DE970124C

DE970124C - Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern

Info

Publication number: DE970124C
Application number: DES10893D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erich Nitsche
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1944-01-17
Filing date: 1944-01-18
Publication date: 1958-09-04

Description

Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern Bei der Herstellung von Selengleichrichtern ist es bekannt, die in amorphem Zustand auf die Trägerelektrode aufgebrachte Selenschicht einem zweistufigen Erhitzungsverfahren auszusetzen, indem zunächst das amorphe Selen bei verhältnismäßig niedriger Temperatur (< I5o° C) langsam in die kristalline Modifikation übergeführt wird, wobei es eine besonders günstige Struktur und Oberflächenbeschaffenheit erhält; danach wird dann durch Erhitzung auf eine höhere Temperaturstufe I75° C) eine große Leitfähigkeit der Selenschicht in der Durchlaßrichtung erzielt. Der Vorteil dieser zweistufigen thermischen Behandlung besteht in der Vergrößerung des Verhältnisses von. Sperrwiderstand zu Durchlaßwiderstand, die vor allem durch die Erwärmung auf die niedrige Temperaturstufe erreicht wird. Die zweite Stufe der thermischen Behandlung dient dabei ausschließlich der Erhöhung der Leitfähigkeit des Selens und wird so weit getrieben, bis die beste Leitfähigkeit erzielt ist. Ebenso ist es bekannt, die beiden ersten Arbeitsgänge, das Aufbringen des Selens auf die Tragplatte und die danach in der ersten Erhitzungsstufe erfolgende Überführung des Selens in die kristalline Modifikation, durch einen einzigen Arbeitsgang zu ersetzen, beispielsweise durch Aufdampfen von Selen auf einen auf verhältnismäßig niedriger Temperatur « I5o° C) erhitzten Träger, auf dem sich das Selen dann in der kristallinen Modifikation niederschlägt. Erfahrungsgemäß wird bei der Erhitzung der Selenschicht auf die höhere Temperaturstufe die höchste überhaupt erreichbare Leitfähigkeit schon nach wenigen Minuten erzielt.
Bei solchen Gleichrichtern, deren Selenschicht eine Halogenbeimengung, z. B. in Form eines Selenchlorürzusatzes, enthält, hat es sich jedoch überraschenderweise gezeigt, daß man durch Fortsetzung der Erhitzung auf der oberen Temperaturstufe über die zur Erzielung höchster Leitfähigkeit ausreichende Mindestdauer hinaus eine wesentliche Verbesserung der Sperrkennlinie des Gleichrichters erhalten kann, insbesondere erhöht sich im Gebiet verhältnismäßig hoher Sperrspannungen, z. B. 8 Volt je Gleichrichterelement, der Sperrwiderstand sehr erheblich, während der Durchlaßwiderstand nur in ganz geringem Maße zunimmt. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß bei der hohen Temperatur (beispielsweise 2I6° C) eine fraktionierte Destillation des die Leitfähigkeit erhöhenden Halogenzusatzes aus der Selenschicht stattfindet, so daß in dem der Deckelektrode benachbarten Schichten eine starke Halogenverarmung und damit eine entsprechende Erhöhung des spezifischen Widerstandes eintritt. Bei genügend langer Dauer der thermischen Behandlungen auf der höchsten Temperaturstufe wird also bei gleichzeitigem mäßigem Anwachsen des Durchlaßwiderstandes die Sperrfähigkeit der Gleichrichter bedeutend verbessert.
Bei einem Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern hoher Sperrfähigkeit, nach welchem die eine Halogenbeimengung, z. B. in Form von Selenchlorür, aufweisende Selenschicht zunächst zwecks Umwandlung in die leitende Modifikation während oder nach dem Aufbringen auf die Tragplatte auf eine niedrige und dann zwecks Erhöhung ihrer Leitfähigkeit auf eine höhere Temperaturstufe erhitzt wird, erfolgt daher erfindungsgemäß die thermische Behandlung der Selenschicht auf der höheren Temperaturstufe (> I75° C) erheblich über die erfahrungsgemäß zur Erzielung höchster Leitfähigkeit ausreichende Mindestzeitdauer hinaus, indem sie beispielsweise verdoppelt wird. Die Behandlung der Selenschicht bei der Temperatur größer als I75° C erfolgt daher in zwei aneinander anschließenden Zeitabschnitten, und zwar in dem ersten zur Erzielung der größten Leitfähigkeit und in dem zweiten zur Temperung für die Erhöhung der Sperrfähigkeit. Besonders zweckmäßig ist es dabei, die Behandlungsdauer der Selenschicht auf der höheren Temperaturstufe um so länger auszudehnen, je größer die Halogenmenge im Verhältnis zur Selenmenge ist.
Das beschriebene Verfahren hat aber neben der Erhöhung des Sperrwiderstandes noch eine andere, höchst vorteilhafte Wirkung. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß sich bei dem gemäß der Erfindung behandelten Selengleichrichterscheiben die nachfolgende elektrische Formierung um so rascher durchführen und bis zu um so höheren Endspannungen treiben läßt, je höher der Sperrwiderstand unmittelbar nach der thermischen Behandlung auf der zweiten Temperaturstufe ist.
Die Erfindung hat besondere Bedeutung beispielsweise in solchen Fällen, wo im allgemeinen eine verhältnismäßig hohe Halogenbeimengung zum Selen aus bestimmten Gründen erforderlich ist, sei es, um dadurch den Selengleichrichter auch für höhere Betriebstemperaturen als bisher brauchbar zu machen, sei es, um bei Verwendung einer Gegenelektrode mit Thalliumgehalt der durch die Einwirkung des Thalliumzusatzes bedingten zeitlichen Leitfähigkeitsabnahme (Alterung) entgegenzuwirken. Dieses gilt insbesondere auch in solchen Fällen, wo es auf die Erzielung einer besonders hohen Sperrfähigkeit nicht ankommt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern, bei denen die eine Halogenbeimengung, z. B. in Form von Selenchlorür, aufweisende Selenschicht zunächst zwecks Umwandlung in die leitende Modifikation während oder nach dem Aufbringen auf die Tragplatte auf eine niedrigere und dann zwecks Erhöhung ihrer Leitfähigkeit auf eine höhere Temperaturstufe erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung der Selenschicht bei der höheren Temperatur von größer als I75° C in zwei aneinander anschließenden Zeitabschnitten stattfindet, und zwar in einem ersten für die Erreichung der größten Leitfähigkeit und einem zweiten von beispielsweise bleicher Dauer für eine Temperung zur Verbesserung der Sperrkennlinie. 2. Verfahren nach Anspruch I für Selengleichrichter, deren Selenschicht eine Halogenbeimengung, z. B. in Form von Selenchlorür, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsdauer der Selenschicht auf der höheren Temperaturstufe um so länger ausgedehnt wird, je größer die Halogenmenge im Verhältnis zur Selenmenge ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 501 225, 589 126, 712 674, 742 935 USA.-Patentschriften Nr.
2 Zag 61o, 2 139 731; britische Patentschrift Nr. 52g 7g1; »Zeitschrift für Physik«, Bd. 125 (195o), S. 47 ff.