DE906955C - Verfahren zur Erzeugung groesserer zusammenhaengender defektleitender Bereiche in den Aussenschichten von ueberschussleitenden Germaniumkristallen - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung groesserer zusammenhaengender defektleitender Bereiche in den Aussenschichten von ueberschussleitenden Germaniumkristallen

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DE906955C
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Dr Phil Werner Koch
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

AUSGEGEBEN AM 18. MÄRZ 1954
L 11946 VIIIc/21g
Beim Herstellen von elektrisch unsymmetrisch leitenden Systemen, die als Halbleiter Germanium aufweisen, war es bisher nicht befriedigend gelungen, außer bei Punktkontaktelektroden eine sogenannte elektrische Formierung vorzunehmen. Insbesondere haben sich bei flächenhaften Kontakten deswegen Schwierigkeiten ergeben, weil die erforderlichen Stromstärken wegen der hohen Leitfähigkeit des Germaniums viele Tausende von Ampere betragen können und deswegen Verschiedenheiten des Übergangs Widerstandes auf der Kontaktfläche leicht zu lokalen Überhitzungen und Anschmelzungen führen können und nur eine teilweise Formierung zu erzielen ist.
Um nun bei der Formierung einen sicheren, gleichmäßigen Kontakt mit dem Germanium zu erzielen, wird erfindungsgemäß auf die Oberfläche des umzuwandelnden Bereiches ganz oder teilweise flüssiges Gallium aufgebracht und mit Hilfe einer massiven, in das Gallium eingetauchten Hilfselektrode durch die Anordnung ein Stromstoß derart geschickt, daß der umzuwandelnde Bereich des Germaniums auf eine Temperatur von mindestens 6ooö C gebracht wird.
Die Verwendung von Germanium für diesen Zweck empfiehlt sich deswegen, weil es schon bei 35° C flüssig wird und noch bei 8oo° C keinen merklichen Dampfdruck aufweist. Außerdem bilden Galliumatome, wenn sie in das Germanium eindringen, dort Störstellen, die Defektleitung hervorrufen. Auf diese Weise ist es möglich, auch bei rauhen Germaniumflächen die sogenannte elektrische Formierung durchzuführen.
Der zur Umwandlung benötigte Stromstoß soll möglichst stark und kurzzeitig sein, um in kürzester Zeit den Teil, der elektrisch formiert
werden soll, auf die erforderliche Temperatur zu bringen. Dieses ist erforderlich, da durch die große Wärmeleitfähigkeit des Germaniums gegebenenfalls auch andere Teile des Kristalles als die beabsichtigten umgewandelt werden.
Um diesen Zweck leichter zu erreichen, ist es vorteilhaft, die nicht umzuwandelnden Kristallteile einer starken Kühlung zu unterwerfen. Gleichzeitig wird dadurch erreicht, daß die umgewandelten Teile schnell abgekühlt werden. Auf die Stromart bzw. auf das Vorzeichen beim Stromstoß kommt es nicht an. Es ist nur eine genügend ergiebige Stromquelle erforderlich, welche die notwendige Energie in der notwendigen kurzen Zeit liefern kann. Vorteilhaft bedient man sich dabei elektrischer Einrichtungen, wie sie z. B. zum Stumpfschweißen Verwendung finden.
Um bei der Herstellung eines lückenlosen Kontaktes zwischen dem flüssigen Gallium und dem Germanium ganz sicherzugehen, hat es sich bewährt, auf dieses zunächst im Vakuum eine dünne Galliumschicht aufzudampfen und dann erst die flüssige Galliummenge aufzubringen. Zwecks Erzielung besonderer Eindiffusion von Störstellen ins Germanium kann man dem Gallium Indium beimengen, vorzugsweise weniger als 60 °/a, ohne daß der niedrige Schmelzpunkt des Galliums wesentlich heraufgesetzt wird. Analog liegen die Verhältnisse, wenn man dem Gallium Zinn beimengt, vorzugsweise weniger als 30%.
Die Hilfselektrode soll vorteilhaft ein möglichst gutes Leitvermögen aufweisen. Deshalb wird man sie ganz oder teilweise aus Silber oder Kupfer herstellen.
Während des Stromstoßes wird man die Anordnung mit Vorteil unter einer Schutzatmosphäre, vorzugsweise aus Wasserstoff oder Helium, halten.

Claims (8)

  1. Patentansprüche:
    i. Verfahren zur Erzeugung größerer zusammenhängender defektleitetider Bereiche in den Außenschichten von überschußleitenden Germaniumkristallen, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des umzuwandelnden Bereiches ganz ader teilweise flüssiges Gallium aufgebracht wird und mit Hilfe einer massiven, in das Gallium eingetauchten Hilfselektrode durch die Anordnung ein Stromstoß geschickt wird, derart, daß der umzuwandelnde Bereich des Germaniums auf eine Temperatur von mindestens 6oo° C gebracht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung mittels eines kurzzeitigen starken Stromstoßes vorgenommen wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht umzuwandelnde Kristallteil einer starken Kühlung unterworfen wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines lückenlosen Kontaktes zwischen dem flüssigen Gallium und dem Germanium auf dieses zunächst im Vakuum eine dünne Galliumschicht aufgedampft und auf diese die flüssige Galliummenge aufgebracht wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dam- Gallium Indium beigemengt ist, vorzugsweise weniger als 60 %.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gallium Zinn beigemengt ist, vorzugsweise weniger als 3o°/o.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode ganz oder teilweise aus Silber oder Kupfer besteht.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß während des Stromstoßes die Anordnung sich in einer Schutzatmosphäre, vorzugsweise aus Wasserstoff oder Helium, befindet.
DENDAT906955D 1952-03-28 Verfahren zur Erzeugung groesserer zusammenhaengender defektleitender Bereiche in den Aussenschichten von ueberschussleitenden Germaniumkristallen Expired DE906955C (de)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1083937B (de) * 1956-04-19 1960-06-23 Intermetall Verfahren zur Herstellung von p-n-UEbergaengen in Halbleiterkoerpern durch Legieren
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