DE1514911C

DE1514911C - Controllable semiconductor component

Info

Publication number: DE1514911C
Application number: DE19651514911
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl.-Phys. Dr. 7100 Heilbronn Dahlberg
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1965-12-24
Filing date: 1965-12-24
Publication date: 1973-03-15

Description

Die Erfindung betrifft ein steuerbares Halbleiterbauelement. The invention relates to a controllable semiconductor component.

Bei Tunneldioden wird bekanntlich ein wellenmechanisches Phänomen, der sogenannte Tunneleffekt technisch ausgenutzt. Diesem Effekt liegt zugrunde, daß eine Materiewelle niedriger Energie dann Potentialschwellen höherer Energie durchdringen kann, wenn die Potentialschwelle hinreichend schmal ist. Diese Voraussetzung wird bei Tunneldioden dadurch geschaffen, daß der verwendete Halbleiterkörper beiderseits der Sperrschicht sehr stark mit Fremdatomen dotiert ist. Dadurch wird die Raumladungszone zwischen der n⁺- und der p+-Zone extrem dünn. Außerdem wird die obere Valenzbandgrenze der einen Zone auf oder über die untere Leitungsbandgrenze der anderen Zone gehoben. Dadurch kann eine große Zahl von Ladungsträgern vom Leitungsband der einen Zone in das Valenzband der anderen Zone oder auf dem umgekehrten Weg tunneln und damit einen Beitrag zu dem die Diode durchfließenden Strom liefern.In the case of tunnel diodes, it is known that a wave-mechanical phenomenon, the so-called tunnel effect, is used technically. This effect is based on the fact that a matter wave of lower energy can penetrate potential thresholds of higher energy if the potential threshold is sufficiently narrow. In the case of tunnel diodes, this requirement is created in that the semiconductor body used is very heavily doped with foreign atoms on both sides of the barrier layer. This makes the space charge zone between the n ⁺ and p + zones extremely thin. In addition, the upper valence band limit of one zone is raised to or above the lower conduction band limit of the other zone. As a result, a large number of charge carriers can tunnel from the conduction band of one zone into the valence band of the other zone or the other way around and thus make a contribution to the current flowing through the diode.

Ist die Störstellenkonzentration so groß, daß sich der entartete Zustand einstellt, so wird beim Anlegen einer zunächst niederen Flußspannung an die Tunneldiode die durch die hohe Dotierung der Halbleiterzonen bereitgestellte große Anzahl von Ladungs-If the concentration of impurities is so great that the degenerate state occurs, then when applying an initially low forward voltage to the tunnel diode due to the high doping of the semiconductor zones provided large number of cargo

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trägern abgeschöpft. Das heißt also, daß mit zurieh- an der ein Elektronenstrom vom thermoelektrisch mender Flußspannung der durch die Tunneldiode negativen zum thermoelektrisch positiven Material fließende Strom zunächst sehr stark bis zu einem fließt. Fließt der Elektronenstrom in der umgekehrten Maximum, bei der sogenannten Höckerspannung, an- Richtung, so ergibt sich eine Erwärmung an dieser steigt. Mit weiter wachsender Flußspannung wird den 5 Kontaktstelle. Dieser Effekt ist leicht zu verstehen, Ladungsträgern das Durchtunneln des Potential- wenn man berücksichtigt, daß aus einem Material, berges zwischen Valenz- und Leitungsband erschwert, das eine negative Berührungsspannung gegen ein und der Strom fällt wieder bis zu einem Minimum bei zweites Material hat, Elektronen nur unter Arbeitsder sogenannten Talspannung ab. Die fallende Kenn- leistung in das zweite Material gelangen können! linie in diesem Spannungsbereich stellt einen negati- io Diese Arbeit wird als thermische Energie dem Gitven Widerstand der Diode dar. Von der Talspan- ter entzogen, und an dieser Kontaktstelle tritt eine nung aus steigt der Diodenflußstrom auf Grund der. Abkühlung ein. Fließt ein Elektronenstrom jedoch Diffusions- und Rekombinationsvorgänge mit wach- von einem ersten Material, dessen Berührungsspansender Spannung exponentiell an. nung gegen ein zweites Material positiv ist, in dascarriers skimmed off. That means that with it an electron flow from the thermoelectric changing forward voltage of the negative to the thermoelectrically positive material through the tunnel diode flowing current initially flows very strongly up to one. The electron flow flows in the opposite direction Maximum, at the so-called hump tension, in the direction, this results in heating increases. As the flow voltage continues to grow, the 5 contact point. This effect is easy to understand Charge carriers tunneling through the potential - if one takes into account that a material mountain between the valence and conduction band makes it difficult for a negative contact voltage against a and the current drops again to a minimum when the second material has electrons only under working so-called valley tension. The falling performance can get into the second material! line in this voltage range represents a negative io This work is called thermal energy the Gitven Resistance of the diode. Removed from the valley spant, and at this contact point a voltage increases the diode flow current due to the. Cooling down. However, a stream of electrons does flow Diffusion and recombination processes with awake from a first material, its contact transmitter Voltage increases exponentially. is positive against a second material in which

Es sind bereits aus den deutschen Auslegeschriften 15 zweite, so wird Arbeit frei, die Elektronen werden 1067531, 1067 833 und 1080 690 sowie aus der schneller. Durch Zusammenstöße mit dem Gitter britischen Patentschrift 953 339 Kombinationen von geben diese Elektronen ihre Energie wieder bald ab,. Gleichrichtern oder Transistoren mit Peltierelemen- d.h., diese Kontaktstelle erwärmt sich. Aus der ten bekannt, bei denen die kalte Kontaktstelle des heißen Kontaktstelle treten also sogenannte »heiße Peltierelementes zum Zwecke der Kühlung mit den ao Elektronen« aus. Ist der Weg, den die »heißen Elekgenannten Halbleiterbauelementen gekoppelt ist. Bei tronen« bis zum pn-übergang der Tunneldiode zudiesen bekannten Anordnungen liegt jeweils ein voll- rückzulegen haben, klein, so ist die Wahrscheinlichständiges Peltierelement und ein vollständiges Halb- keit, daß sie bis zur· Potentialschwelle am pn-Über-Ieiterbauelement vor, die zur Anwendung der Kühl- gang gelangen und in die andere Halbleiterzone der wirkung des Peltierelementes miteinander in Beruh- 25 Tunneldiode abgezogen werden, relativ groß. Hierrung oder in Verbindung gebracht werden. mit ist die Möglichkeit geboten, mittels heißer Elek-There are already 15 second documents from the German edition, so work becomes free and electrons become 1067531, 1067 833 and 1080 690 as well as from the faster. By colliding with the grille British patent 953 339 combinations of these electrons give up their energy again soon. Rectifiers or transistors with Peltier elements - i.e. this contact point heats up. From the th known, in which the cold contact point of the hot contact point occur so-called »hot Peltier element for the purpose of cooling with the ao electrons «. Is the way that the "hot elek call." Semiconductor components is coupled. With tronen «up to the pn junction of the tunnel diode Known arrangements each have to be completely covered, small, so the probability of a constant Peltier element and a complete half-measure that it can reach the potential threshold at the pn-over-conductor component before, which are used in the cooling aisle and in the other semiconductor zone of the Effect of the Peltier element with each other in Beruh- 25 tunnel diode are subtracted, relatively large. Defeat or be associated. with the option of using hot elec-

Ferner werden unter »heißen Elektronen« — wie tronen den Strom durch eine Tunneldiode zu steuern, dem Artikel »Heiße Elektronen für elektronische Dabei ist besonders an eine Steuerung in dem zwi-Bauelemente«, erschienen in der Zeitschrift »Radio sehen Hocker- und Talspannung liegenden Bereich, mentor«, Bd. 28, 1962, Nr. 10, S. 822 und 824, ent- 30 also dem Bereich eines negativen Widerstandes genommen werden kann — Elektronen verstanden, dacht.Furthermore, under "hot electrons" - like trons to control the current through a tunnel diode, the article "hot electrons for electronic devices", published in the magazine »radio see stool and valley tension lying area, mentor ”, Vol. 28, 1962, No. 10, pp. 822 and 824, thus taken from the area of negative resistance can be understood - electrons, thought.

deren Energie über derjenigen liegt, die dem Tempe- Um dem Peltierelement einen hohen Wirkungsgradwhose energy is above that which gives the temperature to the Peltier element a high degree of efficiency

raturgleichgewicht entspricht. Dies bedeutet, daß die zu verleihen, darf die zwischen den beiden thermo-equilibrium corresponds to. This means that the lend may be the difference between the two thermo-

»heißen Elektronen« nicht im thermischen Gleich- elektrisch gleichartigen Teilen des zweiten Schenkels“Are not called electrons” in the thermal direct-electrically similar parts of the second leg

gewicht mit ihrer Umgebung stehen. 35 des Peltierelementes angelegte Spannung einen be-weight with their surroundings. 35 of the Peltier element applied voltage a

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den stimmten Wert nicht überschreiten. Dabei ist zu be-The invention is based on the object of not exceeding the correct value. It is important to

Peltiereffekt zur Steuerung des Flußsfromes einer achten, daß die nutzbare Kälte- bzw. WärmeleistungPeltier effect to control the flow of the river one mind that the usable cold or heat output

Tunneldiode auszunutzen. Das Peltierelement soll eines Peltierelements durch zwei unvermeidbareExploit tunnel diode. The Peltier element is intended to be one of two unavoidable Peltier elements

also hier nicht zu Kühlzwecken dienen, sondern mit Effekte vermindert wird. Ist der elektrische Wider-So here it is not used for cooling purposes, but is reduced with effects. Is the electrical resistance

der Tunneldiode zu einem steuerbaren Halbleiterbau- 40 stand des Stromkreises R, so entsteht bei einemthe tunnel diode to a controllable semiconductor component 40 of the circuit R, so arises in one

element vereinigt werden, bei dem zur Steuerung des fließenden Strom/ die Joulsche Wärme/?/², die jeelement to be united, in which to control the flowing current / the Joule heat /? / ² , which ever

Diodenstromes heiße, aus dem Peltierelement inji- zur Hälfte zur kalten und zur warmen KontaktstelleThe diode current is hot, from the Peltier element half to the cold and half to the warm contact point

zierte Elektronen verwendet werden sollen. fließt. Außerdem fließt ein Wärmestrom von der war-ornamental electrons should be used. flows. In addition, a heat flow flows from the war-

Diese Aufgabe wird bei einem steuerbaren Halb- men zur kalten Kontaktstelle. Beide Effekte sind beleiterbauelement erfindungsgemäß dadurch gelöst, 45 strebt, den Temperaturunterschied zwischen den beidaß es aus einer Kombination einer Tunneldiode mit den Kontaktstellen auszugleichen. Differenziert man einem Peltierelement besteht, bei der die eine Halb- die Gleichung, die auf Grund der angegebenen Efleiterzone der Tunneldiode gleichzeitig den ersten fekte das Verhalten des Peltierelementes beschreibt, Schenkel des Peltierelementes bildet und der zweite so ergibt sich, daß der maximale Temperaturunter-Schenkel des Peltierelementes aus zwei voneinander 50 schied zwischen den beiden Kontaktstellen dann ergetrennten Teilen besteht, die die den ersten Sehen- zielt wird, wenn die Peltierspannung zwischen die kel des Peltierelementes bildende Halbleiterzone beiden Kontaktstellen gelegt wird. Unter Peltierspansperrschrittfrei kontaktieren, und daß die den ersten nung, die in der Literatur auch oft als Peltierkoeffi-Schenkel des Peltierelementes bildende Halbleiter- zient bezeichnet wird, versteht man das Produkt aus zone so dünn bemessen ist, daß bei Anlegen einer 55 Thermokraft (das ist diejenige Spannung, die an Spannung an die zwei Teile des zweiten Schenkels einem Thermoelement bei einem Grad Temperaturdes Peltierelementes einer von ihnen Elektronen, die unterschied zwischen den Kontaktstellen auftritt) mulnicht in thermischem Gleichgewicht mit ihrer Um- tipliziert mit der absoluten Temperatur in Grad KeI-gebung stehen, durch die den ersten Schenkel des vin, bei der das Peltierelement betrieben wird. Wird Peltierelementes bildende Halbleiterzone hindurch in 60 an das Peltierelement eine Spannung angelegt, die die andere Halbleiterzone der Tunneldiode injiziert gleich der doppelten Peltierspannung ist, so wird der und den Diodenstrom der Tunneldiode steuert. Temperaturunterschied an den beiden KontaktstellenWith a controllable half-meter, this task becomes a cold contact point. Both effects are a component solved according to the invention, 45 seeks to reduce the temperature difference between the two balance it from a combination of a tunnel diode with the contact points. If you differentiate a Peltier element, in which one half the equation, based on the specified Efleiterzone the tunnel diode at the same time describes the first fect the behavior of the Peltier element, Forms legs of the Peltier element and the second so results that the maximum temperature lower leg of the Peltier element from two of each other 50 was then separated between the two contact points Parts, which will be aimed at first seeing when the Peltier voltage is between the kel of the Peltier element forming semiconductor zone is placed both contact points. Stepless under Peltier chip lock contact, and that the first mention, which is often referred to in the literature as the Peltierkoeffi leg of the Peltier element forming semiconductor cient, one understands the product from zone is so thin that when a thermal force is applied (that is the voltage that is applied to Voltage across the two parts of the second leg to a thermocouple at one degree of temperature Peltier element one of them electrons, which difference occurs between the contact points) mulnicht in thermal equilibrium with its multiplied by the absolute temperature in degrees of temperature stand, through which the first leg of the vin, at which the Peltier element is operated. Will A voltage is applied to the Peltier element through the semiconductor zone forming the Peltier element in 60, which the other semiconductor zone injected into the tunnel diode is equal to twice the Peltier voltage, then the and controls the diode current of the tunnel diode. Temperature difference at the two contact points

Der Peltiereffekt besagt, daß beim Anlegen einer Null, da der Peltiereffekt nun ganz von der Joulschen Spannung zwischen die beiden Teile des zweiten Wärme überdeckt wird. Bei dem oben beschriebenen Schenkels, die mit dem ersten Schenkel je eine Kon- 65 steuerbaren Halbleiterbauelement wird man also am taktstelle bilden, sich die eine dieser beiden Kontakt- vorteilhaftesten zwischen die beiden Teile des zweistellen abkühlt, während sich die andere erwärmt. ten Schenkels des Peltierelements die Peltierspannung Eine Abkühlung wird an der Kontaktstelle eintreten, anlegen, da bei dem hierbei fließenden, sogenanntenThe Peltier effect says that when a zero is applied, the Peltier effect is now entirely from Joule Tension between the two parts of the second heat is covered. With the one described above Leg, which is a controllable semiconductor component with the first leg, so on Form the contact point, the one of these two contact points is most advantageous between the two parts of the two points cools down while the other warms up. th leg of the Peltier element is the Peltier voltage A cooling will occur at the contact point, because in this flowing, so-called

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optimalen Strom der Temperaturunterschied und da- tierelements bestehen beispielsweise aus· Gold undoptimal current the temperature difference and datum elements consist for example of · gold and

mit der Wirkungsgrad des Peltierelements am groß- wurden durch Thermokompression auf die n⁺-HaIb-with the efficiency of the Peltier element at the highest, thermocompression to the n ⁺ -HaIb-

ten ist. leiterzone 2 der Tunneldiode aufgebracht. Der Tun-ten is. conductor zone 2 of the tunnel diode is applied. The do-

Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier neldiodenstrom wird vorteilhafterweise in dem Be-The invention is described below on the basis of two neldiode current is advantageously used in the

Ausführungsbeispiele näher erläutert. 5 reich der Kennlinie gesteuert, der zwischen derEmbodiments explained in more detail. 5 controlled by the characteristic curve between the

Fig.il zeigt ein steuerbares Halbleiterbauelement Höckerspannung U₁] und der Talspannung U_T liegt, mit Mesaform, außerdem sind die für den Betrieb Die an die Tunneldiode in Durchlaßrichtung angeerforderlichen Spannungsquellen eingetragen; legte Spannung wird also in der Regel zwischen derFig.il shows a controllable semiconductor component hump voltage U ₁ ] and the valley voltage U _T is, with mesa shape, and the voltage sources required for the operation of the tunnel diode in the forward direction are entered; So put voltage is usually between the

Fig. 2. zeigt zur Veranschaulichung des Steuer- Hocker-und der Talspannung liegen. Wenn der TeilFig. 2 shows to illustrate the control stool and the valley tension lie. If the part

bereiches des steuerbaren Halbleiterelements die io des injizierten Stromes, der in die ρ^f-Halbleiterzonearea of the controllable semiconductor element, the io of the injected current flowing into the ρ ^f semiconductor zone

Kennlinie einer Tunneldiode, und in der Tunneldiode gelangt, multipliziert mit der Span-Characteristic curve of a tunnel diode, and reaches the tunnel diode, multiplied by the voltage

Fig. 3 ist ein zweites steuerbares Halbleiterbau- nung an der Tunneldiode, die von der Spannungselement mit einer Planar-Tunneldiode dargestellt. quelle 5 geliefert wird, größer ist als der gesamte 3 is a second controllable semiconductor structure on the tunnel diode, represented by the voltage element with a planar tunnel diode. source 5 is larger than the whole

Die F i g. 1 zeigt eine Tunneldiode, bestehend aus Steuerstrom multipliziert mit der Spannung zwischen den beiden Halbleiterzonen 1 und 2. Die beiden xs den beiden Teilen 3 und 4 des zweiten Schenkels des Zonen sind so stark mit Fremdatomen dotiert, daß Peltierelements, dann stellt das steuerbare Halbleitersich die Leitungselektronen im entarteten Zustand bauelement ein aktives Bauelement dar.
befinden. Die Halbleiterzone 1 ist p+-dotiert, die In F i g. 3 ist ein steuerbares Halbleiterbauelement Halbleiterzone 2, die den ersten Schenkel des Pel- gezeigt, das als Planarhalbleiterbauelement aufgebaut tierelements bildet, ist mit Elementen aus der V- 20 wurde und dessen beide Teile des zweiten Schenkels Gruppe des Periodischen Systems n⁺-dotiert. So do- des Peltierelements durch Aufdampfen von Leittiert, weist die Tunneldiode, die in Mesaform auf ge- bahnen hergestellt wurden. Zur Herstellung des Halbbaut ist, die bekannte Tunneldiodenkennlinie nach leiterbauelements wurde ein p-*-dotierter Halbleiter-F ig. 2 auf. Zunächst steigt der Strom mit wachsen- körperl mit einer Oxydschicht oder einer anderen der Spannung bis zu einem Strom I_max bei der Hök- 25 isolierenden Schicht versehen, in die ein Fenster zur kerspannung U_H an, sinkt dann mit weiter wachsen- Eindiffusion der n+-Halbleiterzone 2 eingebracht der Spannung auf den Strom I_min bei der Talspan- wurde. Nach erfolgter Diffusion wird die Halbleiternung U_T ab und steigt von hieraus mit wachsender oberfläche in an sich bekannter Weise wieder' mit Spannung wieder exponentiell an. einer Isolierschicht 7 versehen, in die zur Aufbrin-Auf die n+-dotierte Halbleiterzone 2 der Tunnel- 30 gung der beiden Teile 8 und 9 des zweiten Schenkels diode nach Fi g. 1 werden nun die zwei Teile 3 und 4 des Peltierelements ein Fenster eingebracht wird. Die des zweiten Schenkels des Peltierelemerits aufge- beiden thermoelektrisch positiven, als Leitbahnen bracht. Diese Teile 3 und 4 bestehen aus einem Ma- ausgebildeten Teile 8 und 9, die beispielsweise aus terial, das gegenüber der n⁺-Halbleiterzone 2, die Aluminium oder Gold bestehen, werden so aufgeden ersten Schenkel des Peltierelements'bildet, 35 dampft, daß sie mit der n⁺-Halbleiterzone 2 der Tunthermoelektrisch positiv ist. Schaltet maö-iiun zwi- neldiode ein Peltierelement bilden, und auf der Isoschen die beiden Teile 3 und 4 des zweiten Schenkels lierschicht 7 enden, so daß relativ große Flächen für des Peltierelements eine Spannungsquelle 6, deren die Anschlüsse, an denen die für den Betrieb der Spannung vorzugsweise gleich groß wie die Peltier- Tunneldiode erforderlichen Spannungen zugeführt spannung, jedoch nicht größer als die doppelte Pel- 40 werden, zur Verfügung stehen,
tierspannung, ist, so erwärmt sich die Kontaktstelle, Das erläuterte steuerbare Halbleiterbauelement an der ein Elektronenstrom vom thermoelektrisch wird vorteilhaft in Mikrowellenschaltungen verwenpositiven Schenkel des Peltierelementes in den det, es kann für die verschiedensten Anwendungsthermoelektrisch negativen Schenkel fließt. Aus die- zwecke auch in integrierte Schaltungen eingebaut ser heißen Kontaktstelle, an der den Elektronen eine 45 werden.The F i g. 1 shows a tunnel diode, consisting of control current multiplied by the voltage between the two semiconductor zones 1 and 2. The two xs of the two parts 3 and 4 of the second leg of the zone are so heavily doped with foreign atoms that Peltier element, then the controllable semiconductor is the Conduction electrons in the degenerate state component represent an active component.
condition. The semiconductor zone 1 is p + -doped, the In F i g. 3 is a controllable semiconductor component semiconductor zone 2, which shows the first leg of the Pel-, which is constructed as a planar semiconductor component forms tier element, is with elements from V- 20 and both parts of the second leg group of the periodic system n ⁺ -doped. So do the Peltier element by vapor deposition of Leittiert, shows the tunnel diode, which was produced in mesa form on strips. A p - * - doped semiconductor FIG. 2 on. First, the current increases with growing body with an oxide layer or another voltage up to a current I _max at the insulating layer, in which a window to the core voltage U _H increases, then decreases with further increasing diffusion of the n + Semiconductor zone 2 introduced the voltage to the current I _min at the valley span. After diffusion has taken place, the semiconductor core U _T decreases and from here rises again exponentially with increasing surface area in a manner known per se, with voltage. an insulating layer 7 is provided, in which the n + -doped semiconductor zone 2 of the tunneling of the two parts 8 and 9 of the second leg diode according to Fi g. 1, the two parts 3 and 4 of the Peltier element are now inserted into a window. Those of the second leg of the Peltier element, both thermoelectrically positive, are used as conductive paths. These parts 3 and 4 consist of a machined parts 8 and 9 which, for example, are made of material which, compared to the n ⁺ -semiconductor zone 2, which consists of aluminum or gold, are formed on the first leg of the Peltier element 35 so that it is thermoelectrically positive with the n ⁺ semiconductor zone 2 of the Tunthermoelectrisch. Switches maö-iiun twin diode to form a Peltier element, and on the Isoschen the two parts 3 and 4 of the second leg lierschicht 7 end, so that relatively large areas for the Peltier element have a voltage source 6, the connections to which the operation the voltage is preferably the same as the voltage required for the Peltier tunnel diode, but not greater than double the Pel- 40 are available,
animal voltage, the contact point heats up, the explained controllable semiconductor component at which a flow of electrons from the thermoelectrically is advantageously used in microwave circuits. For this purpose, this hot contact point is also built into integrated circuits, at which the electrons become a 45.

hohe thermische Energie verliehen wird, werden In der Regel werden die steuerbaren Halbleiter-high thermal energy is bestowed, the controllable semiconductor

»heiße Elektronen« in die n⁺-Halbleiterzone 2 der bauelemente in der bisher beschriebenen Ausfüh-"Hot electrons" in the n ⁺ semiconductor zone 2 of the components in the embodiment described so far

Tunneldiode injiziert. Ist nun die n⁺-Halbleiterzone 2 rungsform aufgebaut. Es ist aber auch möglich, daßTunnel diode injected. If the n ⁺ -semiconductor zone 2 is now built up. But it is also possible that

hinreichend dünn, so reicht die thermische Energie zur Steuerung des Sperrstromes einer Tunneldiodesufficiently thin, the thermal energy is sufficient to control the reverse current of a tunnel diode

der injizierten Ladungsträger aus, um bis zum pn- 50 die p⁺-Halbleiterzone der Tunneldiode sehr dünnof the injected charge carriers to make the p ⁺ semiconductor zone of the tunnel diode very thin up to pn- 50

Übergang zu gelangen, wo sie durch das dort herr- gewählt und der Grundkörper n⁺-dotiert wird. BringtTo get to the transition where it is selected by the prevailing there and the base body is n ⁺ -doped. Brings

sehende Potentialgefälle abgesaugt werden. Die Dicke man nun auf die dünne p+-Halbleiterzone zwei TeileSeeing potential gradients are sucked off. The thickness is now divided into two parts on the thin p + semiconductor zone

der n^H -Halbleiterzone 2 sollte kleiner als 1 μ -sein. aus einer Substanz auf, die thermoelektrisch stärkerthe n ^H semiconductor zone 2 should be smaller than 1 μ. made of a substance that is thermoelectrically stronger

Diese n⁺-Halbleiterzone 2 kann durch Epitaxie, durch positiv als die p+-Halbleiterzone ist, und beispiels-This n ⁺ -semiconductor zone 2 can by epitaxy, by being positive than the p + -semiconductor zone, and for example

Diffusion oder durch Legierung hergestellt werden. 55 weise aus einem anderen p-dotierten Halbleitermate-Diffusion or made by alloy. 55 from another p-doped semiconductor material

Diffundiert man in die ganze Oberflächenseite eines rial besteht, so entsteht wieder ein Peltierelement,If one diffuses into the entire surface of a rial, a Peltier element is created again,

Halbleiterkörpers Störstellenatome, so wird ein Teil aus dessen heißer Kontaktstelle beim Anlegen einerSemiconductor body impurity atoms, a part of its hot contact point is created when a

der η+-Halbleiterzone 2 zur Herstellung der in Spannung zwischen die beiden Teile des zweiten,the η + -semiconductor zone 2 for producing the voltage between the two parts of the second,

Fig. 1 gezeigten Mesaform wieder abgeätzt. Die aus- thermoelektrisch positiven Schenkels »heiße Elektro-Fig. 1 shown again etched away mesa shape. The thermoelectrically positive legs »hot electrical

steuernde Spannungsquelle 6 kann sowohl eine 60 nen« über den pn-übergang der Tunneldiode gelan-The controlling voltage source 6 can reach both a 60 ”via the pn junction of the tunnel diode

Gleich- als auch eine Wechselspannung liefern; die gen und einen Beitrag zu dem die Tunneldiode durch-Supply both direct and alternating voltage; the gene and a contribution to which the tunnel diode

beiden Teile 3 und 4 des zweiten Schenkels des Pel- fließenden Strom liefern.both parts 3 and 4 of the second leg of the Pel- supply flowing current.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Controllable semiconductor component, characterized in that it consists of a Combination of a tunnel diode with a PeI-tierelement consists in which one semiconductor zone (2) the tunnel diode at the same time forms the first leg of the Peltier element and the the second leg of the Peltier element consists of two separate parts (3 and 4), which contact the semiconductor zone (2) forming the first leg of the Peltier element without a barrier layer, and that the semiconductor zone forming the first leg of the Peltier element is so is thinly dimensioned that when a voltage (6) is applied to the two parts (3 and 4) of the second leg of the Peltier element one of them electrons that are not in thermal Stand in equilibrium with their surroundings, through which the first leg of the Peltier element forms Semiconductor zone (2) is injected through into the other semiconductor zone (1) of the tunnel diode and controls the diode current of the tunnel diode.

2. Controllable semiconductor component according to claim 1, characterized in that the tunnel diode has an n ⁺ ρ ^f zone sequence in which the η'-doped zone represents the semiconductor zone (2) forming the first leg of the Peltier element.

3. Controllable semiconductor component according to claim 1, characterized in that the tunnel diode has a p ⁺ n ⁺ zone sequence in which the p + doped zone represents the semiconductor zone (2) forming the first leg of the Peltier element.

4. Controllable semiconductor component according to claim 2 or 3, characterized in that the ^{parts (3, 4) of the second leg of the Peltier element applied to the n +} - or p + -doped semiconductor zone (2) are thermoelectrically positive compared to the forming the first leg of the Peltier element Semiconductor zone (2) are.

5. Controllable semiconductor component according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the semiconductor zone (2) forming the first leg of the Peltier element is thinner than 1 μ.

6. Controllable semiconductor component according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the tunnel diode is designed as a planar diode.

7. Controllable semiconductor component according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the two parts (3, 4) of the second leg of the Peltier element by thermocompression are upset.

8. Controllable semiconductor component according to claim 7, characterized in that the through Thermocompression applied parts (3, 4) consist of gold.

9. Controllable semiconductor component according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the two parts (8, 9) of the second leg of the Peltier element as conductor tracks are formed and extend onto an insulating layer (7) which does not extend to the Peltier element belonging semiconductor zone (1) of the tunnel diode is located.

10. Controllable semiconductor component according to claim 9, characterized in that the as Interconnects formed parts (8, 9) are vapor-deposited.

11. Controllable semiconductor component according to claim 9, characterized in that the as Conductors formed parts (8, 9) consist of aluminum or gold.

12. Controllable semiconductor component according to claim 1, characterized in that the two Parts (3, 4; 8, 9) of the second leg of the Peltier element made of p-conductive semiconductor material exist.

13. Circuit arrangement with a controllable semiconductor component according to one of the claims 1 to 12, characterized in that a first voltage source (6) between the two Parts (3,4; 8,9) of the second leg of the Peltier element is connected and the one supplied by it DC or AC voltage not greater than double the Peltier voltage between the two legs of the Peltier element at the working temperature or equal to the Peltier voltage is.

14. Circuit arrangement according to claim 13, characterized in that a second voltage source (5) is connected to the tunnel diode in such a way that the tunnel diode flows in the direction of flow is operated.

15. Circuit arrangement according to claim 14, characterized in that the forward voltage (U ) supplied by the second voltage source (5) lies between the values of the hump voltage ([/ ") and the valley voltage (t / _r ).