DE1233495B - Verfahren zum Herstellen von Tunneldioden - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Tunneldioden

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DE1233495B
DE1233495B DE1961N0019648 DEN0019648A DE1233495B DE 1233495 B DE1233495 B DE 1233495B DE 1961N0019648 DE1961N0019648 DE 1961N0019648 DE N0019648 A DEN0019648 A DE N0019648A DE 1233495 B DE1233495 B DE 1233495B
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indium
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Application number
DE1961N0019648
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English (en)
Inventor
Yoshitaka Furukawa
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
HOIl
Deutsche Kl.: 21 g -11/02
Nummer: 1233 495
Aktenzeichen: N19648 VIII c/21 g
Anmeldetag: 24. Februar 1961
Auslegetag: 2. Februar 1967
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Tunneldioden.
Bei Tunneldioden hängen die Eigenschaften vor allen Dingen von dem Verfahren ab, nach welchem der p-n-Übergang hergestellt ist. Je dünner die Übergangszone ist, um so leichter entwickelt sich der Tunneleffekt. Um daher eine Tunneldiode mit guten Betriebseigenschaften zu schaffen, ist es erforderlich, eine möglichst dünne Übergangszone zu bilden, damit die elektrische Feldstärke in derselben so groß wie möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dessen Anwendung die Charakteristik einer Tunneldiode verbessert wird, d. h. im wesentlichen, daß das Verhältnis des Maximalstromes (Höckerstrom) zum Minimalstrom (Talstrom) vergrößert wird. Hierbei kommt es darauf an, einen möglichst steilen p-n-Übergang zwischen den beiden verschieden dotierten Halbleiterstoffen zu schaffen. =">
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen von Tunneldioden, indem auf die Oberfläche eines η-leitenden Halbleiterkörpers ein Indium und Gallium enthaltendes Legierungskügelchen aus vom Halbleitermaterial abweichendem Material aufgelegt und mittels eines Heizstoßes einlegiert wird, und löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der zu legierende Teil der Oberfläche des Halbleiterkörpers vor dem Auflegen des Kügelchens mit Indium plattiert wird.
Es ist bereits bekannt, Indium für Zwischenschichten zu verwenden. Dies geschieht jedoch nur zu dem Zweck, Benetzungsschwierigkeiten zu beseitigen. Dieses Problem ist jedoch beim Erfindungsgegenstand von untergeordneter Bedeutung.
Vorzugsweise wird das Kügelchen am freien Ende eines Leitungsdrahtes gehalten.
Dabei ist es günstig, daß derjenige Teil des Leitungsdrahtes, an welchem das Kügelchen gehalten wird, gemeinsam mit dem vorbehandelten Halbleiter erhitzt wird, daß auf die Legierungszone ein Flußmittel aufgebracht wird und daß das Aufheizen in einer Vorrichtung oder mit Werkzeugen geringer Wärmekapazität während einer kurzen Zeitdauer ausgeführt wird. '
Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Durchführungsbeispiel ergänzend beschrieben.
F i g. 1 veranschaulicht das Verfahren nach der Erfindung;
F i g. 2 zeigt den Zeit-Temperatur-Verlauf bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung; Verfahren zum Herstellen von Tunneldioden
Anmelder:
Nippon Telegraph and Telephone
Public Corporation, Tokio
Vertreter:
Dipl.-Ing. S. Staeger und Dr.-Ing. H. Fincke,
Patentanwälte, München 5, Müllerstr. 31
Als Erfinder benannt:
Yoshitaka Furukawa, Tokio
Beanspruchte Priorität:
Japan vom 24. Februar 1960 (5363, 5365)
F i g. 3 zeigt die Charakteristik einer gemäß der Erfindung hergestellten Tunneldiode.
Gemäß F i g. 1 wird ein Teil der Oberfläche eines Halbleiters 1 zunächst einmal mit einem Metall, wie Indium, plattiert. Darauf wird ein Leitungsdraht 4, der an seinem Ende ein »Kügelchen« aus Gallium enthaltendem Indium aufweist, mit dem genannten plattierten Oberflächenteil des Halbleiters 1 in Berührung gebracht, so daß eine geringe Menge eines Flußmittels, ζ. B. Milchsäure, der Berührungsstelle zugegeben wird. Die auf diese Weise in Berührung stehenden Teile werden nunmehr mittels einer bei 5 angedeuteten Heizvorrichtung geringer Wärmekapazität während einer Zeitdauer von 10 bis 30 Sekunden auf eine Temperatur zwischen 300 und 400° C gebracht. Hierdurch legiert der Halbleiter 1 innerhalb einer sehr kurzen Zeitdauer. Anschließend wird dann die Oberfläche des Halbleiters mittels Säuren od. dgl. geätzt.
Bei der Durchführung des vorstehend beschriebenen Legierungsverfahrens kommen keine Werkzeuge oder Vorrichtungen zur Anwendung, die aus Kohle od. dgl bestehen und eine hohe Wärmekapazität aufweisen, so wie es bei den bisher bekannten Verfahren der Fall ist. Da außerdem die Legierungszeit nur sehr kurz ist, wird die Möglichkeit ausgeschaltet,
709 507/297
daß während des »Legierungsvorganges die Breite oder Ausdehnung des Übergangs infolge Diffusion der Verunreinigungen einen verhältnismäßig großen Wert einnimmt, so daß der gewünschte steile p-n-Übergang vorliegt.
Wenn eine Tunneldiode nach dem vorstehenden erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird, dann liegt für dieselbe ein besonders hohes Verhältnis der Werte des Maximalstromes gegenüber dem Minimalstrom vor.
Aus F i g. 2 ist ersichtlich, wie gemäß der Kurve a das Aufheizen und Abkühlen bei dem Verfahren nach der Erfindung erfolgt. Um den Gegensatz zu den bekannten Verfahren deutlich zu machen, wurde als Kurve b der Temperaturverlauf bei Anwendung üblicher Verfahren aufgetragen, mit welchen Transistoren allgemein hergestellt worden sind. In diesem Fall wird während einer bestimmten Zeitdauer die B ehandlungs tempera tür auf einem vorbestimmten Wert gehalten, so daß die in der Kurve α vorhandene Spitze nicht vorhanden ist. Bei dem Verfahren nach der Erfindung ist die Eindringgeschwindigkeit von Indium in einen Halbleiter, z. B. Germanium, größer als die Diffusion von Indium im Germanium während des Heizvorganges. Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird daher eine Indiumdiffusion vermieden. Da nach dem Aufheizen unmittelbar abgekühlt wird, wird auch eine Diffusion während des Abkühlens unterbunden.
Das vorstehend erläuterte Verfahren nach der Erfindung ermöglicht daher in idealer Weise die Herstellung eines steilen p-n-Überganges. Die Vergrößerung des Verhältnisses zwischen Maximal- und Minimalstrom hängt naturgemäß von dem jeweils benutzten Grundverfahren ab. In diesem speziellen Fall erhält das Verhältnis des Maximalstromes zum Minimalstrom einen mittleren Wert von sieben (F i g. 3).

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von Tunneldioden, indem auf die Oberfläche eines n-leitenden Halbleiterkörpers ein Indium und Gallium enthaltendes Legierungskügelchen aus vom Halbleitermaterial abweichendem Material aufgelegt und mittels eines Heizstoßes einlegiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zu legierende Teil der Oberfläche des Halbleiterkörpers vor dem Auflegen des Kügelchens mit Indium plattiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kügelchen am freien Ende eines Leitungsdrahtes gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Teil des Leitungsdrahtes, an welchem das Kügelchen gehalten wird, gemeinsam mit dem vorbehandelten Halbleiter erhitzt wird, daß auf die Legierungszone ein Flußmittel aufgebracht wird und daß das Aufheizen in einer Vorrichtung oder mit Werkzeugen geringer Wärmekapazität während einer kurzen Zeitdauer ausgeführt wird.
as In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 027 325,
635;
britische Patentschriften Nr. 751408, 873 484;
französische Patentschriften Nr. 1109 535,
1163 048;
»Nachrichtentechnische Fachberichte«, 1, Beih. der NTZ, Nachdruck 1957, S. 31/32;
»Transistor Technology«, Vol. Ill, S. 182/183;
»Proc. IRE«, 1952, S. 1341/1342;
»RCA-Review«, Bd. 17, März 1956, S. 37 bis 45; »IRE Wescon Convention Record«, 1959, Teil 3, S. 12/13.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 507/297 1.67
Bundesdruckerei Berlin
DE1961N0019648 1960-02-24 1961-02-24 Verfahren zum Herstellen von Tunneldioden Pending DE1233495B (de)

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