DE565502C - Verfahren zur Herstellung von unipolaren Leitern - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von unipolaren Leitern

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DE565502C
DE565502C DEP63138D DEP0063138D DE565502C DE 565502 C DE565502 C DE 565502C DE P63138 D DEP63138 D DE P63138D DE P0063138 D DEP0063138 D DE P0063138D DE 565502 C DE565502 C DE 565502C
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DEP63138D
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Dr Wilfried Meyer
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Osram GmbH
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Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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Description

DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM
!.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)

  1. 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. 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.
DEP63138D 1931-05-23 1931-05-24 Verfahren zur Herstellung von unipolaren Leitern Expired DE565502C (de)

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DEP0063138 1931-05-23
DEP63138D DE565502C (de) 1931-05-23 1931-05-24 Verfahren zur Herstellung von unipolaren Leitern
DEP0064406 1931-12-08
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