DE1208413B - Verfahren zum Herstellen von flaechenhaften pn-UEbergaengen an Halbleiterbauelementen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von flaechenhaften pn-UEbergaengen an HalbleiterbauelementenInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
HOIl
Deutsche Kl.: 21g-11/02
Nummer: 1208 413
Aktenzeichen: S 65923 VIII c/21 g
Anmeldetag: 21. November 1959
Auslegetag: 5. Januar 1966
Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von flächenhaften pn-Übergängen
an Halbleiterbauelementen.
Bei Halbleiterbauelementen, wie Flächengleichrichter oder Flächentransistore, ist es in der Regel
erforderlich, einen Halbleitermaterialausgangskörper, z.B. in Plattenform, von neutralem bzw. Intrinsiccharakter
oder eines bestimmten elektrischen Leitungstyps, z. B. aus Germanium oder Silizium, durch
Dotierung von der Oberfläche oder Teilen derselben aus bestimmten Zonen η-leitend bzw. p-leitend zu
machen.
Hierbei ist es meist wichtig, insbesondere auf der Oberfläche mit der η-leitenden Zone, daß diese
dotierte Zone nicht bis an den Rand des Halbleiterkörpers heranreicht.
Bei der Herstellung der Halbleiterkörper für ihre Dotierung in den entsprechenden Zonen wird auf die
entsprechenden Oberflächenteile des z.B. plattenförmigen Ausgangshalbleiterkörpers der einen entsprechenden
Charakter als Dotierungsmaterial besitzende oder hierfür mit entsprechenden Zusätzen
legierte Elektrodenmaterialkörper meist in Form eines Körpers bzw. einer Folie von kleinerem Durchmesser
bzw. kleinerer Flächenausdehnung, als sie der Halbleiterkörper an dieser Fläche besitzt, auf die
entsprechende Oberfläche des Halbleiterkörpers aufgelegt, und dann wird im Verlauf eines thermischen
Behandlungsvorganges des Halbleiterkörpers zusammen mit dem Elektrodenmaterialkörper, wobei
dieser in den schmelzflüssigen Zustand übergeht, der Einlegierungsprozeß für die Erzeugung der erwünschten
Zonen vom n-Leitungstyp oder p-Leitungstyp im Halbleiterkörper durchgeführt.
Hierbei hat sich jedoch gezeigt, daß bei einer solchen Herstellung Mängel in der erwünschten elektrischen
Güte des Halbleiterbauelements zur Entstehung gelangen können, die offenbar auf Störungen
in der Kristallgitterstruktur zurückzuführen sind, die in Verbindung mit einem solchen Legierungsvorgang,
insbesondere im Bereich des aus dem Halbleiterkörper heraustretenden Randes eines pn-Überganges,
zur Entstehung gelangen.
Die Erfindung bezieht sich daher auf ein Verfahren zum Herstellen von flächenhaften pn-Übergängen.
Solchen Mangelerscheinungen bei den bekannten Verfahren kann jedoch wirksam begegnet
werden, indem das Verfahren erfindungsgemäß derart ausgebildet wird, daß durch Eindiffundieren oder
Einlegieren eines dotierenden Stoffes in die eine Oberfläche dieses hochohmigen Halbleiterkörpers,
von z. B. 200 Ohm · cm, des einen Leitungstyps zu-
Verfahren zum Herstellen von flächenhaften
pn-Übergängen an Halbleiterbauelementen
pn-Übergängen an Halbleiterbauelementen
Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Als Erfinder benannt:
Dr. rer. nat. Horst Irmler, Nürnberg
nächst eine ebenfalls hochohmige Oberflächenzone vom entgegengesetzten Leitungs typ zur Bildung eines
pn-Übergangs erzeugt wird, daß in einen vom Rand dieser Oberflächenzone entfernten Teil ein Elektrodenmaterial
zur Bildung einer gegenüber der ersten Oberflächenzone niederohmigen weiteren Oberflächenzone
gleichen Leitungstyps in die hochohmige Oberflächenzone einlegiert wird und daß ein solcher
Randteil der den pn-übergang bildenden beiden hochohmigen Zonen nachträglich abgearbeitet wird,
daß der pn-übergang sowohl einerseits entfernt von dem Rand des Halbleiterkörpers und andererseits
entfernt von dem Rand der einlegierten niederohmigen Zone an die Oberfläche tritt.
An dem fertigen Halbleiterbauelement soll auf jeden Fall zwischen dem Rand der einlegierten Elektrode
und demjenigen Rand, bis zu welchem die zuerst im Halbleiterkörper erzeugte hochohmige Oberflächenzone
vom zum übrigen Halbleiterkörper entgegengesetzten elektrischen Leitungstyp abgearbeitet
wurde, noch ein gewisser Abstand von zweckmäßig wenigstens 0,5 mm bestehen bleiben.
Durch den ersten Dotierungsprozeß soll z. B. eine Zone im Halbleiterkörper erzeugt werden, deren
spezifischer Widerstandswert verhältnismäßig hoch liegt, und zwar höher als etwa 80 Ohm · cm. Das
daraufhin in diese Zone einlegierte Elektrodenmaterial soll in dieser eine Zone erheblich stärkerer
Dotierung ergeben. An dem fertigen Halbleiterelement weist somit der an der Oberfläche des Halbleiterkörpers
nach außen freiliegende Anteil der zuerst eindotierten Zone am Rand einen hohen spezifischen
Widerstandswert auf, und dieser spezifische Widerstandswert der Zone geht erst in einem gewissen
Abstand von diesem Rand auf niedrigere Widerstandswerte, wie z. B. 0,01 Ohm · cm, herunter.
509 777/328
Für Flächentransistoren und Feldeffekttransistoren war ein Herstellungsverfahren bekannt, nach welchem
an einem schwach leitenden oder eigenleitenden Ausgangshalbleiterkörper durch Eindiffussion eine der
Oberfläche benachbarte Schicht entgegengesetzten elektrischen Leitungstyps erzeugt und auf der gleichen
Oberfläche des Halbleiterkörpers je eine Dotierungssubstanz für die Schaffung mindestens je eines ohmschen
Übergangsbereichs zu einer Basiselektrode und eines pn-Übergangsbereichs zu einer Emitterelektrode
zunächst aufgedampft und dann in die eindiffundierte Zone entgegengesetzten Leitungstyps
einlegiert wurden. Wurde hierbei zunächst in den Ausgangshalbleiterkörper allseitig eine Mantelzone
von zu demjenigen des Ausgangshalbleiterkörpers entgegengesetzten Leitungstyps erzeugt sowie auf
der gleichen Oberfläche des Halbleiterkörpers die Emitterbereichelektrode und die Basiselektrode in
Form von konzentrisch zueinander einlegierten Elektrodenmaterialkörpem
und auf der gegenüberliegenden Oberfläche die Kollektorelektrode aus einem akzeptorhaltigen Elektrodenmaterial durch die eindiffundierte
Zone bis in den innerhalb der eindiffundierten Mantelzone liegenden Kernteil des Ausgangshalbleiterkörpers
hinein eingelötet, so war es naturgemäß erforderlich, von der durch Eindiffusion allseitig
in den Ausgangshalbleiterkörper erzeugten Zone entgegengesetzten elektrischen Leitungstyps
den zwischen den mit Elektroden versehenen Oberflächen des Halbleiterkörpers vorhandenen Mantelteil
zu entfernen, da er eine unerwünschte elektrische Brücke bildete, was durch Ätzen vorgenommen
wurde.
Hierbei wurde aber nicht der Lehre gefolgt, bei der Schaffung eines Bereichs entgegengesetzten elektrischen
Leitungstyps mit Anschlußelektrode zur Bildung eines pn-Übergangs im Halbleiterkörper zunächst
das Einlegieren oder Eindiffundieren des entgegengesetzten Dotierungsmaterials einen hochohmigen
Bereich dieses elektrischen Leitungstyps und dann durch Einlegieren eines Elektrodenmaterials
gleichen Dotierungscharakters in diesen erzeugten Bereich einen hochdotierten Bereich und den elektrischen
Anschluß an diesem Bereich zu schaffen sowie schließlich dann eine solche nachträgliche Abarbeitung
am Halbleiterkörper der beiden an der Bildung des pn-Übergangs beteiligten Zonen des
Halbleiterkörpers zur Schaffung einer solchen Aufbauform vorzunehmen, bei welcher der pn-übergang
sowohl einerseits entfernt von dem in der Mantelfläche des Halbleiterkörpers liegenden Rand
und andererseits entfernt von dem Rand der einlegierten niederohmigen Zone an die Oberfläche tritt.
Jene Ätzung war vielmehr eben nur erforderlich, um die elektrische Verbindung zwischen dem Basisbereich
und dem Kollektorbereich zu beseitigen, die jener Anteil der eindiffundierten Zone noch bildete.
Bei der Herstellung von Transistoren war es bekannt, in einen Ausgangshalbleiterkörper, an dessen
einer Oberfläche die Kollektorelektrode angelötet wurde, an der gegenüberliegenden Oberfläche durch
Eindiffusion übereinander zunächst einen Basisbereich des einen elektrischen Leitungstyps und dann
einen Emitterbereich des anderen elektrischen Leitungstyps zu schaffen, an dem nach geeignetem Abdecken
seines Anteils der Emitterbereichoberfläche durch einen Ätzprozeß zunächst einseitig an dem
Halbleiterkörper ein treppenförmig abgestuftes System von dieser mit dem Anschlußdraht versehenen
Emitterbereichoberfläche zu einem dadurch freigelegten Anteil einer Basisbereichoberfläche für die
Bildung einer größeren Oberfläche zur Anbringung eines Basisanschlußdrahtes erzeugt wurde. Anschließend
wurde nach geeigneter weiterer Abdeckung eine weitere Ätzbehandlung vorgenommen,
um einen unerwünschten Bereich der als Basis arbeitenden Schicht zu entfernen.
ίο Auch hierbei wurde nicht eine Anordnung geschaffen,
bei der an der Oberfläche, von welcher über einen hochohmigen Bereich im Halbleiterkörper
ein pn-übergang geschaffen wird, in diesen Bereich ein Elektrodenmaterial zur Schaffung eines Bereichs
gleichsinnigen elektrischen Leitungstyps höheren Dotierungsgrads und damit von niedrigerem ohmschen
Wert einlegiert wird und dann nachträglich allseitig eine Abarbeitung durch Ätzen zur Schaffung
eines Aufbausystems vorgenommen wurde mit einer vorbestimmten entfernten Lage des pn-Übergangs
zwischen der hochohmigen Zone des einen Leitungstyps und dem Halbleiterkörperanteil des anderen
Leitungstyps relativ zum Rand des Halbleiterkörpers und relativ zum Umfang des einlegierten Bereichs.
Für Halbleiterverstärker war ein Aufbau bekannt, bei welchem benachbart der einen Oberfläche des
rechteckförmigen Ausgangshalbleiterkörpers eine Schicht entgegengesetzten elektrischen Leitungstyps
des Halbleiterkörpers erzeugt und mit zwei ohmsehen streifenförmigen Anschlußelektroden parallel
zu zwei gegenüberliegenden Seiten der Rechteckbzw. Quaderform sowie schließlich an der gegenüberliegenden
Oberfläche mit einer sich über deren gesamte Ausdehnung erstreckenden Elektrode versehen
wurde. Hierbei wurde an den Stellen der beiden einander gegenüberliegenden Rechteckseiten der
Ausgangshalbleiterkörper senkrecht zu diesen Rechteckseiten bogenförmig konkav gestaltet, so daß an
diesen konkaven Flächen der Rand des pn-Ubergangs heraustrat. In der Zone entgegengesetzten elektrischen
Leitungstyps mit den beiden ohmschen Elektroden sollte durch das gebildete Feld eine sekundäre
Erzeugung von Ladungsträgern stattfinden, die dann ihren Weg über den pn-übergang zum Kollektorbereich
nehmen sollten.
Es wurde also nicht im Sinne des Gegenstandes der Erfindung zunächst die Erzeugung eines hochohmigen
und eines niederohmigen Bereichs in diesem und dann eine allseitige Abarbeitung der Randzonen
bis zur Schaffung des Merkmals der Erfindung für die Lage des pn-Übergangs zwischen den genannten
Zonen in einer vorbestimmten Entfernung vom Rand des Halbleiterkörpers und dem Rand des
höher dotierten Bereichs vorgenommen.
Für die Herstellung von Feldeffekttransistoren war es bekannt, in den Halbleiterkörper allseitig eine
Störstellensubstanz einzudiffundieren, um eine einen verbleibenden Kernteil ursprünglichen Dotierungscharakters des Halbleiterkörpers umgebende Zone
entgegengesetzten elektrischen Leitungstyps zu erzeugen, von der unteren Fläche dieses Halbleiterkörpers
durch Wegätzen von Halbleitermaterial die Kernzone freizulegen, an dieser eine Torelektrode
anzubringen und auf der gegenüberliegenden Restoberfläche des eindiffundierten Bereichs entgegengesetzten
elektrischen Leitungstyps die Zuführungselektrode und die Abführungselektrode durch Auflegieren
mit ohmschem Übergang anzubringen. Zwi-
sehen dieser Zuführungselektrode und dieser Abführungselektrode
wurde parallel zu diesen in den Halbleiterkörper eine Nut. gegebenenfalls auf dem Wege
einer elektrolytischen Ätzung, eingearbeitet, so daß von dem eindiffundierten Bereich nur noch eine verengte
Restzone bestehenbleibt. Die ohmsche Zuführungselektrode und die ohmsche Abführungselektrode
konnten einander dabei auch vollständig oder anteilig umgeben, wobei aber zwischen beiden stets
in' den Halbleiterkörper eine entsprechende Nut in den eindiffundierten Bereich eingearbeitet wurde. Der
Übergang zwischen dem mit der Torelektrode über einen ohmschen Übergang verbundene Halbleiterbereich
des einen Leitungstyps und dem mit der Zuführungselektrode und der Abführungselektrode
ohmschen Übergangs versehenen Bereich entgegengesetzten elektrischen Leitungstyps konnte dabei an
zwei Längsseiten des Halbleiterkörpers von rechteckiger Oberfläche bzw. quaderförmiger Gestalt an
je einer konkaven Fläche desselben heraustreten.
Bekannt war ein Transistor mit einem Aufbau aus zwei Schichten entgegengesetzten elektrischen Leitungstyps
am Halbleiterkörper, wobei dieser an der einen den einen Leitungstypbereich begrenzenden
Endfläche mit einer durchgehenden flächigen Elektrode und an der den Bereich anderen Leitungstyps
begrenzenden Endfläche beiderseits einer Aussparung bzw. Vertiefung mit weiteren Anschlußelektroden
versehen war. Die Aussparung erstreckte sich in den Halbleiterkörper so weit hinein, daß sie mit
ihrer Bodenfläche entweder in dem Bereich des einen oder des anderen Leitungstyps des Halbleiterkörpers
nahe benachbart der Ebene lag, welche die Grenzfläche zwischen den beiden entgegengesetzt
elektrisch dotierten Bereichen enthielt. Bis auf die Bodenfläche dieser Aussparung erstreckte sich ein
metallischer drahtförmiger spitzer elektrischer Sondenkörper, der durch einen seinen Halter bildenden
Isolierkörper hindurchgeführt war, der an der Seitenwand der Aussparung des Halbleiterkörpers gehalten
war. Es war dabei auch bekannt, den einen der dotierten Bereiche in geometrischer Hinsicht als
einen auf dem anderen Bereich sitzenden Sockelteil und dabei auf dem nunmehr vorhandenen bzw. entstandenen
Absatz des Halbleiterkörpers die Anschlnßelektrode dieses seitlich ausladenden Bereichs
bzw. dieser Zone vorzusehen.
Um in dem Halbleiterkörper eines Transistors zwischen den Bereichen entgegengesetzten elektrischen
Leitungstyps bzw. dem Emitter-Basis-pn-Übergang und dem Basis-Kollektor-pn-Übergang der
Kurve für die Störstellenkonzentration über der Entfernung von der Oberfläche je einen Verlauf abweichender
Steilheit geben zu können, war es bekannt, in den plattenförmigen Ausgangshalbleiterkörper
vom einen elektrischen Leitungstyp nach Abdecken bzw. Maskieren der einen Oberfläche
durch ein erstes Eindiffundieren einer Störstellensubstanz eine Zone entgegengesetzten elektrischen
Leitungstyps von U-förmigem Querschnitt zu erzeugen für einen relativ flachen Verlauf der Kurve
der Störstellenkonzentration über der Entfernung von der Oberfläche, dann nach der Entfernung der
Maskierung eine solche allseitige zweite Diffusion am Halbleiterkörper vorzunehmen, welche einen steileren
Verlauf der Kurve der Störstellenkonzentration über der Entfernung von der Oberfläche ergibt und
schließlich an dem entstandenen Halbleiterkörper eine Mantelzone abzuarbeiten, so daß die durch die
zweite Diffusion erzeugte allseitig einen Kernteil des Halbleiterkörpers umgebende Schicht in zwei getrennte
selbstständige Schichten aufgeteilt wurde, von denen die eine benachbart dem Ausgangshalbleiterkörper-Restteil
des einen Leitungstyps und die zweite benachbart dem in diesem beim ersten Diffusionsvorgang
geschaffenen Bereich entgegengesetzten elektrischen Leitungstyps lag. Die Abarbeitung des
ίο entsprechenden Halbleitermaterials konnte dabei derart
erfolgen, daß eine der beiden im Verlauf der zweiten Eindiffusion erzeugten Schichten eine kleinere
Flächenausdehnung senkrecht zur Schichtenrichtung hatte als die anderen Schichten des HaIbleiterkörpers,
so daß die zweite eindiffundierte Schicht mit dem Ausgangshalbleiterkörper einen Absatz
bildete.
Zur weiteren näheren Erläuterung der Erfindung wird nunmehr auf die Figuren der Zeichnung Bezug
nommen.
In der F i g. 1 ist ein Siliziumplättchen üblicher Art —· mit 1 bezeichnet — dargestellt, auf das eine
Elektrode 2 aus Au-Sb aufgeschmolzen ist. Es ist hierbei zu erkennen, daß das Elektrodenmaterial in
einem Bereich 3 in das Siliziumplättchen hineinlegiert ist, so daß sich dort eine η-leitende Zone bildet, die
am Rande bis zu dem durch einen Pfeil 8 kenntlich gemachten Ende des Elektronenmaterials reicht.
In Gegenüberstellung zu einer solchen, den bisherigen Ausführungen entsprechenden Anordnung
ist in der F i g. 2 ein ähnliches Siliziumplättchen gezeigt, in das eine Schicht 4 eindiffundiert ist, die eine
bis an den R.and des Plättchens reichenden Bereich η-leitender Dotierung bildet. Das Material für die
Schicht ist hierbei so gewählt, daß die n-leitende Dotierung in diesem Bereich sehr schwach ist. In der
Fig. 3 ist gezeigt, daß auf das mit einer schwach n-le:tenden Schicht versehenen Siliziumplättchen
wieder eine Elektrode 2 aus Au-Sb aufgeschmolzen ist. Hierbei ist in dem Bereich 3 eine Legierungsbildung eingetreten, so daß dort infolge der Materialzusammensetzung
des Elektrodenmaterials eine stärkere η-Dotierung vorliegt.
In der F i g. 4 ist angedeutet, daß als weiterer Schritt ein Randbereich 5, beispielsweise durch Abätzen,
weggenommen ist, und zwar so weit, daß die Oberfläche am Rande durch das nicht dotierte
Grundmaterial gebildet wird. An einer durch einen Pfeil 6 angedeuteten Grenzlinie beginnt dann der
schwach η-leitende dotierte Bereich, der dann wieder an der durch einen Pfeil 8 bezeichneten Stelle in
einen stärker dotierten Bereich übergeht.
Wie in dieser Figur gezeigt ist, kann das HaIbleiterplättchen
auf der unteren Oberfläche noch mit einem p-leitenden Bereich 7 versehen werden, der
in diesem Falle bis an den Rand des Plättchens reichen kann. Für die praktische Anwendung kann
hierbei z. B. zugrunde gelegt werden, daß der Widerstand in dem p-leitenden Bereich 7 geringer als
0,01 Ohm-cm, in dem Grundmaterial hingegen größer als 200 Ohm · cm, indem daran anschließenden
schwach η-leitenden Bereich 4 größer als 80 Ohm-cm
und in dem stärker dotierten Bereich 3 wieder kleiner als 0,01 Ohm-cm ist.
Die neue Ausbildung bringt den wesentlichen Vorteil einer Verbesserung der Sperreigenschaften sowohl
für Gleichrichter wie auch für Transistoren mit sich. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen,
daß das Kristallgitter des Grundmaterials an den Enden der einzelnen Bereiche praktisch nicht deformiert
wird. Dadurch wird verhindert, daß in der Nähe des pn-Übergangs hohe Sperrströme auftreten
können. Durch die Unterteilung in η-leitende Bereiche mit verschiedener Leitfähigkeit wird auch insofern
eine Verbesserung erreicht, daß sich die Raumladungszone günstig verteilt. Es wird in dem
Grundmaterial durch die an der Oberfläche adsorbierten negativen Ionen eine gewisse Verkleinerung
der Raumladungszone bewirkt, wobei jedoch in dem schwach η-leitenden dotierten Bereich 4 eine Verbreiterung
der Raumladungszone eintritt. Es wird dementsprechend die Feldstärke innerhalb eines bestimmten
Bereichs der Sperrspannung durch Ionen-Adsorption nicht herabgesetzt, also keine Verringerung
der Durchbruchspannung auftreten.
In der F i g. 5 sind diese Verhältnisse angedeutet, wobei der Raumladungsbereich durch gestrichelte
Linien 9 angedeutet ist.
Für die Dotierung der einzelnen Bereiche kann man sich verschiedener Verfahren, wie Eindiffundieren
aus der Gasphase, Aufschmelzen oder Einpulsen, bedienen.
Wenn die Dotierung durch einen Legierungsprozeß mit Hilfe von aufgelegten Dotierungsfolien durchgeführt
wird, so ist es wichtig, nach dem ersten Legierungsprozeß für die Herstellung der Zone 4 die Folie
abzulösen, bevor in einem zweiten Legierungsprozeß die Zone 3 hergestellt wird.
In gleicher Weise wie bei η-leitenden Schichten kann die Verbesserung auch bei p-leitenden
Schichten mit Vorteil angewendet werden.
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen von flächenhaften pn-Übergängen in Halbleiterbauelementen, dadurch
gekennzeichnet, daß durch Eindiffundieren oder Einlegieren eines dotierenden Stoffes in die eine Oberfläche eines hochohmigen
Halbleiterkörpers, von z. B. 200 Ohm · cm, des einen Leitungstyps zunächst eine ebenfalls hochohmige
Oberflächenzone vom entgegengesetzten Leitungstyp zur Bildung eines pn-Übergangs erzeugt
wird, daß in einen vom Rand dieser Oberflächenzone entfernten Teil ein Elektrodenmaterial
zur Bildung einer gegenüber der ersten Oberflächenzone niederohmigen weiteren Oberflächenzone
gleichen Leitungstyps in die hochohmige Oberflächenzone einlegiert wird und daß ein solcher Randteil der den pn-übergang bildenden
beiden hochohmigen Zonen nachträglich abgearbeitet wird, daß der pn-übergang sowohl
einerseits entfernt von dem Rand des Halbleiterkörpers und andererseits entfernt von dem Rand
der einlegierten niederohmigen Zone an die Oberfläche tritt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abarbeiten durch Abätzen
mittels eines gerichteten Ätzmittelstrahls durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dotierung des
Halbleiterkörpers für die Schaffung der relativ hochohmigen, umdotierten Oberflächenzone mit
einem spezifischen Widerstandswert gleich oder größer als 80 Ohm · cm durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einlegierung der zweiten höher dotierten Zone von niedrigerem spezifischem
Widerstandswert in die erste eindotierte Oberflächenzone derart durchgeführt wird, daß
sich ein Widerstandswert in der Größenordnung von etwa 0,01 Ohm · cm ergibt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 10564747;
österreichische Patentschrift Nr. 202 600;
französische Patentschriften Nr. 1180 762,
365;
USA.-Patentschrift Nr. 2792539.
Deutsche Auslegeschrift Nr. 10564747;
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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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DES65923A DE1208413B (de) | 1959-11-21 | 1959-11-21 | Verfahren zum Herstellen von flaechenhaften pn-UEbergaengen an Halbleiterbauelementen |
CH1190560A CH396214A (de) | 1959-11-21 | 1960-10-25 | Verfahren zum Herstellen von Halbleiterelementen, insbesondere Flächengleichrichtern und -transistoren, und nach diesem Verfahren hergestelltes Halbleiterbauelement |
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GB4002660A GB935484A (en) | 1959-11-21 | 1960-11-21 | A process for use in the production of a semi-conductor device |
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Families Citing this family (1)
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DE102010017751A1 (de) * | 2010-07-06 | 2012-01-12 | Infineon Technologies Bipolar Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Randstruktur eines Halbleiterbauelements |
Citations (5)
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US2792539A (en) * | 1953-07-07 | 1957-05-14 | Sprague Electric Co | Transistor construction |
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1959
- 1959-11-21 DE DES65923A patent/DE1208413B/de active Pending
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- 1960-10-25 CH CH1190560A patent/CH396214A/de unknown
- 1960-11-21 GB GB4002660A patent/GB935484A/en not_active Expired
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US2792539A (en) * | 1953-07-07 | 1957-05-14 | Sprague Electric Co | Transistor construction |
FR1180762A (fr) * | 1956-07-23 | 1959-06-09 | Siemens Ag | Transistor à diffusion et son procédé de fabrication |
AT202600B (de) * | 1956-12-13 | 1959-03-10 | Philips Nv | Feldeffekt-Transistor und Verfahren zur Herstellung eines solchen Transistors |
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DE1056474B (de) * | 1957-03-23 | 1959-04-30 | Dresden Feinmess | Sicherung fuer den Ausloeser bei photographischen Kameras |
Also Published As
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