DE829191C

DE829191C - Halbleiter zu Gleichrichter- oder Verstaerkerzwecken

Info

Publication number: DE829191C
Application number: DEP33819D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ludwig Grassl
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1949-02-10
Filing date: 1949-02-10
Publication date: 1952-01-24
Also published as: NL153395B

Description

Halbleiter zu Gleichrichter- oder Verstärkerzwecken Bei Halbleiterverstärkern und Halbleitergleichrichtern wird die Abhängigkeit des Widerstandes von der Stromrichtung insbesondere in Oberflächenschichten von Halbleitern ausgenutzt. Solche Richtleiter sind vielfach so aufgebaut, daß ein entsprechender Halbleiter verwendet wird, und eine als dünne Spitze ausgebildete Elektrode die Oberfläche desselben berührt, und hierüber der Strom dem Halbleiter zugeführt wird. Die dünne Spitze ei#-möglicht aber nur einen verhältnismäßig geringen Stromübertritt, so daß größere Leistungen mit einer solchen Anordnung nicht bewältigt werden können. Um die Leistung zu erhöhen, kann man die Oberflächen der Kontaktstellen zwischen Elektroden und Halbleitern vergrößern. Eine solche Maßnahme ist jedoch nur unvollkommen und vielfach sogar wirkungslos, da bei einer derartigen Anordnung es sich nicht vermeiden läßt, daß auch Oberflächenbezirke des Halbleiters für die Stromleitung heran-I;ezogen werden, die keinen Gleichrichtereffekt besitzen.
1)er Erfindung liegt die =\iifgalie zugrunde, eine Vergrößerung der Leistung bei Halbleiterverstärkern und Halbleitergleichrichtern zu erreichen, und dabei gute und schlechte Oberflächenstellen des Halbleiters auszusortieren und vorwiegend nur die besser geeigneten Stellen heranzuziehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf dem Halbleiter Überzüge angebracht sind, die sich vorwiegend oder ausschließlich auf die aktiven Stellen erstrecken. Solche leitende Überzüge können durch eine Metallisierung gebildet sein. Dabei ist dafür Sorge zu tragen, daß die leitende Schicht sich nach Ausdehnung oder Dicke nach der jeweiligen Wirksamkeit der Oberflächenstellen richtet.
Gemäß weiterer Erfindung läßt sich eine solche selektive Aufbringung einer leitenden Schicht dadurch erreichen, daß der Halbleiter unter Wirkung von Wechselstrom einem Galvanisationsprozeß unterworfen wird, bei dem selbsttätig unter Einwirkung des Wechselstromes und der unterschiedlichen Gleichrichterwirkungen auf der Oberfläche des Halbleiters eine Aussonderung von guten und 'schlechten Kontaktstellen bewirkt wird.
Mit Vorteil kann folgendes Herstellungsverfahren zur Schaffung eines Richtleiters mit selektiv leitendem Überzug in folgender Weise vorgenommen werden: Der Halbleiter wird in einem geeignetem Elektrolyt mit einem Metallüberzug versehen, wobei eine Wechselspannung angelegt wird. Dadurch läßt sich erreichen, daß in der negativen Halbwelle, d. h. dann, wenn der Halbleiter die negative Elektrode darstellt, die Oberflächenbezirke mit niedrigerem Durchlaßwiderstand bevorzugt, galvanisiert werden. Während der positiven Halbwelle geht eine vorher etwa gleichmäßig über die Oberfläche verteilte Metallschicht wieder in Lösung. Am Ende des galvanischen Prozesses sind dann überwiegend oder ausschließlich an den Stellen mit kleinen Durchlaßwiderständen Metall-Überzüge vorhanden. Die Bemessung des Stromes beim Galvanieren sowie die Konzentration des 1?lektrolyts u. dgl. richten sich nach der Art des verwendeten Halbleiters und den dabei auftretenden Widerstandswerten in der Sperr- und Durchlaßrichtung.
Um bei einem solchen Verfahren eine Gefahr des Zusammenwachsens der galvanisch aufgebrachteil Inseln und damit eines gleichmäßigen Überzuges über den gesamten Halbleiter zu vermeiden, kann es gegebenenfalls von Vorteil sein, den Halllleiter vor dem Galvanisieren durch eine geeignete Rasterung der Oberfläche vorzubereiten. Zu diesem Zweck kann der Halbleiter mit einer dünnen Schicht, z. 13. Wachs, überzogen sein, in welche nachträglich ein Rillennetz eingeritzt wird. Danach wird der Halbleiter geätzt, dann die Isolierschicht beseitigt, und die geätzten Rillen mit Isolierlack gefüllt. Der so vorbereitete Halbleiter läßt sich anschließend nach dem oben beschriebenen Verfahren unter Verwendung von Wechselstrom galvanisieren. Auf diese Weise erhalten die Rasterelemente mit niedrigeren Durchlaßwiderständen einen lNIetallüberzug : während die anderen sich nicht oder nicht wesentlich ändern. Die derart hervorgehobenen Rasterelemente, die eine gute Richtwirkung aufweisen, lassen sich dann durch eine geeignete Zuleitungselektrode miteinander verbinden. Ebenso ist es auch möglich, beim Halbleiterverstärker die einzelnen Rasterelemente in Gruppen zusammenzufassen.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung niiher beschrieben werden l,' ig. i zeigt schematisch eine Einrichtung zum Galvanisieren eines Halbleiters. Der Halbleiter ist dabei mit i bezeichnet und taucht zusammen mit der Gegenelektrode 2 in einen geeigneten Elektrolyt 3 ein. Die Wechselspannung ist an den Klemmen .I und 5 zugeführt und ist von einer für die beschriebene Galvanisation günstigen Frequenz und Spannung. je nach dem verwendeten Halbleiter können die entsprechenden Werte von Strom, Frequenz, Elektrolyt, Galvanisationsdauer usw. verschieden bemessen sein. Die Fig. 2 a bis 2 f veranschaulichen ein Vorbereitungsverfahren und die Galvanisation eines gerasterten Halbleiters. In Fig. 2 a stellt i wiederum den mit einer Schicht zu versehenden Halbleiter dar. Auf diesen Halbleiter wird zunächst eine Schicht 6 aufgebracht, die z. 13. aus Wachs bestehen kann. Durch mechanische Einwirkung, z. B. durch Ritzen, kann, wie (lies in Fig. 21 dargestellt ist, ein Rillennetz in die Isolierschicht 6 eingearbeitet werden. Der nächste Schritt, der in Fig. 2 c veranschaulicht ist, wird durch einen Ätzvorgang dargestellt, wobei (las Ätzen all den Stellen erfolgt, an denen die Rillen in die Lackschicht eingeritzt sind. Das nächste Stadium, das in Fig. 2 d veranschaulicht ist, bestellt darin, daß die \Vachsschicht wieder entfernt ist und in die geätzten Rillen eine Isoliermasse j eillgefiillt ist.
Nach diesen Vorbereitungen wird der Halbleiter einem Galvanisationsprozeß unterworfen, so daß sich rein schematisch die in Fig.2e dargestellte Form ergibt. klier ist all den mit Isoliermasse -efüllten Ätzrillen 7 kehle Veränderung aufgetreten. An den freien Stellen dazwiscbeu ist je nachdem, in welchem Nlaße sie als Richtleiter aktiv sind, selektiv eine Metallschicht 8 aufgalvanisiert. :\n Stellen mit geringerem Durchlaßwiderstand ist kein oder kein nennenswerter Überzug gebildet. Fig. 2 f zeigt schließlich die Zusammenfassung der an den aktiven Stellen aufgebrachten Metallschichten durch einen geeigneten Leiter o, z. 13. eine Folie.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Halbleiter zu Gleichrichter- oder Verstärkerzwecken, insbesondere Kristallhalbleiter, z.B. Germanium, gekennzeichnet durch auf den Halbleiter an aktiven Stellen aufgebrachte leitende Überzüge.
2. Halbleiter nach Anspruch i, "ekennzeiclinet durch eine Metallisiertiiig.
3. Halbleiter nach .-\ilspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht nach Größe oder Dicke je nach der #,#'irksamkeit der Oberflächenstellen des I-lalbleiters unterschiedlich ist. .I.
Halbleiter nach Anspruch i bis 3, gekennzeichnet durch eine Rasterung der Oberfläche.
5. Verfahrep zur Herstellung eines Halbleiters nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Überzüge galvanisch aufgebracht sind.
6. Verfahren nach Anspruch d, dadurch gekennzeichnet, daß die Galvanisierung finit Hilfe von Wechselströmen erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch s oder 6, dadurch gekennzeichnet, da13 der Halbleiter voll der Galvanisation mit einer Rasterätzung versehen wird. B. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der lIalbleiter mit Ätzi"lllen versehen wird und die Rillen danach mit Isolierlack gefüllt werden.