-For the injection of hole currents, an arrangement that has an electrode for ohmic contacts on crystals can also be obtained by showing the tellurium electrode of the arrangement. The device directly on the crystal by means of any suitable method in FIG. 5 b corresponds in structure and in the working network. For example, the arrangement and tellurium electrode shown in FIG. 4b can be formed by vapor deposition, contains a single crystal 21c of insulating cad, or spraying onto the crystal produces medium sulfide, which has an electron at one end. injecting indium contact 25 c, which is used for electron
Die ohmschen Kontakte für Kristalle zur Injektion ströme ohmsch ist, und mit einem defektelektronenvon Elektronen können ähnlich wie die Tellurkon- injizierenden Tellurkontakt 23 c, der für Defektelektakte hergestellt werden, mit der Ausnahme, daß ein tronenströme ohmsch ist, kontaktiert ist. Wie Fig. 5 b anderes Material an die Stelle des Tellurs tritt. 30 zeigt, sind mit den ohmschen Kontakten 23 c und 25 c Ohmsche Kontakte für die Injektion von Elektronen- Batterien 43 a und 45 a und ein Arbeitswiderstand strömen können im wesentlichen aus Metallen wie 47 a so in Serie geschaltet, daß die Kontakte in der Indium, Gallium, Zinn, Blei oder Kombinationen Flußrichtung vorgespannt sind, wobei gleichzeitig sodieser Stoffe bestehen. Die Verwendung von Indium wohl Elektronen als auch Defektelektronen injiziert für diesen Zweck ist bereits bekannt. Man kann 35 werden. In der Nähe des Kontaktes 23 c ist eine Elekauch andere Arten von Kontakten verwenden, die trade 61 zur Steuerung des Defektelektronenstromes sich sperrfrei bezüglich eines Elektronenstromes in am Kristall angebracht, die beispielsweise aus Indium Kristallen verhalten. oder Gallium bestehen kann.The ohmic contacts for crystals for injection currents is ohmic, and a defect electron of electrons can be contacted similarly to the Tellurkon- injecting tellurium contact 23c , which is made for defects, with the exception that an electron flow is ohmic. As in FIG. 5 b, other material takes the place of the tellurium. 30 shows, with the ohmic contacts 23 c and 25 c ohmic contacts for the injection of electron batteries 43 a and 45 a and a load resistance can flow essentially made of metals such as 47 a in series so that the contacts in the indium , Gallium, tin, lead or combinations of flow direction are biased, so that these substances exist at the same time. The use of indium probably electrons as well as holes injected for this purpose is already known. You can turn 35. In the vicinity of the contact 23 c there is also another type of contact that trade 61 to control the defect electron flow is attached to the crystal without blocking with respect to an electron flow in the crystal, which behave for example from indium crystals. or gallium.
Die Anordnungen nach der Erfindung können auch Im Betrieb wird die den DefektelektronenstromThe arrangements according to the invention can also be used to control the hole current
an dem Kristall angebrachte weitere Elektroden zur 40 steuernde Elektrode 61 mittels einer Batterie 75 Steuerung des raumladungsbegrenzten Elektronen- gegenüber dem Kristall 21 c in der Sperrichtung vor- oder Defektelektronenstromes enthalten. Fig. 4 a zeigt gespannt, so daß keine Injektion von Trägern statteine Seitenansicht und Fig. 4 b eine Draufsicht auf findet. Der positiven Steuerelektrode 61 wird ein Sieine Anordnung mit einer Elektrode zur Steuerung gnal aus einer Quelle 71 über einen Kopplungstransdes raumladungsbegrenzten Elektronenstromes in 45 formator 73 zugeführt. Die Signalspannung erzeugt einer etwa Fig. 1 entsprechenden Anordnung. im Kristall 21c ein schwankendes elektrisches Feldto the crystal mounted on the other electrode 40 controlling electrode 61 by means of a battery 75 control the space charge limited electron compared to the crystal 21 c forth in the reverse, or contain hole current. Fig. 4 a shows tense, so that no injection of carriers takes place in a side view and Fig. 4 b shows a plan view. The positive control electrode 61 is supplied with an arrangement with an electrode for controlling signals from a source 71 via a coupling transformer of the space-charge-limited electron flow in the formator 73. The signal voltage generates an arrangement approximately corresponding to FIG. a fluctuating electric field in the crystal 21c
Die in Fig. 4 a und 4b dargestellte Anordnung ent- im positiven Raumladungsbereich. Das durch die hält einen Einkristall 21 b aus isolierendem Cad- Elektrode 61 erzeugte Feld erhöht oder verringert miumsulfid, der am einen Ende durch einen elek- die positive Raumladung in demBereich, die wiederum troneninjzierenden Indiumkontakt 25 b, der ohmsch 50 den Defektelektronenstrom entsprechend ändert. Das für Elektronenströme ist, und am anderen Ende Ausgangsmaterial kann an den Klemmen 49 a alsThe arrangement shown in FIGS. 4 a and 4 b is in the positive space charge region. The field generated by the holding a single crystal 21 b of insulating Cad electrode 61 increases or decreases the mium sulfide, which at one end changes the defect electron current accordingly through an electron-injecting indium contact 25 b, the ohmic 50. This is for electron currents, and at the other end starting material can be used at the terminals 49 a
Spannung am Arbeitswiderstand 47 a abgenommen
werden, ähnlich wie bei der in Fig. 4 b beschriebenen
Anordnung.Voltage at the working resistor 47 a decreased
are similar to that described in Fig. 4b
Arrangement.
Bei der in Fig. 6 a und 6 b dargestellten Anordnung
sind sowohl die Steuermaßnahmen der Einrichtung
nach Fig. 4 b als auch die nach der Fig. 5 b getroffen.
Im Aufbau und in der Arbeitsweise entspricht die
Anordnung nach Fig. 6 b den Einrichtungen nachIn the arrangement shown in Fig. 6 a and 6 b
are both the tax measures of the establishment
according to FIG. 4 b as well as that according to FIG. 5 b.
In terms of structure and operation, the corresponds to
Arrangement according to Fig. 6 b according to the facilities
in der Nähe des elektroneninjizierenden Kontaktes 60 Fig. 4 b und 5 b, sie enthält einen Einkristall 21 d aus b, jedoch von diesem isoliert, ist der Kristall 21 b isolierendem Cadmiumsulfid, einen defektelektronenmit einer Elektrode 41 zur Steuerung des Elektronen- injizierenden Kontakt 23 d, einen elektroneninjiziestromes, die aus einem Tellurkontakt besteht, ver- renden Kontakt 25 a", eine negative Steuerelektrode sehen. Im Betrieb ist die zur Steuerung des Elek- 41 b und eine positive Steuerelektrode 616. Die Antronenstromes dienende Elektrode 41 in bezug auf 65 Ordnung ist ebenso geschaltet und wird ebenso beden Kristall 21 & in der Sperrichtung vorgespannt, trieben wie die Anordnungen nach Fig. 4b und 5 b. beispielsweise mittels einer Batterie 55, und injiziert Die injizierenden Kontakte 23 d und 25 a" sind so vordaher nicht. Dieser in Sperrichtung vorgespannten gespannt, daß gleichzeitig Elektronen und Defekt-in the vicinity of the electron-injecting contact 60 Fig. 4 b and 5 b, it contains a single crystal 21 d from B, but isolated from this, the crystal is 21 b insulating cadmium sulfide, a defektelektronenmit an electrode 41 be injected to control the electron contact 23 d, an electron injection current consisting of a tellurium contact, verifying contact 25 a ″, a negative control electrode. The electrode 41 used for controlling the electrode 41 b and a positive control electrode 616 are in operation Order is also switched and is also biased in the reverse direction with the crystal 21 &, driven like the arrangements according to FIGS. 4b and 5b, for example by means of a battery 55, and injected. This biased in the reverse direction is tensioned so that electrons and defect
durch einen defektelektroneninjizierenden Tellurkontakt 23 b, der ohmsch für Defektelektronenströme
ist, kontaktiert. Wie aus Fig. 4 b ersichtlich ist, sind
Batterien 43 und 45 und ein Arbeitswiderstand 47 in 55 Serie zwischen die injizierenden Kontakte 23 und 25
geschaltet, so daß die Kontakte für eine gleichzeitige
Injektion von Elektronen und Defektelektronen in
der Flußrichtung vorgespannt sind. An einer Stellethrough a defect electron injecting tellurium contact 23 b, which is ohmic for defect electron currents
is contacted. As can be seen from Fig. 4b, are
Batteries 43 and 45 and a working resistor 47 in 55 series between the injecting contacts 23 and 25
switched so that the contacts for a simultaneous
Injection of electrons and holes in
the direction of flow are biased. At one point
elektronen injiziert werden. Die Elektrode 41b zur Steuerung des Elektronenstromes und die Elektrode 61b zur Steuerung des Defektelektronenstromes sind mit Mitteln zur Zuführung eines Signals an eine oder beide Elektroden 41 δ und 61b verbunden, die Batterien 55 b und 75 b, einen Kopplungstransformator 85 mit einem veränderlichen Mittelabgriff 87 an der Sekundärseite und eine Eingangssignalquelle 81 enthalten.electrons are injected. The electrode 41b for controlling the electron current and the electrode 61b to control the hole current are means for supplying a signal to one or both electrodes 41 δ and connected 61b, the batteries 55 b and 75 b, a coupling transformer 85 having a variable center tap 87 on the secondary side and an input signal source 81 included.
Claims (15)
»IRE Transactions on Component Parts«, Dezember 1957, S. 129 bis 132;German AuslegeschriftNr. 1035 787.1042 760; U.S. Patent No. 2,865,794;
"IRE Transactions on Component Parts", December 1957, pp. 129 to 132;
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US847166A US3018426A (en) | 1959-10-19 | 1959-10-19 | Electric contacts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1149460B true DE1149460B (en) | 1963-05-30 |
Family
ID=25299947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DER28900A Pending DE1149460B (en) | 1959-10-19 | 1960-10-14 | Electrical semiconductor arrangement with an intrinsic crystal made of cadmium sulfide, cadmium selenide, zinc sulfide, zinc selenide or zinc oxide |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3018426A (en) |
| DE (1) | DE1149460B (en) |
| GB (1) | GB971942A (en) |
| NL (1) | NL256979A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1279865B (en) * | 1964-03-25 | 1968-10-10 | Nippon Telegraph & Telephone | Semiconductor device |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3330983A (en) * | 1962-07-06 | 1967-07-11 | Gen Electric | Heterojunction electroluminescent devices |
| US3265899A (en) * | 1962-07-25 | 1966-08-09 | Gen Motors Corp | Semiconductor amplifying radiation detector |
| US3309553A (en) * | 1963-08-16 | 1967-03-14 | Varian Associates | Solid state radiation emitters |
| US3510715A (en) * | 1967-08-24 | 1970-05-05 | Westinghouse Electric Corp | Injection-electroluminescent device with graded heterojunctions and method of manufacturing such devices |
| US4213798A (en) * | 1979-04-27 | 1980-07-22 | Rca Corporation | Tellurium schottky barrier contact for amorphous silicon solar cells |
| AU4104293A (en) * | 1992-05-19 | 1993-12-13 | California Institute Of Technology | Wide band-gap semiconductor light emitters |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1035787B (en) * | 1954-08-05 | 1958-08-07 | Siemens Ag | A method for producing a semiconductor device with several UEbergaengen, e.g. B. surface transistors |
| DE1042760B (en) * | 1953-03-23 | 1958-11-06 | Gen Electric | Semiconductor arrangement with a semiconductor body and two ohmic electrodes on both of its end faces |
| US2865794A (en) * | 1954-12-01 | 1958-12-23 | Philips Corp | Semi-conductor device with telluride containing ohmic contact and method of forming the same |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1961825A (en) * | 1932-05-10 | 1934-06-05 | Gen Electric | Tellurium alloy rectifier |
| US2854611A (en) * | 1953-05-25 | 1958-09-30 | Rca Corp | Rectifier |
-
0
- NL NL256979D patent/NL256979A/xx unknown
-
1959
- 1959-10-19 US US847166A patent/US3018426A/en not_active Expired - Lifetime
-
1960
- 1960-10-11 GB GB34852/60A patent/GB971942A/en not_active Expired
- 1960-10-14 DE DER28900A patent/DE1149460B/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1042760B (en) * | 1953-03-23 | 1958-11-06 | Gen Electric | Semiconductor arrangement with a semiconductor body and two ohmic electrodes on both of its end faces |
| DE1035787B (en) * | 1954-08-05 | 1958-08-07 | Siemens Ag | A method for producing a semiconductor device with several UEbergaengen, e.g. B. surface transistors |
| US2865794A (en) * | 1954-12-01 | 1958-12-23 | Philips Corp | Semi-conductor device with telluride containing ohmic contact and method of forming the same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1279865B (en) * | 1964-03-25 | 1968-10-10 | Nippon Telegraph & Telephone | Semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US3018426A (en) | 1962-01-23 |
| GB971942A (en) | 1964-10-07 |
| NL256979A (en) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE961469C (en) | Process for the production of semiconductor bodies for electrical transmission devices | |
| DE961176C (en) | Electrical circuit arrangement with falling current-voltage characteristic | |
| DE966492C (en) | Electrically controllable switching element made of semiconductor material | |
| DE1464363B1 (en) | Unipolar transistor | |
| DE1789084A1 (en) | Thin-film link and method of making it | |
| DE1024119B (en) | Bistable memory device with a semiconducting body | |
| DE1027325B (en) | Process for the production of silicon-alloy-semiconductor devices | |
| DE1838035U (en) | SEMI-CONDUCTOR DEVICE. | |
| DE2607940A1 (en) | Multiple layer semiconductor element with potential barriers - has trough layer between each two barrier layers with contacts for field application | |
| DE1024640B (en) | Process for the production of crystallodes | |
| DE2023691B2 (en) | SEMICONDUCTOR COMPONENT FOR SWITCHING AND PROCESS FOR THE PRODUCTION | |
| DE976348C (en) | Process for the production of semiconductor components with pn junctions and components produced according to this process | |
| DE2906721C2 (en) | GTO thyristor | |
| DE943964C (en) | Semiconductor signal transmission device | |
| DE1464604A1 (en) | Semiconductor device | |
| DE1149460B (en) | Electrical semiconductor arrangement with an intrinsic crystal made of cadmium sulfide, cadmium selenide, zinc sulfide, zinc selenide or zinc oxide | |
| DE1213920B (en) | Semiconductor component with five zones of alternating conductivity type | |
| DE1285623C2 (en) | ELECTROLUMINESCENT DIODE | |
| DE2606994C2 (en) | ||
| DE2519056C2 (en) | ||
| DE1573720A1 (en) | Electro-mechanical converter | |
| DE967259C (en) | Area transistor | |
| DE3104743C2 (en) | Semiconductor switching arrangement | |
| DE1006531B (en) | Asymmetrically conductive semiconductor device | |
| DE2633038A1 (en) | Electroluminescent unit has transparent substrate and electrode - with surface coating confining current to discrete regions |