DE2024016A1

DE2024016A1 - Koplanare Halb leiterschaltvorrichtung

Info

Publication number: DE2024016A1
Application number: DE19702024016
Authority: DE
Inventors: -Ronald George Birmingham Mich. Neale (V.St.A.)
Original assignee: Energy- Conversion Devices Inc., Troy, Mich. (V.St.A.)
Priority date: 1969-05-16
Filing date: 1970-05-15
Publication date: 1970-11-26
Also published as: NL7007095A; DE2024016B2; GB1312342A; FR2047856A5; DE2024016C3; SE359714B; JPS4922591B1; US3619732A

Description

DR. R. POSCHENRIEIER ·

DR. E. BOETTNBR
DIPL-ING. H.-J. UOUMk j 5 MAl 1970

'Patentanwälte- _/

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Energy Conversion Devices, Inc., 1675 West Maple Road, Troy. Michigan 48084 (V. St. A.)

Koplanare Halbleiterschaltvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine koplanare Halbleiterschaltvorrichtung, die eine Verbesserung gegenüber der in der Patentschrift (Patentanmeldung

) entsprechend der U.S,A«Patentschrift

3 271 591 beschriebenen Schaltvorrichtung darstellt. Diese Schaltvorrichtung weist zwei Elektroden mit einem dazwischen angeordneten, aktiven Halbleitermaterial auf und ist, je nach den verwendeten aktiven Halbleitermaterialien, entweder vom nicht-speichernden oder vom speichernden Typ·

Die aktiven Halbleitermaterialien sind vorzugsweise Materialien vom polymeren Typ, einschließlich einer Vielzahl von chemisch unterschiedlichen Elementen, von denen mindestens einige vom polymeren Typ sind und die Fähigkeit zur Bildung polymerer Strukturen haben* Derartige polymere Materialien sind Bor, Kohlenstoff, Silicium, Germanium, Zinn, Blei, Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon, Vismut, Sauerstoff, Schwefel, Selen, Tellur, Wasserstoff, Fluor und Chlor· Von diesen Elementen vom polymeren Typ sind Sauerstoff/ Schwefel, Selen und Tellur besonders nützlich, da sie, sowie Garaie ehe, die diese Elemente enthalten, günstige Eigenschaften hinsichtlich der Beweglichkeit von Ladungsträgern haben« Von

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mm P mm

diesen Elementen vom polymeren Typ sind Silicium, Germanium, Phosphor, Arsen und dergl, sowie auch Aluminium, Gallium, Indium, Blei, Wismut und dergl» besonders nützlich, da sie in wirksamer Weise eovalente Bindungen und Vernetzungen bilden, die die aktiven Halbleitermaterialien In einen im wesentlichen ungeordneten und allgemein amorphen Zustand zurückführen und in diesem Zustand halten. Je nach Zusammensetzung der aktiven Halbleitermaterialien können die Schalter vom nicht-speichernden oder vom speichernden Typ sein, Beispiele derartiger Materialien sind in der genannten Patentschrift genannt und ermöglichen die Durchführung solcher A nicht-speichernder und speichernder. Vorgänge (die nichtspeichernden Vorrichtungen sind dort als "Mechanismusvorrichtungen" und die speichernden Vorrichtungen als "Hi-Lo-Vorrichtungen" und "Ausschaltvorrichtungen" bezeichnet)·

Die wirksamen Halbleitermaterialien befinden sich normalerweise in dem im wesentlichen ungeordneten und allgemein amorphen Zustand, bei dem ein hoher Widerstand herrscht und der Stromdurchgang zwischen den Elektroden im wesentlichen in gleichem Maß in beiden Richtungen gesperrt wird· Die Halbleitermaterialien haben eine örtliche Ordnung und/oder örtliche Bindungen der Atome und eine hohe Dichte der örtlichen Zustände in dem verbotenen Band, das zu hohem Widerstand w und zu einer Schwellenspannung führt. Wenn eine Spannung oberhalb der Schwellenspannung an die Elektroden angelegt wird, wird innerhalb des Halbleitermaterials zwischen den Elektroden mindestens ein stromleitender Faden oder Pfad errichtet, der von niedrigem Widerstand ist und durch den die Stromleitung im wesentlichen in gleichem Maß in beiden Richtungen erfolgt« Die Querabmessungen oder der Durchmesser dieses mindestens einen leitfähigen Fadens oder Pfades werden durch die Stromstärke des hindurchfließenden Stromes bestimmt, sie nehmen entsprechend der Zunahme der Stromdichte zu, so daß sie den hindurchfließenden Strom aufnehmen«

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Bei den Vorrichtungen vom nicht-speichernden Typ bleiben die aktiven Halbleitermaterialien in dem stromleitenden Pfad oder den Pfaden in dem Leitfähigkeitszustand niedrigen Widerstandes in dem im wesentlichen ungeordneten und allgemein amorphen Zustand, und es erfolgt kein nennenswerter Wechsel in dem strukturellen Zustand« Der Zustand niedrigen Widerstandes oder der Leitfähigkeit in dem stromleitenden Pfad oder den Pfaden geht in den Zustand hohen Widerstandes oder Sperrzuständ zurück, wenn der hindurchfließende Strom unter einen Mindeststromhaltewert sinkt.

Bei den speichernden Vorrichtungen wird das Halbleitermaterial in dem stromleitenden Pfad oder den Pfaden Änderungen in der örtlichen Ordnung und/oder den örtlichen Bindungen der Molekularstruktur unterworfen, und diese Änderungen werden "eingefroren". Diese Änderungen, die Änderungen in der Atomstruktur und daher strukturelle Änderungen in den Halbleitermaterialien sind, können von einem ungeordneten Zustand gegen einen geordneteren Zustand hin, beispielsweise gegen einen geordneteren, kristallinartigen Zustand hin, erfolgen. Die Änderungen können im wesentlichen innerhalb einer Ordnung von kurzem Bereich sein und selbst einen im wesentlichen ungeordneten und allgemein amorphen Zustand bewirken, oder sie können von einer Ordnung von kurzem Bereich gegen eine Ordnung von langem Bereich hin stattfinden, bei der ein kristallinartiger oder pseudokristalliner Zustand herrscht, und alle diese strukturellen Änderungen, selbst wenn sie subtil sind, haben mindestens eine Änderung in der Örtlichen Ordnung oder den örtlichen Bindungen zur Folge. Diese Änderungen im strukturellen Zustand, die eingefroren werden, bewirken das Vorhandensein eines leitfähigen Pfades oder leitfähiger Pfade, die erhalten bleiben, selbst wenn der hindurchfließende Strom auf null sinkt oder die Stromrichtung umgekehrt wird. Um die speichernden Vorrichtungen in den Zustand des hohen Widerstandes oder Sperrzustand zurückzuführen, wird durch den stromleitenden Pfad oder die·

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Pfade ein hoher Stromimpuls hindurchgeschickt, worauf der geordnetere strukturelle Zustand dieses Pfades oder der Pfade durch den im wesentlichen ungeordneten und allgemein amorphen Zustand hohen Widerstandes ersetzt wird, der eingefroren wird. Die vollständige Umkehrbarkeit zwischen diesen Zuständen hohen und niedrigen- Widerstandes ist jederzeit gewährleistet.

Der Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Halbleiterschaltvorrichtung der oben besprochenen Gattung, sei es vom nicht-speicherndem oder vom speichernden Typ, zu schaffen, die koplanar ist, d.h. in der in einer gemeinsamen Ebene liegende Elektroden als Filme auf einen geeigneten Träger aufgetragen sind und zwischen den Enden der Elektroden ein Spalt gebildet ist und bei der das aktive Halbleitermaterial als Film in den Spalt zwischen den Enden der Elektroden aufgetragen ist.

Gemäß der Erfindung sind, kurz ausgedrückt, die Enden der durch Auftrag hergestellten Elektroden) zwischen denen der Spalt gebildet ist, in dem der Film aus aktivem Halbleitermaterial aufgetragen ist, derart in der Ebene der Elektroden gebildet, daß zwischen den Elektroden eine Mindestspaltbreite vorhanden ist und die Spaltbreite beiderseits dieser Minimalbreite zunimmt. Diese minimale Spaltbreite bestimmt den kürzesten Pfad oder die bevorzugten Pfade durch den Film aus Halbleitermaterial, entlang welcher beim Anlegen einer Spannung oberhalb der Schwellenspannung ύέη die Elektroden der Pfad oder die Pfade niedrigen Widerstandes sich leicht ausbilden. Durch diese Elektrodenausbildung werden die Schwellenspannungen der Schaltvorrichtungen im wesentlichen gleichmäßig aufrechterhalten, was sonst'normalerweis· nicht der Fall wäre.

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Gemäß der Erfindung ist ferner, kurz ausgedrückt, die Dicke des Filmes aus aktivem Halbleitermaterial, der in dem Spalt zwischen den Elektroden aufgetragen ist, größer als die größte Querabmessung oder der Durchmesser des Stromleitenden Pfades oder der Pfade durch das Material zwischen den Elektroden, so daß der leitfähige Pfad oder die Pfade zur Gänze in dem Film aus Halbleitermaterial eingeschlossen sind und nicht die Oberfläche des Filmes durchbrechen·

Gemäß der Erfindung kann ferner, kurz ausgedrückt, das aktive Halbleitermaterial so angeordnet sein, daß es sich von jeder Seite des Spaltes im wesentlichen gleich weit fort erstreckt und der stromleitende Pfad oder die Pfade in bezug auf eine ™

Achse zwischen den Elektroden symmetrisch liegen können« Diese Symmetrie gewährleistet eine Stabilität des atromleitenden Pfades oder der Pfade und somit einen gleichmäßigen Betrieb,

Die Erfindung schafft also eine koplanare Halbleiterschaltvorrichtung mit zwei als Film auf einem geeigneten Träger aufgetragenen Elektroden und eine» zwischen den Enden der Elektroden gebildeten Spalt und mit einem als Film in dem Spalt zwischen den Enden der Elektroden aufgetragenen aktiven Halbleitermaterial« Die Enden der durch Auftrag hergestellten Elektroden sind so ausgebildet, daß zwischen ihnen eine U

minimale Spaltbreite besteht, beiderseits welcher die Spaltbreite zunimmt, so daß eine bevorzugte Stelle für den leitfähigen Pfad oder die Pfade durch das aktive Halbleitermaterial zwischen den Elektroden geschaffen ist« Die Filmdicke des aufgetragenen aktiven Halbleitermaterials 1st größer ale die größte Querabmessung oder der Durchmesser des leitfähigen Pfades oder der Pfade, so daß dieser (diese) zur Gänze innerhalb des Materials eingeschlossen ist (sind)·

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Das aktive Halbleitermaterial kann so ausgebildet und angeordnet sein, daß es sich im wesentlichen gleich weit von jeder Seite des Spaltes zwischen den Elektroden fort erstreckt, so daß der stromleitende Pfad oder die Pfade um eine Achse zwischen den Elektroden symmetrisch liegen kann bzw· können«

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung sowie Betriebsdiagramme des Halbleitermaterial beispielsweise dargestellt.

Flg« 1 ist eine schematische Veranschaulichung der Stromsteuervorrichtung gemäß der Erfindung im Reihenschluß mit einem LastStromkreis;

Fig. 2 ist eine Strom-Spannungs-Kurve zur Veranschaulichung der Stromsteuervorrichtung gemäß der Erfindung vom nicht-speichernden Typ oder Schwellentyp beim Betrieb in einem Gleichstrom-LastStromkreis;

Fig. 3 und k sind Strom-Spannungs-Kurven zur Veranschaulichung der symmetrischen Wirkungsweise der Stromsteuervorrichtung gemäß der Erfindung vom nicht-speichernden Typ oder Schwellentyp beim Betrieb in einem Wechselstrom-Laststromkreis ;

Fig. 5 ist eine Strom-Spannunga-Kurve zur Veranschaulichung de» .Betriebes der Stromsteuervorrichtung gemäß der Erfindung vom speichernden Typ bei Betrieb in einem Gleiehetrora-LastStromkreisj

FIg, 6 und 7 sind Strom-Spannungs-Kurven zur Veranschaulichung des aymmetriachen Betriebes der Stromsteuervorriohtung vom speichernden Typ und die Wirkungsweise beim Betrieb in einem Wechselstrom-Laststromkreist

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Fig. 8 ist eine Ansicht eines Ausschnittes aus einer Ausführungsform der koplanaren Halbleiterschaltvorrichtung gemäß der Erfindung von oben;

Fig. 9 ist ein Schnitt durch die Schaltvorrichtung gemäß Fig. 8;

Fig»10 ist ein Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Schaltvorrlchtungi

Fig.11 ist ein Schnitt durch noch eine Ausführungsform

der Schaltvorrichtung; ■ _

Fig.12 ist ein Schnitt durch noch eine weitere Ausführungsform der Schaltvorrichtung;

Fig.13 ist ein Schnitt noch einer weiteren Ausführungsform der Schaltvorrichtung; und

Fig.i4 ist eine Ansicht eines Ausschnittes aus einer abgewandelten, koplanaren Halbleiterschaltvorrichtung mit einer anderen Elektrodenausbildung in vergrößertem Maßstab, von oben gesehen.

Die koplanare, durch Auftrag hergestellte Filmelektroden- Λ

konstruktion gemäß der Erfindung kann mannigfaltige Anwendungen auf dem Feld integrierter elektronischer Schaltungen finden, sie ist jedoch von besonderem Nutzen bei der Konstruktion gewisser Arten von Schaltvorrichtung^om speichernden Typ und vom Schwellentyp«

Zum besseren Verständnis der Art und Weise des Betriebes der Halbleiterschaltvorrichtungen vom speichernden Typ und vom nicht-speicherndem Typ oder Schwellentyp gemäß der '

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— ο —

Erfindung wird zunächst auf Fig. 1 bezuggenommen, in der ein typischer einfacher Laststromkreis dargestellt ist, der eine Halbleiterschaltvorrichtung 10 enthält, die schematisch dargestellt ist,und ein Halbleiterelement 11, gegebenenfalls von hohem elektrischem Widerstand, und zwei Elektroden 12 und 13 aufweist, die mit dem Halbleiterelement 11 in Berührung stehen und zu diesem einen niedrigen elektrischen Übergangswiderstand haben· Die Elektroden 12 und 13 der Stromsteuervorrichtung 10 dienen zum Anschluß derselben in Reihe mit einem elektrischen LastStromkreis, der einen Verbraucher oder eine Last 14 sowie zwei Klemmen 15 und 16 für die Zufuhr von Energie zu diesen aufweist. Die zugeführte Energie kann nach Belieben eine Gleichspannung oder eine Wechselspannung sein. Soweit oben beschrieben gilt die in Fig. 1 veranschaulichte Stromkreisanordnung für Stromsteuervorrichtungen vom nicht-speichernden Typ oder Schwellentyp. Wenn eine Stromsteuervorrichtung vom speichernden Typ verwendet werden soll, weist der Stromkreis ferner eine Stromquelle 17» einen niedrigen Widerstand 18 und einen Schalter 19 auf, die mit den Elektroden 12 und 13 der Stromsteuervorrichtung verbunden sind. Dieser Hilfsstromkreis soll zum Umschalten der Vorrichtung vom speichernden Typ aus ihrem stabilen Leitfähigkeitszustand niedrigen Widerstandes in ihren stabilen Sperrzustand hohen Widerstandes durch Anwendung eines Energieimpulses dienen. Der Widerstandswert des Widerstandes 18 ist vorzugsweise erheblich geringer als der Widerstandewert der Last 14.

Das Halbleiterelement 11 kann in ein Gehäuse eingeformt sein, gemäß der Erfindung sind jedoch die genannten Feststoff-Halbleitermaterialien vorzugsweise auf einem geeigneten, glatten Träger, der ein Halbleiter oder ein Isolator sein kann, beispieleweise durch Auftrag im Vakuum, Kathodenzerstäubung oder dergl« herbei teilt, ' . >° d*ß auf dem

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Träger Filme des Halbleitermaterials geschaffen werden, die sich in einem im wesentlichen ungeordneten und allgemein amorphen, festen Aggregatszustand befinden. Diese Feststoff-Halbleitermaterialien nehmen normalerweise diesen Zustand ein, wenn sie aufgetragen werden, oder sie können ohne weiteres durch andere Mittel veranlaßt werden, diesen Zustand anzunehmen« Elektroden in der Form von Filmaufträgen können an den Halbleitermaterialien angebracht werden, und die · Stromsteuerung erfolgt durch die Elektroden und die Halbleitermaterialien. Wenn beispielsweise in einer Ebene in einem Abstand voneinander liegende Elektroden verwendet werden und das Halbleitermaterial derart aufgetragen ist, daß es den Spalt zwischen den Elektroden füllt, fließt Strom von einer Elektrode durch einen Pfad oder Pfade in dem Halbleitermaterial zur anderen Elektrode.

Die allgemeine Strom-Spannungs-Charakteristik der Halbleitervorrichtungen ist in Fig. 2 bis 7 veranschaulicht. Flg. 2 ist ein Strom-Spannungs-Diagramm zur Veranschaulichung des Gleichstrombetriebes der Vorrichtung 10 vom nicht-speicherndem Typ oder Schwellentyp, und in diesem Fall bleibt der Schalter 19 jederzeit ausgeschaltet. Die Vorrichtung 10 befindet sich normalerweise in ihrem Sperrzustand hohen Widerstandes, und der Kurvenabschnitt 20 veranschaulicht die Strom-Spannungs-Charakteristik der Vorrichtung bei Anlegen einer Gleichspannung an die Klemmen 15 und \6 und bei Steigerung dieser Gleichspannung, und, wie ersichtlich, hat die Vorrichtung in diesem Zustand einen hohen elektrischen Widerstand und sperrt im wesentlichen den Stromdurchgang· Wenn die Spannung nun bis zu einer Schwellenspannung gesteigert wird, sinkt der elektrische Widerstand in dem Halbleitermaterial im wesentlichen augenblicklich in mindestens einem Pfad zwischen den Elektroden 12 und 13 von seinem hohen Wert auf einen niedrigen Wert, und dieses im wesentlichen augenblickliche Umschalten wird durch den Kurvenabschnitt 21 ver-

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anschaulicht. Auf diese Weise wird ein Zustand niedrigen elektrischen Widerstandes oder Leitfähigkeitszustand geschaffen, bei dem Strom durch die Vorrichtung geleitet wird. Der niedrige elektrische Widerstand ist um zahlreiche Stellenwerte (des dekadischen Systems) geringer als der hohe elektrische Widerstand, Der Leitfähigkeitszustand ist durch den Kurvenabschnitt 22 veranschaulicht, und dieser ist, wie ersichtlich, im wesentlichen ein geradliniger Ast der Strom-Spannungs-Kennlinie, der eine im wesentliche konstante Spannung bei steigendem wie bei sinkendem Strom andeutet. Mit anderen Worten ausgedrückt, der Strom wird bei im wesentlichen konstanter Spannung geleitet. In dem Leitfähigkeitszustand niedrigen Widerstandes weist das Halbleitermaterial einen Spannungsabfall auf, der einen kleinen Bruchteil des Spannungsabfalls im Sperrzustand hohen Widerstandes in der Gegend der Schwellenspannung beträgt.

Wenn die. angelegte Spannung vermindert wird, nimmt die Stromstärke entlang der Kurve 22 ab, und wenn die Stromstärke unter einen Mindeststromhaltewert absinkt, kehrt der Widerstand des mindestens einen Pfades augenblicklich von seinem niedrigen Wert auf seinen hohen Wert zurück, wie dies durch die Kurve 23 veranschaulicht ist, so daß der Sperrzustand hohen Widerstandes wieder hergestellt wird. Mit anderen Worten, es 1st ein Strom erforderlich, um die Strometeuer -oder -schaltvorrichtung vom Schwellentyp in ihrem leitfähigen Zustand zu halten, und wenn die Stromstärke unter einen Mindeststromhaltewert sinkt, steigt der elektrische Widerstand von dem niedrigen Wert augenblicklich auf den hohen Wert zurück«

Die Schwellenschalt-Stromsteuervorrlchtung 10 gemäß der Erfindung ist hinsichtlich ihrer Wirkungsweise symmetrisch, indem sie den Strom in beiden Richtungen im wesentlichen gleichmäßig sperrt bjzw. in beiden Richtungen im wesentlichen

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gleichmäßig leitet, und das Umschalten zwischen dem Sperrzustand unddem Leitfähigkeitszustand erfolgt äußerst schnell· Beim Wechselstrombetrieb würde die Strom-Spannungs-Kennlinie für die zweite Halbperiode des Wechselstromes in dem dem in Fig« 2 dargestellten Quadranten gegenüberliegenden Quadranten liegen. Der Wechselstrombetrieb der Vorrichtung ist in Fig. 3 und h veranschaulicht« Fig. 3 veranschaulicht die Vorrichtung 10 in ihrem Sperrzustand, bei dem die Spannungsspitze der Wechselspannung unter der Schwellenspannung der Vorrichtung liegt, und der Sperrzustand in den beiden HaIb-

Perioden ist durch die Kurve 20 veranschaulicht. Wenn jedoch die Spannungsspitze der angelegten Wechselspannung über die Schwellenspannung der Vorrichtung steigt, wird die Vorrichtung im wesentlichen augenblicklich gemäß den Kurvenabschnitten 21 in den Leitfähigkeitszustand umgeschaltet, der durch die Kurvenabschnitte 22 veranschaulicht ist, und die Vorrichtung schaltet während jeder Halbperiode der angelegten Wechselspannung um« Wenn sich die angelegte Wechselspannung dem Wert null nähert, so daß der durch die Vorrichtung fließende Strom unter den Mindeststromhaltewert fällt, schaltet die Vorrichtung gemäß den Kurvenabschnitten 23 vom Zustand niedrigen elektrischen Wideretandes in den Zustand hohen elektrischen Widerstandes um, der durch den Kurvenabschnitt 20 veranschaulicht ist. Dieses Umschalten erfolgt jeweils gegen Ende jeder Halbperiode·

Wie oben bereite zum Ausdruck gebracht, findet keine wesentliche Änderung in der Phase oder der physikalischen Struktur des Halbleitermaterials des Schwellenschalters statt» wenn dieses zwischen dem Sperrzustand und dem Leitfähigkeitszustand umgeschaltet wird, und da das Halbleitermaterial des Elementes 11 sich in einem im wesentlichen ungeordneten und allgemein amorphen Zustand befindet, befindet sich in dem Leitfähigkeit βzustand auch der erwähnte, mindesten· eine leitfähige Pfad

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durch das Halbleiterelement in einem im wesentlichen ungeordneten und allgemein amorphen Zustand und hat einen scheinbaren Durchmesser oder eine scheinbare Querabmessung entsprechend der Stromstärke des darin fließenden Stromes« Der mindestens eine gebildete und durch das Halbleitermaterial hindurchführende, stromleitende Pfad hat die seheinbare Fähigkeit, einen Durchmesser oder eine Querabmessung anzunehmen, die der in dem mindestens einen Pfad herrschenden Stromdichte entspricht., und der Durchmesser bzw« die Querabmessung dieses mindestens einen Pfades nimmt mit abnehmender Stromstärke ab bzw« mit zunehmender Stromstärke zu, so daß ohne Rücksicht auf die Stromstärke des hindurchfließenden Stromes ein im wes
abfall aufrechterhalten wird.

fließenden Stromes ein im wesentlichen konstanter Spannungs-

Fig« 5 stellt eine Strom-Spannungs-Kennlinie zur Veranschaulichung des Glelchs£rombetriebes einer speichernden Schaltbzw· Stromsteuervorrichtung 10 dar. Die Vorrichtung befindet sich normalerweise in ihrem Sperrzustand hohen Widerstandes, und der Kurvenabschnitt 30 veranschaulicht die Strom-Spannungs-Kennlinie der Vorrichtung beim Anlegen einer Gleichspannung an die Klemmen 15 und 16 und bei Steigerung dieser Gleichspannung. Der elektrische Widerstand der Vorrichtung ist hoch, und der Stromdurchgang durch die Vorrichtung ist im wesentlichen gesperrt. Wenn die Spannung bis zu einer Schwellenspannung gesteigert wird, sinkt der elektrische Widerstand in dem Halbleiterelement 11 in mindestens einem Pfad zwischen den Elektroden 12 und 13 im wesentlichen augenblicklich auf einen niedrigen Wert, entsprechend dem Leitfähigkeitszustand, und dieses im wesentlichen augenblickliche Umschalten ist durch den Kurvenabschnitt 31 angedeutet. Der niedrige elektrische Widerstand ist um zahlreiche Stellenwerte (des dekadischen Zahlensystems) geringer als der hohe elektrische Widerstand. Der Leitfähigkeitszustand ist durch den Kurvenabschnitt 32 veranschaulicht, und, wie ersichtlich, entspricht die Spannungs-Strom-Kennlinie im wesentlichen dem

+ darin

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Qhm'sehen Gesetz« Mit anderen Worten, die Stromleitung erfolgt im wesentlichen entsprechend dem Ohm¹sehen Gesetz, wie dies durch die Kurve 32 angedeutet ist. Im Leitfähigkeitszustand niedrigen Widerstandes hat das Halbleitermaterial einen Spannungsabfall, der nur einen kleinen Bruchteil des Spannungsabfall im Sperrzustand hohen Widerstandes in der Nähe der Schwellenspannung beträgt. In diesem Zusammenhang wird angenommen, daß der oder jeder leitfähige Pfad, der als in dem Halbleitermaterial permanent gebildeter Faden betrachtet werden kann, einen während der Änderung des Stromdurchgangs durch diesen im wesentlichen unveränderten Durchmesser hat, und dieser Durchmesser oder die Querabmessung des mindestens einen Pfades grundsätzlich zum Zeitpunkt der ersten Stromleitung entsprechend der Stromstärke des hindurchgeleiteten Stromes festgelegt wird, so daß, wenn der stromleitende Pfad oder die Pfade eingefroren sind, nur hohe Stromstärken des hindurchfließenden Stromes eine ausreichende Erhitzung innerhalb des Halbleitermaterials in dem Bereich des Pfades oder der Pfade verursachen und diesen Pfad oder diese Pfade zu einer Vergrößerung des Durchmessers oder der Querabmessung veranlassen«

Wenn die Spannung vermindert wird, sinkt die Stromstärke entlang der Kurve 32i und wegen der Ohm¹sehen Beziehung sinkt der Strom auf null, wenn die Spannung auf null sinkt. Die speichernde Stromsteuervorrichtung hat ein "Gedächtnis" ihres Leitfähigkeitszustandes und verbleibt in diesem leitfähigen Zustand, selbst wenn der Strom auf null sinkt oder die Strorarichtung umgekehrt wird, bis sie in der im folgenden beschriebenen Weise in den Sperrzustand umgeschaltet wird* Die Belastungslinie des Laststromkreises ist bei 33 dargestellt und ist im wesentlichen parallel zur Schaltkurve 31* Wenn beispielsweise von der Spannungsquelle 1? aus Über den Widerstand 18 und den Schalter 19 (Fig« 1) unabhängig vom LastStromkreis, der Vorrichtung vom speichernden

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Typ ein Gleichstromimpuls zugeführt wird, liegt die Lastlinie für einen solchen Strom auf der Linie 3^» denn in diesem Steuerstromkreis ist der Widerstand, wenn überhaupt vorhanden, sehr gering, und wo. die Lastlinie 3k die Kurve schneidet, wird die Vorrichtung aus dem Leitfähigkeitszustand augenblicklich in den Sperrzustand übergeführt und umgeschaltet, den sie beibehält, bis sie durch abermaliges Anlegen einer Schwellenspannung an ihre Klemmen 15 und \6 abermals in ihren Leitfähigkeitszustand zurückgeschaltet wird.

Die gemäß der Erfindung verwendete Stromsteuervorrichtung 10 vom Speicherschaltertyp ist ebenfalls hinsichtlich ihres Betriebes symmetrisch, indem sie den Stromdurchgang im wesentlichen im gleichen Maß in beiden Richtungen sperrt und den Strom im wesentlichen im gleichen Maß in beiden Richtungen leitet, und das Umschalten zwischen dem Sperrzustand .und dem Leitfähigkeitszustand erfolgt äußerst schnell» Beim Wechselstrombetrieb würde die Strom-Spannungs-Kennlinie für die zweite Halbperiode des Wechselstromes in demjenigen Quadranten liegen, der dem in Fig. 5 dargestellten gegenüberliegt. Der Wechselstrombetrieb der speichernden Vorrichtung ist in Fig. 6 und 7 veranschaulicht. Fig. 6 zeigt die Vorrichtung 10 in ihrem Sperrzustand, bei dem die Spannungsspitze des Wechselstromes niedriger ist als die Schwellenspannung der Vorrichtung, und der Sperrzustand ist in beiden Halbperioden durch den Kurvenabschnitt 30 veranschaulicht. Die Vorrichtung sperrt also den Stroradurchgang im gleichen Maß in beiden Halbperioden· Wenn jedoch die Spannungsspitze der angelegten Wechselspannung die Schwellenspannung der speichernden Vorrichtung überschreitet, wird die Vorrichtung augenblicklich in ihre» durch die Kurve 32 veranschaulichten Leitfähigkeitszustand umgeschaltet und verbleibt in diesem Leitfähigkeits-

•f im wesentlichen - Io —

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zustand ohne Rücksicht auf eine Verminderung der Stromstärke bis zu null oder selbst auf eine Umkehr der Stromrichtung. Dieser symmetrische Leitfähigkeitszustand wird durch die " Kurve 32 in Pig. 7 veranschaulicht.

Wenn der Schalter 19 betätigt wird und die an die Klemmen 15 und 16 angelegte Spannung niedriger als die Schwellenspannung ist, wird die Stromsteuervorrichtung 10 vom Speicherschaltertyp augenblicklich in ihren Sperrzustand umgeschaltet, der durch die Kurve 30 in Fig. 6 veranschaulicht ist. Wie oben bereits zum Ausdruck gebracht, ist das Halbleiterelement in seinem Sperrzustand im wesentlichen ungeordnet und allgemein amorph, und der mindestens eine Pfad durch das Element ist im Leitfähigkeitszustand geordneter. Im Gegensatz zu den Materialien vom nicht-speichernden Typ oder Schwellentyp können daher die örtliche Ordnung und die örtlichen Bindungen des im wesentlichen ungeordneten und allgemein amorphen Zustandes des Materials vom Speicherschaltertyp derart geändert werden, daß in dem Material in einer quasi-permanenten Weise ein leitfähiger Pfad oder leitfähige Pfade errichtet werden. Mit anderen Worten, die Leitfähigkeit von Halbleitermaterialien vom Speicherschaltertyp können drastisch geändert werden, so daß mindestens ein leitfähiger Pfad in dem Material gebildet und darin eingefroren wird, der einen Durchmesser entsprechend der Stromstärke des ersten hindurchgeführten Stromes hat, der jedoch in seinen ursprünglichen Zustand hohen Widerstandes rückführbar ist, indem ein Energieimpuls, beispielsweise ein Stromimpuls, durch den leitfähigen Pfad oder die Pfade hindurch ge schickt wird".

Die in den HalbleiterSchaltvorrichtungen gemäß der Erfindung verwendeten Elektroden können- Im wesentlichen aus jedem beliebigen, elektrisch gut leitfähigen Material, vorzugsweise * aus einem Material von hohem Schmelzpunkt, beispielsweise

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Tantal, Niob, Wolfram und Molybdän oder einem Gemisch derselben bestehen, obwohl natürlich auch andere Materialien Verwendung finden können. Diese Elektroden sind gewöhnlich in bezug auf die verschiedenen genannten aktiven Halbleitermaterialien, wenn sie als dünne Filme oder Schichten aufgetragen sind, verhältnismäßig inert.

In Fig, 8 und 9 ist nun ein Ausschnitt aus einer Ausführungsform der koplanaren Halbleiterschaltvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt und allgemein mit 10a bezeichnet. Diese Vorrichtung entspricht in elektrischer Hinsicht der Schaltvorrichtung 10 gemäß Fig. 1, Sie weist einen Träger 46, beispielsweise aus Glas oder dergl·, auf, auf dem durch Niederschlagen im Vakuum, durch Kathodenzerstäubung oder dergl, eine Schicht oder ein Film 47 eines passivierenden Dielektrikums, beispielsweise Aluminiumoxyd oder dergl,, aufgetragen ist. Dann werden auf die Schicht aus passivierendem Dielektrikum Elektroden 40 aus den oben genannten Elektrodenmaterialien, vorzugsweise aus Molybdän, durch Niederschlagen oder Auftragen im Vakuum, durch Kathodenzerstäubung oder dergl, als Film aufgetragen. Die benachbarten Enden 41 der Elektroden 40 sind zu einer runden oder kreisbogenartigen Umrißform ausgebildet, so daß der zwischen ihnen gebildete Spalt 4,4 im mittleren Bereich eine minimale Spaltbreite und beiderseits desselben eine zunehmende Spaltbreite aufweist. Wenn erwünscht, können andere Umrißformen verwendet werden, beispielsweise eine zugespitzte Form oder dergl. Dieser Spalt 44 kann während des Auftrages der Elektroden durch geeignetes Maskieren oder durch einleitendes Auftragen eines kontinuierlichen Streifens des Elektrodenfilmes und durch anschließendes Wegätzen des Spaltes unter Verwendung einer geeigneten Maske erfolgen« Dann wird über den Elektroden 40 und in dem Spalt kk zwischen den Elektrodenenden 41 ein Film oder eine Schicht 50 aus aktivem HaIb-

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leitermaterial, beispielsweise durch Vakuumauftrag, Kathoden zerstäubung oder dergl,, aufgebracht, und dieses aktive Halbleitermaterial befindet sich in einem im wesentlichen ungeordneten und allgemein amorphen Zustand und ist in geeigneter Weise aus den obengenannten Materialien unter Berücksichtigung der gewünschten elektrischen Eigenschaften und Schalteigenschaften ausgewählt. Je nach dem verwendeten aktiven Halbleitermaterial kann die Schaltvorrichtung vom speichernden Typ oder vom nicht-speichernden oder Schwellentyp sein·

Als spezifisches Beispiel sei angeführt, daß die Filmelektroden eine Dicke in einem Bereich von ca. 0,2 bis 5/u und vorzugsweise eine Mindestdicke von ca, 1 /u haben können« Die Breite der Elektroden ist nicht kritisch, jedoch haben sich Elektroden von einer Breite von ca. 0,k mm (0,016 inch) als besonders befriedigend erwiesen. Die abgerundeten Teile der Enden k"\ der Elektroden können mannigfaltige Krümmungsradien haben, gute Ergebnisse wurden jedoch mit Radien zwischen 0,02 und 3,2 mm (0,08 und 0,125 inch) erz±6lt. Die Mindestspaltbreite kann nach Wunsch gewählt werden und bildet einen von mehreren Faktoren bei der Festlegung der Schwellenspannung der Schaltvorrichtung, wobei die Schwellenspannung um Uo höher ist, je größer die Mindestspaltbreite 1st, Eine Mindestspaltbreite von 10,u liefert in der Praxis ausnehmend gute Ergebnisse und führt, je nach den verwendeten Halbleitermaterialien»zu Schwellenspannungen von über 60 V.

Wenn eine Spannung mindestens gleich der Schwellenspannung der Vorrichtung an die Elektroden kO angelegt wird, wird mindestens ein stromleitender Pfad oder Faden zwischen den Elektroden hO durch das aktive Halbleitermaterial .auegebildet, wie dies durch die Pfeile in FIg, 8 und 9

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veranschaulicht ist, Wegen der Umrißausbildung der Elektrodenenden 41 folgt der Pfad oder folgen die Pfade der. Mindestspaltbreite und nehmen daher in dem Halbleitermaterial einen festgelegten Platz ein. Wie oben bereits zum Ausdruck gebracht, werden der Durchmesser oder die Querabmessungen des Pfades oder der Pfade durch die Stromdichte bestimmt, und es hat sich gezeigt, daß der Durchmesser oder die Querabmessung mit ziemlicher Annäherung 10 ,u betragen kann»

Gemäß der Erfindung ist ferner die Dicke des aufgetragenen Filmes aus aktivem Halbleitermaterial derart gewählt, daß der Film den leitenden Pfad oder die leitenden Pfade vollkommen in sich einschließt. Bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel hat der Film aus aktivem Material eine Dicke von ca, Ik /U, so daß noch beiderseits des Pfades oder der Pfade eine "¥and" von 2/u übrigbleibt.

Fig, 10 bis 13 sind Teilschnitte ähnlich Fig. 9 zur Veranschaulichung weiterer Ausführungsformen der Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung, bei denen der leitende Pfad oder die Pfade um die Achse der Mindestspaltbreite zwischen den Rändern der Enden 4-1 der Elektroden kO symmetrisch liegen. Hier können die Elektroden kO die gleiche Umrißausbildung wie die gemäß Fig. 8 haben, und auch hier sollen die Mindestspaltbreite und die Dicke der Elektroden die gleichen sein, wie oben im Zusammenhang mit Fig. 8 und 9 beschrieben.

Die Schaltvorrichtung gemäß Fig. 10 ist allgemein mit 10b bezeichnet und weist einen isolierenden Träger h6 auf, auf den ein verhältnismäßig dicker Film h7 aus Aluminiumoxyd oder dergl. Aufgetragen ist. Bei dem beschriebenen Aus- „. führungsbeiapiel hat dieser Alumniumoxydfilm eine Dicke von ca, 6/U. Auf den Film k7 aus Aluminiumoxyd ist ein streifenförmiger Film aus Elektrodenmaterial aufgetragen, und durch geeignetes Maskieren oder dergl. und Ätzen wird

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der Spalt 44 zwischen den Elektrodenenden 41 sowie ein Hohlraum 48 in dem Aluminiumoxydfilm 47 unterhalb des . Spaltes 44 gebildet. Der Film 50 aus aktivem Halbleitermaterial wird dann über die Elektroden 4o und in dem Spalt 44 und dem Hohlraum 48 aufgetragen, und dieser Film hat eine Dicke von ca. 14/U. Daraus ergibt sich, daß sich von dem aktiven Halbleitermaterial im wesentlichen 6 ,u in dem Hohlraum 48 unterdem Spalt 44 und mindestens im wesentlichen 6/U oberhalb des Spaltes 44 befinden. Infolgedessen können sich der stromleitende Pfad oder die Pfade, die durch Pfeile angedeutet sind und einen Durchmesser oder eine Querabmessung von ca. 10/U haben, in bezug auf die Achse des Ortes der Mindestspaltbreite zwischen den Elektrodenenden 41 symmetrisch ausbilden und dennoch vollständig vom aktiven Halbleitermaterial umgeben sein.

In Fig. 11 ist eine weitere Ausführungsform der Schaltvorrichtung dargestellt und allgemein mit 10c bezeichnet. Hier wird ein Träger 49 aus aktivem Halbleitermaterial verwendet, der sich in seinem im wesentlichen ungeordneten und allgemein amorphen Zustand und in Rohform befindet. Die Elektroden 40 werden darauf aufgetragen, und die Enden 41 erhalten zur Bildung eines Spaltes 44 in der oben beschriebenen Weise eine entsprechende Randausbildung. Über den Elektroden 40 und in dem Spalt 44 wird ein Film 50 aus aktivem Halbleitermaterial aufgebracht, der den Träger 49 aus aktivem Halbleitermaterial kontaktiert. Die Zusammensetzung des aktiven Halbleitermaterials des Filmes 50 und desjenigen des Trägers. 49 ist vorzugsweise die gleiche. Die Dicke des Filmes 50 beträgt im wesentlichen 7/U, so daß der leitfähige Pfad oder die Pfade, die sowohl in dem Film als auch in dem Träger ausgebildet werden, in bezug auf die Achse des Ortes der Mindestspaltbreite zwischen den Elektroden 40 symmetrisch liegen, wie dies durch die Pfeile angedeutet

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1st, und die Pfade vollständig in dem Halbleitermaterial eingebettet sind.

Die Schaltvorrichtung 1Od gemäß Fig. 12 weist einen Träger aus Glas oder dergl. auf, aiuf dem ein Film 51 aus aktivem Halbleitermaterial, beispielsweise durch Vakuumauftrag, Kathodenzerstäubung oder dergl., aufgetragen ist. Darauf sind die Elektroden kO aufgetragen, und die Ränder der Enden k\ sind, wie oben beschrieben, zur Bildung eines Spaltes hk entsprechend ausgebildet. Über den Elektroden 4θ und in dem Spalt kh ist ein Film 50 aus aktivem Halbleitermaterial aufgetragen, der den Film 51 in dem Spalt hk kontaktiert. Die Zusammensetzung der aktiven Halbleitermaterialien in den Filmen 51 und 50 ist vorzugsweise die gleiche. Hier beträgt die Dicke des Filmes 51 vorzugsweise mindestens 6/U und die des Filmes 50 vorzugsweise 7/U, so daß der zwischen den beiden Filmen 50 und 51 ausgebildete leitfähige Pfad oder die Pfade in bezug auf die Achse des Ortes der Mindestspaltbreite zwischen den Elektroden hO, wie durch die Pfeile angedeutet, symmetrisch liegen und von dem Halbleitermaterial der Filme vollständig umhüllt sind.

Die Halbleiterechaltvorrichtungen gemäß der Erfindung eignen sich insbesondere für die Anwendung in integrierten Schaltungen, da sie sich unter Verwendung der oben beschriebenen Verfahrensweisen leicht als einstückige Teile solcher Schaltungen herstellen lassen. Zur weiteren Veranschaulichung der Anwendung der Schaltvorrichtungen gemäß der Erfindung zeigt Fig. 13 eine Schaltvorrichtung 1Oe. Hier.kann ein Träger 52 ein herkömmlicher, bei integrierten Schaltungen verwendeter Träger sein, auf dem verschiedene passive Komponenten, beispielsweise Widerstände, Kondensatoren oder dergl. aufgetragen sind und die durch ebenfalls durch Auftrag auf den Träger hergestellte Leiter elektrisch leitend miteinander

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verbunden sind. Die Schaltvorrichtungen gemäß der Erfindung lassen sich leicht in integrierte Schaltungen einfügen, indem aie direkt in die durch Auftrag hergestellten Leiter eingebaut werden.

In Fig. 13 sind die durch Auftrag hergestellten Leiter der integrierten Schaltung (die auf den Träger 52 aufgetragen wurden) mit kO bezeichnet, und diese Leiter können geeignetes Ätzen zur Bildung der Schalterelektroden kO unterbrochen werden, deren Enden hl einen Spalt hk begrenzen. Beim Ätzen der Leiter zur Bildung des Spaltes kh kann auch eine Vertiefung 53 unter dem Spalt kk in dem Träger 52 hergestellt " werden, ähnlich wie dies in Verbindung mit Fig. 10 beschrieben wurde. Die gesamte integrierte Schaltung einschließlich der Leiter und der passiven Bestandteile kann dann mit einem Film 50 aus aktivem Halbleitermaterial überzogen werden, das im wesentlichen ungeordnet und allgemein amorph ist und einen hohen Widerstand hat, so daß es keine Wirkung auf die elektrischen Eigenschaften der integrierten Schaltung hat, diese jedoch gleichzeitig schützt. Wenn dieser Film 50 aus aktivem Halbleitermaterial in dieser Weise aufgetragen wird, wird er auch in den Spalt kh und in die Vertiefung 53 eingebracht und bildet dort die Schaltvorrichtung 1Oe gemäß der Erfindung. Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 Λ kann die Vertiefung 53 eine Tiefe von ca. 6 ,u haben, und die Dicke des Filmes 50 kann ca. 14/u betragen. Die Schaltvorrichtung 1Oe gemäß Fig. 13 arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise wie die Schaltvorrichtung 10b gemäß Fig. 10, und eine nähere Beschreibung der Wirkungsweise erscheint daher nicht erforderlich. Wenn erwünscht, braucht der Film 50 nicht über der ganzen Schaltung aufgetragen zu werden, sondern es genügt, ihn an den Schaltpunkten innerhalb der integrierten Schaltung anzubringen· Der Träger 52 gemäß Flg.13 ist vorzugsweise aus einem passiven Material

+ durch

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gebildet, kann jedoch auch aus aktivem Halbleitermaterial gebildet sein« Im letzteren Fall kann das Ausätzen.der Vertiefung entfallen, so daß die Schaltvorrichtung eher der Ausbildung nach Fig. 11 ähnelt.

Die Schaltvorrichtung 1Of gemäß Fig. Ik ist denen gemäß Fig. 8 bis 13 sehr ähnlich, hat jedoch eine abweichende Ausbildung der Elektrodenränder. Hier weist der Träger ^h darauf aufgetragene Elektroden 4Oa und 40b auf, von denen das Ende 4ia der Elektrode 40a einen geradlinigen Rand, das Ende 4ib der Elektrode 40b einen gerundeten Rand hat· Der so gebildete Spalt hka zwischen diesen beiden Rändern hat ebenfalls einen Ort der Mindestspaltbreite, zu dessen beiden Seiten die Spaltbreite zunimmt. Über den Elektroden 40a und 40b sowie in dem Spalt kka./xn gleicher Weise, wie oben im Zusammenhang mit den übrigen Ausfuhrungsformen der Erfindung beschrieben, der Film 50 aus Halbleitermaterial aufgetragen. Die Schaltvorrichtung 1Of gemäß Fig. 14 kann im übrigen eine beliebige der in Fig« 9 bis 13 dargestellten Querschnittsausbildungen haben.

Obwohl sich die obige Beschreibung und die Zeichnung nur mit einigen bevorzugten Ausfuhrungsbeispielen der Erfindung befaßt, sind Abwandlungen ohne Abweichen vom Erfindungsgedanken in mannigfaltiger Weise möglich«

Pat ent anspr-üche

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Claims

- »V- Patentansprüche

1,jKoplanare Halbleiterschaltvorrichtung, gekennzeichnet durch zwei ebene, im Abstand voneinander in der gleichen Ebene liegende, durch Auftrag hergestellte, f ilmförtnige Elektroden, deren Ränder an den einander zugewendeten Enden zur Bildung eines Spaltes zwischen diesen mit einem Ort der Mindestspaltbreite und beiderseits desselben zunehmender Spaltbreite ausgebildet sind, einen durch Auftrag über den Elektroden und über sowie in dem Spalt zwischen den gegenüberliegenden Enden der Elektroden

hergestellten Film aus aktivem, schaltbarem Halbleiter- Λ

material, das einen hohen Widerstand zum Sperren des Stromdurchgangs hat und bei Anlegen einer Spannung oberhalb einer Schwellenspannung an die Elektroden mindestens einen stromleitenden Pfad niedrigen Widerstandes zwischen den Elektroden eröffnet, der hinsichtlich seiner Lage durch den Ort der Mindestspaltbreite bestimmt ist und dessen Querabmessungen größer sind als die Dicke der durch Auftrag hergestellten, filmförmigen Elektroden, während die Dicke des durch Auftrag hergestellten Filmes aus aktivem Halbleitermaterial größer ist als die Querabmessungen des mindestens einen leitfähigen Pfades, so daß er diesen vollständig umschließt·

Anspruch Koplanare Halbleitschaltvorrichtung gemäß ' . T, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Auftrag hergestellte Film > aus aktivem Halbleitermaterial sich im wesentlichen gleich weit nach oberhalb und nach unterhalb des Spaltes zwischen den Enden der Elektroden erstreckt, so daß er den mindestens einen leitfähigen Pfad vollständig umschließt, wenn dieser in dem Spalt zwischen den Enden der Elektrode symmetrisch zentriert ist.

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Koplanare Halbleiterschaltvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zwei ebene und im Abstand voneinander in der gleichen Ebene durch Auftrag hergestellte, filmförtnige Elektroden mit einem dazwischenliegenden Spalt und einem durch Auftrag über den Elektroden und über sowie in dem Spalt zwischen den gegenüberliegenden Enden der Elektroden hergestellten Film aus aktivem,:achaltbarem Halbleitermaterial, das einen hohen Widerstand zum Sperren des Stroradurchganges hat und bei Anlegen einer Spannung oberhalb einer Schwellenspannung an die Elektroden mindestens einen, stromleitenden Pfad niedrigen Widerstandes zwischen den Elektroden eröffnet, dessen Querabmessungen größer als die Dicke der durch Auftrag hergestellten, filmförtnigen Elektroden ist, während sich der durch Auftrag hergestellte Film aus aktivem Halbleitermaterial im wesentlichen gleich weit nach oberhalb und nach unterhalb des Spaltes zwischen den Enden der Elektroden erstreckt und seine Dicke größer als die Querabmessung des mindestens einen leitfähigen Pfades ist, so daß er den letzteren vollständig umgibt, wenn dieser in dem Spalt zwischen den Enden der Elektroden zentriert ist«

Koplanare Halbleiterschaltvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden, im Abstand· voneinander in der gleichen Ebene durch Auftrag hergestellten, f Unförmigen Elektroden auf einem Träger aus nicht-leitendem Material aufgetragen sind und in dem Träger unmittelbar unterhalb des Spaltes eine Vertiefung gebildet ist und daß der durch Auftrag hergestellte Film aus aktivem Halbleitermaterial diese Vertiefung und den Spalt ausfüllt und über den Spalt hinaus eine Strecke weit vorspringt, die im wesentlichen gleich der Tiefe der Vertiefung ist.

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as-

5. Koplanare Halbleiterschaltvorrichtung nach .einem der Ansprüche 1 bis k_t dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine durch Auftrag hergestellte, filmartige Trägerzwischenschicht aus nicht-leitendem Material ist.

6, Koplanare Halbleiterschaltvorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung so ausgebildet ist, daß sie sich vollständig durch den durch Auftrag hergestellten Film der Trägerzwischenschicht erstreckt.

7. Koplanare Halbleiterschaltvorrichtung.nach einem der

Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Λ

beiden im Abstand voneinander in der gleichen Ebene durch Auftrag hergestellten, filmförmigen Elektroden auf einem Träger aus aktivem Halbleitermaterial aufgetragen sind*

8, Koplanare Halbleiterschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine leitfähige Pfad niedrigen Widerstandes in den Sperrzustand hohen Widerstandes zurückkehrt, wenn der hindurchfließende Strom unter einen Mindeststromhaltewert absinkt,

9· Koplanare Ilalbleiterschaltvorrichtung nach einem der ™

Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine leitfähige Pfad niedrigen Widerstandes selbst bei Absinken der Stromstärke des hindurchfließenden Stromes auf null in seinem Leitfähigkeitszustand niedrigen Widerstandes bleibt und daß der mindestens eine leitfähige Pfad niedrigen Widerstandes durch Anlegen eines Stromimpulses von hoher Stromstärke an die Elektroden in den Sperrzuetand hohen Widerstandee rfickführbar ist.

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10. Koplanare Halbleiterschaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine leitfähige Pfad niedrigen Widerstandes in den Sperrzustand hohen Widerstandes zurückkehrt, wenn die Stromstärke des hindurchfließenden Stromes unter einen Mindeststromhaltewert absinkt.

11. Koplanare Halbleiterschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine leitfähige Pfad niedrigen Widerstandes selbst bei Absinken der Stromstärke des hindurchfließenden Stromes auf null in seinem Leitfähigkeitszustand niedrigen Widerstandes bleibt und daß der mindestens eine leitfähige Pfad niedrigen Widerstandes durch Anlegen eines Stromimpulses hoher Stromstärke an die Elektroden in den Sperrzustand hohen Widerstandes rückführbar ist.

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