DE1180849B - Halbleiterbauelement mit einer Folge von Zonen abwechselnd entgegengesetzten Leitfaehigkeits-typs im Halbleiterkoerper und Verfahren zum Herstellen eines solchen Halbleiterbauelements - Google Patents

Halbleiterbauelement mit einer Folge von Zonen abwechselnd entgegengesetzten Leitfaehigkeits-typs im Halbleiterkoerper und Verfahren zum Herstellen eines solchen Halbleiterbauelements

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DE1180849B
DE1180849B DEJ19240A DEJ0019240A DE1180849B DE 1180849 B DE1180849 B DE 1180849B DE J19240 A DEJ19240 A DE J19240A DE J0019240 A DEJ0019240 A DE J0019240A DE 1180849 B DE1180849 B DE 1180849B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: HOIl
Deutsche Kl.: 21g-11/02
Nummer: 1180 849
Aktenzeichen: J 19240 VIII c / 21 g
Anmeldetag: 30. Dezember 1960
Auslegetag: 5. November 1964
Die Erfindung befaßt sich mit Halbleiteranordnungen mit mehreren PN-Übergängen. Sie befaßt sich insbesondere mit einer Halbleiteranordnung vom Esakityp bzw. vom Tunneleffektyp.
Von den nachstehend beschriebenen Halbleiterbauelementen zeigt wenigstens einer der PN-Übergänge ein Verhalten, welches unter dem Namen »quantenmechanischer Tunneleffekt« bekanntgeworden ist. Über diesen Tunneleffekt hatte zuerst Leo Esaki in der Zeitschrift Physical Review, January ίο 1958. S. 603 und 604, unter dem Titel »A New Phenomenon in Narrow p-n Junctions« berichtet.
Dieser Aufsatz beschreibt ein Halbleiterbauelement, das als Esakidiode oder als Tunneldiode bekanntgeworden ist. Nach Esaki besteht diese Diode aus einem Germanium-Halbleiterkörper mit einem PN-Übergang. Dieser PN-Übergang ist sehr schmal und in der Größenordnung von etwa 150 Ängströmeinheiten oder weniger. Zu beiden Seiten des PN-Übergangs weist das Halbleitermaterial eine hohe Störzellenkonzentration, in der Größenordnung von einem Störstellenatom auf tausend Kristallatome, auf.
Die Esakidiode hat zwei ungewöhnliche Eigenschaften. Eine davon ist, daß die Impedanz in der Sperrichtung sehr niedrig ist und sich der eines Kurzschlußkreises nähert. Die zweite Eigenschaft besteht darin, daß die Potential-Stromkennlinie für die Durchlaßrichtung einen negativen Widerstandsbereich zeigt. Der negative Widerstandsbereich ist vom N-Typ. Dieser Bereich ist ein solcher, in welchem eine Zunahme des Stromes anfänglich auftritt bei einer relativ kleinen Zunahme des Potentials. Dann folgt eine wesentliche Abnahme des Stromes mit einem differenziellen Zuwachs über einen Bereich, in welchem der Strom dann wieder zunimmt mit dem Anstieg des Potentials. Die Umkehrpunkte in der negativen Widerstandskennlinie, d. h. der Punkt, bei welchem der Strom beginnt abzunehmen mit der Zunahme des Potentials, und der Punkt, bei welchem der Strom beginnt zuzunehmen mit der Zunähme der Spannung, sind sehr stabil hinsichtlich der Temperatur. Diese Punkte ändern sich nicht merklich innerhalb eines Temperaturintervalls, beginnend bei 00K bis zu mehreren hundert Kelvingraden. Die Esakidiode hat sich als relativ unempfindlich gegen Strahlungseffekte erwiesen, was vermutlich der hohen Konzentration von Störstellen im Halbleitermaterial zuzuschreiben ist.
Die Arbeit von Esaki nennt Germanium als ein Halbleitermaterial, welches den Tunneleffekt zeigt. Die Arbeit von Esaki nannte nicht die Störstellen, mit welchem das Phänomen zu beobachten ist. Die Halbleiterbauelement mit einer Folge von Zonen abwechselnd entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps im Halbleiterkörper und Verfahren zum
Herstellen eines solchen Halbleiterbauelements
Anmelder:
International Business Machines Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. R. Schiering, Patentanwalt,
Böblingen (Württ.), Bahnhofstr. 14
Als Erfinder benannt:
Richard L. Anderson, Syracuse, N. Y.,
Mary Jacqueline O'Rourke,
Huntington, N. Y. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. Dezember 1959
(862 887)
weitere Forschung hatte zu dem Glauben geführt, daß dieser Effekt mit irgendeinem Halbleitermaterial bei einem Temperaturpegel gewonnen werden kann, wenn nur geeignete Donator- und Akzeptorstörstoffe verfügbar sind. Das Donator- und Akzeptormaterial muß geeignet sein, in das kristalline Halbleitermaterial in hinreichender Konzentration eingeführt zu werden, um das störleitende Material zu entarten.
Für Definitionszwecke wird ein P-Typ-Halbleiter als entartet bezeichnet, wenn das Ferminiveau entweder innerhalb des Valenzbandes oder außerhalb des Valenzbandes liegt. Es unterscheidet sich von der Valenzbandkante durch eine Energielücke, deren Energie nicht wesentlich größer ist als KT, wobei K die Boltzmann-Konstante ist und T die Temperatur in Kelvingraden darstellt. Entsprechend ist ein entarteter N-Typ-Halbleiter ein solcher, bei welchem das Ferminiveau entweder innerhalb oder außerhalb des Leitungsbandes liegt. Es unterscheidet sich von der Leitungsbandkante der Energielücke durch eine Energie, welche nicht wesentlich größer ist als K · T.
Damit ein . Halbleiter-PN-Übergang Tunneleffekt zeigt, müssen sich Valenzband des P-Typ-Materials und Leitungsband des N-Typ-Materials in der Nach-
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barschaft des PN-Übergangs überlappen. Außerdem muß dieser PN-Übergang sehr scharf sein, d. h. seine Breite muß etwa 150 Ängströmeinheiten und weniger betragen.
Die Erfindung betriff nun ein Halbleiterbauelement mit einer Folge von Zonen abwechselnd entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps und damit einer Folge von PN-Übergängen im Halbleiterkörper. Die Erfindung besteht hierfür darin, daß in der Folge von PN-Übergängen im Halbleiterkörper immer zwisehen zwei PN-Ubergängen mit einem Aufbau nach Art einer Esakidiode ein PN-Übergang nach Art einer normalen Halbleiterdiode angebracht ist.
Mit einem derart aufgebauten Halbleiterbauelement gelangt man je nach dem Anwendungsfall entweder zu einer verbesserten Photoempfindlichkeit oder zu einer größeren Schaltgeschwindigkeit bei niederem Widerstand sowohl für Gleichstrom- als auch für Wechselstrombetrieb.
Die Erfindung sei an Hand der Zeichnungen für eine beispielsweise Ausführungsform näher erläutert. F i g. 1 enthält eine schematische Darstellung eines Halbleiterkörpers mit darin befindlichem PN-Übergang;
F i g. 2 bringt das Energieniveaudiagramm zur Illustration des quantenmechanischen Tunnelphänomens nach Esaki über einem PN-Übergang, wie er bei dem Halbleiterbauelement nach F i g. 1 enthalten ist;
F i g. 3 zeigt eine Potential-Stromausgangskennlinie einer normalen Diode im Vergleich zu der einer Esakidiode;
F i g. 4 zeigt eine Vielfach-PN-Übergangsstruktur gemäß den Vorschriften der Erfindung;
F i g. 5 zeigt eine kombinierte Ausgangskennlinie für das Halbleiterbauelement nach der Erfindung.
Ein Halbleiterbauelement, welches den von Esaki beschriebenen quantenmechanischen Tunneleffekt zeigt, enthält ein monokristallines Halbleitermaterial mit darinliegendem PN-Übergang, der den Halbleiterkörper in zwei Bereiche mit Störleitfähigkeit trennt. In F i g. 1 ist ein einzelner Einkristall aus Halbleitermaterial dargestellt und mit 1 bezeichnet. Er ist mit einer Zone mit P-Typ-Störleitfähigkeit und einer Zone mit N-Typ-Störleitfähigkeit versehen. Die erstgenannte Zone ist mit 2, die andere mit 3 bezeichnet. Beide Zonen sind durch einen PN-Übergang 4 getrennt. Der PN-Übergang 4 ist sehr schmal, damit der Esaki- oder Tunneleffekt zustande kommt, und ist durch eine sehr hohe Konzentration von den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Verunreinigungen auf beiden Seiten des PN-Übergangs gekennzeichnet. Bei der Verwendung von Germanium als Halbleitermaterial ist die Zahl der Kristallatome in der Größenordnung von 4 · 1022 pro Kubikmeter. Die Forderung einer hinreichenden, den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Menge an Störstoffen zur Erzeugung einer Entartung im Halbleitermaterial liegt in der Größenordnung von 1019 Atomen pro Kubikmeter, oder, mit anderen Worten, es kommen auf ein Stör-Stellenatom 1000 Kristallatome. Die starke Konzentration der den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Verunreinigungen in der Nachbarschaft des PN-Übergangs, welche ausreicht, um eine Entartung zu bilden, erzeugt auch eine sehr enge Breite des PN-Übergangs. Diese Breite liegt im Falle des Germaniums in der Größenordnung von 150 Ängströmeinheiten oder weniger.
In F i g. 2 ist das Energieniveaudiagramm dargestellt und zeigt die Zustände in der Nachbarschaft eines PN-Übergangs, wie er unter dem Bezugszeichen 4 in der F i g. 1 dargestellt ist, um den quantenmechanischen Tunneleffekt oder den Esakieffekt herbeizuführen. In F i g. 2 hat das P-Typ-Material ein Valenzband 5 mit einer oberen Kante 5 α und ein Leitfähigkeitsband 6 mit einer unteren Kante 6 a. In entsprechender Weise hat das N-Typ-Material ein Valenzband 7 mit einer oberen Kante la und ein Leitungsband 8 mit einer unteren Kante 8 a. Die Kanten 5a bis 6a und Ta bis 8a bestimmen die Energielücke im Material. Das Ferminiveau ist durch die gestrichelte Linie 9 dargestellt und liegt innerhalb des Valenzbandes der störleitenden Zonen der Halbleitermaterialien. Um den quantenmechanischen Tunneleffekt nach Esaki sicherzustellen, ist es wesentlich, daß das Leitungsband des N-Typ-Materials das Leitungsband des P-Typ-Materials überlappt oder innerhalb des Bereiches KT des Valenzbandes des P-Typ-Materials liegt. Das Ferminiveau muß innerhalb des Valenzbandes oder des Leitungsbandes auf einer Seite des PN-Übergangs sein und wenigstens dicht innerhalb KT des Valenzbandes oder Leitungsbandes auf der anderen Seite des PN-Ubergangs liegen.
Die Diode wird erzeugt durch ein Verfahren, welches einen sehr schmalen PN-Übergang, in der Größenordnung von 150 Ängströmeinheiten oder weniger, liefert. Wenn das Halbleitermaterial Germanium ist, muß die Konzentration der Verunreinigungen in den Materialien in der Größenordnung von 1019 Donatoren oder Akzeptoratomen pro Kubikmeter im störleitenden Material betragen.
Als geeignete Akzeptormaterialien haben sich Gallium, Aluminium, Bor und Indium, als geeignete Donatormaterialien Arsen und Phosphor erwiesen. Geeignete Halbleitermaterialien sind für den vorliegenden Fall auch Silizium, Indium-Antimonid und Galliumarsenid. Es ist bereits erörtert worden, daß jedes Halbleitermaterial verwendet werden kann, um einen PN-Übergang mit quantenmechanischem Tunneleffekt für einen Temperaturbereich verwendet werden kann, wenn nur Donator- und Akzeptorstoffe zur Verfügung stehen, welche eine genügend hohe Konzentration von Störstoffen im Halbleiterkörper zu erzeugen gestatten. Im allgemeinen weisen die Halbleiter eine sehr niedrige oder sehr schmale Energielücke auf, deren Kapazitanz niedriger ist als jene von Halbleitern mit einer breiten Energielücke. Die Halbleiter mit enger Energielücke sind deshalb für höhere Frequenzen geeigneter.
Die F i g. 3 zeigt kennlinienmäßig den Unterschied einer üblichen Diode und den einer Esakidiode. In der oberen Kurve (a) ist das Potential in Abhängigkeit vom Strom dargestellt, wobei im ersten Quadranten, in der Durchlaßrichtung der Diode, ein schneller Anstieg des Stromes mit sehr kleinen Potentialänderungen zu beobachten ist. Mit anderen Worten, es wird ein sehr niedriger Widerstand gezeigt. Im dritten Quadranten oder in der Sperrichtung der Diode ist eine sehr geringe Zunahme des Stromes bei wesentlichen Änderungen des Potentials zu erkennen, die Diode zeigt hier einen sehr hohen Widerstand.
Im Vergleich hierzu weist die Esakidiode (b) in der Durchlaßrichtung eine stetige Zunahme des Stromes bis zu einen Umkehrpunkt A, der als Spit-
zenstrom bezeichnet wird, auf. Danach kommt eine Herabsetzung des Stromflusses bei steigendem Potential bis zu einem zweiten Umkehrpunkt 2? zustande, den man als Talstrom bezeichnet. Darüber hinaus kommt es zu einem stetigen Zuwachs des Stromes entsprechend der Kurve im ersten Quadranten einer Normaldiode in Durchlaßrichtung. Die Diode hat für alle praktischen Zwecke keinen nennenswerten Rückwiderstand, was ihren extrem hohen Störstellenkonzentrationen zuzuschreiben ist. Dies wird in dem dritten Quadranten der Esakidiode der Kennlinie nach F i g. 3 zum Ausdruck gebracht, und zwar durch die Tatsache, daß bei wesentlichen Stromzunahmen die Kurve fast parallel zur Stromachse bei sehr geringen Potentialänderungen verläuft.
Die Halbleiteranordnung nach der Erfindung enthält eine mehrfache PN-Ubergangsstruktur mit wechselweisen P- und N-Leitfähigkeitstyp-Materialien, worin abwechselnd PN-Übergänge vom Esakityp sind. Der Aufbau der Anordnung nach der Erfindung ist in beispielsweiser Ausführungsform aus F i g. 4 zu ersehen. Aus Gründen der besseren Darstellung ist als Beispiel ein Halbleiterbauelement mit acht Zonen gezeigt, welche eine Reihe von P-leitenden Zonen 10 a bis 10 d und eine Reihe von N-Typ-Zonen 11 α bis 11 d besitzt. Die PN-Übergänge zwischen Zone 10 α und lla, Zone 10 & und 11 b, Zone 10c und lic und 1Od und Hd sind vom Esakityp bzw. vom Tunneleffekttyp. Diese Übergänge sind in der Fig. 4 mit 12α bis 12d bezeichnet. Abwechselnd innerhalb des Bauelements sind PN-Übergänge mit 13 a bis 13 c bezeichnet. Diese sind vom üblichen Typ, infolge der extrem hohen Störstellenkonzentrationen dienen sie als wirksame Kontakte, indem sie jene Zonen verbinden, welche Esakityp-Halbleiterübergänge bilden. .
Die Anordnung nach F i g. 4 ist mit einem ohmschen Anschluß 14 zu einer der äußeren P-Zone und einer anderen äußeren ohmschen Kontaktverbindung 15 zu der äußeren N-Zone am entgegengesetzten Ende dieser Reihe aus PN-Übergängen versehen. Im Falle des Beispiels nach F i g. 4 beträgt die Zahl der dargestellten Esakidioden vier. Es können natürlich so viele Dioden zusammengesetzt werden, wie es wünschenswert ist für die Bildung der zusammengesetzten Potential-Stromkennlinie. Bei der Anordnung nach F i g. 4 ist die Potential-Stromausgangskennlinie ähnlich jener von mehreren Dioden in Reihenschaltung, aber der Reihenwiderstand der Diode ist mit einer einzelnen solchen Diode vergleichbar. Im Falle des Stromflusses in einer Richtung wirkt die Esakidiode mit den Übergängen 12 a bis 12 rf wie ein Kurzschlußstromkreis, welcher die anderen Dioden wegen ihrer Vorspannung in Sperrrichtung verbindet, während die konventionellen bzw. normalen PN-Übergänge in Durchlaßrichtung vorgespannt sind. Umgekehrt sind die Esakidioden-PN-Übergänge in der Durchlaßrichtung vorgespannt und stellen keine große Impedanz dar, wenn in der entgegengesetzten Stromflußrichtung die konventionellen Übergänge in Durchlaßrichtung vorgespannt sind.
Das Halbleiterbauelement nach F i g. 4 hat beträchtliche Vorteile als Photo-Volta-Zelle. Bei diesem Typ können die Esakiübergänge 12a bis lld keine Photospannung führen, wohingegen die anderen PN-Übergänge vom Nicht-Esaki-Typ, welche mit 13 α bis 13 c bezeichnet sind, alle Photospannungen führen, die in dem Bauelement erzeugt werden und dasselbe Vorzeichen haben.
Auf diese Weise kann eine große Spannung in einem einzelnen Bauelement gewonnen werden. Die Esaki-Übergänge haben eine geringe Impedanz, und die Reihenimpedanz kann in diesem Bauelement sehr niedrig sein. Der ohmsche Widerstand ist vergleichbar mit jenem eines einzelnen PN-Übergängs, weil nur eine Dicke des Halbleitermaterials für die mechanische Stabilität notwendig ist.
In der F i g. 5 ist die Potential-Stromausgangskennlinie des Bauelements nach F i g. 4 dargestellt. In der F i g. 5 ist die Kennlinie einer einzelnen Esakidiode nach F i g. 3 eingetragen, um einen Vergleich zu haben mit der dick ausgezeichneten Kurve, welche zu einer Anordnung nach F i g. 4 gehört. In der Mehrstufendiöde nach F i g. 4 ist eine Anzahl von Spitzenströmen durch die Bezugszeichen Al,All,Am und AlY hervorgehoben, .da jeder Esakiübergang 12 α bis 12 a" in seinen Zustand niederen Stromes schaltet und entsprechend jeder Spitzenstrom seinen entsprechenden Talstrom S1, S11, B111 und ßIV hat. In einem Aufbau nach F i g. 4 sind geringe Änderungen im Spitzenstrom und im Talstrom für individuelle Esakidioden durch Steuerung der Störstoffkonzentration gegeben, bei dem sich größere Störstoffkonzentration in einer Zunahme des Spitzenstromes auswirkt.
In den Esakidioden nach F i g. 4 haben die Dioden 12 a bis 12 d annähernd gleiche Kennlinien mit kleinen Variationen, so daß die Dioden 12 a bis 12 d mit den höchsten Spitzenströmen auch die höchsten Talströme haben. Die Dioden werden unter diesen Umständen ein zusammengesetztes Diagramm haben, wie es die F i g. 5 zeigt. Trifft dieser Fall jedoch nicht zu, so kommt eine komplizierter zusammengesetzte Kurve mit einer größeren Zahl von Spitzen und Tälern zustande. Die Anordnung nach F i g. 4 mit der Kennlinie nach F i g. 5 bietet vielseitige Anwendungsmöglichkeiten. Ein Beispiel hierzu ist der Analog-Digitalwandler, bei dem zwei Stromimpulse A1 und An empfangen werden für eine einzelne aufgeprägte Fünfstufenspannung.
Das Halbleiterbauelement mit den mehrfachen PN-Übergängen gemäß der Erfindung kann hergestellt werden durch Anwendung der Technik des epitaktischen Dampfniederschlages. Bei diesem Verfahren wird eine Verbindung des Halbleitermaterials mit einem Transportelement erzeugt. Dieses Transportelement ist im allgemeinen ein Halogen. Danach erfolgt eine Zersetzung dieser Transportelementverbindung zu dem Zwecke, freies Halbleitermaterial auf ein monokristallines Substrat, niederzuschlagen.
Dieser Niederschlag rindet in einem abgeschlossenen Gefäß statt. Dieses Gefäß enthält Ausgangsstoffe aus Germanium, eine Menge von Jod und Störstoffe, wie Gallium in der Form von Galliumtrijodid (GaI3). Diese Stoffe werden verdampft. Während dieser Zeit wird die Temperatur des Germanium-Ausgangsmaterials und eines Substrates aus Germanium so hoch gehalten, daß Verbindungen gebildet werden, welche sich in einem Dampfzustand halten. Dabei findet eine zu vernachlässigende Ätzung des Germanium-Substrates und des Germanium-Ausgangsmaterials statt.
Ist die Verdampfung vollendet, dann wird die Temperatur des Germanium-Ausgangsstoffes, welcher Verunreinigungen des niederzuschlagenden Leit-
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fähigkeitstyps enthält, erhöht, was die Bildung von Germaniumjodid zur Folge hat. Die Temperatur des Germaniumsubstrates (ein Impfkristall) wird dann so eingestellt, daß es die niedrigste Temperatur innerhalb des Systems aufweist und Niederschlag auf das Germaniumsubstrat auftritt. Die Reaktion kann für Germanium durch die folgende Gleichung dargestellt werden:
2 GeJ2 $: 2 GeJ2 (fest) Ge (fest) + GeJ4
(Gas) -t- (Gas)
Der spezifische Widerstand des Niederschlages ist abhängig von dem Betrag der Verunreinigung Jod im Vergleich zum GeJ2 im Dampf. Das anfangs niedergeschlagene Germanium wird die stärkste Stör-Stellenkonzentration enthalten. Der spezifische Widerstand des Niederschlages wird abnehmen, wenn die Störstoffverbindung im Dampf weniger wird und durch GeJ2 ersetzt ist. Da jedoch ein Verarmungsbereich bei der Zusammenwirkung mit der Vorspannung an einem Esaki-PN-Übergang nur sehr wenig in der kristallinen Struktur wandert, ist es erforderlich, als Folge der Vorspannung an einer stark dotierten Zone bei der Esakidiodenwirkung, daß die Entartung des Halbleitermaterials in der Nachbarschaft des PN-Übergangs nur zustande kommt.
Bei der Herstellung einer Anordnung nach F i g. 4 gemäß der vorstehend beschriebenen Technik würde der P-leitende Bereich 10 α in die versiegelte Röhre in Form eines aus Germanium bestehenden monokristallinen Substrates eingebracht werden. Nach der Zersetzung des Germaniumjodiddampfes in der Röhre würde Germanium mit einer hohen N-Typ-Verunreinigungskonzentration epitaktisch auf das Substrat zum Niederschlag kommen, wobei dieses Substrat dann später eine PN-Verbindung bildet, welche der Verbindung 12 a entspricht.
Nach Abschluß eines genügenden Niederschlages zur strukturellen Stabilität wird unter Bildung der N-Zone 11a ein konventioneller Übergang 13 a durch Änderung der den Leitfähigkeitstyp bestimmenden Verunreinigung auf P-Typ im Dampf und durch Niederschlagung des P-Typ-Bereiches 10 b erzeugt. Dieser Arbeitsvorgang wird fortgesetzt, so daß die Niederschlagsbereiche wechselweise einen N- und P-Leitfähigkeitstyp bestimmende Stoffe aufweisen, bis das Bauelement nach F i g. 4 aufgebaut ist, wobei starke Störstoffkonzentrationen im Kristall in der Nachbarschaft zu jedem anderen Übergang erhalten werden und wobei jede starke Konzentration unbe- 5" deutend stärker ist als die vorhergehende.
Eine Verunreinigung kann in ein solches dynamisches System in Form der verdampften Halogenstörstoffverbindung eingeführt werden. Der spezifische Widerstand eines Niederschlages würde dann abhängig sein von dem Verhältnis der Störstoffverbindung zum Germanium in der vorhandenen Verbindung. Ein hohes Verhältnis würde nötig sein, um eine hinreichende Konzentration in dem niedergeschlagenen Verhältnis für die Entartung sicherzustellen. Eine Änderung des Leitfähigkeitstyps würde erreicht werden durch erstes Auswechseln der Röhrenbestandteile, welche den ersten Störstoff enthält, und anschließende Einfügung von Störstoffen des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps. Bei jeder folgenden Diode der Gesamtanordnung würden wieder leicht stärkere Verunreinigungskonzentrationen verwendet werden.

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Halbleiterbauelement mit einer Folge von Zonen abwechselnd entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps und damit einer Folge von PN-Übergängen im Halbleiterkörper, dadurch gekennzeichnet, daß in der Folge von PN-Übergängen im Halbleiterkörper immer zwischen zwei PN-Ubergängen mit einem Aufbau nach Art einer Esakidiode (Fig. 3b) ein PN-Übergang nach Art einer normalen Halbleiterdiode (Fig. 3a) angebracht ist.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen zwei PN-Übergängen mit einem Aufbau nach Art einer Esakidiode angeordneten PN-Übergang, der nach Art einer normalen Halbleiterdiode ausgeführt ist, als ohmscher Kontakt benutzt ist.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die PN-Übergänge, welche nach Art einer Esakidiode aufgebaut sind, in Sperrichtung und die übrigen PN-Übergänge in Durchlaßrichtung vorgespannt sind.
4. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper als Aktivatoren Gallium, Aluminium, Bor oder Indium und als Donatoren Arsen oder Phosphor enthält.
5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper aus Germanium, Silizium, Indiumantimonid oder Galliumarsenid besteht.
6. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Zonen des Halbleiterkörpers durch epitaktischen Niederschlag eines halbleitenden Materials aus der Dampfphase auf eine halbleitende Unterlage hergestellt werden, für die in den zeitlich aufeinanderfolgenden Niederschlagsabschnitten jeweils die vorher fertiggestellte Zone des Halbleiterkörpers verwendet ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 044 285;
britische Patentschrift Nr. 820 903.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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DEJ19240A 1959-12-30 1960-12-30 Halbleiterbauelement mit einer Folge von Zonen abwechselnd entgegengesetzten Leitfaehigkeits-typs im Halbleiterkoerper und Verfahren zum Herstellen eines solchen Halbleiterbauelements Pending DE1180849B (de)

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