DE565502C - Verfahren zur Herstellung von unipolaren Leitern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von unipolaren LeiternInfo
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Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM
!.DEZEMBER 1932
!.DEZEMBER 1932
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 21g GRUPPE
Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Mai 1931 ab
Die in neuerer Zeit bekanntgewordenen verschiedenen Trockengleichrichter bestehen im
wesentlichen aus einem Metall, einer sehr schlecht leitenden Trennschicht, der sogenannten
Sperrschicht, und einer einen Halbleiter darstellenden, metallisch leitenden Verbindung.
Das Metall gibt in Verbindung mit der Trennschicht und der leitenden Verbindung die Gleichrichterwirkung. Im folgenden
wird dieses Metall als die wirksame Elektrode bezeichnet. Die im allgemeinen auf die
leitende Verbindung gedrückte zweite Elektrode aus Metall, Kohlenstoff o. dgl. ist so beschaffen,
daß sie einen möglichst kleinen, nicht unipolaren Übergangswiderstand mit der leitenden Verbindung bildet. Sie ist für
den Gleichrichtereffekt nicht wesentlich und als unwirksame Elektrode zu bezeichnen. In
einzelnen Fällen wird die die Halbleiter-Schicht bildende leitende Verbindung, um diesen
möglichst kleinen Übergangswiderstand zu erreichen, auf der unwirksamen Elektrode
erzeugt. Die Gleichrichter werden nach zwei verschiedenen Verfahren hergestellt, und zwar
as je nachdem, ob der metallische Bestandteil der leitenden Verbindung und der Sperrschicht
dem jenseits der Sperrschicht liegenden Metall entnommen wird oder nicht. Im ersten,
z. B. für den Kupferoxydulgleichrichter zutreffenden Fall kann man die leitende Verbindung
unmittelbar auf der wirksamen Metallelektrode herstellen, etwa durch Einwirkung von Sauerstoff bei hoher Temperatur.
Es bildet sich dabei auf dem Kupfer eine Kupferoxydulschicht mit einer darunterliegenden,
in ihrer Zusammensetzung nicht näher bekannten schlecht leitenden Kupfer-Sauerstoff-Verbindung.
Dieses Verfahren bietet ohne Zweifel den Vorteil, daß die Herstellung einfach ist und eine Verletzung der äußerst
dünnen Sperrschicht beim Zusammenbau der Platten zu Gleichrichtern nicht möglich ist.
Man hat bei dieser Herstellungsart ferner die Gewähr, daß zwischen Metall und Sperrschicht
bzw. zwischen der Sperrschicht und der Halbleiterschicht gemäß dem Herstellungsverfahren
auch bei großen Flächen eine praktisch vollständige und gleichmäßige Berührung besteht. Es ist also nicht schwer,
diese Gleichrichter mit großen Flächen für große Stromstärken herzustellen. Nachteilig
ist jedoch der verhältnismäßig hohe Wider- ■ stand der Kupferoxydulschicht. Bei fast
allen anderen bekannten Gleichrichterarten ist dieses Herstellungsverfahren bisher nicht
möglich gewesen, da bei diesen der metallische Bestandteil der Halbleiterschicht von
dem Metall der wirksamen Metallelektrode verschieden ist. Als Beispiele seien angeführt
die Gleichrichter, die aus Kupfersulfid-Alu-
*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:
Dr. Wilfried Meyer in Berlin-Steglitz.
minium, Selen-Blei, Kupfer j odür-Blei, Bieisuperoxyd-Tantal
mit einer zwischen diesen Stoffen liegenden Sperrschicht bestehen. Die metallisch leitenden Verbindungen dieser
Gleichrichter bestehen meistens aus Preß- oder Schmelzkörpern, deren wirksame Metallelektrode
durch Aufpressen oder Aufspritzen hergestellt wird. Die Gleichmäßigkeit der Berührung
ist der beim Kupferoxydulgleichrichter nicht gleichwertig, was nachteilig"
wirkt. Es ist daher schwer, infolge dieser Ungleichmäßigkeit der Berührung Gleichrichterplatten
mit großen arbeitenden Flächen und großer Betriebssicherheit herzustellen. Gegenüber dem Kupferoxydulgleichrichter
haben jedoch die eben beschriebenen Gleichrichterarten den Vorteil, daß der Widerstand
der Halbleiterschichten wesentlich geringer ist und daß meist größere Sperrspannungen
zulässig sind.
Der Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ein Verfahren, das die Vorteile beider
Gleichrichterarten vereinigt. Es wird nach dem neuen Verfahren ebenfalls eine gute
großflächige Berührung erreicht, so wie es bei dem Kupferoxydulgleichrichter der Fall ist,
und gleichzeitig kann die wesentlich bessere Leitfähigkeit anderer leitender Verbindungen
nutzbar gemacht werden, d. h. man kann jetzt auch aus den letztgenannten Gleichrichtern
Großflächengleichrichter für höhere Leistungen bauen, ohne Gefahr zu laufen, bei der
Herstellung ungleichmäßige Flächenberührungen zu erhalten.
Das Verfahren besteht darin, daß auf die an der Sperrschicht anliegende wirksame
Metallelektrode, z. B. Aluminium, Blei, Zinn, Tantal, Magnesium, Kadmium, das Metall,
welches später Bestandteil der Halbleiterschicht werden soll, aufgebracht wird, z. B.
durch Elektrolyse, durch Kathodenzerstäubung, durch Aufspritzen, Aufschmelzen, Niederschlagen aus der Gasphase oder auf
andere Art. Dieses Metall wird dann durch gasförmige, dampfförmige oder flüssige Mittel
in die entsprechende die Halbleiterschicht bildende leitende Verbindung übergeführt,
worauf endlich an dieser in bekannter Weise die andere unwirksame Elektrode aus Metall,
Kohlenstoff o. dgl. angebracht wird. Die leitende Verbindung entsteht also nunmehr unmittelbar
auf der wirksamen Metallelektrode. Verkupfert man z. B. Blei, Kadmium, Silber oder Zinn und setzt diese verkupferten Metalle
der Einwirkung von Jod aus, so wird je nach Temperatur und Konzentration des Jods
mehr oder weniger schnell das Kupfer in Kupferjodür übergeführt. Es läßt sich hierbei
die Schichtdicke des Kupfers, also auch des Kupferjodürs, leicht regeln. Nach Überführung
des gesamten Kupfers in Kupferjodür bildet sich dann zwischen dem Kupferjodür und dem als Unterlagsmetall bzw. als
wirksame Metallelektrode gewählten Blei in bekannter Weise von selbst eine dünne Sperrschicht
von Bleijodid bzw. einem Jodid der anderen als Unterlagen benutzten Metalle
aus. Deren Schichtdicke kann man ebenfalls nach der Einwirkungsdauer des Jods regeln.
Nach Anbringung der unwirksamen Elektrode an der Kupferjodürschicht des gebildeten
Dreischichtenkörpers werden dann noch in bekannter Weise beide den äußeren Abschluß
bildende Elektroden mit Stromzuführungen versehen. Ganz ähnlich kann man auch bei 7S
den anderen angeführten Beispielen vorgehen, z.B. kann man verkupfertes Aluminium durch
Einwirkung von Schwefel oder Schwefellösungen mit einer Schwefel-Kupfer-Schicht überziehen; es kann also auf diese Weise der
seit langem bekannte Aluminium-Kupfersulnd-Gleichrichter
leicht als Großflächengleichrichter hergestellt werden. Bei mit Blei überzogenem
Aluminium oder Tantal kann man z. B. das Blei durch anodische Behandlung leicht in Bleisuperoxyd überführen und auch
auf diese Weise gute Gleichrichter erhalten. Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens
besteht ferner darin, daß man die Schichtdicke der Sperrschicht willkürlich ändern
kann, je nach Einwirkungsdauer der entsprechenden metalloidischen Bestandteile. Da
die Sperrschichtdicke für das Arbeiten der Gleichrichter eine wesentliche Rolle spielt, so
ist dies von grundlegender Bedeutung. Man 9S
kann ferner auf den wirksamen Metallelektroden durch Einwirkung gasförmiger oder
flüssiger Mittel oder durch anodische Formierung zuerst die Sperrschicht erzeugen und
dann auf die mit einer Sperrschicht versehenen Platten die Metalle aufbringen, die nachher,
wie oben beschrieben, in die entsprechenden leitenden Verbindungen übergeführt werden.
Z. B. kann man eine als wirksame Metallelektrode dienende Bleischicht durch Einwirkung
von Joddämpfen mit einer Bleijodidschicht überziehen und nachher auf verschiedene
Weise, etwa durch Aufspritzen oder durch Kathodenzerstäubung auf dem Bleijodid Kupfer niederschlagen. Durch weitere
Einwirkung von Jod auf die Kupferschicht verwandelt man dann diese in eine Kupferjodürschicht,
an die dann wiederum eine unwirksame Elektrode, etwa wie bekannt, eine Kupfer- oder Graphitschicht anzubringen ist. 11S
Für die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Gleichrichter ist es gleichgültig,
auf welche Weise die gleichzurichtende Elektronenbewegung erzeugt wird. Dies kann geschehen
durch Anlegen von Wechselspannung, durch Induktion oder durch Lichteinfall auf die leitende Verbindung.
Claims (2)
- Patentansprüche:ι. Verfahren zur Herstellung von unipolaren Leitern, wie Gleichrichtern und Photozellen, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Sperrschicht anliegende wirksame Metallelektrode zunächst auf irgendeine Weise, z. B. durch Elektrolyse, durch Kathodenzerstäubung, durch Aufschmelzen oder Aufspritzen, mit einem anderen Metall überzogen wird und dieses dann auf chemischem oder elektrochemischem Wege in eine die Halbleiterschicht bildende leitende Verbindung übergeführt wird, an die dann in bekannter Weise die andere unwirksame Elektrode aus Metall, Kohle o. dgl. anzubringen ist.
- 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das in die leitende Verbindung überzuführende Metall auf eine bereits mit einer Sperrschicht versehene Metallelektrode aus anderem Metall aufgebracht und dann in die leitende Verbindung übergeführt wird.
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1931
- 1931-05-24 DE DEP63138D patent/DE565502C/de not_active Expired
- 1931-12-09 DE DEP64406D patent/DE576129C/de not_active Expired
Also Published As
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---|---|
DE576129C (de) | 1933-05-08 |
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