DE1217502B - Unipolartransistor mit einer als duenne Oberflaechenschicht ausgebildeten stromfuehrenden Zone eines Leitungstyps und Verfahren zum Herstellen - Google Patents

Unipolartransistor mit einer als duenne Oberflaechenschicht ausgebildeten stromfuehrenden Zone eines Leitungstyps und Verfahren zum Herstellen

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DE1217502B DER24894A DER0024894A DE1217502B DE 1217502 B DE1217502 B DE 1217502B DE R24894 A DER24894 A DE R24894A DE R0024894 A DER0024894 A DE R0024894A DE 1217502 B DE1217502 B DE 1217502B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
HOIl
Deutsche KL: 21g-11/02
Nummer: 1217 502
Aktenzeichen: R 24894 VIII c/21 g
Anmeldetag: 3. Februar 1959
Auslegetag: 26. Mai 1966
Die Erfindung betrifft einen Unipolartransistor mit einer als dünne Oberflächenschicht ausgebildeten stromführenden Zone eines Leitungstyps, die auf einer als Träger dienenden Zone des entgegengesetzten Leitungstyps aufgebracht ist und auf der zwei 5 nichtgleichrichtende Elektroden sowie eine zwischen diesen angeordnete gleichrichtende Steuerelektrode angebracht sind.
Ein bekannter Unipolartransistor besteht aus einem stabförmigen Halbleiterkörper, an dessen Stirnflächen nichtgleichrichtende Elektroden angebracht 'Sind. Der Halbleiterkörper besitzt zwischen den nichtgleichrichtenden Elektroden einen in seiner Stärke verringerten, zylindrischen Teil kreisförmigen Querschnitts, dessen Durchmesser zwischen 50 und 150 μΐη und dessen Länge einige 100 μηα betragen. Die Steuerelektrode besteht aus Metall und umfaßt den verjüngten zylindrischen Teil, Solche Transistoren sind mechanisch sehr empfindlich und schwierig herzustellen. ao
Ein anderer bekannter Unipolartransistor enthält einen quaderförmigen Halbleiterkörper, der ungefähr in der Mitte in Querrichtung von parallelen Bohrungen durchsetzt wird, um einen Bereich verringerten Querschnitts zu schaffen. Die Steuerelektrode besteht aus einer dünnen Oberflächenschicht entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps als der Halbleiterkörper und erstreckt sich mit Ausnahme der Stirnflächen, an denen die nichtgleichrichtenden Elektroden angebracht sind, über die ganze Oberfläche des Halbleiterkörpers, einschließlich der Wände der Bohrungen. Auch bei solchen Konstruktionen ist es schwierig, eine so dünne stromführende Zone zu schaffen, wie es aus Steuerungsgründen erwünscht ist.
Schließlich ist auch noch ein Unipolartransistor bekannt, der einen plattenförmigen Halbleiterkörper enthält, dessen eine Seite eine dünne Oberflächenschicht eines ersten Leitungstyps aufweist, während dar Rest des Körpers dem entgegengesetzten Leitungstyp angehört. Die dünne Oberflächenschicht ist mit zwei parallelen, leistenförmigen nichtgleichrichtenden Elektroden und einer dazwischenliegenden, leistenförmigen gleichrichtenden Elektrode versehen. Bei dieser bekannten Anordnung ist die Steuerungsfähigkeit noch nicht optimal, außerdem können sich unter Umständen Randeffekte an den freiliegenden Enden der Sperrschicht, die die Steuerelektrode mit der dünnen Oberflächenschicht bildet, störend bemerkbar machen und die Stabilität im Betrieb beeinträchtigen.
Durch die vorliegende Erfindung sollen die NachUnipolartransistor mit einer als dünne
Oberflächenschicht ausgebildeten stromführenden Zone eines Leitungstyps und Verfahren
zum Herstellen
Anmelder:
Radio Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6
Als Erfinder benannt:
Jacques Isaac Pankove,
Princeton, N. J. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. März 1958 (722 501)
teile der bekannten Unipolartransistoren weitgehend vermieden werden.
Ein Unipolartransistor mit einer als dünne Oberflächenschicht ausgebildeten stromführenden Zone eines Leitungstyps, die auf einer als Träger dienenden Zone des entgegengesetzten Leitungstyps aufgebracht ist und auf der zwei nichtgleichrichtende Elektroden sowie eine zwischen diesen angeordnete gleichrichtende Steuerelektrode angebracht sind, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die als Träger dienende Zone zylinderförmig ausgebildet ist, daß die stromführende Zone die als Traget dienende Zone hohlzylinderförmig umgibt, daß die beiden nichtgleichrichtenden Elektroden an den Enden der hohlzylisnderförmigen stromführenden Zone angebracht sind und daß die gleichrichtende Steuerelektrode die hohlzylinderförmige stromführende Zone völlig umgibt und nahezu bis an die beiden nichtgleichrichtenden Elektroden reicht.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besteht die gleichrichtende Elektrode aus einem Metallring.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung machen die an den Enden der stromführenden hohlzylinderförmigen Zone angebrachten nichtgleichrichtenden Elektroden mit den Stirnenden der als Träger dienenden Zone gleichrichtenden Kontakt.
Ein Verfahren zum Herstellen der oben angegebenen Unipolartransistoren gemäß der Erfindung ist
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derart ausgebildet, daß ein zylinderförmiger Halb- den Körper 10 und machen ihn P-leitend. Man kann leitereinkristall hergestellt wird, der mit einer schnell auch Nickelatome in den Körper eindiffundieren diffundierenden Verunreinigung eines ersten Lei- lassen, um ihn P-leitend zu machen, tungstyps und einer langsam diffundierenden Verun- Gemäß der Fig. Ib wird nun ein metallischer reinigung eines zweiten Leitungstyps derart dotiert 5 Ring 11 um den Halbleiterkörper 10 geschmolzen, ist, daß sein Leitungsrys dem der schnell, diffundie- Der Ring 11 besteht aus einem Metall oder einer Lerenden Verunreinigung entspricht, daß auf die Man- gierung, die in dem speziell verwendeten Halbleiter telfläche des zylinderförmigen Halbleitereinkristalls einen Leitungstyp derselben Art zur Folge hat, wie eine diesen völlig umfassende Steuerelektrode auf- der schnell diffundierende Dotierungsstoff. Bei dielegiert wird, die ein Material enthält, das dem Halb- io sem Beispiel besteht der metallische Ring oder das leitereinkristall den ersten Leitungstyp zu verleihen Band 11 aus Indium. Der Indiumring 11 und der vermag und die die schnell diffundierende Verunrei- Germaniumkörper 10 werden in einer inerten Atmonigung leichter löst als das Halbleitermaterial, und Sphäre ungefähr 10 Minuten lang auf etwa 550° C daß das Auflegieren der Steuerelektrode so gesteuert erhitzt. Da die Löslichkeit von Kupfer in Indium wird, daß aus einer hohlzylinderförmigen Ober- 15 größer ist als in Germanium, diffundieren Kupferflächenzone des Halbleiterkörpers so viel von der atome aus der Oberflächenschicht 12 anschließend schnell diffundierenden Verunreinigung in die Steuer- an den Indiumring 11 in das Indium und bleiben in elektrode eindiffundiert, daß in der hohlzylinderför- diesem gelöst. Die Vorgänge sind ähnlich einer Exmigen Zone eine Verarmung an der schnell diffun- traktion eines gelösten Stoffes aus einem ersten Lödierenden Verunreinigung auftritt und diese Zone 20 sungsmittel durch ein zweites Lösungsmittel, in dem den zweiten Leitungstyp annimmt. der gelöste Stoff eine größere Löslichkeit hat.
Gemäß einer Weiterbildung dieses Verfahrens Während die Oberflächenschicht 12 an Kupferwerden als Materialien für den Halbleitereinkristall atomen verarmt, bleibt die Konzentration an Dona-Germanium, für die langsam diffundierende Verun- toratomen in der Zone 12 praktisch konstant, da reinigung Antimon, für die schnell diffundierende 25 verhältnismäßig wenig Atome der Donatorverunrei-Verunreinigung Nickel und für die Steuerelektrode nigung in das Indium diffundieren. Es ergab sich, Indium verwendet. daß die Diffusionskonstante von Kupfer in Germa-
Gemäß einer anderen Weiterbildung des oben an- nium etwa 108fach größer ist als die Diffusionskongegebenen Verfahrens werden als Materialien für stante üblicher Donatorverunreinigungen, wie Phosden Halbleitereinkristall Germanium, für die lang- 30 phor, Arsen oder Antimon. Da die Akzeptorkonzensam diffundierende Verunreinigung Arsen, für die tration in der Oberflächenschicht 12 beträchtlich schnell diffundierende Verunreinigung Kupfer und verringert wird, während die Donatorkonzentration für die ringförmige Elektrode Indium verwendet. praktisch konstant bleibt, wird die Oberflächenzone
Gemäß wieder einer anderen Weiterbildung des 12 wieder in den N-Leitungstyp zurückgebracht. Auf
oben angegebenen Verfahrens werden als Materia- 35 diese Weise wird eine P-N-Sperrschicht am Übergang
lien für den Halbleiter Germanium, für die langsam 14 zwischen der N-leitenden Oberflächenzone 12 und
diffundierende Verunreinigung Indium, für die dem P-leitenden Kern 13 des Halbleiterkörpers 10
schnell diffundierende Verunreinigung Lithium und gebildet. Eine zweite P-N-Sperrschicht 15 entsteht
für die Steuerelektrode eine Legierung aus 99% zwischen dem Indiumring 11 und der N-leitenden
Blei und 1 % Arsen verwendet. 40 Oberflächenzone 12.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Wie aus der F i g. 1 c ersichtlich ist, wird am einen
Zeichnung näher erläutert; es zeigen Ende des Halbleiterkörpers 10 eine Elektrode 16
Fig. la bis Id schematische Schnittansichten zur angebracht. Die Elektrode 16 kann beispielsweise
Erläuterung aufeinanderfolgender Verfahrensschritte eine Pille oder ein Scheibchen sein und kann an den
zur Herstellung einer Ausführungsform eines Uni- 45 Halbleiterkörper 10 angelötet oder anlegiert werden,
polartransistors gemäß der Erfindung, Das Elektrodenmaterial und die vierwendeten Lote
Fig. 2 eine Schnittansicht längs einer Ebene2-2 müssen jedoch einen ohmschen Kontakt mit der inFig. Ibund N-leitenden Oberflächenzone 12 ergeben und damit ■ Fig. 3 eine Schaltungsanordnung mit einem sehe- einen gleichrichtenden Kontakt mit dem P-leitenden matisch dargestellten Unipolartransistor gemäß der 50 Kern 13 des Halbleiterkörpers 10. Bei diesem BeiErfindung, spiel bestand die Elektrode 16 aus einer Scheibe aus
In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit glei- 99% Blei und 1% Arsen, die mit dem Halbleiterchen Bezugszeichen versehen, körper verlötet wurde. Der Arsengehalt macht die
Gemäß der Fig. la wird ein Halbleiterkörper 10 Elektrode stark N-leitend, so daß eine ohmsche Veraus einem einkristallinen Material eines gegebenen 55 bindung mit der N-leitenden Oberflächenzone 12 Leitungstyps, beispielsweise aus Germanium oder und eine gleichrichtende Verbindung 19 mit dem Silizium od. dgl., hergestellt. Bei diesem Beispiel be- P-leitenden Kern 13 gewährleistet sind. Eine entsteht der Körper aus einem Germaniumstab oder ,sprechende Elektrode 16' wird am entgegengesetzten Zylinder; das Germanium enthält genügend Atome Ende des Halbleiterkörpers angebracht, sie bildet einer Donatorverunreinigung, so daß es N-leitend ist. 60 eine ohmsche Verbindung mit der Oberflächenzone Der Leitungstyp des Halbleiterkörpers wird dann 12 und eine gleichrichtende Verbindung 19' mit dem durch Zusatz einer schnell diffundierenden Akzep- P-leitenden Kern 13.
torverunreinigung umgekehrt. Bei diesem Beispiel Gemäß der Fig. Id wird die Einrichtung durch
wurde der Körper 10 einige Sekunden in eine wässe- Anbringen von Zuleitungsdrähten 17 und 17' an
rige Lösung von Kupfernitrat eingetaucht und dann 65 den Elektroden 16 und 16' und einer Leitung 18 an
in einer inerten Atmosphäre, wie z.B. Argan, für dem Indiumring 11 vervollständigt. Die Leitungen
10 Minuten auf 750° C erhitzt. Während dieses Ver- können beispielsweise aus Kupfer, Nickel oder einem
fahrensschrittes diffundieren Kupferatome durch Edelmetall bestehen.
Die in der Fig. ld dargestellte Einrichtung kann gemäß der F i g. 3 in einer Schaltung betrieben werden, wobei die Elektroden 16 und 16' als Quelle bzw. Abflußelektrode arbeiten. Im Betrieb der Einrichtung, die einen N-leitenden Kanal und einen P-leitenden Steuerbereich hat, wird der negative Pol einer geeigneten Stromquelle, wie z.B. einer Batterie31, mit dem Anschluß 17 der Quellenelektrode verbunden. Der positive Pol der Batterie 31 ist mit einer Last oder einem Verbraucher 32 verbunden, an den seinerseits der Anschluß 17' der Abflußelektrode angeschlossen ist. Die Steuerelektrode 11 ist über den Anschlußdraht 18 mit einem Signalgenerator 33 und dem negativen Pol einer Vorspannungsbatterie 34 verbunden. Der positive Pol der Vorspannungsbatterie 34 ist geerdet. Die oben angegebenen Polaritäten kehren sich um, wenn eine Einrichtung mit einem P-leitenden Kanal und einem N-leitenden Gitter Verwendung findet.
Beim Betrieb der in der Fig. 3 dargestellten Schal- ao rung wird durch die N-leitende Quellenelektrode 16 ein Elektronenstrom in die N-leitende Oberflächenzone 12 injiziert. In den P-leitenden Kern werden keine Elektronen injiziert, da die P-N-Sperrschicht zwischen der arsenikdotierten, N-leitenden Quelle 16 und dem P-leitenden Kern 13 dies verhindert. Der Elektronenstrom fließt durch die N-leitende Zone 12, die als Stromkanal dient, zur Abflußelektrode 16'. Durch die Steuerelektrode 11 wird mittels der von der Batterie 34 gelieferten Vorspannung und der vom Signalgenerator 33 gelieferten Signalspannung eine Verarmungsschicht erzeugt, die sich von der Sperrschicht 15 in den Leitungskanal der Einrichtung erstreckt und den Widerstand der dünnen Oberflächenzone 12 ändert, die als Kanal zwischen der Quelle 16 und dem Abfluß 16' wirkt. Die Steuerelektrode moduliert auf diese Weise entsprechend dem angelegten Signal den zwischen der Quelle und der Abflußelektrode durch den Verbraucher 32 fließenden Ausgangsstrom.
Ein Merkmal der beschriebenen, verbesserten unipolaren Einrichtung ist das Zusammentreffen eines dünnen Kanals und einer Steuerzone, mit einem großen Verhältnis von Umfang zu Länge, wodurch sich eine höhere Empfindlichkeit und bessere Hochfrequenzeigenschaften ergeben, als sie bei bekannten Einrichtungen dieser Art vorhanden sind.
Ein anderes Merkmal dieser unipolaren Einrichtungen besteht darin, daß ein innerer Kern eines elektrisch inaktiven Materials eines gegebenen Leitungstyps vorgesehen ist, der von einer dünnen elektrisch aktiven Zone entgegengesetzten Leitungstyps umgeben wird. Der innere Kern der Einrichtung spielt zwar beim elektrischen Betrieb keine Rolle, macht die ganze Einrichtung jedoch robuster und leichter zu behandeln. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darm, daß die ohmschen Quellen- und Abflußelektroden an den Enden der Einheit leicht angebracht werden können.
Bei größeren Einheiten, die für einen Betrieb bei höheren Leistungen bestimmt sind, kann der Innenkern 13 durchbohrt werden, so daß ein Kühlmittel zum Abführen der in der Einheit entwickelten Wärme in irgendeiner geeigneten Weise durchgeleitet werden kann. Die Leistungsgrenze der Einheit wird dadurch erhöht.
Die in Verbindung mit der Einrichtung genannten Materialien sind selbstverständlich nur beispielsweise angeführt. Andere Kombinationen von Akzeptoren und Donatoren, wie Nickel und Arsen, können verwendet werden. Die Erfindung kann auch mit anderen monokristallinen Halbleitern durchgeführt werden, wie Silizium, Germanium-Silizium-Legierungen, Indiumphosphid, Galliumarsenid u. dgl.
Für bestimmte Anwendungsgebiete kann der Leitungstyp umgekehrt werden, so daß eine Einrichtung mit einem P-leitenden Kanal um einen N-leitenden Kern entsteht. Bei diesen Einrichtungen besteht dann der Strom, der im P-leitenden Kanal zwischen der Quelle und dem Abfluß fließt, aus Löchern. So kann beispielsweise ein monokristalliner Germaniumzylinder nach bekannten Verfahren mit genügend Indium als Verunreinigung hergestellt werden, um P-leitend zu sein. Nun wird Lithium zum Eindiffundieren in das Germanium gebracht, um es N-leitend zu machen. Dann wird um den Germaniumzylinder herum eine ringförmige Elektrode aus 99°/o Blei und 1 °/o Arsen geschmolzen, wobei der Oberflächenzone des Zylinders genügend Lithium entzogen wird, um diese Zone P-leitend zu machen. Die ringförmige Elektrode enthält Arsen, also Donatoratome, und bildet daher mit der P-leitenden Oberflächenzone eine Sperrschicht. Als nächstes werden auf die beiden Enden des Zylinders Indiumelektroden aufgeschmolzen. Diese Elektroden 'ergeben mit der P-leitenden Oberflächenzone einen ohmschen Kontakt, mit dem N-leitenden Kern jedoch eine Sperrschicht. Bei Umkehr des Leitungstyps der jeweiligen Elektroden muß natürlich auch die Polarität der Spannungsquellen umgekehrt werden.
Die beschriebenen unipolaren Einrichtungen können auch auf folgende Weise hergestellt werden. Man geht von einem monokristallinen Halbleiterkörper, beispielsweise aus Galliumarsenid, Silizium usw., eines gegebenen Leitungstyps aus. Der Körper kann die Form einer Platte oder Scheibe haben, er kann auch zylindrisch oder im wesentlichen stabförmig sein. In diesem Fall soll der Körper aus einem Zylinder aus Silizium bestehen, das genügend Akzeptorverunreinigung enthält, um P-leitend zu sein und einen Widerstand von etwa 50 Ohm-Zentimeter zu haben. Als Akzeptor kann beispielsweise Bor dienen.
Anschließend wird eine dünne Oberflächenzone des Siliziumkörpers in den entgegengesetzten Leitungstyp umgewandelt. Ist der Körper P-leitend, so kann eine N-leitende Oberflächenzone dadurch hergestellt werden, daß man den Körper in einer eine Donatorverunreinigung, beispielsweise Phosphor, enthaltenden Stickstoffatmosphäre erhitzt. Bei diesem Beispiel war der Stickstoff vorher über Phosphorpentoxyd geleitet worden, das auf einer Temperatur von etwa 220° C bis 660° C gehalten wurde. Auf der Oberfläche des Körpers bildete sich dabei eine amorphe, glasige, Phosphor enthaltende Schicht. Die Atmosphäre wurde dann in ,reinen Stickstoff geändert und der Körper etwa V2 Stunde auf 1300° C erhitzt. Während dieses Verfahrensschrittes diffundiert Phosphor von der glasigen Oberflächenschicht in die benachbarte Zone des Körpers und bildet eine dünne N-leitende Schicht auf der Oberfläche des Siliziumkörpers. Bei diesem Beispiel war die so erzeugte N-leitende Oberflächenzone etwa 12,5 μ dick.
Anschließend wird an den Siliziumzylinder eine ringförmige Steuerelektrode befestigt, die einen gleichrichtenden Kontakt mit der Oberflächenzone
bildet. Die ringförmige Elektrode bestand hier aus einem Indiumring, der auf den Umfang des Siliziumzylinders auflegiert wurde, indem die Anordnung aus Scheibe und Ring für ungefähr 10 Minuten auf 300° C erhitzt wurde. Bei diesen Bedingungen ist die" S Eindringtiefe des Ringmaterials in den Körper gering, was wünschenswert ist, da die N-leitende Oberflächenzone verhältnismäßig dünn ist.
Nun werden an die beiden Enden «des Siliziumzylinders entweder durch Auflegieren oder Löten Elektroden angebracht. Diese Elektroden dienen als Quellen- bzw. Abflußelektrode der Einheit. Das Material der Elektroden wird derart gewählt, daß es einen sehr gut leitenden, nicht gleichrichtenden elektrischen Kontakt mit der N-leitenden Oberflächenzone des Siliziumkörpers ergibt und einen gleichrichtenden Kontakt mit dem P-leitenden Kern. Ein geeignetes Elektrodenmaterial besteht aus 100 Teilen Blei und 12 Teilen Antimon. Andere geeignete Elektrodenlegierungen -sind Blei, Gold und ein Donator. Zur Erleichterung des Verschmelzens der Elektrodenpille mit dem Siliziumkörper kann in bekannter Weise ein Flußmittel aus einem Fluorsalz Verwendung finden.
Zur Vervollständigung der Einrichtung werden an den Elektroden an den beiden Enden der Einheit und der ringförmigen Steuerelektrode Zuleitungsdrähte angebracht. Die Leitungen können beispielsweise aus Kupfer, Nickel oder einem Edelmetall bestehen.
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Claims (7)

Patentansprüche:
1. Unipolartransistor mit einer als dünne Oberflächenschicht ausgebildeten stromführenden Zone eines Leitungstyps, die auf einer als Träger dienenden Zone des entgegengesetzten Leitungstyps aufgebracht ist und auf der zwei nichtgleichrichtende Elektroden sowie eine zwischen diesen angeordnete gleichrichtende Steuerelektrode angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die als Träger dienende Zone (13) zyh'nderförmig ausgebildet ist, daß die stromführende Zone (12) die als Träger dienende Zone (13) hohlzylinderfÖrmig umgibt, daß die beiden nichtgleichrichtenden Elektroden (16,16') an den Enden der hohlzylinderförmigen stromführenden Zone (12) angebracht sind und daß die gleichrichtende Steuerelektrode (11) die hohlzylinderförmige stromführende Zone (12) völlig umgibt und nahezu bis an die beiden nichtgleichrichtenden Elektroden reicht.
2. Unipolartransistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichrichtende Steuerelektrode aus einem Metallring besteht.
3. Unipolartransistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Enden der stromführenden hohlzylinderförmigen Zone (12) angebrachten nichtgleichrichtenden Elektroden (16,16') mit den Stirnenden der als Träger dienenden Zone (13) gleichrichtenden Kontakt machen.
4. Verfahren zum Herstellen eines Unipolartransistors nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylinderförmiger Halbleitereinkristall hergestellt wird, der mit einer schnell diffundierenden Verunreinigung eines ersten Leitungstyps und einer langsam diffundierenden Verunreinigung eines zweiten Leitungstyps derart dotiert ist, daß sein Leitungstyp dem der schnell diffundierenden Verunreinigung entspricht, daß auf die Mantelfläche des zylinderförmigen Halbleitereinkristalls eine diesen völlig umfassende Steuerelektrode auflegiert wird, die ein Material enthält, das dem Halbleitereinkristall den ersten Leitungstyp zu verleihen vermag und die die schnell diffundierende Verunreinigung leichter löst als das Halbleitermaterial, und daß das Auflegieren der Steuerelektrode so gesteuert wird, daß aus einer hohlzylinderförmigen Oberflächenzone des Halbleiterkörpers so viel von der schnell diffundierenden Verunreinigung in die Steuerelektrode emdiffundiert, daß in der hohlzylinderförmigen Zone eine Verarmung an der schnell diffundierenden Verunreinigung auftritt und diese Zone den zweiten Leitungstyp anr nimmt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Materialien für den Halbleitereinkristall Germanium, für die langsam diffundierende Verunreinigung Antimon, für die schnell diffundierende Verunreinigung Nickel und für die Steuerelektrode Indium verwendet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Materialien für den Halbleitereinkristall Germanium, für die langsam diffundierende Verunreinigung Arsen, für die schnell diffundierende Verunreinigung Kupfer und für die ringförmige Elektrode Indium verwendet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Materialien für den Halbleiter Germanium, für die langsam diffundierende Verunreinigung Indium, für die schnell diffundierende Verunreinigung Lithium und für die Steuerelektrode eine Legierung aus 99 % Blei und 1 % Arsen verwendet werden.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1013 796;
USA.-Patentschrift Nr. 2 791758;
französische Patentschrift Nr. 1147153;
schweizerische Patentschrift Nr. 289 519.
Bei der Bekanntmachung der Anmeldung ist ein Prioritätsbeleg ausgelegt worden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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GB (1) GB909476A (de)
NL (1) NL237225A (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3054033A (en) * 1957-05-21 1962-09-11 Sony Corp Junction type semiconductor device
US3242394A (en) * 1960-05-02 1966-03-22 Texas Instruments Inc Voltage variable resistor
NL268758A (de) * 1960-09-20
NL273326A (de) * 1961-04-14
NL299194A (de) * 1962-10-15
US3377529A (en) * 1965-10-04 1968-04-09 Siemens Ag Semiconductor device with anisotropic inclusions for producing electromag-netic radiation
US3484658A (en) * 1966-08-25 1969-12-16 Nippon Telegraph & Telephone Temperature compensated semiconductor resistor
US8399995B2 (en) * 2009-01-16 2013-03-19 Infineon Technologies Ag Semiconductor device including single circuit element for soldering

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH289519A (de) * 1949-04-27 1953-03-15 Western Electric Co Verfahren zur Herstellung eines Transistors und nach dem Verfahren hergestellter Transistor.
US2791758A (en) * 1955-02-18 1957-05-07 Bell Telephone Labor Inc Semiconductive translating device
DE1013796B (de) * 1955-02-15 1957-08-14 Stanislas Teszner Unipolarer Transistor und Verfahren zu seiner Herstellung
FR1147153A (fr) * 1955-03-23 1957-11-20 Western Electric Co Dispositifs semi-conducteurs

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2842723A (en) * 1952-04-15 1958-07-08 Licentia Gmbh Controllable asymmetric electrical conductor systems
US2829422A (en) * 1952-05-21 1958-04-08 Bell Telephone Labor Inc Methods of fabricating semiconductor signal translating devices
NL201235A (de) * 1954-10-18
US2842831A (en) * 1956-08-30 1958-07-15 Bell Telephone Labor Inc Manufacture of semiconductor devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH289519A (de) * 1949-04-27 1953-03-15 Western Electric Co Verfahren zur Herstellung eines Transistors und nach dem Verfahren hergestellter Transistor.
DE1013796B (de) * 1955-02-15 1957-08-14 Stanislas Teszner Unipolarer Transistor und Verfahren zu seiner Herstellung
US2791758A (en) * 1955-02-18 1957-05-07 Bell Telephone Labor Inc Semiconductive translating device
FR1147153A (fr) * 1955-03-23 1957-11-20 Western Electric Co Dispositifs semi-conducteurs

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