DE1764678A1 - Halbleiterbauelement - Google Patents

Halbleiterbauelement

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DE1764678A1
DE1764678A1 DE19681764678 DE1764678A DE1764678A1 DE 1764678 A1 DE1764678 A1 DE 1764678A1 DE 19681764678 DE19681764678 DE 19681764678 DE 1764678 A DE1764678 A DE 1764678A DE 1764678 A1 DE1764678 A1 DE 1764678A1
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Nobel Dirk De
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/24—Alloying of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, with a semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N80/00—Bulk negative-resistance effect devices

Description

pbjt. 2609»
dJo / WJM. Oipl.-lng. ER)CH E. WALTHER
Patentanwalt
AnWBlder. N. V. PIIlIPS'CL9EILAMPENFASiUEkEM
Akta: PHtT- 2609
Anmeldung vom: 15· Juli 1968 -
Halblei terbauelement· Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbaualwaent ait eine«
III T Halbleiterkörper, der im wesentlichen aus einer A -B Verbindung, oder einem Mischkristall derselben, des η-Typs besteht und der einen oder mehrere zinnhaltige, ohmische Kontakte mit geringem Übergangswiderstand aufweist.
Insbesondere bezieht eich die Erfindung auf ein Halbleiterbauelement zu» Erseugen τοη Mikrowellen»chwingungen, die sogenannten "Gunn-Effekt «-Bauelemente. Diese Ouan-Effekt Bauelemente best ehern aus
TTT tr
einer Platte einer A -B Verbindung s.B. QaAe9 die z.B. auf beiden Seiten mit ohmischen Kontakten versehen ist. Werden diese Kontakte mit einer Spannungsquelle verbunden, so können beim Überschreiten eines bestimmten, hohen Schwellenwertes des elektrischen Feldes, der in Abhängigkeit τοη verschiedenen Faktoren einige Tausend ToIt pro Zentimeter
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BAD OHIGlNAU
ΡΗϊ. 2609.
betrag«» kann, elektromagnetische Schwingungen hoher Frequenz (z.B. etwa 5 OHs) erzeugt werden (siehe J. B. Gunn I.B.M. Journal of Research and Derelopment, Bd 8 S 141 bis 159 (1964)).
Bei der bekannten Konstruktion wird nur ein geringer Bruchteil der den Gunn-Effekt Bauelement zugefuhrten Energie in Energie der erzeugten Schwingung umgewandelt. Dieser Bruchteil ist stark abhängig von der Wärmeabfuhr und ron der Frequenz. Von der zugefuhrten Energie wird somit ein grosser Teil in dem Gunn-Effekt Bauelement in ™ ¥£rme umgewandelt. Wegen der hohen Snergiediesipation werden insbeson-
dere hochohmige Materialien rervendet, auf denen im allgemeinen ohmiache Eontakte sich schwerer anbringen lassen als auf niederohmigen Materialien.
Venn die Kontakte weniger gut ohmisch sind und/oder einen hohes Übergangswiderstand aufweisen, kann der rorerwahnte Bruchteil noch geringer sein oder kann das Halbleiterbauelement die erwähnte Generationswirkung gar nicht aufweisen. Dies trifft sogar zu bei zinnhaltigen Kontaktent bei denen Zinn den Hauptbestandteil oder wenigstens einen
TTJ V
wesentlichen Bestandteil bildet) obgleich Zinn fur I -B Verbindungen ein Donator ist, bringen diese Kontakte häufig eine ungenügende Wirkung der zugefuhrten Energie mit sich.
Sie Erfindung schafft eine Verbesserung in dieser Hineioht. Es ist naalioh gefunden worden, dass bei einem bestimmten Wert der der Vorrichtung zugefuhrten Energie die Energie der erzeugten Schwingung durch den Zusatz bestimmter Elemente erheblich erhöht wird, wfihrend die günstigen technischen Eigenschaften des Zinns aufrechterhalten werden.
Sin· Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper, der
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T?W. 2609.
Ill" V
im wesentlichen aus einer λ -B Verbindung, oder einen Mischkristall derselben des n-2typsr "besteht und der einen oder mehrere zinnhaltige, ohmisohe Kontakte mit einem geringen Übergangswiderstand aufweist, ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer dieser Kontakte eines oder mehrere der Elemente der Gruppe der Chaloogene enthalt» In Torrichtungen zum Erzeugen Ton Hikrowellenschwingungen werden ethnische Kontakte vorzugsweise auf GaAa und auf Mischkristallen der Formel GaAa P1- angebracht, wobei 0,5 vx0 V·8*·
Die Konzentrationsgebiete, in denen sich die zugesetzten Chaloogene vorzugsweise befinden, sind» 0,i2rTeO°$-und/oder 0,12Se^ 5$ und/oder 3B 0,IST 3 >2/6f unterhalb der unteren Grenze ist die Wirkung gewöhnlich nicht gross, obgleich die Wirkung oft von den Herstellungsbedingungen abhängt und oberhalb der oberen Grenze trat·« Erscheinungen wie hohe Legierungstemperaturen, Ihtoiuchung und Sprodigkeit auf. Ba bereits kleine Menge der Chaloogene wirkungsvoll sind, behält dieses Gemisch die günstigen, technischen Eigenschaften des Zinns naoh wie vor bei.
Eb hat eich weiterhin ergeben, dass bei Verwendungen von Halbleiterbauelementen naoh der Erfindung in Schaltungsanordnungen die elektrische Feldstarke wenigstens örtlich im Halbleiterkörper mindestens 2000 Y pro cm betragen hubs und in vielen Fallen sogar 3000 V pro on überschreiten soll, tun die Gunn-Wirkung zu erzielen.
Die Erfindung wird an Hand der Beschriebung der figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Halbleiterbauelements nach der Erfindung·
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Teil (1, 2) nach Pi'gc 1«
,2098 17/1099 BAD
PHH. 2609.
Das Halbleiterbauelement nach Fig. 1 enthält einen Halbleiterkörper 1, in dem die Mikrowellenschwingungen erzeugt werden.
Dieser Korper 1 ist auf einen mit einer Molybdänschicht 3 einer Stärke von etwa 125 1MB versehenen Kupferblook 4 festgelötet. Der Block 4 ist durch einen keramischen Hing 5 aus gesintertem Aluminium· oxyd gegen den metallischen Verschluss 6 isoliert. Der Körper ist elektrisch und thermisch durch den ohnisohen Kontakt 2 und zwei HlokeldrShte 7 ait einer Dicke ron etwa 50 μο mit den Verschluss 6 verbunden.
Der Kupferblock 4 und der Verschluss 6 können mit einer nicht dargestellten Spannungsquelle verbunden werden.
Fig. 2 zeigt im einzeln den Aufbau des Halbleiterkörpers
1 und des ohmisohen Kontaktes 2. Mit 21 ist eine Platte aus Galliumarsenid von etwa 300 μιη χ 300 μη mit einer Dicke von etwa 85 μ» bezeichnet. Darauf ist epitaktisch eine Schicht 23 angebracht, die auch aus GaAs besteht und eine Dioke von etwa 20 μη und einen spezifischen elektrischen Widerstand von z.B. 1 0hm.ca ha-jt. Die Platte 21 ist durch eine Schicht 24 einer Dicke ron etwa 0,5 μη aus ©(-Metall der Zusammensetzung von etwa 38 Gewichtsprozent Au, 45 Gewichtsprozent Ag und 17 Gewichtsprozent Ge ait der Schicht 3 der Fig. 1 verbunden« Auf der epitaktischen Schicht 23 befindet sich der ohmische Kontakt 22, nit dem die DrShte 7 der Fig. 1 verbunden sind.
Der Kontakt 22 besteht aus Zinn, dem erfindungsgemäss eine bestimmte Menge S1 Se oder/und Te zugesetzt iet. Enthält das Zinn
2 Gewichtsprozent eines dieser drei Elemente, so verdoppelt sich die Energie der erzeugten Schwingung bei der gleichen Energiezufuhr an die Vorrichtung.
Die Chalcogene werden duroh Vorlegierung oder Aufdampfuag
2 0 9 8 17/1099 BAD original
PHN. 2609.
in das Zinn eingeführt.
Die Erfindung beschränkt aich selbatTerständlioh nicht auf das beschriebene Beispiel. Zum Erzielen von bestimmten Eigenschaften oder einer integrierten Mikrowellenschaltung kann es z.B. erwünscht βein, die Stromzufuhr und die Stromabfuhr auf der gleichen Seite anstatt auf entgegengesetzten Seiten dee Halbleiterkörpers anzubringen. Bas Halbleiterbauelement nach der Erfindung kann ferner dadurch hergestellt werden, dass von eines Mischkristall von QaAs und GaP ausgegangen wird. Ausser Zinn mit Zusätzen der Gruppe der Chalcogene können die Kontakte auch andere El eat ent© enthalten, die sich neutral verhalten oder wenigstens die Wirkung des Kontaktes nicht ungünstig beeinflussen«
BAD ORIGINAL"
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Claims (9)

  1. PHS. 2609* - 6 -PATEHJAIfSPRgCH B .'
    Halbleiterbauelement mit einen Halbleiterkörper, der in
    TTT τ
    wesentlichen aus einer A -B Verbindung, oder einen Mischkristall derselben, des tt-Type besteht und der einen oder mehrere zinnhaltige, ohmisohe Kontakte mit eines geringen Übergangswiderstand aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer dieser Kontakte eines oder mehrere der Elenente der Gruppe des Chalcogene enthalt.
  2. 2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 zum Erzeugen Ton Mikrowellenschwingungen dadurch gekennzeichnet, dass die A -B Verbindung au» QaAe besteht.
  3. 3. Halbleiterbauelement nach Anspruoh 1 «um Erzeugen von Mikrowellenschwingungen dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper aus einen im wesentlichen gemischten Kristall der Zusammensetzung GaAe P- _ besteht, wobei Of5^ x \ 1 ist.
  4. 4. Halbleiterbftueieeent nach einen oder mehreren der Torher— gehenden Ansprüche dadureh gekennzeichnet» dass der Te-Oehalt der Kontakte =.0,1 und <ζ 10 dewichtsprosent betragt.
  5. 5. Halbleiterbauelement naoh einem oder mehreren der rorhergehenden Anspruch« dadureh gekennzeichnet, dass der Se-Gehalt der Kontakte ^,0,1 und < 5 Qewichteprosent betragt.
  6. 6. Halbleiterbauelement naoh einem oier mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der 3-0ehalt der Kostakte fr 0,1 und ^ 2 Gewichtsprozent betragt.
  7. 7. Schaltungsanordnung mit einem Halbleiterbauelement nach einem oder mehreren &ev Ansprüche 2 bis 6 dadureh gekennzeichnet, das« zwischen einem ohmisohen Kontakt mit einem oder mehreren Elementen der Gruppe dar Chaloogene und einem weiteren Kontakt eine Spannung angelegt
    20 9817/1099 BAD ORieiNAU
    PM. 2609.
    wird, die ie Halbleiterkörper wenigstens ortlich ein elektrisches Feld von mindestens 2000 V pro cm erzeugt.
  8. 8. Schaltungsanordnung naoh Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Feld mindestens 3000 V pro cm beträgt*
  9. 9. Integrierte Schaltung, insbesondere integrierte Mikrovrellensohaltung mit einem Halbleiterbauelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6*
    209817/1099
    Leerseite
DE19681764678 1967-07-22 1968-07-16 Halbleiterbauelement zum Erzeugen von Mikrowellenschwingungen Expired DE1764678C (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
NL6710184A NL6710184A (de) 1967-07-22 1967-07-22
NL6710184 1967-07-22

Publications (3)

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DE1764678A1 true DE1764678A1 (de) 1972-04-20
DE1764678B2 DE1764678B2 (de) 1972-11-02
DE1764678C DE1764678C (de) 1973-05-30

Family

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CH485371A (de) 1970-01-31
BE718375A (de) 1969-01-20
AT281120B (de) 1970-05-11
FR1572084A (de) 1969-06-20
US3544859A (en) 1970-12-01
DE1764678B2 (de) 1972-11-02
GB1226016A (de) 1971-03-24
NL6710184A (de) 1969-01-24

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