DE969748C - Verfahren zur Herstellung eines gesteuerten, elektrisch unsymmetrisch leitenden Halbleitersystems - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines gesteuerten, elektrisch unsymmetrisch leitenden Halbleitersystems

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DE969748C DEL13150A DEL0013150A DE969748C DE 969748 C DE969748 C DE 969748C DE L13150 A DEL13150 A DE L13150A DE L0013150 A DEL0013150 A DE L0013150A DE 969748 C DE969748 C DE 969748C
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Description

Es sind bereits gesteuerte, elektrisch unsymmetrisch leitende Halbleitersysteme angegeben worden, die jedoch meistens den Nachteil aufwiesen, daß sie gegen mechanische Einflüsse, sei es durch Erschütterungen von außen her oder durch Wärmeausdehnung im Betriebe, sehr empfindlich waren. Dies rührte zum großen Teil von der mechanischen Befestigung der Elektroden auf der Halbleiteroberfläche her. Besonders waren es die aus anderen Gründen nicht zu entbehrenden Spitzenkontakte, die diese Störungen hervorriefen. Es war auch bereits bekannt, z. B. an Transistoren den Kollektor mittels eines Stromstoßes zu formieren. Dabei bildeten sich in der Umgebung des Kollektors zuweilen Krater aus, die nach dem Entfernen der Elektrode zutage traten. Bei diesen Formierungsvorgängen bilden sich zwischen der Elektrode und dem Halbleiterkörper jedoch Kontakte aus, die sehr spröde sind und sich den üblichen mechanischen Beanspruchungen oft nicht gewachsen zeigen. Es ist auch bereits bekannt, bei Halbleiterverstärkern Elektroden zu verwenden, die ein Material enthalten, das den Leitfähigkeitscharakter des Halbleiters zu verändern vermag und damit Gebiete unterschiedlichen Leitungscharakters zu erzeugen. Die Halbleiterverstärker sind jedoch elektrisch nicht stabil, weil jederzeit aus der Elektrode das genannte Material nachwandern und die Leitfähigkeit des Halbleitermaterials ändern kann.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zur Herstellung eines gesteuerten, elektrisch unsymmetrisch leitenden Halbleitersystems, insbeson-
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dere eines Transistors, das als Halbleiter ζ. Β. Germanium oder Silizium enthält. Erfindungsgemäß werden durch eine Behandlung, insbesondere durch eine Strombehandlung und durch die dabei entstehende Wärme, einerseits zwei vorzugsweise kraterförmige Ausnehmungen auf der Halbleiteroberfläche und andererseits an den Wandungen dieser Ausnehmungen Halbleitermaterial vom entgegengesetzten Leitungscharakter geschaffen, und ίο in jede Ausnehmung wird eine Elektrode eingeführt und angeschmolzen.
Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung können nicht nur mechanisch wesentlich stabilere Systeme erzeugt werden als bisher, sondern die Ausbildung des hinsichtlich seines Leitungscharakters veränderten Teiles des Halbleiterkörpers kann unabhängig von der Form und der materiellen Zusammensetzung der Elektroden vorgenommen werden. Andererseits braucht bei der Auswahl der Elektrode keine Rücksicht mehr auf eine noch erforderliche Formierbehandlung genommen zu werden.
Die Elektroden können in eine oder beide Ausnehmungen mit Vorteil in Form von Spitzenelektroden eingeführt werden.
Mit Vorteil werden die Elektroden zur weiteren Erhöhung der Stabilität an die, zufolge der vorausgegangenen Behandlung vollständig aus einem Material entgegengesetzten Leitungscharakters als der übrige Halbleiterkörper bestehenden Wandungen der Ausnehmungen angeschmolzen. Dies kann beispielsweise entweder dadurch geschehen, daß ein in die Ausnehmungen eingeführter Draht, vorzugsweise mittels Stromdurchgang, mit der Wandung verschmolzen bzw. verschweißt ist oder aber derart, daß ein Draht mittels Metallot mit der Wandung der Ausnehmungen, vorzugsweise mittels Stromdurchgang, verbunden ist.
Das Ende des Drahtes bzw. das Lötmetall kann z. B. aus Nickel oder einer nickelhaltigen Legierung bestehen. In vielen Fällen ist es besonders vorteilhaft, wenn das Ende des Drahtes bzw. das Lötmetall aus Edelmetall, vorzugsweise Gold, oder aus einer edelmetallhaltigen Legierung besteht.
Die Stabilität ist besonders hoch, wenn die Elektrode bzw. das Lötmetall die Ausnehmungen zum größten Teil ausfüllt.
Die kleinste Entfernung zwischen den Grenzen der behandelten Bereiche der Halbleiteroberfläche beträgt mit Vorteil einige μ oder einige 10 μ. Außer den genannten Elektroden können noch weitere Elektroden als Hilfs- bzw. Steuerelektroden vorgesehen werden.
Die Figuren zeigen in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele von Halbleitersystemen gemäß der Lehre der Erfindung.
In Fig. ι ist 1 ein η-leitender Germaniumblock, der an seiner Oberfläche zwei p-leitende Bereiche 2 und 3 aufweist, die bei der Behandlung des an sich η-leitenden Germaniumblockes mittels Stromdurchgang durch die dabei entstehende Wärme p-leitend wurden. In den Bereichen sind zwei kraterförmige Ausnehmungen 4 und 5 vorhanden, so daß deren Wandungen ebenfalls aus p-leitendem Germanium bestehen. Diese Krater seien beispielsweise etwa μ tief und haben in der Höhe der Halbleiteroberfläche etwa einen Durchmesser von ungefähr 10 μ. Die Kraterränder 6 bzw. 7 ragen um wenige μ über die Halbleiteroberfläche. In die Krater sind zwei Elektroden 8 und 9 eingeführt.
Fig. 2 zeigt ein ähnliches System wie Fig. 1 mit dem Unterschied, daß die Lage der Basiselektrode angedeutet ist, während sich zwischen den p-leitenden Bereichen 2 und 3 in einer besonderen, nicht aus p-leitendem Material bestehenden, weiteren Ausnehmung 11 eine zusätzliche Hilfs- bzw. Steuerelektrode 12 befindet.
Fig. 3 deutet an, wie die Elektrode, beispielsweise 9, bzw. das sie umgebende Lötmetall 13 den Krater 5 zum größten Teil ausfüllt,

Claims (10)

80 Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines gesteuerten, elektrisch unsymmetrisch leitenden Halbleitersystems, insbesondere eines Transistors, das als Halbleiter z. B. Germanium oder SiIi- 8S zium enthält, dadurch gekennzeichnet, daß durch eineBehandlung, insbesondere durch eine Strombehandlung und durch die dabei entstehende Wärme, einerseits zwei vorzugsweise kraterförmige Ausnehmungen auf der Halbleiteroberfläche und andererseits an den Wandungen dieser Ausnehmungen Halbleitermaterial vom entgegengesetzten Leitungscharakter geschaffen werden und daß in jede Ausnehmung eine Elektrode eingeführt und angeschmolzen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in eine oder beide Ausnehmungen die Elektrode bzw. Elektroden in Form von Spitzenelektroden eingeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in eine Ausnehmung eingeführter Draht mit der Wandung der Ausnehmung verschweißt wird, vorzugsweise mittels Stromdurchgang.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Draht mittels Metallot mit der Wandung der Ausnehmung verbunden wird, vorzugsweise mittels Stromdurchgang.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das ver- no wendete Lötmetall bzw. das Ende des verwendeten Drahtes aus Nickel oder einer nickelhaltigen Legierung hergestellt wird.
6. Verfahren nachAnspruch 1 bis 4 oder einem derselben, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Lötmetall bzw. das Ende des verwendeten Drahtes aus Edelmetall, vorzugsweise aus Gold oder aus einer edelmetallhaltigen Legierung, hergestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der iao folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung durch die Elektrode bzw. durch das Lötmetall zum größten Teil ausgefüllt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als iaj kleinste Entfernung zwischen den Grenzen der
behandelten Bereiche der Halbleiteroberfläche einige μ gewählt wird.
9. Verfahren nachAnspruch 1 bis 7 oder einem derselben, dadurch gekennzeichnet, daß als kleinste Entfernung zwischen den Grenzen der behandelten Bereiche der Halbleiteroberfläche einige 10 μ gewählt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Trägerelektrode bzw. Basiselektrode weitere Elektroden (Hilfs- bzw. Steuerelektroden), vorzugsweise in je einer Ausnehmung, vorgesehen werden.
In Betracht gezogene Druckschriften: Am 3. April 1952 bekanntgemachte Unterlagen
der deutschen Patentanmeldung W6649 VIIIc/21 g, 11/02;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 635 713; Proc IRE, April 1952, S. 445 bis 448.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 809 565/56 7.58
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