DE2028657A1 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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DE2028657A1
DE2028657A1 DE19702028657 DE2028657A DE2028657A1 DE 2028657 A1 DE2028657 A1 DE 2028657A1 DE 19702028657 DE19702028657 DE 19702028657 DE 2028657 A DE2028657 A DE 2028657A DE 2028657 A1 DE2028657 A1 DE 2028657A1
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David John; Hilsum Cyril; Malvern Worcestershire Colliver (Großbritannien)
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Der Minister für Technologie in der Regierung Ihrer Majestät der Königin der Vereinigten Königreiche von Großbritannien und Nordirland, London
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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

Patentanwälte Dlpl.-lng. R. DSETZ sen. Dlpl.-lng. K. LAMPRECHTPatent attorneys Dlpl.-lng. R. DSETZ sen. Dlpl.-lng. K. LAMPRECHT

Dr.-Ing. R. B E E TZ jr.
8 München 22, Steinsdorfstr. 10 293-15.780P . 10.6.1970
Dr.-Ing. R. BEE TZ Jr.
8 Munich 22, Steinsdorfstr. 10 293-15.780P. June 10, 1970

Minister of Technology in Her Britannic Majesty's Government of the United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland, LONDON, S.W.I. (Großbritannien)Minister of Technology in Her Britannic Majesty's Government of the United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland, LONDON, S.W.I. (Great Britain)

HalbleiteranordnungSemiconductor device

Die Erfindung befaßt sich mit Halbleiteranordnungen, die den Effekt des Elektronentransfers zeigen.The invention is concerned with semiconductor devices that the Show effect of electron transfer.

Der allgemein bekannte Effekt des Elektronentransfers ist ein Vorgang, bei dem Elektronen in einem Halbleiterkörper mit passender Dotierung wie beispielsweise Kadmiumtellurid, Galliumarsenid oder Indiumphosphid aus einem Leitfähigkeitsband mit hoher Elektronenbeweglichkeit durch Anlage eines elektrischen Feldes hinreichender Stärke in ein Leitfähigkeitsband von höherer Energie und geringerer Elektronenbeweglichkeit überführt werden. Halbleiteranordnungen, die unter Ausnutzung dieses Effektes arbeiten, werden allgemein als Halbleiteranordnungen mit Elektronentransfer bezeichnet.The well-known effect of electron transfer is a process in which electrons in a semiconductor body with suitable doping such as cadmium telluride, gallium arsenide or indium phosphide from a conductivity band with high electron mobility due to the application of an electric field of sufficient strength in a conductivity band be transferred from higher energy and lower electron mobility. Semiconductor arrangements that are taking advantage of working with this effect are generally referred to as electron transfer semiconductor devices.

Ein ebenfalls allgemein bekannter Folgeeffekt des Blektronentransfertffektee 1st der Gunn-Effekt. Dieser besteht inAnother well-known consequence of the sheet metal transfer effect is the Gunn effect. This consists of

29XJX 35358/O5)DfF (7)29XJX 35358 / O5) DfF (7)

0098S1/1S22 ;*0098S1 / 1S22; *

BADBATH

der Ausbildung von Bezirken hoher elektrischer Feldstärke, die mit einer für die Länge der gewählten Probe charakteristischen Frequenz durch den Halbleiterkörper hindurchwandern.the formation of areas of high electric field strength, which are characteristic of the length of the selected sample Frequency migrate through the semiconductor body.

Halbleiteranordnungen mit Elektronentransfer lassen sich bekanntlich zur Erzeugung von Mikrowellen verwenden. Nun sind jedoch unglücklicherweise Halbleiteranordnungen mit kleineren Abmessungen in ihrer Ausgangsleistung stark beschränkt. Daher erweist es sich zur Schaffung einer Hochfrequenzanordnung mit ausreichender Ausgangsleistung als notwendig, einen Weg zu finden, um Hochfrequenz mit einer Anordnung von größeren physikalischen Abmessungen als den bisher üblichen Anordnungen zu erzeugen.Semiconductor arrangements with electron transfer can be known to use for the generation of microwaves. Unfortunately, however, semiconductor devices are now involved smaller dimensions are severely limited in their output power. Hence it proves to be useful in creating a high frequency arrangement with sufficient output power as necessary to find a way to get high frequency with an arrangement of to produce larger physical dimensions than the conventional arrangements.

Mit der Erfindung wird daher eine Halbleiteranordnung mit einem Körper aus einem den Elektronentransfereffekt zeigenden Halbleitermaterial einer Kathode und einer Anode geschaffen, die sich dadurch kennzeichnet, daß die Kathode einen Bereich aus einem Metall mit gutem Ohmschem Kontakt zu dem Halbleitermaterial enthält und die aus einem anderen Material als einem solchen Metall bestehende Anode eine gute Ladungsträgerextraktion zeigt.The invention therefore provides a semiconductor arrangement with a body made of a body which exhibits the electron transfer effect Semiconductor material of a cathode and an anode created, which is characterized in that the cathode a metal area with good ohmic contact to the semiconductor material and the anode made of a material other than such a metal is a good one Shows charge carrier extraction.

Dabei kann die Anode eine Diode mit einer Schottky-Sperrschicht oder ein stark dotiertes Halbleitermaterial enthalten.The anode can contain a diode with a Schottky barrier layer or a heavily doped semiconductor material.

Die Kathode kann zusätzlich zu dem Metall mit gutem Ohmschem Kontakt zum Halbleitermaterial einen Bereich aus einem stark dotierten Halbleitermaterial enthalten.In addition to the metal with good ohmic contact with the semiconductor material, the cathode can contain a region made of a heavily doped semiconductor material.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung soll nunmehr bevorzugter Ausführungsforraen der Erfindung näher beschrieben werden» die in der Zeichnung veranschaulicht sind. Dabei ieigenTo further explain the invention, preferred embodiments of the invention will now be described in more detail are »illustrated in the drawing. Do it yourself

009-851/1522009-851 / 1522

in der Zeichnung:in the drawing:

Fig. 1 und'Fig. 2 Querschnitte durch bekannte Halbleiteranordnungen mit Elektronentransfer;Fig. 1 and 'Fig. 2 cross sections through known semiconductor arrangements with electron transfer;

Fig. 3 einen entsprechenden Querschnitt durch eineFig. 3 shows a corresponding cross section through a

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halblei teranordnungjEmbodiment of a semiconductor arrangement according to the invention

Fig. 4, 5, 6 und 7 Aufsichten auf Halbleiteranordnungen gemäß der Erfindung undFIGS. 4, 5, 6 and 7 are plan views of semiconductor arrangements according to the invention and

Fig. b, 9 und 10 Querschnitte durch Alternativausführungen für erfindungsgemäße Halbleiteranordnungen.FIGS. B, 9 and 10 show cross sections through alternative designs for semiconductor arrangements according to the invention.

Die bisher üblichenHalbiexeranordnungen mit Elektronentransfer sind von zweierlei Bauart. Bei der ersten Bauart wird eine Epitaxialschicht von hoher Reinheit aus Galliumarsenid verwendet, die als η-Schicht bezeichnet wird, üblicherweise einen spezifischen Widerstand von etwa 1 Ohm cm aufweist und auf einem Substrat aus hochleitendem Galliumarsenid abgeschieden ist, dessen spezifischer Widerstand bei etwa 0,01 Ohm cm oder darunter liegt. Ein solcher Aufbau wird als longitudinale Struktur bezeichnet. Die eine Kontaktstelle liegt auf der Unterseite des Substrats und die andere auf der Oberseite der Epitaxialschicht. Diese zweite Kontaktstelle kann aus Metall htrgestellt werden, oder sie kann auch in Form einer zweiten, oben auf der ersten Epitaxialschicht abgeschiedenen Epitaxialschicht erzeugt werden, wobei diese zweite Epitaxialschicht (die n+-Sch"icht) in hohem Male mit einer als Donator wirkenden Verunreinigung dotiert.ist'und-daher einen geringen spezifischen Widerstand aufweist, also in hoher. Maße leitfähig 1st.The half-bender arrangements with electron transfer that have been customary up to now are of two types. The first type uses a high purity epitaxial layer of gallium arsenide, referred to as the η layer, typically having a resistivity of about 1 ohm cm and deposited on a substrate of highly conductive gallium arsenide, the resistivity of which is about 0.01 Ohm cm or less. Such a structure is called a longitudinal structure. One contact point is on the underside of the substrate and the other on the top of the epitaxial layer. This second contact point can be made of metal or it can also be produced in the form of a second epitaxial layer deposited on top of the first epitaxial layer, this second epitaxial layer (the n + layer) being highly contaminated with a donor impurity is doped and therefore has a low specific resistance, that is to say is highly conductive.

Die zweite bisher für Halbleiteranordnungen «it Elektronen-The second so far for semiconductor arrangements «it electron-

0098517152200985171522

transfer vorgeschlagene Bauform ist in Fig. 1 und 2 veranschaulicht. Bei dieser Art von Halbleiteranordnungen mit Elektronentransfer wird eine Epitaxialschicht 1 von hoher Reinheit auf einem Substrat 3 aus Galliumarsenid von spezieller und unter der Bezeichnung semiisolierendes Galliumarsenid bekannten Form abgeschieden. Das Substrat j5 verhält sich daher elektrisch inert und wirkt lediglich als mechanischer Träger und als Keim während des Abscheidungsvorgangs. In der Zeichnung ist ein Beispiel für einen als Transversalstruktur bekannten Aufbau dargestellt, bei dem zwei Kontaktstellen an der Epitaxialschicht 1 anzubringen sind. Mit anderen Worten ausgedrückt, sind also bei einer Transversalstruktur zwei Kontakte auf ein und derselben Oberfläche anzubringen. 'transfer proposed design is illustrated in Figs. In this type of electron transfer semiconductor device, an epitaxial layer 1 becomes high in purity on a substrate 3 made of gallium arsenide of particular and deposited under the name semi-insulating gallium arsenide form. The substrate j5 therefore behaves electrically inert and acts only as a mechanical carrier and as a nucleus during the deposition process. In the drawing an example of a structure known as a transversal structure is shown, in which two contact points on the epitaxial layer 1 are to be attached. In other words, So there are two contacts in a transversal structure to be placed on the same surface. '

Bei allen bisher vorgeschlagenen Halbleiteranordnungen mit Elektronentransfer und Transversalstruktur sind diese beiden Kontakte aus ein und demselben Material herzustellen. So können beispielsweise beide Kontakte aus einem Metall, wie etwa einer Silber-Zinn-Legierung, einer Silber-Indium-Germanium-Legierung oder einer GoId-Niekel-Germanium-Legierung, oder aus einem in hohem Maße dotierten Epitaxial abgeschiedenen Galliumarsenid hergestellt werden, das auf der Oberfläche oder in vorbereiteten Ausnehmungen in dieser Oberfläche abgeschieden wird. Alle diese Arbeitstechniken lassen sich ohne weiteres mit den üblichen Methoden des Photodruckes durchführen, wie sie in der Technologie der integrierten Schaltkreise im Gebrauch sind. In Fig. 1 sind solche Kontakte dargestellt, wobei zwei Kontakte 5 und 7 auf der Epitaxialschicht 1 abgeschieden sind.In all previously proposed semiconductor arrangements with electron transfer and transversal structure, these are both Making contacts from one and the same material. For example, both contacts can be made of a metal, such as for example a silver-tin alloy, a silver-indium-germanium alloy or a gold-Niekel-germanium alloy, or made of a highly doped epitaxially deposited gallium arsenide deposited on the surface or in prepared recesses is deposited in this surface. All of these working techniques can be used without further ado perform with the usual methods of photo printing, such as them in integrated circuit technology im Use are. Such contacts are shown in FIG. 1, two contacts 5 and 7 being deposited on the epitaxial layer 1 are.

Bei einer zweiten Art von Kontaktherstellung wird eine Dotierung mit einer als Donator wirkenden Verunreinigung wie Schwefel vorgenommen, die während der Abscheidung des KontaktesIn a second type of contact establishment, doping with an impurity acting as a donor such as Sulfur made during the deposition of the contact

BAD -ORiGlMAL 0 0 9 8 5 1/15 2 2 ' · BATH ORIGlMAL 0 0 9 8 5 1/15 2 2 '

erfolgen kann. Gemäß der Theorie könnten die Kontaktbereiche durch lokale Eindiffusion der als Donator wirkenden Verunreinigung erzeugt werden. In der Praxis geht man jedoch meistens nicht so vor, da es sehr schwierig ist, die Eigenschaften des behandelten Teils der Schichten während der Diffusion aufrechtzuerhalten. Kontakte dieser Art sind in Fig. £ veranschaulicht, wobei zwei Kontakte 9 und 11 während der Abscheidung der Epitaxialschicht 1 hergestellt werden.can be done. According to the theory, the contact areas could be caused by local diffusion of the impurity acting as a donor be generated. In practice, however, you mostly go not so before, as it is very difficult to determine the properties of the treated part of the layers during diffusion maintain. Contacts of this type are illustrated in Fig. £, with two contacts 9 and 11 during the Deposition of the epitaxial layer 1 are produced.

Die Erfindung bedient sich dagegen zur Erreichung ihrer Ziele eines Halbleiteroszillators mit Elektronentransfereffekt, dessen Elektroden aus verschiedenen Materialien bestehen.The invention, on the other hand, is used to achieve its goals a semiconductor oscillator with electron transfer effect, the electrodes of which are made of different materials.

Eine derartige Struktur ist bisher noch nicht in Betracht gezogen worden, da sie den Einsatz zweier verschiedener Technologien für die Kontaktherstellung verlangt.Such a structure has not yet been considered because it requires the use of two different technologies for contacting.

Nun haben sich jedoch Halbleiteranordnungen mit Elektronentransfer, deren beide Elektroden aus einem n+-dotierten Galliumarsenid bestehen, nicht zu einem wirksamen Arbeiten bringen lassen, und Halbleiteranordnungen mit Elektronentransfer, deren beide Elektroden aus Metallen bestehen, die einen guten Ohmschen Kontakt ergeben, arbeiten ebenfalls nicht zufriedenstellend, da Metalle mit gutem Ohmschen Kontakt zu Halbleitermaterialien mit Elektronentransfer wie Galliumarsenid, also Metalle wie etwa Zinn, Indium oder Legierungen dieser Metalle einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisen und unter den an der Anode herrschenden Bedingungen mit hoher Feldstärke und hoher Stromdichte zum Durchbruch neigen. Auf der anderen Seite bedarf es lediglich an der Kathode eines guten Ohmschen Kontaktes, und an dieser Elektrode kann es nicht zu dieser Art von Durehbruch kommen, Für die Anode dagegen ist eine Elektrode erforderlich, die Ladungsträger mit hohem Wirkungsgrad extrahiert. EineNow, however, electron transfer semiconductor devices, both of which electrodes are made of an n + -doped gallium arsenide, have not been made to work effectively, and electron transfer semiconductor devices, both of which electrodes are made of metals that make a good ohmic contact, do not work either Satisfactory, since metals with good ohmic contact to semiconductor materials with electron transfer such as gallium arsenide, i.e. metals such as tin, indium or alloys of these metals have a low melting point and tend to breakdown under the conditions prevailing at the anode with high field strength and high current density. On the other hand, a good ohmic contact is only required at the cathode, and this type of breakthrough cannot occur at this electrode. The anode, on the other hand, requires an electrode that extracts charge carriers with high efficiency. One

009851/152 2009851/152 2

Halbleiteranordnung mit Elektronentransfer, die einen guten Ohmschen Kontakt an der Kathode und eine wirksame Ladungsträgerextraktion an der Anode zeigt, ist in Fig. 3 dargestellt.Electron transfer semiconductor device showing a good Fig. 3 shows ohmic contact at the cathode and effective carrier extraction at the anode.

In Fig. 3 wird die Epitaxialschicht 1 aus n-leitendem Galliumarsenid wie bisher üblich auf das Substrat 3 aus semiisolierenden Galliumarsenid aufgewachsen. Eine Anode 13 wird aus n+-dotiertem Galliumarsenid hergestellt, das in einer vorbereiteten Ausnehmung in der Oberfläche der Epltaxialschicht 1 abgeschieden wird. Eine solche Elektrode stellt einen wirkungsvollen Extraktor für Ladungsträger dar. Die Kathode besteht aus einem Bereich 15 aus n+-dotlertem Galliumarsenid, das in ähnlicher Weise wie das Galliumarsenid der Anode 13 abgeschieden ist, wobei jedoch eine Schicht 17 aus Metall teilweise auf dem Bereich 15 und teilweise auf der Epitaxialschicht 1 zwischen dem Bereich 15 und der Anode abgeschieden ist. Das Metall für die Schicht 17 muß so gewählt werden, daß es einen guten Ohmschen Kontakt zu dem Galliumarsenid ergibt; beispielsweise eignen sich für diesen Zweck Zinn, Indium oder Legierungen, die Zinn oder Indium oder beide Metalle enthalten. Zwischen dem Bereich 15 und der Anode 13 wird eine Spannungsquelle V angeschlossen.In FIG. 3, the epitaxial layer 1 made of n-conductive gallium arsenide is grown on the substrate 3 made of semi-insulating gallium arsenide as has been customary up to now. An anode 13 is made from n + -doped gallium arsenide, which is deposited in a prepared recess in the surface of the axial layer 1. Such an electrode represents an effective extractor for charge carriers. The cathode consists of a region 15 of n + -doped gallium arsenide, which is deposited in a similar manner to the gallium arsenide of the anode 13, but with a layer 17 of metal partially on region 15 and is partially deposited on the epitaxial layer 1 between the region 15 and the anode. The metal for layer 17 must be chosen so that it makes good ohmic contact with the gallium arsenide; for example, tin, indium or alloys containing tin or indium or both metals are suitable for this purpose. A voltage source V is connected between the area 15 and the anode 13.

Die Anode 13 und der Bereich 15 lassen sich durch lokales epitaxiales Aufwachsen in Ausnehmungen herstellen, die durch Anätzen der Oberfläche der Epitaxialschicht 1 erzeugt werden. Solche Ausnehmungen können eine Tiefe haben, die geringer, ebenso groß oder sogar größer ist als die Dicke der Epitaxialschicht 1. Alternativ dazu lassen sich die Anode 13 und der Bereich 15 durch lokale Eindiffusion einer als Donator wirkenden Verunreinigung herstellen.The anode 13 and the area 15 can be produced by local epitaxial growth in recesses that pass through Etching of the surface of the epitaxial layer 1 can be generated. Such recesses can have a depth that is less than is just as large or even greater than the thickness of the epitaxial layer 1. Alternatively, the anode 13 and produce the area 15 by local diffusion of an impurity acting as a donor.

Für die Form und die Größe der Schicht 17 gibt es vieleThere are many for the shape and size of layer 17

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

AlternativausfUhrungen, und dementsprechend läßt sich die Erfindung bei Halbleiteranordnungen mit ringförmigen Elektroden ebenso wie bei Halbleiteranordnungen mit zusätzlichen Elektroden zwischen Anode und Kathode verwirklichen.Alternative designs, and accordingly the Invention in semiconductor arrangements with ring-shaped electrodes as is the case with semiconductor arrangements with additional electrodes realize between anode and cathode.

Figuren 4, 5, 6 und 7 sind Aufsichten auf solche AlternativausfUhrungen für Halbleiteroszillatoren mit Elektronentransfer, die Schichten 17 von anderer Gestalt und Größe zeigen.Figures 4, 5, 6 and 7 are plan views of such alternative designs for semiconductor oscillators with electron transfer, the layers 17 of a different shape and size demonstrate.

In Fig. 4 gibt es einen dem Bereich 15 in Fig. > entsprechenden Bereich 15a von rechteckförmiger Gestalt und zur Anode 13 paralleler Lage. Weiter ist eine der Schicht 17 in Fig. 3 entsprechende Schicht 17a vorhanden, die ebenfalls von rechteckförmiger Gestalt ist und den Bereich 15a und das Gebiet zwischen diesem Bereich 15a und der Anode 13 überlappt.In Fig. 4 there is a region 15 in Fig.> corresponding area 15a of rectangular shape and to the anode 13 parallel position. Next is one of layer 17 in Fig. 3 corresponding layer 17a is present, which also is of rectangular shape and the area 15a and the area between this region 15a and the anode 13 overlaps.

In Fig. 5 besitzt eine der Schicht 17 in Fig. 3 entsprechende Schicht 17b die Form eines Dreiecks, von dem eine Spitze das Gebiet zwischen dem Bereich 15a und der Anode 13 überlappt.In FIG. 5, a layer 17b corresponding to layer 17 in FIG. 3 has the shape of a triangle, one of which Tip the area between the area 15a and the anode 13 overlaps.

In Fig. 6 hat ein dem Bereich 15 in Fig. 3 entsprechende Bereich 15b die Form eines Parallelogramms, das unter einem Winkel zur Anode 13 verläuft. Eine der Schicht 17 in Fig. 3 entsprechende Schicht 17c ist ebenfalls in Form eines Parallelogramms ausgebildet, das zu dem Bereich 15b parallele Seiten aufweist. Die Schicht 17c überlappt den Bereich 15b und das trapezförmige Gebiet zwischen dem Bereich 15b und der Anode 13.In FIG. 6, a region 15 in FIG. 3 has a corresponding one Area 15b has the shape of a parallelogram which runs at an angle to the anode 13. One of the layers 17 in FIG. 3 The corresponding layer 17c is also designed in the form of a parallelogram which is parallel to the area 15b Has sides. The layer 17c overlaps the area 15b and the trapezoidal area between the region 15b and the anode 13.

In Fig. 7, die Fig. 6 ähnlich ist, besitzt der Bereich 15bIn Fig. 7, which is similar to Fig. 6, the area has 15b

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die Form eines unter einem Winkel zur Anode 13 verlaufenden Parallelogramms. Eine der Schicht 17 in Fig. 3 entsprechende Schicht 17b ist von dreieckiger Form, wobei eine Ecke des Dreiecks das Gebiet zwischen dem Bereich 15b und der Anode an deren einander nächsten Stelle überlappt.the shape of a parallelogram running at an angle to the anode 13. One of the layer 17 in FIG. 3 corresponding Layer 17b is triangular in shape, with one corner of the triangle being the area between region 15b and the anode overlaps at their next point.

Fig. 8 ist ein Querschnitt durch einen Teil eines Halbleiteroszillators mit Elektronentransfer. Die auf einem Substrat 3 aus semiisolierendem Galliumarsenid ausge- ^ wachsene Epitaxialschicht 1 aus η-leitendem Galliumarsenid weist an ihrer Oberfläche mehrere Ausnehmungen auf. In einer davon, die an einem Ende des Halbleiteroszillators liegt, ist eine Anode 13 aus n+-dotiertem Galliumarsenid abgeschieden, und die anderen Ausnehmungen enthalten weitere Elektroden 15j, 152» 15·*« .... die aus darin abgeschiedenem, n+-dotiertem Galliumarsenid bestehen. Außerdem sind auf der Oberfläche der Epitaxialschicht 1 mehrere Schichten IJ1, 17p abgeschieden, die aus einem Metall bestehen, das einen guten Ohmsehen Kontakt zu dem Galliumarsenid ergibt, wobei die Schicht 17, die Elektrode 15j und das Gebiet zwischen der Elektrode 15. und der Elektrode 15g überlappt und den Haupt-. kathodenbereich bildet, die Schicht 172 die Elektrode 15g " und das Gebiet zwischen der Elektrode 15p und der Elektrode 15-* überlappt usw.. Auf diese Weise bildet jede der Schichten wie 172 zusammen mit einer Elektrode wie 15-j einen Halbleiteroszillator mit Elektronentransfer, wobei die Elektrode 15, als Anode wirkt und mit der nächsten Kathode wie etwa der Schicht 17^ verbunden ist, und die gesamte Halbleiteranordnung stellt eine Kette aus in Reihe geschalteten Halbleiteroszillatoren mit Elektronentransfer dar, die durch eine einzelne Spannungsquelle V gespeist werden kann, die zwischen der Elektrode 15j und der Anode 13 angeschlossen ist.Fig. 8 is a cross section of part of an electron transfer semiconductor oscillator. The epitaxial layer 1 made of η-conductive gallium arsenide grown on a substrate 3 made of semi-insulating gallium arsenide has several recesses on its surface. In one of them, which is at one end of the semiconductor oscillator, an anode 13 made of n + -doped gallium arsenide is deposited, and the other recesses contain further electrodes 15j, 15 2 "15 *" ... made of n + -doped gallium arsenide. In addition, several layers IJ 1 , 17p are deposited on the surface of the epitaxial layer 1, which consist of a metal which gives a good ohmic contact to the gallium arsenide, the layer 17, the electrode 15j and the area between the electrode 15. and the Electrode 15 g overlaps and the main. cathode area, the layer 17 2 the electrode 15 g "and the area between the electrode 15p and the electrode 15- * overlaps, etc. In this way, each of the layers like 17 2 together with an electrode like 15-j forms a semiconductor oscillator Electron transfer, where the electrode 15 acts as an anode and is connected to the next cathode such as the layer 17 ^, and the entire semiconductor arrangement represents a chain of semiconductor oscillators connected in series with electron transfer, which can be fed by a single voltage source V, which is connected between the electrode 15j and the anode 13.

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Ebenso gut kann die Spannungsquelle V auch zwischen der als Kathode wirkenden Schicht IT1 und der Anode 15 angeschlossen werden. In diesem Falle kann die Elektrode 15* wegbleiben, wie dies in Fig. 9 veranschaulicht ist.The voltage source V can equally well be connected between the layer IT 1 acting as a cathode and the anode 15. In this case, the electrode 15 * can be omitted, as is illustrated in FIG. 9.

Fig. 10 ist ein Querschnitt durch eine Alternativausführung für einen Halbleiteroszillator mit Elektronentransfer. Die Epitaxialschicht 1 aus η-leitendem Galliumarsenid ist auf ein Substrate aus semi isolierendem Galliumarsenid aufgewachsen, und auf der Epitaxialschicht 1 ist wiederum wie oben die Kathode 17 abgeschieden, die a^s einem Metall besteht, das einen guten Ohmschen Kontakt zu Galliumarsenid ergibt. Zusätzlich ist eine Elektrode 19 vorgesehen, die mit der Epitaxialschicht 1 eine übliche Diode mit Schottky-Sperrschicht bildet und die Anode darstellt. Die Elektrode 19 kann aus Nickel hergestellt werden, das so abgeschieden wird, daS es zusammen mit der Epitaxialschicht 1 eine Diode mit Schottky-Sperrschicht bildet.Fig. 10 is a cross section through an alternative embodiment for a semiconductor oscillator with electron transfer. The epitaxial layer 1 made of η-conductive gallium arsenide is on grown on a substrate of semi-insulating gallium arsenide, and on the epitaxial layer 1 is again as above Cathode 17 deposited, which consists of a ^ s a metal that results in a good ohmic contact with gallium arsenide. In addition, an electrode 19 is provided, which is connected to the epitaxial layer 1 forms a common Schottky barrier diode and represents the anode. The electrode 19 can off Nickel, which is deposited in such a way that it together with the epitaxial layer 1, a diode with a Schottky barrier layer forms.

Eine Schottky-Sperrschicht stellt bekanntlich einen sehr wirksamen Extraktor für. Ladungsträger dar, und daher arbeitet die in Fig. 10 veranschaulichte Halbleiteranordnung bei Anschluß einer Spannungsquelle V zwischen der Kathode 17 und der Anode 19 als Halbleiteroszillator mit Elektronentransfer.A Schottky barrier is known to be a very effective extractor for. Charge carrier, and therefore works the semiconductor arrangement illustrated in FIG. 10 when a voltage source V is connected between the cathode 17 and the anode 19 as an electron transfer semiconductor oscillator.

009851/1522009851/1522

Claims (1)

PatentansprücheClaims 1/ Halbleiteranordnung mit einem Körper aus einem den Elektronentransfereffekt zeigenden Halbleitermaterial, einer Kathode und einer Anode, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode einen Bereich aus einem Metall mit gutem Ohmschem Kontakt zu dem Halbleiterpaterial enthält und die aus einem anderen Material als einem solchen Metall bestehende Anode eine gute Ladungsträgerextraktion zeigt.1 / semiconductor device with a body of an electron transfer effect showing semiconductor material, a cathode and an anode, characterized in that, that the cathode contains a region made of a metal with good ohmic contact to the semiconductor material and the anode made of a material other than such a metal exhibits good carrier extraction. 2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Anode und Kathode auf ein und derselben Halbleiteroberfläche transversal angeordnet sind»2. Semiconductor arrangement according to claim 1, characterized in that that anode and cathode are arranged transversely on one and the same semiconductor surface » 5. Halbleiteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Halbleiteroberfläche zwischen Anode und Kathode eine weitere Elektrode angeordnet ist, die einen weiteren Bereich aus einem Metall mit gutem ■ Ofasasefaeia Kontakt zu dera Halbleitermaterial und ©ia©B daran anschließenden Bereich aus einem gut leitenden Halbleitermaterial enthält«,5. Semiconductor arrangement according to Claim 2, characterized in that that a further electrode is arranged on the semiconductor surface between anode and cathode, which has a further area made of a metal with good natural contact to the semiconductor material and © ia © B adjoining it contains a highly conductive semiconductor material «, P 4. Halbleitersaoretanng smcSs. ©inen Aar Jtasprüßfa© 1 bis 3s äadurchP 4. Semiconductor saoretanng smcSs. © inen Aar Jtasprüßfa © 1 to 3s aa ihres Btetallisehsn Ββί?©1©!ιο ©iE@ni B©i?Qi©|a öme tenden Hallblei terraaterlal eatMlt0 your Btetallisehsn Ββί? © 1 ©! ιο © iE @ ni B © i? Qi © | a öme tenden Hallblei terraaterlal eatMlt 0 5«. H&lbleifcefaaörclarasiig aaefe ©ianii öqs3 üsadpz^aSiG 1 bis durch5 «. H & lbleifcefaaörclarasiig aaefe © ianii öqs 3 üsadpz ^ aSiG 1 to through gut leitenäea Halfeleit@FEat@2°isIgood conductäea Halfeleit @ FEat @ 2 ° isI 6O HalfeleifeeraaoMsiiiiBg zm,©k ©ia©
gek©rmz©ieiiai©^-, - üaB ü%® Aa@öl© ©la.® Öä@dlQ mit schioht
6 O HalfeleifeeraaoMsiiiiBg zm, © k © ia ©
gek © rmz © ieiiai © ^ -, - üaB ü% ® Aa @ oil © © la.® Öä @ dlQ with schioht
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NL7008418A (en) 1970-12-14
FR2050992A5 (en) 1971-04-02
US3673469A (en) 1972-06-27
GB1286674A (en) 1972-08-23
JPS498465B1 (en) 1974-02-26

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