DE1215814B - Halbleiterbauelement mit kleiner Relaxationszeit fuer schnelle Schaltvorgaenge mit einer Halbleiterlegierung aus Silizium und Germanium - Google Patents

Halbleiterbauelement mit kleiner Relaxationszeit fuer schnelle Schaltvorgaenge mit einer Halbleiterlegierung aus Silizium und Germanium

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DE1215814B
DE1215814B DES43730A DES0043730A DE1215814B DE 1215814 B DE1215814 B DE 1215814B DE S43730 A DES43730 A DE S43730A DE S0043730 A DES0043730 A DE S0043730A DE 1215814 B DE1215814 B DE 1215814B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
HOIl
Deutsche BQ.: 21g-11/02
Nummer: 1215 814
Aktenzeichen: S 43730 VIII c/21 g
Anmeldetag: 29. April 1955
Auslegetag: 5. Mai 1966
Es ist an sich bekannt, Legierungen von Elementen der gleichen Gruppe des Periodischen Systems, vorzugsweise der IV. Gruppe des Periodischen Systems, als Halbleitermaterial für Halbleiteranordnungen, beispielsweise Richtleiter, Transistoren, Fieldistoren od. dgl. zu verwenden: auch für Heißleiter, Varistoren, mit oder ohne Vorspannung betriebene Photozellen sowie magnetisch und/oder elektrisch steuerbare Halbleiterbauelemente, vorzugsweise Widerstände, sind derartige Legierungen vorgeschlagen bzw. angewendet worden. Der Zweck der Legierung von Germanium mit Silizium bestand bisher darin, eine Verbindung mit gewünschter Bandbreite zu schaffen.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen haben gezeigt, daß sich durch derartige Legierungsbildungen auch die Relaxationszeit beeinflussen läßt. Dieses Ergebnis ist überraschend und wissenschaftlich zunächst nicht zu erklären.
Als Material besonders kleiner Relaxationszeit eignet sich nach der Erfindung eine Legierung aus Germanium mit mindestens 5 bis 6 % bis zu einem Betrag von 10% Silizium. Als besonders günstiges Mischungsverhältnis hat sich eine Legierung für insbesondere Germaniumdioden erwiesen, bei der höchstens etwa 7 bis 8% Silizium im Germanium vorhanden sind.
Gemäß einer besonderen Ausbildung des Erfindungsgedankens wird zur Erzielung hoher Sperrspannungen außerdem die Legierung in an sich bekannter Weise verhältnismäßig schwach dotiert, insbesondere bei Verwendung von η-Germanium besonders hoch mit Donatormaterial angereichert, so daß sich ein Widerstand von mindestens etwa 1 bis 5 Ohm · cm ergibt. Unter den Donatoren der V. Gruppe des Periodischen Systems haben sich bei den angegebenen Legierungszusammensetzungen besonders Antimon und Arsen als geeignet erwiesen.
Unter den als optimal aufgeführten Bedingungen, d. h. bei Verwendung einer Germanium-Silizium-Legierung mit 4 bis 6°/o Anteilen Silizium und einer Dotierung mit Arsen zu einem Widerstände von 1 bis 5 Ohm · cm ergab sich bei Belastung mit 30 Milliampere in Durchlaßrichtung eine Relaxationszeit von 0,4 Mikrosekunden nach Umschalten auf eine Sperrspannung von etwa 35 Volt. Dies bedeutet eine um eine ganze Größenordnung kleinere Relaxationszeit als bei den sonst bekannten Germaniumdioden ähnlicher Sperr- und Belastungsverhältnisse.
Die mit dem Halbleitermaterial nach der Erfindung hergestellten Dioden können als Flächendioden ausgebildet sein. Um sie jedoch besonders für die Halbleiterbauelement mit kleiner Relaxationszeit für schnelle Schaltvorgänge mit einer Halbleiterlegierung aus Silizium und Germanium
Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft, Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2
Als Erfinder benannt:
Dr. Arthur Gaudlitz,
Dr. Heinz Dorendorf, München
Verwendung in Rechenmaschinen, Büromaschinen und schnell reagierenden Nachrichtengeräten geeignet zu machen, ist es zweckmäßig, sie als Spitzendioden auszubilden, wobei die Spitzenelektrode entweder in den Halbleitereinkristall einlegiert oder in an sich bekannter Weise durch Formierung auf ihm befestigt sein kann.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung für den soeben bezeichneten Zweck als Dioden beschränkt. Auch in anderen Halbleiteranordnungen, insbesondere Transistoren, und zwar sowohl Flächenais auch Spitzentransistoren, vor allem Schalttransistoren, ferner für elektrisch und/oder magnetisch steuerbare Widerstände, z. B. Hallgeneratoren und Modulatoren und andere Halbleiteranordnungen, sind die Legierungszusammensetzungen nach der Erfindung mit Vorteil anwendbar, sobald eine kleine Relaxationszeit mit gegebenenfalls hohem Sperrwiderstand benötigt wird.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Halbleiterbauelement mit kleiner Relaxationszeit für schnelle Schaltvorgänge mit einer Halbleiterlegierung aus Silizium und Germanium, dadurchge kennzeichnet, daß die Halbleiterlegierung 3 bis 10% Silizium und als Rest Germanium enthält.
609 567/389
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiehnet, daß die Halbleiterlegierung mit einem als Donator wirkenden Fremdstoff so hoch dotiert ist, daß sich ein spezifischer Widerstand von kleiner als 1 bis 5 Ohm · cm ergibt.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dotierende Fremdstoff Arsen ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 868 354;
deutsche Patentanmeldung J 6034 VIIIc/21g (bekanntgemacht am 10. 9.1953);
USA.-Patentschrift Nr. 2514 879;
Torrey u.Whitmer, »CrystalRectifiers«, 1948. S. 389 bis 391.
DES43730A 1955-04-29 1955-04-29 Halbleiterbauelement mit kleiner Relaxationszeit fuer schnelle Schaltvorgaenge mit einer Halbleiterlegierung aus Silizium und Germanium Granted DE1215814B (de)

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DE1215814B true DE1215814B (de) 1966-05-05
DE1215814C2 DE1215814C2 (de) 1966-11-17

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2514879A (en) * 1945-07-13 1950-07-11 Purdue Research Foundation Alloys and rectifiers made thereof
DE868354C (de) * 1951-06-20 1953-02-23 Telefunken Gmbh Verfahren zur Herstellung von Halbleitern fuer Dioden oder Verstaerker

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2514879A (en) * 1945-07-13 1950-07-11 Purdue Research Foundation Alloys and rectifiers made thereof
DE868354C (de) * 1951-06-20 1953-02-23 Telefunken Gmbh Verfahren zur Herstellung von Halbleitern fuer Dioden oder Verstaerker

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