DE939220C

DE939220C - Verfahren zum Herstellen von Trockengleichrichtern, insbesondere Selengleichrichtern mit Cadmiumelektrode

Info

Publication number: DE939220C
Application number: DE1949P0039396
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr Rer Nat Poganski
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1949-04-08
Filing date: 1949-04-08
Publication date: 1956-02-16

Description

Verfahren zum Herstellen von Trockengleichrichtern, insbesondere Selengleichrichtern mit Cadmiumelektrode Für manche Anwendungszwecke von Trockengleichrichtern, z. B. für die Messung hochfrequenter Wechselspannungen oder für Modulatoren, ist es wünschenswert, die Kapazität C des Trockengleichrichters und seinen Widerstand R in Flußrichtung möglichst klein zu halten. Eine einfache Überlegung ergibt, daß beim Verkleinern der Fläche des Gleichrichters zwar die Kapazität C etwa proportional zur Größe der Fläche abnimmt, daß jedoch gleichzeitig der Widerstand R in Flußrichtung etwa im umgekehrten Verhältnis wächst. Daraus folgt, daß das für diese Anwendungszwecke wichtige Produkt RC sich auf diesem Wege nicht nennenswert verkleinern läßt. Eingehende Untersuchungen führten zu dem Ergebnis, daß das Produkt RC bei Trockengleichrichtern, bei denen die Fläche weniger als o, I mm2 beträgt, bedeutend kleiner ist als bei großflächigen Trockengleichrichtern der gleichen Art. Solche Trockengleichrichter weisen jedoch den Nachteil auf, daß ihr Widerstand R in Flußrichtung außerordentlich groß ist. Man könnte sie daher nur mit Instrumenten mit extrem geringem Stromverbrauch verwenden. Schaltet man jedoch eine sehr große Anzahl, vorzugsweise mindestens I000/cm2, solcher Kleinstflächengleichrichter parallel, so erhält man :einen Trockengleichrichter mit fast unverändert kleinem Wert des Produktes RC, aber mit einem hinreichend kleinen Widerstand R in Flußrichtmig, so daß Instrumente geringer Stromempfindlichkeit verwendet werden können.
Einen solchen Gleichrichter bildeten zwar schon der bekannte - mit einer nicht genetischen, meist aus Kunststoff bestehenden Sperrschicht versehene Gleichrichter, bei dem die Sperrschicht mikroskopische Risse und Löcher aufwies; jedoch war eine technische Fertigung mit dem oben angegebenen Ziel auf dieser Basis nicht möglich, da die Risse und Löcher nur sehr schwer willkürlich herzustellen sind. Deshalb wurde bereits angegeben, derartige Trockengleichrichter so herzustellen, daß eine gerasterte massive Gegenelektrode oder eine Isolierschicht verwendet wurde, die mit Löchern in definierter Weise versehen worden war. Dies erforderte aber komplizierte Vorarbeiten, :die den Gleichrichter wesentlich verteuerten oder bei Anwendung massiver Gegenelektrode schwerfällig machten.
Es war deshalb erforderlich, den Trockengleichrichter :einfach und zuverlässig dadurch herzustellen, daß die Gegenelektrode derart aufgebracht wird, daß sie :die Halbleiterschicht mit einer sehr großen Anzahl von Flächen°von weniger als o, I mm2 Größe berührt.
Dies geschieht :erfindungsgemäß dadurch, daß insbesondere bei der Herstellung von Selengleichrichtern mit aufgespritzter Cadmiumelektrode der Spritzdruck so groß gewählt wird, daß die Berührungsflächen der feiest verteilten einzelnen Tröpfchen mit der Unterlage von freien Flächen umgeben sind, deren Gesamtfläche vorzugsweise etwa ebenso groß wie die gesamte Berührungsfläche ist. Es ist zwar erwünscht, daß :die Berührungsfläche- in möglichst kleine, möglichst nicht miteinander zusammenhängende Flächenelemente aufgeteilt ist; man :erhält jedoch nicht wesentlich ungünstigere Ergebnisse, wenn die :einzelnen Flächenelemente durch feinste Brücken miteinander verbunden sind. Es ist jedoch eine möglichst weitgehende Aufteilung bzw. Verästelung der Berührungsflächen anzustreben, damit :das Verhältnis der Gesamtfläche der berührenden Flächenelemente zu ihrem Gesamtumfang höchstens 0,3 mm beträgt.
Auch ohne Erniedrigung des Spritzdruckes läßt sich bei Trockengleichrichtern mit aufgespritzter Gegenelektrode :eine so weitgehende Aufteilung der Berührungsfläche erzielen, wenn vor dem Aufbringen der Gegenelektrode auf die Halbleiterschicht eine Substanz in feinster Verteilung aufgebracht wird, die :entweder elektrisch sehr schlecht leitet oder .an sehr zahlreichen, möglichst fein und gleichmäßig über die ganze Halbleiterfläche verteilten kleinen Flächenelementen .das Entstehen eines -gut leitenden. Kontaktes zwischen der Halbleiterschicht und der Gegenelektrode verhindert, ohne daß gleichzeitig :das Zustandekommen .eines gut leitenden Kontaktes an den von der aufgebrachten Substanz freien Stellen beeinträchtigt wird.
Dieses Ergebnis läßt sich in zulässiger Weise durch Aufsublimieren einer schlecht leibenden Substanz erzielen, wenn durch Wahl der Dampfschicht, der Temperatur der Halbleiterschicht während der Aufsublimierung und der Dauer des. Aufbringens dafür Sorge getragen wird, daß die aufgebrachte Substanz isich in Form möglichst feiner, möglichst wenig zusammenhängender Tröpfchen oder Partikel absetzt. Man kann auch Rauche, vorzugsweise Zinkoxyd, in feinster Form auf der Halbleiterschicht niederschlagen. Bei Selengleichrichtern mit aufgespritzter Cadmiumelektrode bewährt sich, Selendioxyd in Luft aufzusublimieren. Die Dampfdichte und die Temperaturbedingungen sowie die Dauer des Sublimierens können ohne Schwierigkeiten so gewählt werden, .daß ,das Selendioxyd im wesentlichen in Form nicht zusammenhängender Tröpfchen abgeschieden. wird.
Dieses Verfahren ergibt Trockengleichrichter, die die eingangs erwähnten gewünschten Eigenschaften in besonders hohem Maße zeigen, falls es mit dem zuvor geschilderten Verfahren, nämlich dem Aufspritzen mit niedrigem Spritzdruck, kombiniert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Herstellen von Trockengleichrichtern, insbesondere von Selengleichrichtern mit aufgespritzter Cadmiumelektrode, dadurch -gekennzeichnet, daß der Spritzdruck so groß gewählt wird, daß die Berührungsflächen der einzelnen, feinst verteilten Tröpfchen mit der Unterlage von freien Flächen umgeben sind, deren Gesamtfläche vorzugsweise etwa ebenso groß ist wie die gesamte Berührungsfläche.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der Gegenelektrode auf :der Halbleiterschicht eine Substanz in Form feinster Tröpfchen oder Partikel niedergeschlagen bzw. abgesetzt wird, die durch elektrischen. Widerstand und/öder dadurch, daß sie das Entstehen eines elektrisch ,gut leitenden Kontaktes zwischen der Halbleiterschicht und :der Gegenelektrode verhindert, den Stromübergang auf die von' ihr freien Flächenelemente beschränkt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Se lendioxyd in Luft in Form feinster, möglichst nicht zusammenhängender Tröpfchen aufsublimiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zinkoxyd in Luft in Form feinster, möglichst nicht zusammenhängender Partikel abgesetzt wird.
5. Trockengleichrichter, insbesondere Selengleichrichter mit aufgespritzter Cadmiumelektrode, hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch I oder :einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsfläche zwischen der Halbleiterschicht und der Gegenelektrode in eine sehr große Anzahl, vorzugsweise mindestens - iooo/cm2, von kapazitätsarm parallel geschaltetem. Flächenelementen von höchstens o, i mm2 aufgeteilt ist.
6. Trockengleichrichter mach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, .daß das Verhältnis der Gesamtfläche der berührenden Flächenelemente, einschließlich der sie etwa verbindenden Brükken, zu ihrem Gesamtumfang höchstens 0,3 mm beträgt.
7. Trockengleichrichter nach Anspruch oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Halbleiterschicht eine Substanz in feinster Verteilung aufgebracht ist, die elektrisch nicht oder sehr schlecht leitend ist und/oder an sehr zahlreichen, möglichst fein und gleichmäßig über die ganze Halbleiterschicht verteilten kleinsten Flächenelementen das Entstehen eines elektrisch gut leitenden Kontaktes zwischen der Halbleiterschicht und der Gegenelektrode verhindert. B. Trockengleichrichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Halbleiterschicht vor. dem Aufbringen der Gegenelektrode eine Substanz, vorzugsweise Selendioxyd in Luft, in Form möglichst feiner, nicht zusammenhängender Tröpfchen aufsublimiert oder aas Rauch, vorzugsweise Zinkoxyd, niedergeschlagen ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. _6o0 4I0; Schweizerische Patentschrift Nr. 243 490; »Zeitschrift für Physik«, B d. 113, I939, S. 402 u. 403; »Physik der festen Körper«, Bd. 9, Teil II, (Teil Berichte), 1948, S. 116 u. 1i7.