DE1574476A1

DE1574476A1 - Magnetisch empfindlicher Halbleiter-UEbertrager zur Umformung magnetischer Feldaenderungen in elektrische Signalschwankungen

Info

Publication number: DE1574476A1
Application number: DE19681574476
Authority: DE
Inventors: Hudson Jun Edward C
Original assignee: Hudson Corp
Current assignee: Hudson Corp
Priority date: 1967-01-06
Filing date: 1968-01-05
Publication date: 1972-01-27
Also published as: FR1563791A; GB1171271A; SE332735B; US3389230A

Description

Magnetisch empfindlicher Halbleiter-Übertrager zur Umformung magnetischer Feldänderungen in elektrische Signalschwankungen

Die Erfindung betrifft als Halbleitermaterial hergestellte übertragerelemente, welche so aufgebaut sind, daß sie unmittelbar magnetische Flußwerte in elektrische Signale umformen. Außerdem umfaßt die Erfindung auch ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergäbesystem.

Gegenwärtig besteht der einzige bekannte Weg zur Aufnahme unveränderlicher magnetischer Flüsse und zur unmittelbaren Umwandlung derselben in elektrische Signale in einer Ausnutzung

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des Hall-Effektes. Bei Geraten, in welchen,der Hall-Effekt ausgenutzt wird, tritt ein elektrischer Potentialunterschied zwischen in seitlichem Abstand voneinander angeordneten Stellen eines bestimmten Werkstoffes auf, wenn durch diesen Werkstoff längs einer zur Sichtung des. elektrischen Potentiales senkrechten Achse ein magnetisches Feld verläuft und wenn in Querrichtung auch ein elektrischer Strom fließt. Die körperliche Größe solcher Elemente muß so gewählt werden, daß die notwendigen Anschlüsse angebracht werden können und daß sich die gewünschten Eigenschaften ergeben. Diese Erfordernisse begrenzen wiederum die Empfindlichkeit und das Frequenzverhalten von mittels des Hall-Efföktes betriebenen Geräten.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei Einrichtungen zur linearen Umformung entweder veränderlicher oder unveränderlicher magnetischer Flüsse unmittelbar in elektrische Signale einerseits auf die Anwendung elektrischer Querpotentiale verzichten zu können und andererseits eine hohe Empfindlichkeit und hohe Grenzfrequenzen zu erzielen.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die Erfindung einen magnetisch empfindlichen Halbleiter-Übertrager zur Umformung magnetischer Feldänderungen in elektrische SignalSchwankungen, der durch einen aus mehreren Schichten aufgebauten Halbleiterblock mit mindestens zwei getrennten

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Bereichen eines bestimmten Leitfähigkeitstyps, einem Basisbereich des jeweils entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps und mit einem Emitter zur Erzeugung beweglicher Ladungsträger, sowie durch eine Einrichtung zum Aufbau eines durch diesen Halbleiterblock führenden, bei seiner Änderung die Wanderungsrichtung der Ladungsträger ändernden magnetischen Feldes gekennzeichnet, mittels welchem das Verhältnis der Zahl der den einen der getrennten Halbleiterbereiche erreichenden Ladungsträger zu der Zahl der den bzw. einen jeweils anderen getrennten Halbleiterbereich erreichenden Ladungsträger veränderbar ist»

Das erwähnte magnetische Feld kann auf einem Magnetband liegen, welches mit einem in einer Richtung orientierten magnetischen Querfeld beschrieben worden ist, während es an der hinteren Kante der Polflächen eines magnetischen Aufzeichnungskopfes von im wesentlichen bekannter Bauart in einer zur Hauptachse des Luftspaltes des Aufzeichnungskopfes parallelen Richtung vorbeigewandert ist.

Das erfindungsgemäße Bauteil ist also aus einem Halbleiterwerkstoff hergestellt und besitzt aneinander anliegende Emitter-Basis- und Kollektorschichten bzw. -bereiche unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps ähnlich.den der jeweiligen Wirkungsweise der verschiedenen Bereiche von Transistoren.

Fach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung

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ist das magnetisch empfindliche Übertragerbauteil im wesentlichen aus parallelen Schichten bzw. Bereichen von jeweils abwechselnd unterschiedlichem Leitfähigkeitstyp aufgebaut und besitzt einen Emitterbereich, einen Basisbereich und einen in Form einer schmalen Basiszone in zwei gleiche Kollektorflächen unterteilten Kollektorbereich. Man läßt nun Ladungsträger von dem'Emitterbereich durch den Basisbereich hindurch zu dem Kollektorbereich fließen, von welchen annähernd die Hälfte die eine Kollektorfläche erreicht, während die andere Hälfte zur jeweils anderen Kollektorfläche gelangt. Die Kollektorflächen sind elektrisch derart gegenüber dem Basisbereich vorgespannt, daß sich an der Kollektor-Basis-Trennfläche und zwischen den Kollektorflächen Verarmungszonen ausbilden. Durch Veränderung der elektrischen Vorspannung können diese iEragerverarmungszonen so weit ausgedehnt werden, daß sie wirkungsmäßig eine Abschnürung des zwischen den Kollektorflächen gelegenen Basisbereichs bewirken, wodurch ein Ladungsträgerzustrom in diesen Bereich gänzlich verhindert wird. Wird nun an das Gerät ein magnetisches Feld gelegt, welches senkrecht zum Ladungsträgerstrom und parallel zu der Unterteilung zwischen den Kollektorfläohen ausgerichtet ist, so bewirkt dieses PeId eine Ablenkung der Ladungsträger im Basisbereich und insbesondere im Übergangsbereioh zwischen der Basis und dem Emitter, so daß auf eine der Kollektorflächen weniger Ladungsträger auftreffen als auf

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die jeweils andere Kollektorfläche. Hierdurch wird eine Ver-• änderung des Stromflusses zu den Kollektorflächen hin erreicht, welche, wenn das Gerät in geeigneter Weise ausgelegt ist, zu der Stärke des jeweils angelegten magnetischen Feldes direkt proportional ist. Auf diese Weise wird mit der soeben kurz beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine immittelbare Umwandlung eines entweder konstanten oder eines sich verändernden magnetischen Flusses in elektrische Signale erreicht.

Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße magnetisch empfindliche Halbleiter-Übertrager so hergestellt, daß man zuerst in den mittleren Bereich einer Fläche eines Blockes aus Halbleiterwerkstoff ein Material eines dem Kollektorbereich entsprechenden Leitfähigkeitstyps eindiffundieren läßt, wonach man eine Diffusion eines Werkstoffes desselben Leitfähigkeitstyps in zwei getrennten Kollektorzonen vornimmt, welche beiden den soeben genannten mittleren Bereich überdecken. Hierauf wird ein Werkstoff eines zweiten, zu dem erstgenannten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp durch Diffusion in die genannte Oberfläche hinein zur Wirkung gebracht, so daß ein Basisbereich gebildet wird, welcher die beiden Kollektorzonen überdeckt und den Leitfähigkeitstyp der Oberfläche des betreffenden Halbleiterkörpers ändert, wobei jedoch zwei voneinander getrennte innere Kollektorzonen

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bzw. -bereiche erhalten bleiben, welche nur durch das ursprüngliche Halbleitermaterial voneinander getrennt sind. Hierauf läßt man dann einen Werkstoff des wiederum ersten Leitfähigkeitstyps in die Oberfläche eindiffundieren, so daß sich ein Emitterbereich bildet, welcher in dem Basisbereich eingebettet ist und die Leitfähigkeit der Oberfläche ändert, wobei jedoch der innere Basisbereich erhalten bleibt. Zur Vervollständigung des erfindungsgemäßen Bauelementes werden noch geeignete elektrische Anschlüsse an den Emitterbereich, den Basisbereich und die beiden EoIlektorbereiche gelegt. Vorzugsweise sind die Händer der beiden, den mittleren Bereich überdeckenden getrennten Kollektorbereiche gerade und zueinander parallel und die Basis- und Emitterschichten sind zentrisch über diese Ränder gesetzt.

Das in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen, magnetisch empfindlichen Halbleiter-Übertrager zur Anwendung kommende magnetische Feld ist vorzugsweise auf einem Magnetband gebildet, das auf erfindungsgemäße neuartige Weise beschrieben bzw. mit Aufzeichnungen versehen worden ist. Das aufzuzeichnende alternierende Signal wird der Wicklungsspule eines magnetischen Aufzeichnungskopfes im wesentlichen bekannter Bauart zusammen mit einem Gleichstrom zugeführt, welcher größer ist als die Maximalamplitude des alternierenden Signals. Während daher die Stärke des Stromes in der Spule und das hiervon

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verursachte magnetische leid in dem Kopf und seinem Kern entsprechend dem alternierenden Signal schwankt, bleibt die Polarität bzw. die Richtung des magnetischen Feldes am Luftspalt des Kernes stets dieselbe. Das Magnetband wird parallel zur Haupt- oder Längsachse des Luftspaltes an diesem vorbeibewegt. Während also das Band an einer beliebigen Seite des Luftspaltes unter den Polflächen des magnetischen Aufnahmekopfes hindurchbewegt wird, ist es einem sich veränderndem, jedoch in einer Richtung orientierten Magnetfeld ausgesetzt. Dieser die Polflächen verlassende und unter der hinteren Kante des Aufnahmekopfes weglaufende Teil des Magnetbandes behält seine magnetische Feldstärke und Orientierung entsprechend dem Feld bei, welchem er zuletzt beim Durchlauf unter der hinteren Kante des Aufnahmekopfes ausgesetzt war. Während der magnetische Aufnahmekopf eine beliebige zweckmäßige Größe haben kann, wird von dem Magnetband nur das sehr schmale Magnetfeld im Bereich der hinteren Kante der Polflächen des Aufnahmekopfes aufgezeichnet, wodurch das Frequenzübertragungsvermögen des gesamten Systems bedeutend erhöht wird. Vorzugsweise ist die hintere Kantenfläche des magnetischen Aufnahmekopfes flach und gerade abgeschliffen, so daß geradlinige Querbänder eines magnetischen Kraftflusses längs des Magnetbandes aufgezeichnet werden. Unterhalb des Magnetbandes ist ein Flußführungselement bzw. ein Polschuh angeordnet, welcher die Polflächen derart

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überspannt, daß der aus diesen in das Magnetband austretende magnetische Fluß konzentriert wird.

Der magnetische Aufzeichnungskopf, das von ihm zu beschreibende Magnetband und der vorstehend dargelegte, magnetisch empfindliche Halbleiter-Übertrager können erfindungsgemäß zu einem neuartigen magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem kombiniert werden, welches sich durch eine sehr hohe Übertragungsfrequenz auszeichnet. In diesem System werden der Wicklung des magnetischen Aufzeichnungskopfes zugeführte elektrische Signale jeweils als in Querrichtung verlaufende Bänder eines magnetischen Kraftflusses längs eines Magnetbandes aufgezeichnet, welches an dem Luftspalt des genannten Aufzeichnungskopfes vorbeiläuft. Lauft dann dieses Stück des beschriebenen Magnetbandes später an einer bestimmten Fläche des magnetisch empfindlichen Halbleiter-Übertragers vorbei, so bewirken die auf dem Band gespeicherten Bänder magnetischen Flusses eine Ablenkung von Ladungsträgern, welche in den Basisbereich fließen, wodurch sich eine entsprechend proportionale Jinderung des Stromflusses in den Kollektorflächen ergibt. Auf diese Weise wird das aufgezeichnete elektrische Signal von dem erfindungsgemäßen magnetisch empfindlichen Halbleiter-Übertrager reproduziert.

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung

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einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen

stellen dar:

Figur 1

einen schematischen Schnitt zur Verdeutlichung der verschiedenen Bereiche eines bevorzugten Ausführungsbeispieles eines Halbleiter-Bauteiles nach der Erfindung,

die Figuren
2a bis 2d

ähnliche Schnittdarstellungen wie Figur Λ zur Verdeutlichung einer Folge bevorzugter Herstellungschritte zur Bildung des erfindungsgemäßen Bauelementes,

Figur

eine schematisohe Ansicht der Vorderseite des erfindungsgemäßen magnetisch empfindlichen Halbleiter-Übertragers,

Figur 4

einen schematisohen Teilquerschnitt durch das Bauteil nach Figur 3 längs der Ebene IV-IV,in Pfeilrichtung gesehen,

Figur 5

eine Aufsicht auf einen magnetischen Aufzeichnungskopf und zugehöriger Bauteile, wie sie vorzugsweise zur Aufzeichnung von Signalen dienen, die mittels

des erfindungsgemäßen, magnetisch empfindlichen Halbleiter-Übertragers reproduziert bzw· abgelesen werden,

!Figur 6 eine schaubildliche Darstellung des

magnetischen Aufzeichnungskopfes nach figur 5 zusammen mit einem Teil eines Magnetbandes und

Figur 7 ein Schaltbild einer dem erfindungsgemäßen Übertrager vorzugsweise zugeordneten Schaltung.

Der erfindungsgemäße magnetisch empfindliche Halbleiterübertrager wird vorzugsweise aus einem Block aus Halbleiterwerkstoff, beispielsweise aus Germanium hergestellt. Wie aus ügur 1 der Zeichnungen ersichtlich ist, enthält der Block des Ausgangsmateriales verschiedene aufeinanderliegende Schichten bzw. Bereiche jeweils unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps ähnlich den Bereichen eines Transistors. Die genannten Bereiche umfassen einen negativen bzw. n-leitenden Baittftrbereich 12, einen positiven bzw. p-leitenden Basisbereich 14, zwei η-leitende, durch eine p-leitende Basiszone 20 voneinander getrennte Kollektorflächen bzw. -bereiche 16 und 18 sowie einen unterhalb der Kollektorflächen angeordneten, p-leitenden Basisbereich 22. Das Gerät ist

mittels Anschlüssen, welche durch die von der Stirnfläche des Bauteiles weglaufenden Leitungen 24 schematisch angedeutet sind, in geeigneter Weise derart vorgespannt, daß ein Strom von Ladungsträgern aus dem Emitterbereich durch den Basisbereich zu den Kollektorflächen bzw. -bereichen zustande kommt. Da die Verteilungsdichte der durch den Basisbereich 14 wandernden Ladungsträger weitgehend gleichförmig ist, kommen an den beiden Kollektorflächen Ladungsträgermengen an, welche zu den jeweils über dem Emitter und der Basis gelegenen Kollektorflächen proportional sind. Vorzugsweise sind die Ränder zwischen den Kollektorflächen und der Basiszone geradlinig und zueinander parallel und die Kollektorflächen sind gleich groß und symmetrisch über den Basis- und Emitterbereichen angeordnet, so daß die Kollektorflächen, wenn sich das betreffende Gerät im Ruhezustand befindet, gleiche Ladungsträgerströme von dem Basisbereich her aufnehmen. Die Kollektorflächen sind elektrisch gegenüber dem Basisbereich durch ein geeignetes, an die Anschlüsse gelegtes elektrisches Potential so vorgespannt, daß sich an den Kollektorbasisübergängen und zwischen den Kollektorflächen Ladungsträger-Verarmungszonen ausbilden. Durch Veränderung der elektrischen Vorspannung können diese VerarmungsZonen so ausgedehnt werden, daß in elektrischem Sinne eine Abschnürung der Basiszone und eine Beendigung des Ladungsträger-Strömflusses in den Jenseits der Kollektorflächen gelegenen

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Basisbereich hinein zustande kommt. Wirkt nun ein, auf eine zur Basiszone bzw. zur Unterteilungsrichtung zwischen den Kollektorflächen parallele Achse orientiertes, also senkrecht zur Zeichenebene ausgerichtetes magnetisches Feld auf das Halbleiter-Bauteil ein, so werden die durch den Basisbereich hindurchwandernden Ladungsträger je nachdem, welche Polarität das angelegte Magnetfeld aufweist, zu einer oder der anderen der beiden Kollektorflächen hin abgelenkt. Hierdurch wird erreicht, daß die betreffende Kollektorfläche einen größeren Ladungsträgerstrom empfängt, woraus sich eine Änderung des Stromflusses zu den Kollektorflächen hin ergibt, welche zu der jeweiligen Stärke des angelegten Magnetfeldes direkt proportional ist. Für gleiche Stärken des Magnetfeldes ergeben sich bei allen Frequenzen gleiche Ladungsträgerablenkungen innerhalb des Verteilungsbandes der im Basisbereich zwischen den Kollektorflächen auftretenden Ladungsträger, so daß sich auch jeweils entsprechend gleiche Stromunterschiede zwischen den Kollektorflächen ergeben. Ein jeweils nur im Bereich unterhalb der einen oder der anderen Kollektorfläche wirksames magnetisches Feld hat keine resultierende Wirkung auf die Stromaufteilung zwischen den Kollektorflächen, da ein solches magnetisches Feld zwar eine gewisse Ablenkung des Ladungsträgerbandes unterhalb der betreffenden Kollektorfläche in Richtung auf die genannte Basiszone hin oder von dieser weg bewirkt, was jeweils von der Polarität des be-

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treffenden Magnetfeldes abhängt, doch trifft das betreffende Ladungsträgerband immer nooh auf ein und derselben Kollektorfläche auf, so daß sich keine resultierende Änderung der Ladungsträgeraufteilung zwischen den Kollektorflächen ergibt.

Es wird angenommen, daß die von dem magnetischen Feld verursachte Ablenkung der Ladungsträger hauptsächlich in dem sich an dem p~n-t)bergang zwischen dem Emitter und der Basis ausbildenden Raumladungsbereich auftritt, während die übrige Ablenkung im Basisbereich selbst stattfindet. Die Trennfläche zwischen zwei Halbleiterbereichen unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps bildet einen p-n-Übergang, in welchem die Akzeptoren des p-leitenden Bereiches eine negative Ladung annehmen, während die Donatoren des n-leitenden Bereiohes eine positive Ladung annehmen, so daß man beide als Ionen ansprechen kann. In einem engen Bereich um diesen Übergang entsteht so ein Raumladungsbereich, in welchem im wesentlichen Gleichgewicht zwischen Löchern und Elektronen herrscht. Gegenüber einem in diesem Bereich eingeführten beweglichen Ladungsträger kann der genannte Bereich daher als intrinsisches Silizium bzw. als eigenleitendes Silizium angesehen werden· Bei geeigneter Vorspannung werden Elektronen vom Emitter emittiert und gelangen über den genannten Raumladungsbereioh in die Basis, wobei in diesem Raumladungsbereioh nur eine geringe Wechselwirkung mit dem Kristallgitter auftritt. Unter

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diesen Umständen benimmt sich ein Elektron in dem genannten Bereich im wesentlichen genauso wie es im Vakuum der Fall wäre und das magnetische Feld wird im Sinne einer Ablenkung des Elektrons wirksam, ohne daß eine feststellbare Wirkung durch Verunreinigungen im Gitter auftritt·

Die Geschwindigkeit ν eines ein Potential V durch-

laufenden Elektrons beträgt (=~ · V)^ , wobei e die Ladung eines Elektrons und m die Masse eines Elektrons bedeuten. Wird zwischen dem Emitter und der Basis eine Vorspannung angelegt, welche an dem Übergang ein resultierendes Potential von 0,1 V ergibt, so benötigt ein Elektron eine Geschwindigkeit von annähernd 2 · 10' cm/sek, um diesen Potentialwall zu überwinden· Praktisch ist zu erwarten, daß die Geschwindigkeit der durch die Basis wandernden Elektronen etwas geringer ist, als diesem Potential entspricht· Die Ablenkung der Elektronen in dem Raumladungsbereich des Halbleiter-Überganges kann mathematisch dargestellt werden, indem man die Gleichung für den Radius des Bogens verwendet, welches ein Elektron beschreibt, das sich im freien Raum durch ein konstantes magnetisches Feld bewegt, welch letzteres auf der Bewegungsrichtung des Elektrons senkrecht steht· Diese Gleichung lautet:

^H-Ü3

wobei R der Radius des Bogens und B die magnetische Induktion des magnetischen Feldes sind.

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Bei einer magnetischen Induktion von 100 Gauss und einer Elektronengeschwindigkeit von 5 · 10-⁷ cm/sek ergibt sich ein Radius des Bogens von 2,84- · 10 cm. Me Abmessung des Raumladungsbereich.es bzw. der Verarmungszone zwischen der Basis und dem Emitter beträgt demnach ungefähr 1,7 · 10"-⁷ cm in der Breite und demgemäß ist die seitliche Bewegung eines unter dem Einfluß des genannten Magnetfeldes durch diesen Bereich wandernden Elektrons annähernd 10" cm.

Die Ablenkung eines Ladungsträgers (bzw. einer Leerstelle der Ladung) beim Durchlauf durch den Basisbereich kann in bekannter Weise errechnet werden, indem sämtliche auf den Ladungsträger wirkende Kräfte in entsprechende elektrische Felder umgesetzt werden, wonach man die elektrischen Felder zusammensetzt, so daß sich ein auf den Ladungsträger wirkendes resultierendes Feld ergibt. Das durch das magnetische Feld B hervorgerufene resultierende äquivalente Feld (Ec) ergibt sich zu

ST

Hierin sind Ty die Geschwindigkeit des Ladungsträgers bei der Wanderung durch den Basisbereioh, c die Lichtgeschwindigkeit, Vx die dem Ladungsträger durch das Feld B₂ vermittelte, in Querrichtung orientierte Geschwindigkeit und m der Beweglichkeitsfaktor der Ladungsträger in dem

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"betreffenden Material. Ist die Breite (W) des Basisbereiches beträchtlich geringer als die Diffusionslänge innerhalb der Basis (beispielsweise 3 ti ), und'wird das Halbleitermaterial von Germanium gebildet, so gilt:

worin D die Diffusionskonstante des betreffenden Materials ist. Nach Integration ergibt sich folgende Gesaratablenkung:

M · W · B₁₇
χ . _ 2.

Ist B * 1200 Gauss, so beträgt die Gesamtablenkung der Ladungsträger im Germanium annähernd 3»6 ° 10" cm.

Da diese Ablenkung verhältnismäßig klein ist, müssen noch die anderen in der Basis auftretenden Ε-Felder berücksichtigt werden. Ein solches E-IeId wird durch den über die Basis hin zu beobachtenden Verunreinigungsgradienten erzeugt, doch hat dieses E-FeId nur das Bestreben, die Ladungsträger (bzw. die Löcher, d.h. die Leerstellen) durch die Basis hindurch zu beschleunigen, ohne zu der Ablenkung der Ladungsträger beizutragen. Das andere in dem Basisbereich auftretende wesentliche E-3?eld wird dadurch erzeugt, daß im Basisbereich eine Rekombination einiger Löcher mit einigen Ladungsträgern stattfindet. Ist der Dotierungsgrad im Basisbereich sehr hoch, was meistens der Pail ist, so sind im Basisbereich nur sehr

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niedrige Injektionsniveaus anzutreffen und das E-PeId aufgrund der Rekombination von Minderheits- und Mehrheitsladungsträgern ist ebenfalls sehr niedrig. Das aufgrund des Rekombinationsstromes entstehende E-FeId kann dadurch auf einen minimalen Wert gebracht werden, daß an beiden freiliegenden Stirnflächen des Basisbereiches elektrische Anschlüsse vorgesehen werden. Hierdurch wird erreicht, daß irgendwelche Rekombinationsströme von dem Teil des Basisbereiches wegfließen, welcher unter dem zwischen den Kollektorflächen befindlichen Basisteil gelegen ist, so daß die Wirkung des von Rekombinationsströmen erzeugten E-Feldes auf unter dieser Zone hindurch zu der einen oder der anderen Kollektorfläche wandernde Ladungsträger auf einen minimalen Wert gehalten wird. Auf diese Weise ist also das äußerliche magnetische Feld der wesentliche bestimmende Faktor hinsichtlich der Ablenkung von Ladungsträgern in dem Basisbereich und hinsichtlich der relativen Kollektorströme.

Um nun die Ströme zwischen den Kollektorflächen jeweils entsprechend vorbestimmten Signalen ändern zu können, muß das magnetische Feld bis zum Basisbereich in das Halbleiter-Bauteil eindringen und muß Jeweils resultierende Ablenkungen der Ladungsträgerteilchen zwischen den Kollektorflächen erzeugen, welche Jeweils den betreffenden Signalen entsprechen, Ein"Eindringen des magnetischen Feldes kann sichergestellt

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werden, indem man entweder die magnetische Feldstärke erhöht oder die Abmessungen in der Strömungsrichtung verringert. Nachdem vorzugsweise mit dem erfindungsgemäßen Gerät verhältnismäßig geringe magnetische Feldstärken getastet werden sollen, wie sie beispielsweise auf einem Magnetband gespeichert sind, sucht man vorzugsweise eine ausreichende Eindringung durch minimale Abmessungen in der Strömungsrichtung zu erreichen. Dies führt dazu, daß die Emissionsschicht 12 so dünn gehalten wird, wie dies unter Berücksichtigung der elektrischen Anforderungen an das Gerät möglich ist. Durch elektrische Torspannung der Elektrobereiche gegenüber dem Basisbereich können die hierbei an der Kollektor-Basis-Trennfläche auftretenden Verarmungszonen so weit ausgedehnt werden, daß sie sich praktisch in der die Kollektorbereiche trennenden Basiszone treffen und dadurch den Abstand zwischen den Kollektorbereichen wirkungsmäßig auf Mull verringern.

Um die jeweils höchstmögliche, durch das erfindungsgemäße Bauteil von auf einem sich bewegenden Magnetband gespeicherten Feld abgreifbare, aufnehmbare Frequenz zu bestimmen, braucht nur das schmale Band von Ladungsträgern berücksichtigt zu werden, welches zentrisch auf die Basis-Trennzone gerichtet ist. Beträgt die größtmögliche Ablenkung von Ladungsträgern durch das größte gespeicherte Magnetfeld des Magnetbandes 1 * 10 cia, wie vorstehend errechnet

worden ist, so ist die Bestreichungslänge der Ladungsträger an der Basis-'Irennzone bei einem Wechsel des Magnetfeldes vom Maximum einer Polarität zu dem entsprechenden entgegengesetzten Wert das Zweifache von 1 · 10""° cm "bzw« ungefähr 2 · 10" cm. Demgemäß ist die höchste theoretisch von dem erfindungsgemäfien Gerät aufnehmbare Frequenz diejenige Frequenz, deren halbe Wellenlänge in der Aufzeichnung, auf

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dem Magnetband ungefähr 2 · 10 cm beträgt. Dieser Wert steht mit der Aufzeichnungsgeschwindigkeit in Beziehung«, Betrug die Aufzeichnungsgeschwindigkeit 100 cm/sek, so ist die theoretisch höchste» mit dem erfindungsgemäßen Gerät aufnehmbare bzw« reproduzierbare Frequenz annähernd gleich 50 MHz. Die Geradlinigkeit der die Kollektorflächen trennenden, mit vernünftigem Aufwand und unter normalen Bedingungen erreichbaren Zone begrenzt jedoch die Maximalfrequenz der mit dem erfindungsgemäßen Gerät aufnehmbaren Signale auf eine Frequenz in der Größenordnung von 5 MHz.

Vorzugsweise wird ein erfindungsgemäßer magnetisch empfindlicher Halbleiter-Übertrager in den durch die Figuren 2a bis 2d der Zeichnungen verdeutlichten Schritten hergestellt. Im allgemeinen wird eine große Anzahl von Halbleiter-Bauelementen aus einem einzigen Block aus Halbleitermaterial gebildet; in den Zeichnungen ist jedoch nur ein Teil eines solchen Blockes dargestellt«

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α«

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelementes in einem- Halbleitermaterial 30, welches vorzugsweise von Germanium gebildet wird, da in diesem Werkstoff eine größere Ladungstragerbewegliohkeit anzutreffen ist, wird an einer Fläche, im allgemeinen durch Ätzung, eine Matrixanordnung von ebenen Flächen 32 gebildet, welche durch ein Gitter von Kanälen 34- bestimmt sind. Hierauf wird die Fläche des Blockes mit einer gebräuchlichen Passivierungs- bzw. Schutzschicht abgedeckte Da es wünschenswert ist, während der Herstellung des Halbleiterelementes sämtliche Übergänge abzudecken, damit die Einwirkung der Atmosphäre die Übergänge nicht nachteilig beeinflußt, wird zunächst ein schmaler mittlerer Streifen 38 der Schutzschicht in bekannter Weise entfernt, um die Oberfläche des Halbleiterblockes freizulegen. Der Block wird dann mit einem Material eines bestimmten Leitfähigkeitstyps dotiert, wobei vorzugsweise ein η-leitendes Material, beispielsweise Phosphor, verwendet wird, so daß ein flacher negativer Bereich 40 in dem Halbleiterblock entsteht. Wie in Figur 2b der Zeichnungen dargestellt ist, werden dann der Bereich 40 und die an dessen Ränder angrenzenden Randzonen vollständig mit einer Schutzschicht 36' abgedeckt und die Flächen 42 vorzugsweise gleiche Größe haben, werden zu beiden Seiten des Bereiches 40 von der Schutzschicht befreit. Hierauf erfolgt eine Dotierung des Halbleiterblockes mit ebenfalls n—leitendem Material, beispielsweise Phosphor,

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•so daß zwei tief eindringende negative Bereiche 44·· und 44" gebildet werden, deren einander zugewandte Randbereiche den mittleren Bereich 40 überdecken. Nun wird die über dem mittleren Bereich 40 gelegene Schutzschicht 36' entfernt, ohne daß hierbei ein p-n-Übergang freigelegt wird, da der Bereich 40 und die Bereiche 44' und 44" gleichen Leitfähigkeitstyp aufweisen· Hiernach wird, wie Figur 2c der Zeichnungen zu entnehmen ist, ein kleines Stück an die Abdeckungs- bzw· Schutzschicht angefügt, so daß der Abstand zwischen deren Händern 46 etwas verringert wird und man eine Abdeckung der gesamten Fläche des Halbleiterblockes bis auf eine Fläche erreicht, welche zentrisch zu dem Bereich 40 gelegen ist« Diese freiliegende Fläche wird mit einem Material des jeweils anderen Leitfähigkeitstyps dotiert, d.h. mit einem p-leitenden Material, wie beispielsweise Bor, so daß sich ein positiver Bereich 48 bildet, der in den Halbleiterblock über den Bereich 40 hinaus eindringt, sioh jedoch in der Tiefe nicht so weit wie die Bereiche 44 erstreckt, Hierdurch werden die Bereiche 44 in zwei getrennte Zonen bzw« Flächen aufgeteilt, welche voneinander durch das Halbleitermaterial 33 isoliert sind. Wie Figur 2d zu entnehmen ist, wird dann noch ein weiteres Stück an die Schutzschicht angefügt, so daß der Abstand zwischen den Händern der Schutz-

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schicht weiter verringert und eine Abdeckung bis auf einen Teil des Bereiches 48 erzielt wird, dessen Fläche symmetrisch über den Bereichen 44 liegte Diese nun freiliegende Fläche wird wiederum mit η-leitendem Material dotiert, beispielsweise mit Phosphor, so daß sich ein negativer Bereich 52 ausbildet. Durch die vorstehend beschriebenen Herstellungsschritte sind also in dem Block aus Halbleitermaterial zwei negative Kollektorbereiche 44· und 44", ein positiver Basisbtreioh 48 und ein negativer Emitterbereich 52 gebildet worden. Während der Herstellung wird kein p-n-Übergang der freien Umgebung ausgesetzt.

Zur Herstellung der elektrischen Anschlüsse für die verschiedenen Bereiche des Bauteiles werden vorzugsweise bestimmte Teile der Schutzschicht entfernt, wie dies in den Figuren 3 und 4 der Zeichnungen angedeutet ist, so daß an der Vorderseite des Halbleiterblockes Anschlußflächen 62' und 62" der beiden Kollektorbereiche und Anschlußflächen und 64" des Basisbereiches freigelegt werden. Die Fläche über dem Emitterbereich war während des letzten Herstellungsschrittes ohnedies freigelegt· Auf die Kollektor-Anschlußf lachen 62· und 62" und in den Bereichen 66' bzw· 66" wird jeweils ein Leiterwerkstoff aufgebracht, welcher sich bis in die Kanäle 34 hinein erstreckt, die vorher in dem Halbleiter-

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block gebildet worden sind· Vorzugsweise dient als Leitermaterial Aluminium, weil es einerseits ein guter elektrischer Leiter und außerdem gegenüber magnetischen Feldern durchlässig ist und daher deren Eindringung in das Bauteil nicht störtο Die mit Leiterwerkstoff überdeckten Bereiche bilden jeweils über die Anschlußflächen 62' und 62" elektrische Anschlüsse zu den Kollektorbereichen 44' bzw« 44". Ein ähnliches Leitermaterial wird auf die zu den freiliegenden Basis- bzwe Emitterbereichen gehörenden Anschlußflächen aufgebracht und der Leiterwerkstoff erstreckt sich auch hier bis in die Kanäle 34 hinein, so daß man elektrische Anschlüsse für den Basisbereich 48 und den Emitterbereich 52 erhalte

Durch Ausbildung des Anschlusses 70 derart, daß der Basisbereich 48 über zwei Anschlußflächen 64' und 64" angeschlossen ist, wird von der zwischen den Kollektorflächen gelegenen Basiszone ein Eekombinationsstrom weggeleitet und das in dem Basisbereich auftretende resultierende E-FeId wird, wie oben bereits beschrieben, auf einen minimalen Wert begrenzt· An den in den Kanälen 34 gelegenen, elektrisch leitenden Anschlußteilen können äußere elektrische Leitungen befestigt werden. Durch diese Befestigungsweise der Leitungen in den genannten Kanälen wird der Abstand zwischen dem Basisbereich und dem Magnetband bzw. anderen magnetischen Feldern

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nicht durch die Anschlüsse vergrößert, sondern vielmehr außerordentlich klein gehalten, was zur Erzielung eines starken Magnetfeldes im Basisbereich besonders wünschenswert ist» Um den genannten Abstand noch weiter verringern zu können, kann ein Teil der Schutzschicht entfernt werden, so daß sich Kanäle bzw₀ Ausnehmungen 72 bilden und der Leiterwerkstoff in diese Ausnehmungen eingelassen werden ■kann, wie besonders deutlich Figur 4 der Zeichnungen zu entnehmen ist. Vorzugsweise erstreckt sich die Schutzschicht über die äußeren Flächen des !»eitermaterials hinaus, so daß bei einem an dem erfindungsgemäßen Bauteil vorbeilaufenden Magnetbandstreifen die harte Oberfläche der Schutzschicht an dem Magnetband anliegt und die elektrisch leitenden Bereiche vor Abnützung schützt.

Der erfindungsgemäße Halbleiter-Übertrager formt grund-· sätzlich jedes in geeigneter Weise orientierte magnetische Feld unmittelbar in ein elektrisches Signal um. Soll jedoch als Träger für das elektrische Feld ein Magnetband verwendet werden, so wird das Magnetband vorzugsweise mittels eines magnetischen Aufzeichnungskopfes entsprechend den Figuren und 6 der Zeichnungen beschriebene Dieser mit der Bezugsziffer 82 bezeichnete magnetische Aufzeichnungskopf hat im wesentlichen einen bekannten Aufbau und besitzt einen C-förmigen

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. Kern 84, eine inn diesen Kern gewickelte elektrische Leiterwicklung 86 und einen zwischen den Enden des Kernes vorgesehenen Luftspalt, welcher mit einem nichtmagnetischen Abstandshalter 88 ausgefüllt ist_e Wie aus Figur 5 der Zeichnungen hervorgeht, verläuft die Hauptachse t>zw_e Längsachse des Luftspaltes senkrecht zur Zeichenebene_β Wird ein elektrischer Strom durch den elektrischen Leiter 86 geschickt, so erzeugt dieser in dem Kern 84· ein Magnetfeld, welches schematisch durch die gestrichelten Linien 92 angedeutet ist und auf einem Magnetband 94 aufgezeichnet werden kann, welches an den fluchtenden Polflächen des Kernes vorbeiläuft.

Normalerweise wird ein Magnetband in der Weise beschrieben, daß es in einer zur Hauptachse des Luftspaltes senkrechten Richtung an dem Luftspalt des magnetischen Aufzeichnungskopfes vorbeigeführt wird, so daß das Magnetband zuerst an einer Polfläche und dann an der anderen Polfläche vorbeiläuftβ Für höhere Frequenzen ist bei derartigen Anordnungen jedoch ein außerordentlich schmaler Luftspalt erforderlich, um ein genügend dünnes magnetisches Feld zu erzeugen, welches den Raum zwischen den Enden der Kernschenkel überbrückt und als eine bestimmte Magnetisierungszone auf dem Magnetband festgehalten wird_e

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Der magnetische Aufzeichnungskopf nach der Erfindung wird in ganz anderer Weise verwendet als bekannte Aufzeichnungsköpfe » Zur Aufzeichnung von Signalen wird gemäß der Erfindung das Magnetband an dem Aufzeichnungskopf in einer zu der Haupt- oder Längsachse des Luftspaltes parallelen Kichtung vorbeibewegt, so daß das Band an beiden Polflächen gleichzeitig vorbeiläuft« Aufgrund dieser Anordnung wird bei der Aufzeichnung hochfrequenter Signale nur die Orientierung des Kraftflusses an der ablaufenden Kante des Kernes festgehalten. Während also der magnetische Fluß beim Vorbeilauf eines {Teiles des Magnetbandes an dem Aufzeichnungskopf über beide Polflächen hin eine konstante Änderung erfahren kann, werden gemäß der Erfindung die einzelnen magnetischen Flußwerte nur auf solchen differentiellen Teilen des Magnetbandes aufgezeichnet und festgehalten, welche sich zu diesem Zeitpunkt im Bereich der ablaufenden Kante des Kernes befinden. Dies ergibt längs des Magnetbandes eine Verteilung des elektrischen Flusses, welche der jeweiligen Änderung des Magnetfeldes an dem magnetischen Aufzeichnungskopf entspricht, während welcher das Magnetband an der ablaufenden Kante des Kernes des Aufzeichnungskopfes vorbeiläuft. Vorzugsweise wird die an die ablaufende Kante angrenzende vertikale Kernfläche 96 flachgeschliffen, so daß das Signalmuster in geradlinig quer über das Band verlaufenden Streifen aufgezeichnet wird und diese

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geraden Streifen bzw« Bänder des magnetischen Flusses bewirken eine gleichförmige Beeinflussung der Ladungsträger, welche sich unterhalb des schmalen geradlinigen Basis-Trennbereiches des erfindungsgemäßen Halbleiter-Übertragers befinden«

Das auf dem Magnetband aufgezeichnete Magnetfeld ist vorzugsweise ein nur in einher Richtung orientiertes Feld, welches dadurch erhalten wird, daß die Wicklung 86 des magnetischen Aufzeichnungskopfes mit einem konstanten Gleichstrom vorgespannt bzw, vormagnetisiert wird, welcher größer als die Maximalamplitude des aufzuzeichnenden Signales ist₀ Das aufzuzeichnende Signal wird dann dem konstanten Gleichstrom überlagert und verändert dann nur die Intensität bzw«, Stärke, nie Jedoch die Polarität bzw. Richtung des resultierenden, durch die Wicklung fließenden Stromes* Hierdurch werden längs des Magnetbandes ganz bestimmte, in Querrichtung verlaufende Flußbänder erzeugt, welche sich ebenfalls nur .in ihrer Stärke verändern, nicht jedoch die Polarität oder Richtung wechseln, wie dies in Figur 6 der Zeichnungen durch die Pfeile 98 angedeutet istο Würde die Polarität der aufgezeichneten Signale wechseln, so würden längs des Bandes benachbart zueinander liegende Feldbereiche entgegengesetzte Polaritäten besitzen und die auf dem Magnetband aufgezeichneten

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Flußbänder hätten das Bestreben, sich zu diesen benachbarten Feldbereichen entgegengesetzter Polarität hin zu verschieben, anstatt sich in gewünschter Weise über das Band hin zu erstrecken Aus diesem Grunde hat also das auf dem Magnetband aufgezeichnete Magnetfeld die Form eines gleichgerichteten Feldes und die jeweils benachbarten Feldbereiche des Magnetbandes weisen jeweils stets dieselbe Polarität auf, verändern sich jedoch hinsichtlich ihrer. Stärke bzw» ihrer Intensitätο . .

Der erfindungsgemäße magnetisch empfindliche Halbleiter-Übertrager bildet vorzugsweise einen Teil eines Differential-Verstärkers, dessen Schaltung in Figur 7 schematisch dargestellt ist. 'In dieser Schaltung dienen die beiden Kollektorbereiche des Halbleiter-Übertragers 102, kurz gesagt, über die äußeren Kollektoranschlüsse 106' und 106" unmittelbar zur Vorspannung von Transistoren 104·' und 104"„ Demgemäß erzeugt der Unterschied der Ladungsträgerströme in den Kollektorbereichen des magnetisch empfindlichen Halbleiter-Übertragers eine entsprechende Potentialdifferenz zwischen den Kollektoren der Transistoren 104-· und 104"„ Diese Potentialdifferenz wird den Transistoren 108' bzw« 108" mitgeteilt, wodurch ein entsprechender Stromfluß durch diese Transistoren ermöglicht wird«, Da der Stromfluß durch den Transistor 110 hindurch aufgrund der

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Vorspannung durch die Diode 112 gleichbleibend ist, dient derjenige Teil des Stromes, welcher nicht über den Transistor 108" fließt, zur Vorspannung des Transistors 114, dessen Ausgang wiederum zum Betrieb des Leistungstransistors 116 diente Vom Ausgang 118 dieses Leistungstransistors können Signale abgenommen werden, welche jeweils zu den Unterschieden der Ladungsträgerströme in den Kollektorbereichen des erfindungsgemäßen magnetisch empfindlichen Halbleiter-Übertragers direkt proportional sind. Die gesamte Schaltung kann zusammen mit dem erfindungsgemäßen magnetisch empfindlichen Halbleiter-Übertrager auf einem Block aus Halbleitermaterial angeordnet sein, wobei Verfahren zur Bildung integrierter Mikroschaltungen zur Anwendung kommen.

Dem Fachmann bietet sich nach der obigen Beschreibung bestimmter Ausführungsformen der Erfindung noch eine Vielzahl von Abwandlungsmöglichkeiten, welche jedoch alle von dem der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken mitumfaßt werden.

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Claims

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Patentansprüche

1, Magnetisch empfindlicher Halbleiter-Übertrager zur Umformung magnetischer Feldänderungen in elektrische Signalschwankungen, gekennzeichnet durch einen aus mehreren Schichten aufgebauten Halbleiterblock mit mindestens zwei getrennten Bereichen (16, 18) eines bestimmten Leitfähigkeitstyps, einem Basisbereich (14) des jeweils entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps und mit einem Emitter (12) zur Erzeugung beweglicher Ladungsträger, und ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung (82, 86, 96) zum Aufbau eines durch diesen Halbleiterblock führenden, bei seiner Änderung die Wanderungsrichtung der Ladungsträger ändernden magnetischen Feldes, mittels welchem das Verhältnis der Zahl der den einen der getrennten Halbleiterbereiche erreichenden Ladungsträger zu der Zahl der den bzw. einen jeweils anderen Halbleiterbereich erreichenden Ladungsträger veränderbar ist.

2, Halbleiter-Übertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter (12) von einem Bereich gebildet ist, welcher den gleichen Leitfähigkeitstyp besitzt wie die beiden getrennten Halbleiterbereiche (16, 18).

3, Halbleiter-Übertrager nach Anspruch 2, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß der Emitter (12) von η-leitendem Material gebildet ist, während der Basisbereich (14) aus p-leitendem Material besteht.

4. Halbleiter-Übertrager nach Anspruch 2 oder 3? dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterblock aus mindestens drei im wesentlichen zueinander parallelen Schichten gebildet ist, von denen die erste von dem Emitter (12), die zweite von einem Bereich (14) mit gegenüber dem Emitter entgegengesetztem Leitfähigkeit styp und die dritte derart ausgebildet ist, daß sie getrennte Halbleiterbereiche (16, 18) von einem mit dem Emitter gemeinsamen Leitfähigkeitstyp aufweist.

5. Halbleiter-übertrager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schichten im wesentlichen parallel zueinander liegen und daß die beiden getrennten Halbleiterbereiche (16, 18) im wesentlichen gleiche Oberflächen besitzen und symmetrisch zu dem übergang zwischen dem Emitter (12) und der an ihn angrenzenden zweiten Schicht (14) angeordnet sind.

6. Halbleiter-übertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter (12) auf einer Oberfläche eines Hrlbleiterblockes (22) gebildet ist, daß ferner die an den Emitter siigrenaende zweite Schicht (14) einen Basisbereich oxidet und daß die an diesen angrenzende dritte Schicht (16,

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18, 20) einen schmalen Abschnitt von Basismaterial enthält", welcher die übrigen Teile (16, 18) der genannten dritten Schicht in die beiden ,getrennten Halbleiterbereiche unterteilt, welche zwei getrennte Kollektoren bilden.

7. Halbleiter-Übertrager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden getrennten Kollektorbereiche (16, 18) einen jeweils anderen Teil des Emitterbereiches (12) überdeckt und daß eine vierte Schicht (22) vorgesehen ist, welche an den Kollektorbereichen anliegt und einen weiteren Basisbereich bildet.

8. Halbleiter-Übertrager nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß jeweils Teile der Oberflächen des Emitterbereiches (12), des Basisbereiches (14) und der beiden Kollektorbereiche (16, 18) metallisiert sind und als elektrische Anschlüsse zu diesen Bereichen dienen.

9. Halbleiter-Übertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Oberfläche eines Grundkörpers (22) aus Halbleitermaterial ein Emitterbereich (12) eines bestimmten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, welcher Ladungsträger zu emittieren sucht, daß ferner an dem Emitterbereich angrenzend ein gegenüber diesem einem anderen Leitfähigkeitstyp angehörender innerer Basisbereich (14) gebildet ist, an welchen

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naoh innen zu ein innerer KoIlektorbereich (16, 18) angrenzt, • dessen Leitfähigkeitstyp mit demjenigen des Emitterbereich.es übereinstimmt, daß weiter eine schmale Zone vom Leitfähigkeitstyp des Basisbereiches (20) vorgesehen ist, welche den Kollektorbereich vollständig in zwei Kollektorflächen aufteilt, die sich ihrerseits jeweils über verschiedene Teile des Emitterbereiches erstrecken, und daß endlich ein zweiter Basisbereich (22) vorgesehen ist, der an den Koilektorbereich angrenzt und hinsichtlich seines Leitfähigkeitstyps mit dem erstgenannten Basisbereich übereinstimmt, derart, daß ein in letzterem auftretendes, parallel zur Unterteilungslinie zwischen den Kollektorflächen orientiertes Magnetfeld eine Ablenkung von Ladungsträgern hervorruft, welche von dem Emitterbereich durch den Basisbereioh zu den Kollektorflächen wandern und dadurch die Aufteilung der Ladungsträger zwischen den Kollektorflächen verändern.

10. Halbleiter-Übertrager naoh Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Emitterbereich (12) annähernd gleiche Pläohen der getrennten Kollektorbereiohe (16, 18) überdeckt, daß ferner die Ränder zwischen den Kollektorfläohen annähernd geradlinig und parallel zueinander verlaufen und daß die jeweiligen Grenzflächen zwischen dem Emitterbereich, dem Basisbertioh und den Kollektorbereichen sämtliche annähernd parallel zueinander sind.

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11. Verfahren zur Herstellung eines magnetisch, empfindlichen Halbleiter-Übertragers aus einem Block aus Halbleitermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein tief innerhalb des Blockes gelegener Bereich eines ersten Leitfähigkeitstyps gebildet wird, der durch eine Zone eines hiervon unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps in zwei elektrisch getrennte Flächenbereiche unterteilt wird, wonach ein zweiter, an die beiden Flächen des ersten Bereiches angrenzender und zwischen dem ersten Bereich und einer oberfläche des Halbleiterblockes gelegener zweiter Bereich eines anderen Leitfähigkeitstyps gebildet wird, worauf schließlich ein dritter Bereich hergestellt wird, welcher sich an den zweiten Bereich anschließt, dem zuerst genannten Leitfähigkeitstyp angehört und derart zwischen dem zweiten Bereich und der Oberfläche des Halbleiterblockes gelegen ist, daß er die beiden Flächen des ersten Bereiches überdeckt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Bereiche einschließlich der beiden Flächen des ersten Bereiches derart ausgebildet werden, daß sie sich bis zu mindestens einer Fläche des Halbleiterblockes hin erstrecken.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mit den freiliegenden Flächen der drei Bereiche jeweils elektrische Anschlüsse verbunden werden.

. Verfahren zur Herstellung eines magnetisch empfindlichen Halbleiter-Übertragers, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Fläche eines Halbleiterblockes bis auf eine schmale mittlere Zone mit einer Schutzschicht abgedeckt wird, daß hierauf die freiliegende mittlere Zone des Blockes mit einem Stoff eines ersten Leitfähigkeitstyps so dotiert wird, daß sich in dem Halbleiterblock eine verhältnismäßig flache zentrische Zone des ersten Leitfähigkeitstyps ergibt, wonach die Oberfläche des Halbleiterblockes bis auf zwei, durch die dotierte zentrische Zone voneinander getrennte Breitflächen mit einer Schutzschicht abgedeckt wird, daß hiernach diese beiden freiliegenden breiteren Flächenbereiche des Halbleiterblockes derart mit einem, ebenfalls dem ersten Leitfähigkeitstyp angehörenden Stoff dotiert werden, daß in dem Halbleiterblock zwei tief eindringende und voneinander getrennte Bereiche des ersten Leitfähigkeitstyps entstehen, welche die genannte mittlere Zone zumindest teilweise überdecken, daß hierauf ein Oberflächenbereich des Halbleiterblockes freigelegt wird, welcher im wesentlichen innerhalb dieser beiden breiteren Flächenbereiche liegt und sich über diese und über die mittlere Zone hin erstreckt, und daß der Rest der freiliegenden Oberfläche des Halbleiterblockes wieder mit einer Schutzschicht abgedeckt wird, daß danach der soeben freigelegte Plächenbereich mit einem Stoff dotiert wird, welcher

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einem-zweiten Leitfähigkeitstyp angehört, so daß ein dritter Bereich gebildet wird, welcher dem zweiten Leitfähigkeitstyp angehört und sich tiefer in den Halbleiterblock hinein erstreckt als die anfänglich gebildete Zone, jedoch nicht so tief wie die beiden voneinander getrennten Bereiche des ersten Leitfähigkeitstyps, daß hiernach ein vierter Flächenbereich der Oberfläche des Halbleiterblockes freigelegt wird, der im wesentlichen innerhalb des genannten dritten Flächenbereiches liegt und sich zu diesem hin erstreckt, und daß wiederum die übrigen Teile der freiliegenden Oberfläche des Halbleiterblockes mit einer Schutzschicht abgedeckt werden, und daß schließlich dieser vierte Flächenbereich mit einem Stoff des ersten Leitfähigkeitstyps derart dotiert wird, daß sich eine flache Zone des ersten Leitfähigkeitstyps ausbildet, welche in bestimmter Weise den, dem anderen Leitfähigkeitstyp angehörenden dritten Bereich innerhalb des Halbleiterblockes einschließt.

15o Verfahren nach Anspruch 14·, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils Flächenabschnitte der vier Flächenbereiche freigelegt und daß mit den freigelegten Flächenabschnitten elektrische Anschlüsse verbunden werden.

16. Verfahren nach Anspruch 14-, dadurch gekennzeichnet, daß die dem ersten Leitfähigkeitstyp angehörenden Bereiche

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η-leitend sind, wahrend die dem zweiten Leitfäliigkeitstyp angehörenden Bereiche p-leitend sind.

■ 17· Magnetisches Aufzeichnungsgerät mit einem magnetischen Aufzeichnungskopf, welcher einen magnetisierbaren Kern mit zwei Stirnflächen besitzt, die im wesentlichen in ein und derselben Ebene liegen und magnetisch über einen Luftspalt getrennt sind, sowie mit einer Magnetisierungseinrichtung zur Magnetisierung dieses Kernes bei jeweiliger Erregung durch elektrischen Strom, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur !führung eines Magnetbandes (94-) parallel zur Richtung des Luftspaltes (88) an den Polflächen des Kernes (84) vorbei (Figuren" 5 und 6).

18. Gerät nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die mit Bezug auf die Bewegung des Magnetbandes (94) ablaufenden Kanten der Polflächen des Kernes (84) miteinander fluchten und eine gerade Linie bilden.

19. Mit Aufzeichnungen versehenes Magnetband mit einem bandförmigen Trägerkörper, auf welchem magnetische Teilchen gleichförmig verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen derart magnetisiert sind, daß zueinander parallele, sich quer über das Band erstreckende Flußbereiche gebildet werden, wobei benachbarte Flußbereiche jeweils mit gleicher Polarität magnetisiert sind.

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20. Magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem, gekennzeichnet durch einen magnetischen Aufzeichnungskopf mit einem Kern, welcher zwei im wesentlichen in der gleichen Ebene liegende Polflächen aufweist, die magnetisch über einen Luftspalt voneinander getrennt sind und welcher durch elektrische Erregung magnetisierbar ist, ferner gekennzeichnet durch ein Magnetband, welches mittels i*ührungseinrichtungen auf bestimmte Länge derart an den Polflächen des magnetischen Aufzeichnungskopfes parallel zur Eichtung des Luftspaltes vorbeigeführt wird, daß die mit Bezug auf die Bandbewegung zurückliegenden Kanten der Polfläohen des Kernes fluchten und eine gerade Linie bilden, so daß das bei Erregung des Kernes sich über den Luftspalt hin erstreckende resultierende magnetische 3?eld bei Vorbeibewegung des Bandes an den Polflächen zueinander parallele, sich in Querrichtung über das Magnetband erstreckende Flußbereiche erzeugt und das an der ablaufenden Kante des Kernes auftretende Magnetfeld das Magnetband magnetisiert und so vom Band aufgezeichnet wird, weiter gekennzeichnet durch einen magnetisch empfindlichen Halbleiter-Übertrager zur unmittelbaren Umwandlung der auf dem Magnetband aufgezeichneten Magnetfelder in elektrische Signale, welcher einen Block aus Halbleitermaterial enthält, nahe dessen einer Oberfläche ein Emitterbereich eines bestimmten Leitfähigkeitstyps vorgesehen ist, welcher das Bestreben hat, Ladungsträger zu emittieren, und an welchen sich

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nach, innen zu ein Basisbereich eines gegenüber dem Emitterbereich unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps anschließt, auf welchen wiederum ein an den Basisbereich angrenzender innerer Kollektorbereich folgt, dessen Leitfähigkeitstyp mit demjenigen des Emitterbereiches übereinstimmt und der durch eine schmale, den Leitfähigkeitstyp der Basis aufweisende Basiszone vollständig in zwei getrennte Kollektorflächen aufgeteilt ist, wobei die Ränder zwischen den Kollektorflächen annähernd geradlinig und parallel zueinander verlaufen und wobei jede Kollektorfläche sich derart über einen jeweils anderen Teil des Emitterbereiches erstreckt, daß diese Teile ungefähr gleiche Größe haben, fernerhin gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur elektrischen Vorspannung der verschiedenen Bereiche des Halbleiter-Übertragers derart, daß Ladungsträger von dem Emitterbereich über den Basisbereich zu den Kollektorflächen wandern, weiterhin gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Führung des bereits beschriebenen Magnetbandes an der den Emitterbereich enthaltenden Oberfläche des Halbleiterblockes vorbei in Richtung senkrecht zu den beiderseitigen Rändern der Kollektorflächen, so daß das auf das Magnetband aufgezeichnete, in Querrichtung orientierte Magnetfeld in den Halbleiterblock eindringt und die in dem Basisbereich befindlichen Ladungsträger zu jeweils einer der beiden Kollektorseiten hin ablenkt, und schließlich gekennzeichnet durch eine mit den Kollektorflächen verbundene Wiedergabeschaltung, welche elektrisch auf die Ablenkung der Ladungsträger, durch das auf dem Magnetband gespeicherte IJb^natfeld anspricht.

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