DE2002810A1 - Halbleiterbauelement zum Erzeugen oder Verstaerken von Mikrowellen - Google Patents

Halbleiterbauelement zum Erzeugen oder Verstaerken von Mikrowellen

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DE2002810A1 DE19702002810 DE2002810A DE2002810A1 DE 2002810 A1 DE2002810 A1 DE 2002810A1 DE 19702002810 DE19702002810 DE 19702002810 DE 2002810 A DE2002810 A DE 2002810A DE 2002810 A1 DE2002810 A1 DE 2002810A1
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Description

Halbleiterbauelement zum Erzeugen oder Verstärken von Mikrowellen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement zum Erzeugen oder Verstärken von Mikrowellen, das einen plattenförmigen Halbleiterkörper vom einen Leitfähigkeitstyp enthält, bei dem auf einer Seite eine erste Elektrode angebracht ist, die einen nahezu ohmschen Kontakt mit dem Halbleiterkörper bildet, während auf der gegenüberliege den Seite mindestens eine weitere Elektrode angebracht ist, deren Oberfläche erheblich kleiner als die der ersten Elektrode ist.
Bauelemente der beschriebenen Art sind bekannt. Sie können in Volumeneffekt- (Mbulk effect11)- Negativwiderstandsvorrichtungen, wie Gunn-Effektvorriohtungen (siehe u.a. die USA Patentschrift 3.365.583) oder Volumeneffekt-Negativwiderstandverstärker (siehe "Proceedings I.E.E.E.", Mai I967, S. 7I8 - 719)t und Lavinendioden (siehe z.B. die britische Patentschrift 849.476) verteilt werden.
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-2- PHH. 3846.
Bei Versuchen, die von diesen Vorrichtungen geliefert· Leistung zu vergrSssern, ergeben sich Probleme, insbesondere in bezug auf die erforderliche Kühlung bei kontinuierlichem Betrieb. Sie Wärmeentwicklung ist bei diesen Vorrichtungen in einem kleinen Gebiet in der Nähe der erwShnten weiteren Elektrode konzentriert. Die Verlustleistung ist bei Halbleiterbauelementen zum Erzeugen oder VerstErken von Mikrowellen im allgemeinen verhSltnismSssig hoch, weil der Wirkungsgrad dieser Elemente verhSltnismSssig niedrig ist. Da im allgemeinen die Vorrichtung, bei der die erwShnte erste Elektrode auf einer Seite des Halbleiterkörper angebracht ist, mit einem Kühlkörper in Kontakt gebracht wird, erfolgt die Wärmeableitung über die ganze Dicke des Halbleiterkörper. Dadurch wird ein vernaltnismässig grosser Vlrmewiderstand herbeigeführt, der die mögliche Verlustleistung beschrankt.
Die gelieferte Leistung kann dadurch vergrSssert werden, dass die Oberfläche der weiteren Elektrode vergrössert wird. Es lässt sich aber errechnen, dass dadurch bei einer einzigen weiteren Elektrode die für einen befriedigenden Wirkungsgrad erforderliche Leistungsdichte in vielen FSllen nicht ohne eine unzulässige Temperatursteigung erreicht werden kann (siehe z.B. Proc. I.E.E.E., September 1967, S. 584-589)*
Ein besseres Ergebnis kann dadurch erzielt werden, dass eine Anzahl der erwShnten Vorrichtungen parallel geschaltet wird. Dann wird aber verhSltniseassig viel Raum in Anspruch genommen, während es oft schwierig ist, die Vorrichtungen, insbesondere in bezug auf ihre Schwingungsfrequens, derart einander gleich zu machen, dass sie ohne » Bedenken parallel geschaltet werden können.
Die Erfindung bezweckt u.a., eine Vorrichtung su schaffen, bei der die erwShnten Nachteile beseitigt oder wenigstens in erheblich»
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BAD ORKWNAL
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Masse verringert sind.
Der Erfindung liegt u.a. die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine abgeänderte Bauart die zulässige Verlustleistung erheblich gesteigert werden kann, während ausserdem ein zweckaSssigeres Kühlverfahren angewandt werden kann*
Eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass auf der erwähnten gegenüberliegenden Seite des Halbleiterkörper mindestens zwei einander nahezu gleiche weitere Elektroden angebracht sind, die auf der erwähnten gegen· Oberliegenden Seit« aus dem plattenförmigen Halbleiterkörper hervorragen und alt einer vorzugsweise praktisch ebenen Oberfläche eines elektrisch leitenden und gegen den übrigen Teil des KaibleiterkSrpers isolierten KQhlkSrpers in Kontakt sind«
Die Vorrichtung nach der Erfindung weist u.a. den vesentliohen Vorteil auf, dass durch die Anbringung mehrerer identischer elektrisch miteinander verbundenen weiteren Elektroden auf demselben Halbleiterkörper eine Anzahl aktiver Gebiete parallel geschaltet sind, wodurch die gelieferte Leistung vergrSisert werden kann. Da diese aktiven Gebiete in demselben Halbleiterkörper angebracht sind, werden ausserdem die duroh diese aktiven Gebiete mit den zugehörigen weiteren Elektroden und der ersten Elektrode gebildeten Teile der Vorrichtung im allgemeinen einander derart gleich sein, dass sie ohne Bedenken parallel geschaltet werden könnene
Sin weiterer wesentlicher Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung ist der, dass die Vorrichtung sich technologisch viel einfacher als eine Parallelschaltung gesonderter Vorrichtungen mit voneinander getrennten Halbleiterkörpern herstellen lässt.
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BAD fc
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Dadurch, dass nach der Erfindung die weiteren Elektroden aus dem Halbleiterkörper hervorragen und mit einem Kühlkörper In Kontakt sind, wird, im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen, der Halbleiterkörper nicht auf der Seite der ersten Elektrode, sondern auf der Seite der weiteren Elektroden gekühlt. Da, wie bereits erwähnt wurde, die Wärmeentwicklung in einem verhältniemässig kleinen Gebiet in der unmittelbaren Nähe der weiteren Elektroden stattfindet, wird daduroh eine viel zweckmSesigere Kühlung erhalten.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn naoh einer bevorzugten Ausführungsform drei Elektroden angebracht sind, die nicht in Flucht liegen, weil bei einer derartigen Bauart die Lage des Halbleiterkörper in einer Richtung quer zu der Kühlfläche, eindeutig bestimmt ist, so dass kein "Wackeln" auftreten kann, was zu weniger guten Kontaktstellen zwischen der Kühlfläche und einer oder mehreren der weiteren Elektroden führen würde.
Die Erfindung ist ferner von besonderer Bedeutung bei denjenigen Vorrichtungen, bei denen der Halbleiterkörper eine epitaktische Schicht vom einen Leitfähigkeitstyp enthält, auf der die weiteren Elektroden angebracht sind und die eich auf einem Substrat vom einen Leitfähigkeitstyp befindet, dessen Dotierungskonzentration höher als die der epitaktischen Schicht ist und auf de· die erwähnte erste Elektrode angebracht ist. Infolge der äusserst geringen Abmessungen der weiteren Elektroden (in der Grössenordnung von 100//m) kann nämlioh eine bekannte Vorrichtung dieser Art mit einer einzigen weiteren Elektrode nicht mit dieser weiteren Elektrode auf einer Kühlfläche gefestigt werden, ohne dass verhältnismäseig verwickelte Vorkehrungen getroffen werden, um zu vermeiden, dass die dünne epitaktische Schicht
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BAD
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den elektrisch leitenden Kühlkörper berührt und dadurch mit dem Substrat kurzgeschlossen wird. Nach der Erfindung wird dieser Nachteil durch das Vorhandensein mehrerer weiterer Elektroden beseitigt, die dafür sorgen, dass die epitaktische Schicht überall in einem nahezu gleichen Abstand von der Kühlfläche entfernt bleibt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform bilden die weiteren Elektroden mit den Teilen des Halbleiterkörpers, auf denen sie angebracht sind, MESA-Strukturen. Die Elektroden kennen dabei aus aufgedampften Metallschichten bestehen und ragen über dem nicht von den m Mesas eingenommenen Teil des Körpers hervor. In anderen Fällen, z.B. bei Planarstrukturen, werden die weiteren Elektroden vorteilhaft auf einer praktisch ebenen Oberfläche des Körpers angebracht und ragen dort infolge ihrer Dicke hervor.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft in denjenigen Fällen, in denen die Vorrichtung eine Volumeneffekt-Negativwiderstandvorrichtung, z.B, eine Gunn-Effektvorrichtung oder ein Volumeneffekt-Negativwiderstandverstärker, ist, bei der die weiteren Elektroden einen praktisoh ohmschen Kontakt mit dem Halbleiterkörper bilden. Dabei werden vorzugsweise, wenn der Halbleiterkörper, wie üblich, n- * leitend ist, die erste Elektrode alβ Anode und die weiteren Elektroden als Kathoden benutet. Es ist nämlich aus technologischen Gründen schwierig, insbesondere auf einem verhältnisraässig hochohmigen Halbleitermaterial, wie es z.B. für die vorerwähnte epitaktische Schicht verwendet wird, einen Kontakt anzubringen, der in keiner der beiden Polarisationerichtungen Minoritätsladungsträger in den Halbleiterkörper injiziert, was bei einer Gunn-Effektvorrichtung im allgemeinen erwünscht ist. Daher wird eine weitere Elektrode, die auf einem ver-
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BADOFUQJNAi.
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hältnismässig hochohmigen η-leitenden Material, wie dem für Gunn-Effektvorrichtungen meistens verwendeten n-leitenden Galliumarsenidf ange* bracht ist, vorzugsweise an ein in bezug auf den Halbleiterkörper negatives Potential gelegt, so dass, wenn ein nicht völlig nichtinjizierender Kontakt gebildet wird, dieser Kontakt wenigstens derart polarisiert wird, dass keine Injektion auftreten kann.
Nach einer weiteren besonderen AusfUhrungsform enthSlt der Halbleiterkörper zwischen der ersten Elektrode und den weiteren ^ Elektroden wenigstens zwei praktisch identische Lawinendioden. Die v weiteren Elektroden bilden dabei z.B. einen gleichrichtenden Metall-Halbleiterkontakt (Schottky-Grenzechicht) mit dem Halbleiterkörper, oder sind mit Zonen vom einen Leitungstyp in Kontakt, die an einen Teil des Halbleiterkörpers vom entgegengesetzten Leitungstyp grenzen und mit diesem pn-UebergSnge bilden, welche vorzugsweise an derselben ebenen Oberfläche des Körpers enden, welche Oberfläche zur Erhöhung der Stabilität vorteilhaft wenigstens auf den pn-Uebergängen mit einer Isolierschicht überzogen ist.
Dabei wird vorteilhaft eine Bauart gewählt, bei der die
W weiteren Kontakte auf einer verhältnismSssig hochohmigen epitaktischen Schicht angebracht sind, die sich auf einem verhältnismässig niederohmigen Substrat befindet, wobei zwischen der ersten Elektrode und den weiteren Elektroden eine derart grosse Sperrspannung angelegt wird, dass die Erschöpfungszonen sich mindestens bis zu dem Substrat erstrecken. Infolge der Tatsache, dass sich die Srschöpfungssone im niederohmigen Substrat nahezu nicht erweitert, erhalten die Erschöpfungszonen unterhalb der unterschiedlichen weiteren Elektroden dann alle praktisch die gleiche Dicke, wodurch alle durch die weiteren
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BADORtQfNAL
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Elektroden mit dem Halbleiterkörper gebildeten Lawinendioden Kennlinien erhalten( die einander derart gleich sind, dass eine erfindungsgemSsse Parallelschaltung verwendet werden kann. (Siehe in diesem Zusammenhang auoh "Proceeding I.E.E.E.", Januar 1968, S. 105)·
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden nSher beschrieben. Es zeigern
Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf ein Halbleiterbauelement nach der Erfindung, j
Fig. 2 Bchematisoh einen Querschnitt durch das Bauelement nach Fig. 1 lSngs der Linie H-II der Fig. 1,
Fig. 3 scheaatisch eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des Bauelements nach der Erfindung, und
Fig. 4 Bchematisch einen Querschnitt durch das Bauelement nach Fig. 3 längs der Linie IV-IV der Fig. 3.
Die Figuren sind schematisch und nicht masstSblich gezeichnet, wobei der Deutlichkeit halber insbesondere die Abmessungen in der Dickenrichtung das Halbleiterkörper stark übertrieben dargestellt sind. In den Figuren sind ferner entsprechende Teile mit den * gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein Halbleiterbauelement naoh der Erfindung, im vorliegenden Falle eine Gunn- Effektvorrichtung; Fig. 2 «eigt einen querschnitt durch diese Vorrichtung längs der Linie H-II der Fig. 1.
Die Vorrichtung enthSlt einen plattenförmigen Halbleiterkörper 1 aus η-leitendem Galliumarsenid mit Abmessungen von 77O χ 7OO χ 100jtm,Dabei ist auf einer Seite eine erste Elektrode 2
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BAD
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(siehe Fig. 2) in Form einer 1^Am dicken Metallschicht aus einer Legierung von 88 Gew. fi Au und 12 Gew. $ Ge angebracht. Die Elektrodenschicht 2 bildet einen praktisch ohmsohen Kontakt mit der Galliumarsenidplatte 1.
Auf der gegenüberliegenden Seite der Platte sind drei weitere Elektroden 31 4 und 5 angebracht. Die Lage dieser Elektroden ist in Fig. 1 gestrichelt dargestellt. Die Elektroden 3t 4 und 5 werden durch Gold-Germaniumschichten gebildet, die mit der Halbleiterplatte 1 einen praktisch ohmschen Kontakt bilden. Diese Elektroden haben einen Durchmesser von etwa ^00J/Um^ Ihre Mittelpunkte bilden ein gleichseitiges Dreieck mit Seiten von 400,^m.
Die Elektroden 3» 4 und 5 (siehe Fig. 2) sind auf Mesas angebracht, die aus der Platte 1 hervorragen und mit einer ebenen Oberflfiche eines aus Kupfer bestehenden Kühlkörpers 6 in Kontakt sind, der, ausgenommen an den Kontaktstellen mit den Elektroden 3t 4 und 5t gegen den Halbleiterkörper 1 isoliert ist. Die Elektroden 3, 4 und 5 sind durch die Kühlplatte 6 elektrisch miteinander verbunden.
Die Halbleiterplatte 1 enthSlt eine epitaktische Schicht
7 (siehe Fig. 2) aus η-leitendem GaAs mit einer Donatorkonzentration
von 10 Atomen/cm und einer Dicke von "\0^xmf die auf einem Substrat
* 1R 5S
8 aus η-leitendem GaAs mit einer Donatorkonzentration von 10 Atomen/cm
und einer Eicke von ^Oyurn angebracht ist.
Im Betriebszustand wird (siehe Fig. 2) an die Elektrodenschicht 2 eine positive Spannung in bezug auf die Elektroden 3t 4 und 5 gelegt. Bei genügend hoher Spannung zwischen den Kathodenkontakten 3, 4 und 5 und dem Anodenkontakt 2 kann bekanntlich in der epitaktischen Schicht 7 an jeder der Kathoden 3t 4 und 5 ein negativer Differentialwiderstand auftreten, der die Erzeugung oder Verstärkung elek-
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trischer Hochfrequenzschwingungen veranlassen kann» Sie Wärmeentwicklung erfolgt hauptsächlich in der Schicht 7» die über die Kathodenkontakte 3» 4 und 5 unmittelbar mit dem KühlkSrper 6 in Verbindung steht und somit auf sehr zweckmässige Weise gekühlt wird. Durch die Aufstellung der.Kathodenkontakte 3i 4 und 5 wird eine besonders stabile Anordnung erhalten und wird Kontakt der epitaktischen Schicht 7 mit der elektrisch leitenden Kühlfläche 6 verhindert.
Dadurch, dass die Elektroden 3» 4 und 5 ale Kathoden verwendet werden, wird, wenn eine oder mehrere dieser Elektroden oder Teile derselben mit der verhältnismässig hochohmigen η-leitenden ™
Schicht 7 einen Uebergang bilden, über den eine gewisse Injektion von Löchern in die Schicht 7 auftreten kann, dieser Uebergang in der Sperrichtung polarisiert sein, so dass die erwähnte Injektion verhindert wird.
Das Bauelement nach den Figuren 1 und 2 kann z.B. auf folgende Weise hergestellt werden.
Es wird von einer Platte aus η-leitendem Galliumarsenid mit Abmessungen 4 x 6 mm ausgegangen. Auf dieser Platte kann eine Anzahl von Bauelementen nach den Figuren 1 und 2 gleichzeitig herge- Λ stellt werden, welche Bauelemente dann auf übliche Weise durch Sägen und/oder Brechen voneinander getrennt werden. Nachstehend wird die Herstellung eines einzigen Bauelements beschrieben, wobei selbstverständlich alle auf der Platte befindlichen Bauelemente gleichzeitig einer bestimmten Bearbeitung unterworfen werden.
Die erwähnte Platte aus η-leitendem GaAs besteht aus
1fl *t
einem Substrat 8 mit einer Dotierungskonzentration von 10 Atomen/cm und einer darauf angebrachten epitaktisohen Schicht 7 mit einer Dicke
15 /3 von 10/tm und einer Dotierungskonzentration von 10 J Atomen/cm , Die
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Platte wird auf der Seite des Substrats durch übliche Techniken bis zu einer Gesamtdicke von 100/in abgeschliffen und abgeätxt, wonach auf diese Seite eine Schicht 2 aus einer Legierung von 88 Sew. % Au und 12 Sew. % de mit einer Dicke von 1^m aufgedampft wird.
Dann wird auf der anderen Seite auf die epitaktische
Schicht zunächst eine 1 /tm dicke Schicht aus derselben Gold-Germaniumlegierung und darauf eine Goldschicht alt einer Dicke von ^yUm aufgedampft. Durch Erhitzung auf etwa 380#C wird die Haftung dieser Schichten an dem GaAs verbessert. Dann wird durch in der Halbleitertechnik übliche photolithographische Aetzverfahren das auf der epitaktischen Schicht angebrachte Metall, ausgenommen an den Stellen der Elektroden 3t 4 und 5» entfernt. Als Aetzmittel wird dabei eine LSeung von 100 g Kaliumiodid und 50 g Jod in 1000 cm Wasser verwendet.
Anschliessend wird vor der Entfernung des auf den Elektroden 3f 4 und 5 vorhandenen Photoreservierungsmittels (Photoresist) die epitaktische Schicht 7 mit einer Lösung von 3 Volunenteilen konzentrierter Schwefelsäure, 1 Volumenteil Wasserstoffperoxyd (30 %) und 1 Volumenteil Wasser geätzt, bis das Galliumarsenid über eine Tiefe von 7yUm entfernt ist, wodurch die in Fig. 2 gezeigten Mesas gebildet werden. Erforderlichenfalls kann auch durch die ganze Dicke der epitaktischen Schicht 7 hindurchgeätzt werden.
Das Bauelement wird dann mit den Elektroden 3# 4 und 5 auf einer vergoldeten Kupferkflhlplatte 6 angebracht und auf dieser Platte durch Wärme-Druckbinden bei etwa 32O#C befestigt. Die Elektrodenschicht 2 und die Kühlplatte 6 werden mit Zuführungsleitern versehen und das Bauelement wird erwünschtenfalls in einer geeigneten
» Umhüllung untergebracht.
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Fig. 3 zeigt in Brarofeicht und Fig. 4 im Querschnitt
lings der Linie IT-IV ein anderes Halbleiterbauelement nach der Erfindung, bei des der Halbleiterkörper drei identische Lawinendioden enthalt. Das Bauelement enthSlt einen Halbleiterkörper 1 aus n-leitendem Silicium (siehe Fig« 4), der aus eines Substrat 8 mit einer Dicke von 90/im und einer Dotierungskonzentration von 7.10 Atomen/car und einer epitaktischen Schicht 7 sit einer Dicke von 10^m und einer Dotierungskonzentration von 5·10 Atomen/cnr besteht· Die übrigen Abmessungen sind denen des Bauelements nach den Figuren 1 und 2 gleich. Auf der Seite des Substrats 8 ist auf der Siliciumplatte 1 eine Elektrodenschicht 2 angebracht, die aus einer auf dem Silicium angebrachten Titansehicht mit einer Dicke von 0f1ycm und einer darauf angebrachten Goldschicht mit einer Dicke von 1/*e besteht. Die epitaktische Schicht ist nit einer Schicht 2Θ aus Siliciuaoxyd mit einer Dicke von 0,2^m überzogen. Die epitaktische Schicht enthSlt ferner drei diffundierte p-leitend β Zonen mit einer Dicke von 1 jux&% von denen in Fig. 4 zwei (26,27) in Schnitt dargestellt sind, welche Zonen über Fenster in der Oxydechicht 28 elektrisch mit aus Gold bestehenen weiteren Elektroden 25, 24 und 25 verbunden sind· Bas Bauelement ist mit den weiteren Λ Elektroden 23, 24 und 25 auf einer aus Kupfer bestehenden Kühlplatte 6 angebracht.
Im Betriebszustand vird ( siehe Fig· 4) zwischen der
Elektrodenschicht 2 und der Kühlplatte 6 ein derartiger Potentialunterschied angelegt, dass die pn-üebergSnge zwischen den diffundierten p-leitenden Zonen (26,27) und der η-leitenden Schicht 7 in der Sperrich tung polarisiert sind. Dabei erstreckt sich die ErschBpfungszcne jeder der Dioden in der epitaktischen Schicht wenigstens bis zu dem
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Substrat 8 (siehe Fig. 4» in der die Grenze dieser ErschöpfungsZonen in der epitaktischen Schicht gestrichelt dargestellt ist)· Sowohl die Burchechlagspannung wie auch die optimale Frequenz Jeder Diode wird bei dieser Bauart durch den Abstand zwischen den p-leitenden Zonen (26,27) und dem Substrat 8 bestimmt. Dieser Abstand kann in der betreffenden Struktur für sSrotliche Dioden genau gleioh Bein, so dass diese Dioden eich vorzüglich zur Anwendung in Parallelschaltung nach der Erfindung eignen. Die zulSssige Dissipation und die gelieferte Leistung können, wie im vorhergehenden Beispiel, durch die zweckma" seigere Kühlung erheblich höher als bei Verwendung einer gleichen Anzahl gesonderter Dioden bekannter Bauart sein, insbesondere wenn diese Dioden, wie üblich, auf der Substratseite gekühlt werden.
Das beschriebene Bauelement lSset sich auf folgende Weise herstellen.
Es wird von einer Platte aus η-leitendem Silicium mit
einem Durchmesser von 25 mm ausgegangen. Auf der Platte können, wie im vorhergehenden Beispiel, gleichzeitig eine grosse Anzahl der beschriebenen Bauelemente hergestellt werden. Die Platte besteht aus einem n-lei- tenden Substrat mit einer Dicke von SO/x.in und mit einer Dotierungskon zentration von 7.10 Atomen/cm , auf dem eine epitaktisohe n-leiten4e Schicht mit einer Dotierungskonzentration von 5»10 Atomen/cm und einer Dicke von 10^m angebracht ist. Auf die epitaktische Schicht wird durch thermische Oxydation eine Siliciumoxydschicht mit einer Dicke von 0,2^n aufgewachsen« Durch bei der Herstellung planarer Halbleiterstrukturen übliche Techniken werden in die Oxydschicht Fenster geätzt, durch die Bor bis zu einer Tiefe von Ί /m hindurchdiffundiert wird..
Dann wird auf der Seite des Substrate eine Elektroden-
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schicht aus einer Legierung von Gold mit 1 Gew. % Antimon aufgedampft. Diese Schicht bildet einen praktisch ohmseheη Kontakt mit dem Substrat. Auf die andere Seite wird eine Titanschicht mit einer Dicke von 0,1^u. m aufgedampft, auf die dann eine Gold'schicht mit einer Dicke von 1^m aufgedampft wird.
Durch bekannte photolithographische Aetztechniken wird diese Schicht dann, ausgenommen an den Stellen der Fenster in der Oxydschicht, entfernt. Auf den verbleibenden Titan-Goldschichten wird durch bekannte WSrmedrucktechniken das Kugelförmige Ende eines Golddrahtes befestigt, wonach durch Abschneiden des Drahtes Goldkugeln Mi·* einem Durchmesser von 60^m auf den Dioden zurückbleiben. Mit diesen Kugeln wird das Bauelement unter Druck bei einer Temperatur von etwa 320·G auf der vergoldeten Kupferplatte 6 befestigt, wonach das Ganze auf gleiche Weise wie im ersten Beispiel abgefertigt wird,
Es ist einleuchtend, dass sich die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern dass im Rahmen der Erfindung für den Fachmann viele Abarten möglich sind. So kann neben der in den Beispielen verwendeten Kühlplatte eine zweite Kühlplatte angebracht werden, die mit der ersten Elektrode in Kontakt ist, wobei zum Erhalten einer noch zweckmSssigeren Kühlung das Bauelement zwischen den beiden Kühlplatten eingeklemmt werden kann. Die weiteren Kontakte können ferner sowohl bei Volumeneffekt-Negativwiderstandvorrichtungen wie auch bei Lawinendioden als Mesa-Strukturen oder als hervorragende legierte Kontaktkugeln ausgebildet sein. Die Abmessungen, die Dotierungskonzentrationen und die gewählten Material alien können vom Fachmann nach Wunsch variiert werden.
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BAD ORIGINAL*

Claims (1)

  1. -14- PHK. 3846.
    P ATEKT ANSPHP CHE:
    1.) Halbleiterbauelement zum Erzeugen oder Verstärken von Mikrowellen, das einen plattenförmigen Halbleiterkörper voa einen Leitfähigkeitβtyp enthSlt, bei dem auf einer Seite eine erste Elektrode angebracht ist, die mit dem Halbleiterkörper einen praktisch ohmsohen Kontakt bildet, während auf der gegenüberliegenden Seite mindestens eine weitere Elektrode angebracht ist, deren Oberfläche erheblich kleiner als die der ersten Elektrode ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei nahezu identische weitere Elektroden angebracht sind, die auf der erwähnten gegenüberliegenden Seite aus de« plattenförmigen Halbleiterkörper hervorragen und mit einer vorzugsweise nahezu ebenen Oberfläche eines elektrisch leitenden und gegen den übrigen Teil des Halbleiterkörper isolierten Kühlkörpere/in Kontakt sind.
    2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei weitere Elektroden angebracht sind, die nicht in Flucht liegen.
    3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper eine epitaktische Schicht vom einen Leitfähigkeitstyp enthält, auf der die weiteren Elektroden angebracht sind und die auf einem Substrat vom einen Leitfähigkeitstyp liegt, das eine höhere Dotierungskonzentration als die epitaktische Schicht aufweist und auf äem die erste Elektrode angebracht ist.
    4, Halbleiterbauelement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das· die weiteren Elektroden mit den Teilen des Halbleiterkörpers, auf denen sie angebracht sind, MESA-Strukturen bilden.
    5, Halbleiterbauelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Elektroden
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    -15- PHN. 3846.
    auf einer praktisch ebenen OberflSche des Halbleiterkörpers angebracht sind.
    6. Halbleiterbauelement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement eine Volumeneffekt-("bulk effect1·)- Hegatviwiderstandvorrichtung ist, bei der die weiteren Elektroden mit dem Halbleiterkörper einen praktisch öhmschen Kontakt bilden.
    7· Halbleiterbauelement nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode den Anodenkontakt und die weiteren Elektroden die Kathodenkontakte der Torrichtung bilden. Θ, Halbleiterbauelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper zwischen der ersten Elektrode und den weiteren Elektroden mindestens zwei praktisch identische Lawinendioden enthält.
    9. Halbleiterbauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich» net, dass die weiteren Elektroden mit dec Halbleiterkörper einen gleichrichtenden Metall-Halbleiter-Kontakt bilden.
    10. Halbleiterbauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Elektroden mit Zonen vom einen Leitungstyp verbunden sind, die an einen Teil des Halbleiterkörpers von entgegengesetzten Leitungstyp tanzen und mit diesem pn-Uebergänge bilden.
    11. Halbleiterbauelement nach den Ansprüchen 5 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erwShnte pn-UebergSnge an derselben ebenen OberflSche des Halbleiterkörpers enden,
    12. Heibleiterbauelenent nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erwShnte ebene OberflSche wenigstens auf den pn-Ueber«- gSngen nit einer Isolierschicht ülerzogen ist.
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    -16- PHN. 3846.
    13. Halbleiterbauelement nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Elektrode und den weiteren Elektroden eine derart grosse Spannung in der Sperrichtung angelegt wird, dass sich die Erschöpfungszonen in der epitaktischen Schicht wenigstens bis zu dem Substrat erstrecken.
    14. Halbleiterbauelement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Kühlplatte angebracht wird, die mit der ersten Elektrode in Kontakt ist.
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    -17- PHN. 3846.
    Auszugt
    Halbleiterbauelement zum Erzeugen oder Verstärken von Mikrowellen mit einem plattenförmigen Halbleiterkörper, auf dem auf einer Seite eine erste Elektrodenschicht angebracht ist, während auf der gegenüberliegenden Seite eine Anzahl, vorzugsweise drei, nicht in Flucht liegende elektrisch miteinander verbundene weitere Elektroden angebracht sind, die vorzugsweise mit einer Kühlplatte in Kontakt sind. Das Bauelement liefert gegenüber bekannten Bauelementen eine grössere Leistung und ermöglicht eine zweckmSssigere Kühlung,
    009836/1819
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