DE833228C

DE833228C - Verfahren zur Herstellung eines Selengleichrichters

Info

Publication number: DE833228C
Application number: DEP45946A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Arnulf Hoffmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1949-06-16
Filing date: 1946-06-16
Publication date: 1952-03-06

Description

Verfahren zur Herstellung eines Selengleichrichters Selentrockengleichrichter umfassen bekanntlich eint Grundelektrode, eine von dieser getragenen Selenschicht und eine auf die Selenschicht aufgebrachte Deckelektrode oder, in anderer Bezeichnung, Sl>errelektrocie. Die Selenschicht ist mit der Grundelektrode sperrfrei kontaktiert, während die Deckelektrode aus einem sperrschichtbildenden Stoff, z. l3. Ziiiii-Kadmium, hergestellt ist. Die Wirkungs@,#,eis-e solcher Gleichrichter besteht darin, daß bei Anlegung einer Spannung in der einen Richtung, der Flußrichtung, der Widerstand klein ist, der Strom also durch den Gleichrichter hindurchfließen kann, während bei Anlegung einer Spannung in umgekehrter Richtung sich an der Grenzschicht zwischen der Selenschicht und der Deckelektrode eine Sperrschicht ausbildet, die einen großen Widerstand ergibt und den Stromdurchtritt in dieser Richtung praktisch sperrt. Es ist bekannt, daß die Sperrfähigkeit von Selengleichrichtern dadurch erhöht werden kann, daß man Thallium oder ein ähnlich wirkendes Metall, z. B. Indium oder Silber, in die Selenschicht hineindiffundieren läßt. Ein Mittel hierzu ist die Beimengung von geringen Zusätzen eines derartigen Metalls zum Lot der Deckelektrode, falls, wie es bekannt und üblich ist, die Deckelektrode aufgespritzt wird. Mit der Zeit dringt jedoch Thallium o. dgl. weiter in die Selenschicht ein und führt zu einer unerwünschten Erhöhung des Flußwiderstandes; die betreffenden Gleichrichter zeigen somit eine nachteilige Alterung.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, mit dein es gelingt, die gewünschte Erhöhung des Sperrwiderstandes zu erzielen, eine allmähliche Vergrößerung des Flußwiderstandes aber zu verhindern bzw. eine solche Vergrößerung in annehmbaren Grenzen zuhalten. Die Lösung besteht darin, daß nach dem neuen Verfahren die in die Selenschicht hineindiffundierende Stoffmenge dosiert wird, und hierzu der Gleichrichter vor und/oder während der thermischen Endumwandlung (Endtemperung) einem elektrischen Forrnierprozeß unterworfen wird. Ein elektrischer FormierprozeB besteht bekanntlich darin, daß der Gleichrichter, vorzugsweise in Sperrichtung, für eine gewisse Zeitdauer an Spannung gelegt wird.
Zum besseren Verständnis des neuen Verfahrens ist noch nachzuholen, daß die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Trockengleichrichtern die Überführung der amorphen oder halbamorphen Selenschicht in die bestleitende kristalline Modifikation durch eine als Temperung bezeichnete Wärmebehandlung (Erhitzung auf bestimmte Temperaturen für eine gewisse Zeit) herbeiführen. Bei einigen der bekannten Verfahren wird das auf die Grundelektrode aufgebrachte Selen einer zweifachen Temperung unterworfen. Hierbei erfolgt die erste Temperung in der Regel bei i io° C, während die zweite Temperung bei einer Temperatur durchgeführt ,wird, die etwas unter dem Schmelzpunkt des Selens liegt und demgemäß etwa 21o° C beträgt. Bei diesem Verfahren wird bei der ersten Temperung das bis dahin amorphe Selen bereits ankristallisiert, so daß die zweite Temperung einen vorbereiteten Zustand vorfindet, der einmal zu einer vollen Kristallisation führt und ferner verhindert, daß hierbei die Selenschicht rissig wird und ihre glatte Oberfläche verliert. Nach einem anderen bekannten Verfahren wird das Selen auf die Grundelektrode aufgedampft. Hierbei erfährt bei Einstellung einer entsprechenden Temperatur das aufgedampfte Selen ohnehin eine Wärmebehandlung, so daß eine gesonderte Vorbehandlung bei i io° C nicht notwendig ist und die eigentliche Temperung in einer einzigen Stufe bei 2100 C erfolgt. Wenn demgemäß hier und in den Ansprüchen von einer Endtemperung gesprochen wird, so ist damit die das Herstellungsverfahren im wesentlichen abschließende Temperung gemeint, gleichgültig, ob insgesamt nur eine einzige Temperung oder ob zwei oder mehr Temperungen vorgenommen werden. Die Endtemperung kann auch als thermische Endumwandlung bezeichnet werden.
Wird die Deckelektrode aufgespritzt, so besteht die Möglichkeit, das neue Verfahren in der Weise auszuführen, daß dem Spritzlot für die Deckelektrode ein Zusatz von Thallium oder von einem ähnlich wirkenden Metall beigegeben wird. Der elektrische Formierprozeß wird hierbei nach dem Aufbringen der Deckelektrode, aber vor der thermischen Endumwandlung durchgeführt, und zwar in der Weise, daß an den Gleichrichter in Sperrrichtung Spannung angelegt wird, vorzugsweise für die Dauer von einigen Minuten, etwa bis zu 15 Minuten.
Der elektrische Formierprozeß führt zusammen mit der thermischen Endumwandlung eine Stabilisierung herbei, d. h. er verhindert, daß nach der Durchführung noch ein weiteres Hineindiffundieren des Thalliuins o. dgl. in die Selenschicht hinein erfolgt. Diese Stabilisierung wird besonders gut erreicht, wenn die thermische Endumwandlung in zwei oder mehreren Stufen mit Zwischenpausen unterteilt und in diesen Zwischenpausen die eIektrische Formierung durchgeführt wird, die elektrische Formierung also gegebenenfalls auch in mehrere Stufen zerlegt wird. Es besteht auch die Möglichkeit, den elektrisclleii Formierprozeß mit der thermischen Endumwandlung zu kombinieren, d. h. den Gleichrichter in Slierriclituiig an Spannung zu legen und ihn hierbei zughich einer Wärmebehandlung zu unterziehen. In diesem Fall wird die Wärmebehandlung bei einer Temperatur durchgeführt, die etwas unter denn Schmelzpunkt des Spritzlotes liegt.

Claims

PATENTANSPRUCIIE: i. Verfahren zur Herstellung eines Selengleichrichters, bei dem durch Hineindiffundieren von Thalliurn oder eines ähnlich wirkenden Metalls, z. B. Inditim oder Silber, in die Selenschicht die Sperrfähigkeit erliölit wird, dadurch gekennzeichnet, daß die hineindiffundierende Stoffmenge dosiert wird und hierzu der Gleichrichter vor und/oder während -der thermischen Endumwandlung (Endtempei-ung) einem eilektrischen Formierprozeß unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß es bei Gleichrichtern Anwendung findet, bei denen die Deckelektrode aufgespritzt wird, und daß das verwendete Spritzlot in an sich bekannter Weise den Zusatz von Thallium oder aus einem ähnlich wirkenden Metall enthält.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Auf1wingen der Deckelektrode, aber vor der thermischen Endumwandlung der elektrische Formierprozeß durchgeführt wird, und zwar in der Weise, daß an den Gleichrichter in Sperrichtung Spannung gelegt wird, vorzugsweise für die Dauer von einigen Minuten, etwa bis zu i5 Minuten.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Endumwandlung in zwei oder mehr Stufen mit Zwischenpausen unterteilt und in diesen Zwischenpausen die zur Dosierung der hineindiffundierenden Stoffmenge dienende elektrische Formierung durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Formierprozeß mit der thermischen Endumwandlung kombiniert wird, jedoch derart, daß der thermische Formierprozeß bei einer Temperatur durchgeführt wird, die etwas unter der Schmelztemperatur des Spritzlotes liegt. Angezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 576 671; Ries, »Das Selen«, igi8, S. 58; Chemisches Zentralblatt, 1943, Bd. 1I, S. 554.