DE2357640A1 - Halbleiteranordnung mit elektronenuebertragung - Google Patents
Halbleiteranordnung mit elektronenuebertragungInfo
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Description
■: - V "-"." ■ 8: November 1973
An(T,olds':|ä.V.?i::L:;vCL'Ji..LA»PeiiFABRIEKEM:;-:. VV: =■■;'
.. Akte: ^PHB-32.292 V.; / ν -: -_ . :\\ : - -
Anmeldung vom: 1G. IIOV. 1973 ; _. : . ; ;;
"Halbleitex-anox'daximg mit ElektrOiiemibe^tragung"
Die Erfindung bezieht sich auf -9ins Halbleitaranordauäg
mit Elekt.corienübex't.ragu.ng (transferred-electroii: effect seinlcorLductor
device), entZialtend eins opitaktische HaLbleitsrscliic!at
auf einem. HaJLb Lei io'rsabst rat nö:b.erQr Leitfähigkeit
und vom gleichen Leitfähigkeitst3?-p vri.e die epitaktische
Schicht, eins erste metallische Elektrodenverbindung auf einea
ersten Teil der von dem Substrat abgekehrten Oberfläche der
epitaktische Schicht, sowie ein wirksames G-ebiet i:a dem Teil
der epitaktischen Schicht zwischen der ersten Elektrodenverbindung und deia Substrat, durch: welches virkaame Gebiet beim
Betrieb die Stromleitung quer zu der Grenzfläche zwischen dem
Substrat und der epitaktischen Schicht stattfindet.·
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-2- PHB. 32292
Anoz-dnungen rait El.ektronenübe rtragung sind bekannte
Halbleiteranordnungen, die für Betrieb bei Mikrowellenfrequenzen geeignet sind. Sie enthalten eine Halbeliterschicht
mit einer Bandabstandsstruktur, die derartig ist, dass, wenn
in einem Teil der Schicht, der nachstehend als wirksames Gebiet bezeichnet wird, ein .electrisclies Feld angelegt
wird, das einen bestimmten Schwellwert überschreitet, Elektronen, die durch dieses wirksame Gebiet fliessen, von einem
Zustand mit höherer Beweglichkeit und niedrigerer effektiver Masse in einen Zustand mit niedrigerer Beweglichkeit und
höherer effektiver Masse übergehen. Ein Beispiel einer derartigen Anordnung mit Elektronenüber.tragung ist die ,bekannte
Gunn-Effekt-Anordnung, in der die Elektronenübertragung eine Raumladungsanhäufig und die Fortpflanzung sogenannter Domänen
hoher elektrischer Feldstärke durch die Schicht zur Folge hat. In diesem Falle hat die Domänenfortpflanzung Hochfrequenzschwingungen
zur Folge, deren Frequenz dux-ch die Laufzeit dei"
Domänen von dem Kathodem- zu dein Anodenkontakt, bestimmt wird.
Übliche Gunn-Effekt-Anordnungen enthalten eine.n n-leitenden
Halbleiterkörper aus Galliumarsenid in Form einer epitaktischen Halble'iterschicht auf' einem einkr-istallinen Halbleitersubstrat.·
hoher Leitfähigkeit. Auf einander gegenüber liegenden Hauptoberflächen des Körpers werden Elektrodenverbindungen mit
dem Substrat und mit der epitaktischen Schicht zur Bildung der Anode bzw. Kathode hergestellt. Ein Gunn-Effekt tritt in dem
Körper über den Teil der epitaktischen Schicht zwischen dem Substrat und der Elektrodeiwei^bindung mit der epitak-fciscJjen
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. -3- PHB. 32292
Scliiclit auf, wobei sicli die Domänen in. del"* Dickenrichtuiig
der. Schicht und quer- zu der G-renzf lache zwi sch en dem Substrat
und der epitaktischen Schicht bewegen.»· Eine derartige Anordnung- wird als ",longitudinale" Gunn-Effekt-Anordnung
bezeichnet. Unter "metallischer" Elektrodenverbindung
ist zu verstehen, dass die Elektrodenverbindung metallisch leitend ist. Die Elektrodenverbindung kann dabei
aus einem Metall oder aus einem anderen metallisch leitenden Material, wie z.B. einem.hochdotierten Halbleitermaterial, bestehen. · ;
Es wurde bereits vorgeschlagen, die Elektrodenverbindung mit der epitaktischen Schichteiner derartigen longitudinalen
Anordnung mit "Beam-lead"-Elektroden zuversehen,
die über den Rand der epitaktischen Schicht aus dem Halbleiterkörper
hervorragen. Derartige Leiterbäume (Beam-leads) können
auf reproduzierbare Weise derart hergestellt werden, dass sie
für eine bestimmte Anwendung spezifische Selbstinduktions- und
KapazitätsArerte -liefern, und sie sind besonders vorteilhaft,
wenn die Anordnung in einer integrierten Ilybridmikrowellenschaltung
aufgenommen wird. In einem solchen Falle wurde a.uch
vorgeschlagen, das Halbleitersubstrat in der Schaltung auf
übliche Weise ohne "Beam-leads" zu montieren, wobei die epitaktische
Schicht oben liegt. Eine derartige Anordnung weist
jedoch den Nachteil auf, dass die Freiheit in bezug auf die
Wahl der Lage dei\ longitudinalen Anordnung auf oder neben dem
Substrat der integrierten Schaltung erheblich beschränkt wird.
Eine v.eniger übliche Form einer Gunn—Effekt-rAnordnung
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— .τι— PHB. 322
enthält eine η-leitende Galliumarsenidschicht auf einem halbisolierenden
Substrat, z.B. einem nahezu eigenleitenden Galliumarsenid- substrat . Irf diesem Falle befinden sich die Anodenxind
Kathodenelektrodenverbindungen beide auf derselben Oberfläche
der epitaktischen Schicht und tritt ein Gunn-Effekt in dem Körper längs des Teiles der. Schicht zwischen den beiden
Elektrodenverbindung-en auf, wobei sich die Domänen parallel zu
der Grenzfläche zwischen dem Substrat und der epitaktischen
Schicht quer zu der Dickenriclitung der Schicht bewegen. Eine
derartige Anordnung wird als koplanare Gunn-Effekt-Anordnung
bezeichnet und weist den Nachteil auf, dass die Frequenzkeimlinie
der Anordnung durch den Abstand parallel zu■der Oberfläche
zwischen den beiden Elektrodenverbindimgeii bestimmt
wird, wobei dieser Abstand sich schwieriger als die Dicke der epitaktischen Schicht regeln lässt.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Halbleiteranordnung mit Elektrodenübertragung, in der die Stromleitung beim
Betrieb quer zu der Grenzfläche zwischen dem Substrat und der epitaktischen Schicht stattfindet, aber die Anoden- und Kathodenelektrodenverbindung^!,
dennoch auf derselben Oberfläche der epitaktischen Schicht liegen.
Eine Halbleiteranordnung mit Elektronenübertragung der in der Einleitung genannten Art ist daher nach der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, dass sich in dear opitaktischen Schicht eine
öffnung befindet, die sich über die ganze Dicke dieser Schicht bis zu einem Teil des Substrats erstreckt, und dass eine
zweite metallische Eloktrodfiiivorliindunf; in der ^«riamix-oii O-i j'i
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• / -#- - ; ; " . ." PHB, -32292.
auf dem Substx-at voxg.eseh.Gn. ist, wobei sich diese zweite Elektrodenvex^biildung
auf einem zweiten Teil der genannten Oberfläche
der· epitakti sehen Scliieht und über" den Rand der ge*-
nannten öffnung hinweg in Kontakt mit der epitaktischen Schicht
erstreckt, und wobei die Dicke der epitaktisclien Schicht, kleiner
als der Mindestabstand zwischen der genaimten ersten und der
genannten zweiten Elektrodenverbindung ist.
Überraschenderweise -wurde gefunden, dass, obgleich
die genannte zweite Elektrodenverbindung auf derselben Ober- ■ fläche wie die erste·Elektrodenverbindung·fliegt, mit der epi-taktischen
Schicht: in Kontakt ist und diese örtlich überbrückt,
eine genügende Elektronenübertragung in dem wirksamen Gebiet
zwischen der erstenElektrodenverbindung und; dem Substrat auftritt.
Auf einfache ¥.eise kann so eine longitudinale Gunn-Effekt-Anordnung
erhalten werden, bei.der sich die beiden Elektrodenverbindungen auf derselben Hauptfläche des Halbleiterkörpers
befinden. ¥eiter k'öimen die erste und die zweite Elektrodenverbindung aus dem selben Material oder den selben Materialien
bestehen, so da.ss die Herstellung besonders einfach sein kann.
Einige Ausführungsformen der Erfindung -sind in der .
Zeichnung dargestellt und werden imfolgendennäher beschrieben.
Es zeigen: ■...""-.-." \ - - : ; ■-.
Fig. 1 eine Draufsicht sxvc£ eine Gunn-Effekt-Anordnung·
nach dex" Erfindung mit "Beam-lead'i-Elektrod.en,- -."■- :"
Fig. 2 einen Quersclonitt durch die Anofdiiung riacli Fig. T
längs der Linie-IX-II der Fig» 1, und, ..-■■.- ".. . ;
Fig. 3 eine Drauf sieht auf eine andere Guim-Effekt-Anordiiuiig
nach der Erfindung mit -"Beam-lead''-Elelctaroden.
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Die Gunn-Effekt-Anordmmg- nach den Figuren 1 und 2
enthält einen Halbleiterkörper 1 aus Galliumarsenid in Form
einer n—leitenden epitaktischen Schicht 2 auf einem n—leitenden
Substrat 3 hoher Leitfähigkeit.. Kennzeichnende Werte bei einer für X-Bandbetrieb geeigneten. Anordnung für die Dicke
und die Donatordotieruiig der Schicht 2 und des Substrats 3 sind z.B. 10 /um bzw. 10 Donatoratorae/cm rCüir die Sch.±ch.t
2 und 90 /um bzw. 10 Donatoratome/cm" für das Substrat 3·
Es sei bemerkt, dass die Dicken von Teilen der Anordnung nach Fig. 2 der Deutlichkeit halber übertrieben gross in
bezug auf Abmessungen in den anderen Richtungen dargestellt sind.
Eine Metallschicht-Kathodeiieielctrode 4 bildet einen
niedez"ohmigen Kontakt mit einem Teil der Hauptoberfläche der
Schicht 2, die von dem Substrat 3 abgekehrt ist, welcher Teil in Fig. 1 schraffiert ist. In der Schicht 2 ist eine Öffnung
vorgesehen, die sich über die Dicke der Schicht 2 bis zu einem Teil 6 des Substrats 3 erstreckt, welcher Teil 6 in Fig. 1
schraffiert ist. Die Oberflache dieser Öffnung kann in einem
3 ' 2
praktischen Beispiel in der Grössenordnung von 10 /um Idegen
oder grosser· sein.. Eine Metallschicht-Anodonelektrode 7 bildet
einen niederohmigen Kontakt mit dem Teil 6 des Substrats 3
in der Öffnung 5 in der Schicht 2. Diese Anodenelektrode 7
erstreckt sich in und über den Rand der öffnung 5 und über
einen anderen Teil der Hauptoberfläche 8 der epitaktischen
Schicht 2, der sich in einer von der Kathode h abgelcohx-ten
Richtung erstreckt. Die Elektrode 7 besteht aus demselben
Material wie die Elektrode h und ist sowohl in physikalischem
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als avich in elektrischem Kontakt mit Teilen der epitaktlsclien
Schicht 2 in der Öffnung 5 und auf der Oberfläche 8. Der
Abstand zwischen der Anodenelektrode 7 und der Kathodenelektrode
k ist grosser als der Abstand zwischen der Kathodenelektrode
4 und dem Substrat 3. Xn einem praktischen.Beispiel
liegen die Kathodenelektrode k und die Anödenelektrode 7 in
einer Entfernung von 100 /um voneinander .* Obgleich die Elektrode
7 einen niederohmigen Kontakt mit der epitaktischen
Schicht 2 bi3.de t, sorgen unter diesen Bedingungen die Elektrodenkonfiguration und die relativen Leitfähigkeiten des
Substrats 3 und der epitaktischen Schicht 2 dafür, dass die
Elektrode 7 als eine Elektrodenverbindung mit dem Substrat
wirkt. Beim Betrieb wird eine Spannung, in einem praktischen Beispiel z.B. TO V, zwischen der Käthodenelektrode · h und der
Anödenelektrode 7 angelegt. Praktisch, die ganze Betriebsspannung
stellt dann über dem Teil 9 der epitaktisehen Schicht
zwischen der Kathodenelektrode k und dem unterliegenden Teil
des Substrats 3·- Dadurch wird ein grosses elektrisches Feld
oberhalb des Schwellwertes in der eijitaktisehen Schicht 2 erhalten, so dass in der Nähe der Kathodenelektrodek Domänen,
holier Feldstäi-lce gebildet werden, die sich .durch" den Teil 9
-der epitaktischen Schicht 2 bis zu dem Substrat 3 fortpflanzen.
Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit dieser· Domänen wird in" der
Praxis duirch die Dicke der epitaktischen Schicht 2 und nicht
durch den lateralen Abstand zwischen den Elektroden k und 7
■bestimmt"* Auf diese ¥eise tritt ein üblicher Gunn-Effekt in
dem wirksamen Teil dvr epitaktiscjien Schicht 2 zwisjchen de.ν
-$. PHB. 32292
Kathodenelektrode k und dem Substrat 3 trotz des örtlichen
Kurzschlusses infolge des Kontaks zwischen der elektrode 7 und Teile
der epitaktischen Schicht 2 auf, und die Anordnung wirkt wie
eine sogenannte longitudinäle Guhn-Effekt-Anordnung, trotz
der Tatsache, dass die Kathodenelektrode h sowie die Anodenelektrode
7 auf dex-selben Hauptoberfläche 8 des Körpers 1 liegen.
Die Kontaktoberfläche zwischen der Anodenelektrode 7
und der epitaktischen Schicht 2 liegt z.B. in derselben Grössenordnung wie die Kontaktoberfläche zwischen der Anodenelektrode 7
und dem Substrat 3« Unter diesen Bedingungen ist die Stromin jektipn aus der Anödenelektrode 7 in die unterliegende epitaktische
Schicht 2 gering infolge, der relativen spezifischen Widerstände
der Schicht 2 und des Substrats 3« In gewissen Fällen, wenn
die SLibstratdotierung um etwa drei Ordnungen grosser als die Dotierung
der epitaktischen Schicht ist, würde sich eine derartige Strominjektion wahrscheinlich nicht als störend erweisen, sogar
wenn die Kontaktoberfläche des Substrats um eine Ordnung kleiner
als die Kontaktoberfläche zwischen der epi takt i seilen Schicht
und der Anodenelektrode 7 wäre. Im allgemeinen wird jedoch eine
zu grosse Kontaktoberfläche zwischen der Anodenelektrode 7 und
der epitaktischen Schicht 2 unerwünscht sein, veil dazu ein Körper 1 mit einer grossen Oberfläche 8 erforderlich wäre, so
dass die Anzahl Anordnungen, die aus einer einzigen Scheibe
mit bestimmten Abmessungen hergestellt werden kann, kleiner werden wüi'de. Daher ist vorzugsweise die Kontaktoberfläche
zwischen der Anodenelektrodc und dem Substrat 3 grosser, gleich
oder etv*as kleiner aJ s die Kontakt oberfläche zwischen dieser
Anodenelektrode und der epitaktischen Schicht 2.
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¥ie in den Figuren 1 uhd 2 daigest.ell.t ist, :.können;
sowohl, die Katlaoden- als auch die Anodenelektroda k und 7
"Be am-le das" enthalten, die . sich in praictisch der gleichen.
Fläche oberhexb der epitaktischfen Schicht 2 befinden und über
verschiedene Randteile der" Schicht 2 aus dem Körper T hervorragen. Jede der* Elektroden h und 7 kann.- erwünschterifalls eine
dünne Schicht 10 aus z.B. Zinn und Silber enthalten. Die
Schicht TO'weist eine Dicke von z.B. ί ,um auf und. ist in die
Galliumarsenidoberflache zur Bildung des nieder ohmigen Kontakts
einlegiert. Der dickste/Teil 11 der "Be am-1e ad"-EIe ktrο den h
und 7 kann zu einer Dicke, von z.B. 10 bis 15 Aim verstärkt
werden, z.B. dadurch, dass auf -elektroIytischem liege Gold hiedex"-gesehlagen
wird. .--"'■ "■' ',".- :
- -Wenn, die Anordnung nach den Figuren 1 und 2 in einer
Hybridmiki-owellerischaltung aufgenommen wird,; werden die "Beamleads"
mit Leitern des Substratsder Schaltung.verbünden. Beim
Betrieb fliesst in dem wirksamen Gebiet 9 erzeugte lärme durch
das Substrat 3> durch die KathoderLeiektrodek- und in geringerem
Masse durch die Anodenelektrpde 7·
Die Anordnung nach den Figuren .1: und 2 kann auf einfache
Weise hergestellt werden, wobei von einer.Galliumarsenxdscheibe
mit der epitaktischen Schicht 2 auf dem Substrat 3 ausgegangen
wird» Eine Vielzahl solcher Anordnungen werden: gleichzeitig auf
derselben Scheibe hergestellt, die dann, durch Ätzung unterteilt
\vird, um die einzelnen Körper 1 jeder Anordnung zu. bilden.
"Die Herstellungsschritte sind folgende: . - . :
Öffnungen1 5 werden durch die epitaktische Schicht der
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Scheibe hindurch geätzt, um Teile 6 des Substrats 3 frei zu
legen. Dann werden nacheinander Zinn und Silber die ganze Oberfläche 8 der epitaktischen Schicht 2 und die fx-ei gelegten
Substratteile 6 aufgedarnjjft. Diese Zinn-Silberschichten werden
■ in die Oberfläche der unterliegenden Scheibe zur Bildung eines
niederohmigen Kontakts einlegiert.
Anschliessend wird auf übliche Weise eine photolithographische
Maske auf dem einlegierten Silber-Zinn angebracht. Fenster in dieser Maske definieren die Oberflächen, an denen
die dicken Teile 11 der "Beam-leads" gebildet werden müssen. Man soll darauf achten, dass die Oberflächen der Fenster- entsprechend,
den Kontakt te ilen. 7a der Elektrode 7 in bezug auf
die Offnungen 5 ausgerichtet werden. Infolge der grossen Oberflächenabmessungen
des Kontaktteiles 7& und der öffnung 5
lässt sich dieses Ausrichten aber nicht schwer erzielen« Unter Verwendung der Silber-Zinnschicht als- Kathode für die Elektrolyse
wird dann axxf galvanischem Wege Gold in den Fenstern in der
photolithographischen Maske niedergeschlagen. Auf diese Weise werden die einzelnen Teile 11 mit einer Dicke von z.B. bis zu
10 bis 15 /um gebildet. Die photolithographische Maske wird danach
entfernt und die obere Fläche der Scheibe wird leicht geätzt, •um Silber-Zinn, das nicht von den auf galvanischem Wege erhaltenen
Teilen 11 bedeckt ist, zu entfernen. Auf diese Weise werden die einzelnen Teile TO der Elektroden k und 7 gebildet,
während die laterale Ausdehnung der Kontaktoberfläche der Kathode
teilweise definiert wird.
Wenn das Substrat sehr dick ist, kann es nun durch
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Abschleifen von der Hinterseite hej dümier gemacht werden.
Schliesslich wird die Hinterseite selektiv derart maskiert, dass die Gesamtoberfläehe der Anordnung genau in bezug auf die
Vorderoberfläche 8 aiisgerichtet ist, wonach die Hinterseite
einem Ätzmittel zur Durchführung einer Mesäätzung auf der,
Hinterseite ausgesetzt wird. Auf diese ¥eise wird die Scheibe
in einzelne mesaförmige Körper 1 mit hervorragenden Leiterbäumen
(Beam-leads) 4 und 7 unterteilt. Da durch die Mesaätzung
die laterale Ausdehnung der epitaktischen Schicht 2
definiert wird, wird durch diese Behandlung auch die definition
der Kontaktoberfläche zwischen der .epitaktischen Schicht
und der Kathodenelektrode h' sowie die Definition der lateralen
Ausdehnung des wirksamen Gebietes 9 zwischen der Kathoden-, elektrode h und dem Substrat 3 ergänzt.
Es ist einleuchtend, dass für den Fachmann im Rahmen
der Erfindung viele Abwandlungen möglich sind. Fig. 3 zeigt
z.B. eine Draufsicht auf eine Anordnung, die einen dem nach
Fig. 2 gleichen Querschnitt aufweisen kann. Diese Anordnung
umfasst im Vergleich zu Fig. T verschiedene Abwandlungen und Teile der Anordnung nach Fig. .3, die denen nach Fig. 2 entsprechen,
sind mit den gleichen Bezugsziffern und -buchstaben
. be ζ e i ebne t. ■-..'"
Der ohmsche Kontakt der Kathodenelektrode Ί: mit der
epitaktischen Schicht 2 kann z,B. derart ausgebildet werden,
dass die durch den Rand der Elektrode A auf der Schicht'2 definierte Abmessung D des wirksamen Gebietes 9 vergrössert wird,.
viäl'JX'ond die Abmessung d am Me.sarand des Körpers 1 -unter üev
Elektrode h verkleinert wird. Dies kann dazu beitragen, beim
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-12- PHB. 322Q2
Betrieb unerwünschte Mesarandeffeiets auf das wirksame Gebiet
9 auf ein Mindestraass liex-abzusetzen und das Ausrichten der Mesa—
ätzmaske bei der Herstellung zu erleichtern. Ein verbessertes D/d-Verhältnis ist in Fig. 3 dax-ge stellt, wobei das. wirksame
Gebiet 9 streifenförmig ist, wodurch die Wärmeableitung begünstigt
.wird.
Die öffnung 5 in der Schicht 2 kann verschiedene Formen
aufweisen. Sie kann z.B. die Form eines Kreissegments aufweisen,
wobei der gerade Rand des Segments dem wirksamen Gebiet 9 zugewandt ist. Eine derartige öffnung 5 ist in Fig. 1 dax-gestellt. Sie
kann teilweise ringförmig sein und sich auf diese Weise lateral teilweise rings um die Kathodenelektrode h oberhalb des wirksamen
Gebietes 9 erstrecken; in diesem Falle kann 'der Teil 7Ja.
der Anodenelektrode 7 in Kontakt mit dem Substrat 3 auch eine
teilweise ringförmige Konfiguration aufweisen, was dazu beitragen
kann, den VTärmestrom von dem wirksamen Gebiet 9 zu der
Anodenelektrode 7 gleichmässiger· zu machen. Bine derartige Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt·.
Die Anodenelektrode 7 braucht nicht die ganze Oberfläche
des Substrats 3 zu bedecken, die in der öffnung in der epitaktischen
Schicht 2 freigelegt ist. In diesem Falle kann ein Teil des Randes der öffnung 5, an dei- Stelle, an der er nicht
von der Anodenelektrode 7 bedeckt ist, zur Mitbestimmung des
wirksamen Gebietes 9 dex- Anordnung dienen.
Selbstverständlich kann sich auf der Oberfläche 8 eine
isolierende und passivierende Schicht mit Fenstern befinden, in denen die öffnung 5 und die Kontaktoberfläche der Kathode
frei gelegt sind,
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PHB. 32292
Statt tech Mesaätzung von der Hinterseite her kann
die Gesamtobeffläclie der Anordnung in der epitaktischen
Schicht durch eine örtliche" Maskierung der Vorderoberfläche 8
und der Elektroden 4 und 7definiert werden, wonach von der -
Vorderseite her geatzt wird. :
4Q9a42/ö685
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE:PHB. 322921./ Halbleiteranordnung mit Elektronenübertragung (trans-ferred-electron effect semiconductor- device), enthaltend eine epitaktische Halbleitex^schicht auf einem Halbleitersubstrat höherer Leitfähigkeit und vom gleichen Leitfähigkeitstyp wie die epitaktische Schicht, eine erste metallische Elektrodenverbindungauf einem ersten Teil d.er von dem Substrat abgekehrten Oberfläche der epitaktischen Schicht, sowie ein wirksames Gebiet in dem Teil der epiraktischen Schicht zwischen dex- ersten Elektrodenverbindung und dem Substrat, durch welches wirksame Gebiet beim Betrieb die Stromleitung quer zu der Grenzfläche zwischen dem Substrat und der epitaktischen Schicht stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass sich Xn der epitaktischen Schicht eine Öffnung befindet, die sich über die ganze Dicke dieser Schicht bis zu einem Teil des Substrats erstreckt, und dass eine zweite metallische. Elektrodenverbindung in der genannten öffnung auf dem Substeat vorgesehen ist, wobei sich diese zweite Elektrodenverbindung auf einem zweiten Teil der genannten Oberfläche der epitaktischen Schicht und über den Rand der genannten Öffnung hinweg in Kontakt mit der epitaktischen Schicht erstreckt, und wobei die Dicke der epitaktischen Schicht kleiner als der Mindestabstand zwischen der genannten ersten und der genannten zweiten Elektrodenverbindung ist.•2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste sowie die zweite Elektrodenverbindung aus demselben Material oder denselben Materialien bestehen.409842/0685■ . -PS- .". . PlIB. '322923. Halbleiteranordimng nach Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnet, dass die epitaktische Schicht und das Substrat aus η-leitendem Galliumarsenid bestehen und die Elefctrodenyer- . bindurigen eine Zinn-Silberechicht enthalten, welche Schichten in die Galliumarsenidoberflache zur Bildung niederohmiger Kontakte mit der epitaktisclien Schicht und dem Substrat einlegiert sind.: h. Halbleiteranordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die .zweite Elektrodenverbindung "Beam-Iead"-Elektroden enthalten, die sich in praktisch der gleichen Fläche oberhalb der epitaktisclien Schicht befinden und aus dem Halbleiterkfoper über verschiedene Umfangsteile der epitaktischen Schicht hervorragen.5. Halbleiteranordnung nach einem oder -mehreren dex~ vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktoberfläche zwischen der zweiten Elektrodenverbindung und der epitaktischen Schicht: in derselben Grössenordnung wie. die Kontaktoberfläche zwischen der zweiten Elektrodenverbindung und dem Substx-at liegt. ' \6. Halbleiteranordnung Hach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakt— oberfläche zwischen der zweiten Elektrodenverbindung und dem Substrat grosser als die Kontaktoberfläche zwischen der zweiten Elektrodenverbindung und der epitaktischen Schicht ist« 7· Halbleiteranordnung· nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche-j dädux'ch gekennzeichnet, dass "das wirksame409842/0685-,'*€- PHB. 32292Gebiet, das in der epitaktischen Schicht unterhalb der· ersten Elektrodenverbindung gebildet wird, an einen Teil des Randes der epitaktischen Schicht grenzt, und dass der Abstand, über den sich die erste Elektrodenverbindung von dem genannten Rand her über die epitaktische Schicht erstreckt, grosser als die Länge des genannten Randes unterhalb der ersten Elektroden—
ve rbindung ist.8. Halble i te ranordiiung nach Anspruch 7· dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrodenverbindung streifenförmig ist.9. Halbleiteranordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Öffnung als auch die zweite Elektrodenverbindung mit dem Substrat sich lateral teilweise rings um das wirksame Gebiet unterhalb der ersten Elektrodenverbindung erstrecken.409842/0685
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| KR100227149B1 (ko) * | 1997-04-15 | 1999-10-15 | 김영환 | 반도체 패키지 |
| US6344658B1 (en) * | 1998-04-28 | 2002-02-05 | New Japan Radio Co., Ltd. | Gunn diode, NRD guide gunn oscillator, fabricating method of gunn diode and structure for assembly of the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2000676A1 (de) * | 1969-01-17 | 1970-09-03 | Philips Nv | Halbleiterbauelement zum Erzeugen oder Verstaerken elektrischer Schwingungen und Schaltung mit einem derartigen Bauelement |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3544854A (en) * | 1966-12-02 | 1970-12-01 | Texas Instruments Inc | Ohmic contacts for gallium arsenide semiconductors |
| US3534267A (en) * | 1966-12-30 | 1970-10-13 | Texas Instruments Inc | Integrated 94 ghz. local oscillator and mixer |
| US3377566A (en) * | 1967-01-13 | 1968-04-09 | Ibm | Voltage controlled variable frequency gunn-effect oscillator |
| US3516017A (en) * | 1967-06-14 | 1970-06-02 | Hitachi Ltd | Microwave semiconductor device |
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| US3451011A (en) * | 1967-09-22 | 1969-06-17 | Bell Telephone Labor Inc | Two-valley semiconductor devices and circuits |
| US3590478A (en) * | 1968-05-20 | 1971-07-06 | Sony Corp | Method of forming electrical leads for semiconductor device |
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| US3667004A (en) * | 1970-10-26 | 1972-05-30 | Bell Telephone Labor Inc | Electroluminescent semiconductor display apparatus |
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2000676A1 (de) * | 1969-01-17 | 1970-09-03 | Philips Nv | Halbleiterbauelement zum Erzeugen oder Verstaerken elektrischer Schwingungen und Schaltung mit einem derartigen Bauelement |
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