DE1229648B - Als Halbleiter-Festkoerperschaltkreis ausgebildete integrierte Graetz-Gleichrichteranordnung - Google Patents

Als Halbleiter-Festkoerperschaltkreis ausgebildete integrierte Graetz-Gleichrichteranordnung

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DE1229648B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
HOIl
Deutsche Kl.: 21g-11/02
Nummer: 1229 648
Aktenzeichen: M 53244 VIII c/21 g
Anmeldetag: 18. Juni 1962
Auslegetag: 1. Dezember 1966
Die vorliegende Erfindung betrifft einen als integrierte Graetz-Gleichrichteranordnung ausgebildeten Halbleiter-Festkörperschaltkreis. Es ist bekannt, daß Halbleiterbauelemente, wie Richtleiter, Transistoren, Fieldistoren, Fototransistoren oder elektrisch und/ oder magnetisch steuerbare Halbleiterbauelemente aus einem Halbleiterkörper aus Silizium hergestellt werden können.
Der Halbleiterkörper aus Silizium wird dabei so gewonnen, daß eine gasförmige Siliziumverbindung unter Bildung von freiem Silizium thermisch zersetzt wird, wobei das aus der Gasphase anfallende Silizium auf einem erhitzten, langgestreckten Draht oder fadenförmigen Trägerkörper aus Silizium abgeschieden . wird.
Dabei werden jedoch nicht mehrere Halbleiterbauelemente in einem Halbleiterkörper vereinigt, so daß ein mehr oder weniger großer Schaltungskomplex als integrierte Anordnung ausgebildet ist. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Graetz-Gleichrichteranordnung anzugeben, bei der die gleichrichtenden Elemente in einem Festkörperschaltkreis vereinigt sind.
Bei einer derartigen Vereinigung der gleichrichtenden Elemente eines Graetz-Gleichrichters in einem einzigen Halbleiterkörper ergibt sich der Vorteil, daß die gleichrichtenden Elemente genau gleiche Charakteristiken besitzen; werden Graetz-Gleichrichteranordnungen aus diskreten Schaltelementen zusammengeschaltet, so muß demgegenüber eine Auswahl der Elemente hinsichtlich ihrer Eigenschaften stattfinden, was zu einem Mehraufwand bei der Herstellung derartiger Schaltungen führt.
Bei einer als Halbleiter-Festkörperschaltkreis ausgebildeten integrierten Graetz-Gleichrichteranordnung ist daher gemäß der Erfindung vorgesehen, daß ein im Querschnitt als regelmäßiges Sechseck ausgebildeter Halbleiterkörper bzw. -hohlzylinder Verwendung findet, bei dem ein PN-Übergang etwa parallel zu seinen Mantelflächen verläuft, daß an jeder Ecke des Sechsecks abwechselnd auf der Innen- bzw. auf der Außenseite sich durch eine Zone und den PN-Übergang hindurch erstreckende Einschnitte derart angebracht sind, daß ein Stromfluß über die PN-Übergänge erfolgt, wobei die Wechselstromeingangselektroden auf zwei gegenüberliegenden Stirnseiten des Sechsecks auf den PN-Ubergängen angebracht sind und die Gleichstromausgangselektroden auf der den Eingangselektroden benachbarten, durch Einschnitt getrennten Innen- und Außenseite des Sechsecks angeordnet sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich Als Halbleiter-Festkörperschaltkreis ausgebildete integrierte Graetz-Gleichrichteranordnung ;
Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft, Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2
Als Erfinder benannt:
George Zacharellis, Nixon, N. J. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. Juni 1961 (120 021) --
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Figuren.
F i g. 1 veranschaulicht einen als Festkörperschaltkreis ausgebildeten Graetz-Gleichrichter gemäß der Erfindung;
F i g. 2 zeigt das elektrische Ersatzschema für die in F i g. 1 dargestellte Anordnung.
Allgemein ist die Anordnung gemäß der Erfindung ein als Polygon gestalteter Körper mit polygonal an-* geordneten gleichrichtenden Dioden, welche kristallographisch aneinander befestigt sind. Die Anordnung enthält eine innere Halbleiterschicht vom einen Leitfähigkeitstyp, die kristallographisch an einer inneren Halbleiterschicht vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp angebracht ist. Diese Schichten bilden die PN-Übergänge einer Reihe von gleichrichtenden Dioden, die durch Verwendung zweier Mittel in einer vorbestimmten Art und Weise entweder elektrisch miteinander verbunden oder gegeneinander isoliert sind; das eine dieser Mittel (ä) besteht in tatsächlichen körperlichen Unstetigkeiten, die in den Schichten in der richtigen Weise angeordnet sind, das andere (b) in dem Phänomen des in Gegenrichtung vorgespannten Überganges, welches die elektrische Isolierung verschiedener Teile der Anordnung ungeachtet dessen, daß diese körperlich verbunden sind, ermöglicht. Die Anordnung enthält ferner ankommende und abgehende elektrische Leitungen, die genau an solchen Stellen angebracht sind, daß die Kombination der Unstetigkeiten mit ihnen die Anordnung in die Lage versetzt, elektrischen Strom längs eines vorbestimmten Weges derart zu leiten, daß am Aus^
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gang ein Gleichstrom erhalten wird, wenn ein Wechselstromsignal an den Eingang der Anordnung angelegt wird.
Die Anordnung gemäß der Erfindung läßt sich folgendermaßen herstellen: Zunächst wird ein Halbleiterkörper, in dem sich ein polygonal geformter PN-Übergang befindet, vorgesehen. Der hier verwendete Ausdruck »polygonal« ist in dem Sinne zu verstehen, daß er jede geschlossene stetige Ausführung mit ebenen oder bogenförmigen Seiten umfaßt. Die Ebene des PN-Uberganges braucht nicht einen bestimmten Winkel mit der Ebene des Polygons zu bilden, das für die Anordnung charakteristisch ist. Es ist allerdings vorzuziehen, um Beständigkeit der Betriebseigenschaften in allen Teilen der Anordnung zu erhälteii, daß die Ebene des PN-Überganges senkrecht oder parallel zur Ebene des Hauptpolygons der Anordnung liegt.
Der Halbleiterkörper mit dem polygonal geformten PN-Übergang wird sodann mit mindestens vier elektrischen Leitern versehen, die danach als ein- und ausgehende Leitungen wirken. Jede der beiden erforderlichen Eingangsleitungen weist eine Ohmsche Verbindung mit dem Halbleiterkörper auf, beispielsweise eine Lötverbindung, derart, daß jeder Leiter gleichzeitig die P-Schicht und die N-Schicht des Überganges berührt und so den Übergang kurzschließt. Jeder der beiden Eingangsleiter weist eine Ohmsche Verbindung mit dem Halbleiterkörper auf, derart, daß der eine Leiter die P-Schicht und der andere Leiter die N-Schicht berührt. Sämtliche Leiter sollen angemessene Abstände voneinander besitzen, so daß es möglich ist, verschiedene Nuten in den jeweiligen Schichten anzuordnen, um Unstetigkeiten in diesen zu schaffen. Das einzige Kriterium in bezug auf die örtliche Anbringung der Leiter an der Anordnung besteht darin, daß sie abwechselnd angeordnet werden, so daß sich immer ein Eingangsleiter zwischen zwei Ausgangsleitern und immer ein Ausgangsleiter zwischen zwei Eingangsleitern befinden.
Ist auf diese Weise der Halbleiterkörper mit elektrischen Leitern versehen, so ist es erforderlich, Un-Stetigkeiten in die Schichten hineinzubringen, welche den Übergang für den Zweck der Isolierung verschiedener Teile der Anordnung voneinander darstellen und auf diese Weise einen vorbestimmten Weg für den Stromdurchfluß bilden. Dies läßt sich durch mechanisches Einschneiden oderEinätzen von Nuten in die Schichten an vorbestimmten Stellen derart erreichen, daß die Nut sich jeweils vollständig durch die Schicht, in welche sie geschnitten ist, erstreckt, und zwar vorzugsweise etwas in die nächste Schicht νοώ entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp hinein. Im allgemeinen ist ein gegebener Ausgangsleiter von den nächsten beiden Eingangsleitern durch zwei Unstetigkeiten getrennt, und zwar je einer auf beiden Seiten des Ausgangsleiters, die in der Schicht vorgesehen sind, an welcher der Ausgangsleiter angebracht ist. Außerdem müssen diese Unstetigkeiten zwischen den beiden Eingangsleitern angeordnet sein. Um die Anordnung zu vollenden, werden zwei zusätzliche Unstetigkeiten, und zwar eine für jeden Ausgangsleiter benötigt, Jede dieser Unstetigkeiten wird in der Schicht vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp gegenüber der Schicht, an der jeder Ausgang angebracht ist, angeordnet und muß zwischen den beiden Nuten in die Schicht geschnitten sein, an der der Ausgang angebracht ist. Die so angepaßte Anordnung befindet sich nunmehr in der richtigen Form, um eine Vollweggleichrichtung zu bewirken, wenn an die beiden Eingangsleiter ein Wechselstromsignal angelegt wird.
Die vorstehende Erörterung veranschaulicht, wenn sie auch mit Einzelheiten in bezug auf die getrennten Schritte gegeben wurde, ein allgemeines Verfahren zur Anpassung eines Halbleiterkörpers mit einem polygonalen PN-Übergang zum Bewirken einer VoIlweggleichrichtung. Für den Sachkundigen ist es klar, daß diese Schritte individuellen Wünschen entsprechend verändert werden können. Dies kann geschehen, ohne von dem hier angegebenen allgemeinen Verfahren abzuweichen, das in der Erzeugung von Unstetigkeiten in den Schichten besteht, die einen polygonalen PN-Übergang an solchen Stellen bilden, daß gewisse Übergänge dazu gebracht werden, in umgekehrter Richtung in bezug auf ein gegebenes Eingangssignal vorgespannt zu werden und auf diese
äo Weise einen vorbestimmten Weg für den Stromfluß von den richtig angeordneten Eingangsleitern zu richtig angeordneten Ausgangsleitern zu bilden.
In Fig. 1 ist ein Vollweggleichrichter gemäß der Erfindung gezeigt. Die hier dargestellte Anordnung ist im wesentlichen hexagonal geformt, und zwar als Ergebnis eines Verfahrens, durch welches der ursprüngliche Körper, aus dem die Anordnung gebildet ist, zubereitet werden kann; das Verfahren wird nachstehend näher beschrieben:
Mit 1 ist eine äußere Siliziumschicht vom NjLeitfähigkeitstyp bezeichnet, die kristallographisch und unmittelbar benachbart mit einer innen angeordneten Siliziumschicht vom P-Typ, die mit 2 bezeichnet ist, angebracht ist. Die Schichten sind nur zwecks Klärheit der Erörterung in dieser Anordnung gezeigt. Würden die Schichten umgekehrt, so müßten die entsprechenden Ausgangsleiter an den Schichten vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp wie die dargestellten angebracht werden. Einzelne Übergänge, die durch Schichten vom P-Typ und vom N-Typ gebildet sind, sind mit 3, 4, 5, 6, 7 und 8 bezeichnet. Es werden beispielsweise mittels einer Diamantsäge oder eines Diamantbohrers Nuten 9,10,11,12,13 und 14 in die Anordnung eingeschnitten, um eine elektrische Trennung zwischen den verschiedenen Übergängen herbeizuführen und dadurch den gewünschten Ström» weg für die Eingangssignale zu schaffen, damit sich gleichgerichtete Ausgangssignale ergeben. Die Eingänge 15 und 16 aus einer Wechselstromquelle sind vorgesehen, um gleichzeitig sowohl die P-Schicht als auch die N-Schicht zu berühren, und daran, beispielsweise durch Löten oder auf sonstige bekannte-Weise, befestigt. Die Ausgänge 17 und 18 sind als Ohmsche Kontakte mit der Schicht 21 vom P-Typ bzw. der Schicht 22 vom N-Typ verbunden, und zwar gleichfalls durch Löten oder auf eine sonstige bekannte Art. Die Beziehung zwischen den Ein- und Ausgangssignalleitern und den in der Anordnung, vorgesehenen Nuten ist eine solche, daß bestimmte Übergänge in bezug auf die Eingangssignale umgekehrt vorgespannt sind derart, daß der Strom nur über einen durch die Anordnung festgelegten Stromweg fließen kann. Dieser Weg ermöglicht es, daß trotz zyklischer Wechsel am Eingang ein Ausgangssignal von unveränderlicher Polarität erhalten werden kann. Somit kann jede Kombination der Anbringungslagen der Nuten und der Leiter verwendet werden, die den richtigen Stromweg ergibt.
5 6
Wenn also negative Impulse am Eingang 15 ange- auftritt, der nun vorwärts vorgespannte Übergang 5 legt werden, so kann festgestellt werden, daß der das Durchfließen des Stromes derart, daß das nega-Übergang 8 in bezug auf dieses Signal umgekehrt, tive Eingangssignal am Ausgangs 17 auftritt. Die d. h. in Gegenrichtung, vorgespannt ist und keinen Übergänge 4 und 7, die in bezug auf diesen Eingang Strom durchfließen läßt, Die Nuten 14 und 10 isolie- 5 in Gegenrichtung vorgespannt sind, dienen zum Isoren den Impuls von dem übrigen Teil der Anordnung lieren des Restes des Kreises, so daß der Stronl·- derart, daß die Stromflußrichtung notwendig von der fluß über den gewünschten Weg verläuft.
Schicht 19 vom N-Typ über den in bezug auf diesen Es sind verschiedene bekannte Verfahren ange-Eingang in Vorwärtsrichtung vorgespannten Über- wendet worden, um den Halbleiterkörper zu ergang 16 verlaufen muß. Das Signal tritt daher am io zeugen, aus dem die Anordnung gemäß der Erfin-Ausgang 17 als negativer Impuls auf. Der Über- dung hergestellt wird. Beispielhaft sind hierfür Aufgang S, der in bezug auf den negativen Eingang in dampfungsverfahren, durch die ein PN-Übergang umgekehrter Richtung vorgespannt ist, dient infolge- hergestellt wird, und Diffusionsverfahren, durch die dessen dazu, als Sperrtor für den durchfließenden Fremdstoffe vom einen Leitfähigkeitstyp in einen Strom zu wirken. Die Nut 8 dient dazu, den Strom- 15 zonenweise gereinigten oder nach Czochralski fluß über die Schicht 19 vom N-Typ von dem Rest gezogenen Halbleiterkristall vom entgegengesetzten der Anordnung zu isolieren, und gestattet nur einen Leitfähigkeitstyp eindiffundiert werden. Welche Stromfluß in die Schicht 19 vom N-Typ des Über- Methode auch angewandt wird ■— es ist in jedem ganges 4. Die Nut 11 verhindert, daß der negative Falle die Arbeitscharakteristik des durch ein ge-. Impuls irgendwie weiter fließen kann als bis zu der ao gebenes Verfahren erzeugten Überganges zu bedurch den Übergang 4 dargestellten Diode. Die Nut denken. Besonders bezeichnend ist in dieser Hinsicht 12 dient bei dieser Phase des Zyklus zum Isolieren der Spitzenumkehrspannungswert, der den Übergang des Ausganges 17 gegenüber dem Eingang 16. kennzeichnet. Da der erfolgreiche Betrieb der Anord-Wenn der Zyklus am Wechselstromeingang sich nung gemäß der Erfindung in hohem Maße abhänderart umkehrt, daß nunmehr der negative Impuls 25 gig ist von der Benutzung in Gegenrichtung vorgeam Eingang 16 liegt, so läßt sich feststellen, daß der spannter Übergänge, um die verschiedenen Teile der Stromfluß in dem durch die Schicht 20 vom N-Typ Vorrichtung voneinander zu trennen, ist es für den gebildeten Weg verläuft, wobei es möglich ist, daß Sachkundigen ohne weiteres ersichtlich, daß der der Übergang 5 in bezug auf diesen Eingang in Vor- Spitzenkehrspannungswert der Dioden die gleichzuwärtsrichtung vorgespannt ist. Der Stromfluß ver- 30 richtende Spannung übersteigen muß. Es sollte daher läuft weiter über den Übergang 5 durch die Schicht im Hinblick auf die letzten Erfordernisse der end-21 vom P-Typ und tritt am Ausgang 17 als negatives gültigen Anordnung ein Verfahren gewählt werden, Signal in Erscheinung. Die Nut 11 trennt die Schicht das bei der Erzeugung von PN-Übergängen verschie-20 von der N-Schicht, welche die durch den Über- dener PIVs beweglich ist. Es können verschiedene gang 4 dargestellte Diode umfaßt. Der Übergang 7 35 Verfahren für diesen Zweck angewendet werden, wirkt als Sperrtor für den negativen Impuls bei 16 von denen eines nachstehend beschrieben wird,
auf Grund ihrer gegenüber diesem Impuls umge- Es wird zunächst ein einzelner Kristallkern aus kehrten Vorspannung. Die Nut 13 verhindert einen Silizium in einer geeigneten Reaktionskammer ange-Stromfluß von der Schicht 20 und isoliert den Aus- ordnet, die mit Ein- und Auslaßstutzen für Reakgang 18 gegen diese. Die Nut 14 dient zum Isolieren 40 tionsgase versehen ist. Nach der hier gegebenen Darder Eingänge 15 und 16 voneinander. Es zeigt sich stellung ist der Siliziumkern nach der [lll]-Ebene also, daß unabhängig von der Polarität des Ein- ausgerichtet, wenngleich der Kern auch irgendeine gangssignals an den Eingängen 15 oder 16 die Aus- andere Kristallorientierung haben und sogar polygangspolarität am Ausgang 17 stets negativ ist. Um- kristallin sein kann. Da aber die Betriebseigenschafgekehrt ist der Ausgang 18 stets positiv gegenüber 45 ten von Halbleiteranordnungen verbessert werden, dem Ausgang 17, unabhängig von den zyklischen wenn das Material einkristallin ist, werden seitens Änderungen an den Eingängen 15 und 16. der Industrie Anordnungen vorgezogen, die aus solin Fig. 2 ist ein elektrischer Stromkreis (Ersatz- chem Material hergestellt sind; dies ist daher in der schaltbild) gezeigt, welcher analog der in Fi g. 1 ge- nachfolgenden Beschreibung vorausgesetzt,
zeigten Vorrichtung entspricht. Die verschiedenen 50 Es ist eine elektrische Energiequelle an den SiIi-Dioden sind getrennt und als getrennt wirkende ziumkem angeschlossen, um den Stromdurchgang zu Komponente dargestellt, aber die Bezifferung von ermöglichen und so den Kern durch Widerstands-Fig. 1 ist beibehalten. Der Stromfluß aus einer Ein- wärme zu erhitzen. Der Kern wird zunächst auf eine gangsquelle, wie beispielsweise einem Transformator Temperatur von etwa 1250° C aufgeheizt und eine oder einer sonstigen Wechselstromquelle, kann in 55 Wasserstoffströmung für eine Dauer von etwa 30 Miähnlicher Weise verfolgt werden, wie dies bei der nuten darüber geleitet.
Anordnung gemäß F i g. 1 möglich ist, Es zeigt sich Danach wird eine Menge einer zersetzbaren dampfalso, daß, wenn der negative Impuls eines Wechsel- förmigen Quelle von Siliziumatomen, wie z. B. stromzyklus am Eingang 15 auftritt, der in Vorwärts- Silicochloroform, in die Reaktionskammer neben richtung vorgespannte Übergang 4 den Stromdurch- 60 einer Menge von Wasserstoff als Trägergas eingang zum Ausgang 17 ermöglicht, während der um- geführt. Die gasförmige Mischung, welche etwa 240 g gekehrt vorgespannte Übergang 8 als Sperrtor für Silicochloroform pro Stunde in etwa 330 l/h von den Stromfluß zum Ausgang 18 wirkt. Der in bezug Wasserstoff enthält — es ist dies eine bevorzugte auf diesen Eingang in umgekehrter Richtung vorge- Zusammensetzung für das Ziehen von Einspannte Übergang 5 dient zum Isolieren des positiven 65 kristallen —, wird nun auf den Einkristallkern auf-Eingangsleiters 16 von dem negativen Eingangsleiter treffen gelassen, der auf einer Temperatur von 1150 15. In Ähnlicher Weise erlaubt, wenn der Zyklus bis 1250° C gehalten wird. Dies wird für eine umgekehrt ist und der negative Eingang bei 16 genügend lange Zeit fortgesetzt, um auf dem Kern

Claims (1)

  1. 7 8
    einen polygonal gestalteten Niederschlag von SiIi- endigt. Die äußersten Teile dieser Zonen bestehen zium zu bilden. Dies tritt ein, wenn das befreite SiIi- aus einer Schicht vom P-Typ und einer Schicht vom zium aus der thermisch zersetzten Mischung sich auf N-Typ, deren Eigenschaften durch die Menge von dem Einkristallkern in der Form von dessen Kristall- Fremdstoffatomen bestimmt sind, die in der zersetzgitteraufbau niederschlägt. Auf Grund der wahren 5 baren Gasquelle vorhanden ist, welche bei dem AufNatur von einkristallinem Silizium bildet ein aus dampfungsprozeß benutzt wird. Wenn die Schichten Dampf niedergeschlagener Körper hiervon einen vom P-Typ und vom N-Typ die vorstehend angehexagonalen Querschnitt, wenn der darunterliegende gebenen Eigenschaften haben, so weist ein durch Einkristallkern nach der mit 111 bezeichneten Art diese Schichten gebildeter Übergang einen PIV von ausgerichtet ist. Wenn der Ausgangskern in einer io etwa 1000 Volt auf.
    anderen Form ausgerichtet ist, nimmt eine darauf Der hexagonal geformte Siliziumstab, der gemäß
    aufgedampfte Einkristallschicht eine andere poly- dem vorstehenden Vorgang gebildet ist, kann dann
    gonale Form an, je nach der Art der Kristallorien- zur Verwendung als Vollweggleichrichter gemäß der
    tierung. Erfindung dadurch passend gemacht werden, daß
    Nachdem die gewünschte Form erhalten wurde, 15 eine Kontaktplatte von geeigneter Dicke davon abge-
    wird der Gasstrom so eingestellt, daß er einen nach schnitten wird. Eine passende Dicke hierfür ist die
    Menge und Art vorbestimmten Fremdstoff enthält, von der Größenordnung eines Millimeters. Das Ab-
    derart, daß eine anschließend aus einer solchen schneiden kann auf an sich bekannte Weise erfolgen,
    Quelle aufgebrachte oder aufgedampfte Silizium- beispielsweise mittels einer Diamantsäge; es wird in
    schicht eine gewünschte Menge von Fremdstoffato- 20 einer Richtung seitlich zur Längsachse des Stabes
    men aufweist. Es ist damit zu rechnen, daß sowohl ausgeführt.
    die Menge als auch die Art der Fremdstoffatome, die Der innere Teil der Kontaktplatte, d. h. der Kern dem Gasstrom zugeführt werden, den spezifischen und die erste aufgebrachte Siliziummenge wird dann Widerstand und den Leitfähigkeitstyp des sich er- vorzugsweise von der Kontaktplatte etwa durch Ab-. gebenden Siliziumauftrags bestimmen. Daher müssen 25 schneiden entfernt, z. B. so, daß nur die letzten zwei an dieser Stelle die Betriebseigenschaften und der aufgebrachten Schichten und der durch diese gebil-Endzweck, für welche der herzustellende Vollweg- dete Übergang zurückbehalten wird. Dieser Schritt. gleichrichter vorgesehen sein soll, bedacht werden. ist nicht kritisch, wenn der innere Teil einen ge- . Bei dem hier beschriebenen Verfahren wird ge- nügend hohen spezifischen Widerstand hat, um eine nügend Bortrichlorit zu dem Gasstrom zugeführt, 30 unerwünschte elektrische Kontinuität zwischen den um etwa 3 · IO1* Träger pro Kubikzentimeter SiIi- verschiedenen Teilen der äußeren Schichten zu verzium zu bilden. Dies ergibt eine anschließend aufge- hindern, jedoch ist die Entfernung des inneren Teiles dampfte Siliziumschicht vom P-Leitfähigkeitstyp und insofern vorteilhaft, als dessen Abwesenheit eine einen spezifischen Widerstand von etwa 50 Ohm cm. bessere Wärmeableitung während des Betriebes des Der mit Fremdstoff beladene zersetzbare Gasstrom 35 Gleichrichters ermöglicht. Es werden dann Nuten wird dann für eine Dauer von etwa 15 Minuten zur in die vorbereitete Kontaktplatte eingeschnitten oder Berührung mit dem einkristallinen Siliziumkern ge- -geätzt und Ein- und Ausgangsleitungen derart an ihr bracht. Es ergibt sich eine Siliziumschicht vom P-Typ befestigt, daß verschiedene Teile der endgültigen mit einer Dicke von etwa 0,075 mm, die der ein- Anordnung voneinander, wie oben beschrieben, gekristallinen Struktur der darunterliegenden, vorher 40 trennt werden. Auf diese Weise wird ein Vollwegniedergeschlagenen, hexagonalen geformten Schicht gleichrichter erhalten, der einen PN-Übergang mit angepaßt ist. einem PIV von etwa 1000 Volt enthält.
    Nach dem Aufbringen der Schicht vom P-Typ Es wurde somit eine neuartige Anordnung für die wird die Einführung des Bortrichlorit in die Gas- Verwendung als Vollweggleichrichter beschrieben, Strömung fortgesetzt und die Zusammensetzung der 45 wie sie für verschiedene Zwecke der Elektrotechnik Gasströmung dann so eingestellt, daß sie eine vor- verwendet werden kann. Die Beschreibung erfolgte bestimmte Menge von Fremdstoffatomen vom an Hand einer hexagonal geformten Siliziumkontakt-N-Leitfähigkeitstyp enthält. Eine geeignete Quelle platte als Ausgangskörper für die Zubereitung einer von solchen Fremdstoffatomen ist Phosphortrichlorit. Anordnung, gemäß der Erfindung; es ist jedoch auch Es wird genügend PCl3 in den vorstehend genannten 50 möglich, einen Halbleiterkörper irgendeiner belie-; Gasstrom eingeführt, so daß etwa 9 ■ 1013 Träger bigen Form mit einem geschlossenen kontinuier- : pro Kubikzentimeter Silizium in der anschließend liehen PN-Übergang der hier beschriebenen Behandaufgebrachten Siliziumschicht vorhanden sind. Die lung zu unterwerfen. Außerdem kann der arbeitsthermische Zersetzung dieser Gasströmung kann fähige Teil der Vorrichtung gemäß der Erfindung dann etwa 30 Minuten lang andauern, und es ent- 55 auch Zonen niedrigen spezifischen Widerstandes besteht daraus ein Einkristallniederschlag von Silizium nachbart zu jeder Schicht enthalten, um das Anlöten vom N-Typ, der etwa 0,150 mm dick ist, einen der Ein- und Ausgangsleitungen zu beschleunigen spezifischen Widerstand von 38 Ohm cm hat und sich und zu erleichtern. So kann jede Schicht eine Nachin seinem Aufbau der darunterliegenden, vorher barschicht von gleicher Leitfähigkeit, aber einem niedergeschlagenen Siliziumschicht vom P-Typ an- 60 spezifischen Widerstand im sogenannten »Plus«-. paßt. Bereich aufweisen, ohne den Betrieb der Anordnung
    Als Ergebnis der Ausführung dieses Verfahrens zu beeinträchtigen, vorausgesetzt, daß die Hauptentsteht ein hexagonal geformter, einkristalliner, auf- prinzipien der vorliegenden Erfindung angewendet gedämpfter Körper aus Silizium, der einen anfäng- werden.
    liehen Kern aus Siliziumkristall aufweist, auf dem 65 Patentansprücheeine Menge von einkristallinem Silizium niedergeschlagen ist, das sich radial dazu erstreckt und 1. Als Halbleiter-Festkörperschaltkreis ausgein im wesentlichen hexagonal angeordneten Zonen bildete integrierte Graetz-Gleichrichteranordnung,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein im Querschnitt als regelmäßiges Sechseck ausgebildeter Halbleiterhohlkörper bzw. -hohlzylinder Verwendung findet, bei dem ein PN-Übergang etwa parallel zu seinen Mantelflächen verläuft, daß an jeder Ecke des Sechsecks abwechselnd auf der Innen- bzw. auf der Außenseite sich durch eine Zone und den PN-Übergang hindurch erstreckende Einschnitte derart angebracht sind, daß ein Stromfluß über die PN-Übergänge erfolgt, wobei die Wechselstromemgangselektroden auf zwei gegenüberliegenden Stirnseiten des Sechsecks auf den PN-Übergängen angebracht
    10
    sind und die Gleichstrom-Ausgangselektroden auf der den Eingangselektroden benachbarten, durch Einschnitt getrennten Innen- und Außenseite des Sechsecks angeordnet sind.
    2. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper aus einkristallinem Silizium mit [lll]-Kristallorientierung besteht.
    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Deutsche Patentschrift Nr. 1134489;
    französische Patentschrift Nr. 1289 687.
    Bei der Bekanntmachung der Anmeldung ist ein Prioritätsbeleg ausgelegt worden.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
    609 729/326 11.66 © Bundesdruckerei Berlin
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4946800A (en) * 1965-09-28 1990-08-07 Li Chou H Method for making solid-state device utilizing isolation grooves
US3509446A (en) * 1968-05-31 1970-04-28 Gen Electric Full-wave rectifying monolithic integrated circuit
DE1916555A1 (de) * 1969-04-01 1971-03-04 Semikron Gleichrichterbau Halbleiter-Gleichrichter-Anordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung
US4170021A (en) * 1977-12-22 1979-10-02 Western Electric Company, Inc. Electronic article with orientation-identifying surface shape
US4253280A (en) * 1979-03-26 1981-03-03 Western Electric Company, Inc. Method of labelling directional characteristics of an article having two opposite major surfaces
US4278985A (en) * 1980-04-14 1981-07-14 Gte Laboratories Incorporated Monolithic integrated circuit structure incorporating Schottky contact diode bridge rectifier
US20040144999A1 (en) * 1995-06-07 2004-07-29 Li Chou H. Integrated circuit device
US7118942B1 (en) 2000-09-27 2006-10-10 Li Chou H Method of making atomic integrated circuit device
US20100276733A1 (en) * 2000-09-27 2010-11-04 Li Choa H Solid-state circuit device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1289687A (fr) * 1960-03-31 1962-04-06 Merck & Co Inc Matière semi-conductrice et son procédé de fabrication

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2459787A (en) * 1949-01-25 Metal rectifier bridge
US2655625A (en) * 1952-04-26 1953-10-13 Bell Telephone Labor Inc Semiconductor circuit element
US2875505A (en) * 1952-12-11 1959-03-03 Bell Telephone Labor Inc Semiconductor translating device
US3159780A (en) * 1961-06-19 1964-12-01 Tektronix Inc Semiconductor bridge rectifier

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1289687A (fr) * 1960-03-31 1962-04-06 Merck & Co Inc Matière semi-conductrice et son procédé de fabrication

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