DE976318C - Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterkoerpers aus Germanium - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterkoerpers aus Germanium

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DE976318C DES20326A DES0020326A DE976318C DE 976318 C DE976318 C DE 976318C DE S20326 A DES20326 A DE S20326A DE S0020326 A DES0020326 A DE S0020326A DE 976318 C DE976318 C DE 976318C
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterkörpers aus Germanium mit einem bestimmten Gehalt von Fremdatomen zur Verwendung in Halbleitergleichrichteranordnungen sowie eine unter Verwendung eines derartigen Halbleiterkörpers hergestellte Halbleitergleichrichteranordnung.
Man hat bereits vorgeschlagen, für elektrische Gleichrichteranordnungen einen Halbleiterkörper aus Germanium mit einem bestimmten Störstellengehalt zu verwenden, der derart hoch gereinigt ist, daß er bei entsprechend geringer Störstellendichte und guter Elektronenbeweglichkeit einen spezifischen Widerstand von ι Ohm · cm aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß Germanium in reiner Form mit einem Reinheitsgrad von etwa 3 Ohm · cm dargestellt wird und sodann Fremdatome von Elementen aus der Gruppe V des Periodischen Systems (d. h. Phosphor, Arsen, Antimon oder Wismut) in einem bestimmten Legierungsverhältnis von nicht mehr als ι °/o zugesetzt werden.
Indem gemäß der Erfindung für die Herstellung des Halbleiterkörpers das Germanium zunächst von sämtlichen Unreinheiten weitest möglich gereinigt und sodann durch Zusatz einer genau vorgegebenen Menge von Fremdatomen eines oder mehrerer bestimmter Elemente eine vorgegebene Germanium-
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legierung hergestellt wird, erhält man einen Halbleiterkörper, welcher hinsichtlich der für die Halbleiterwirkung erheblichen Parameter (Natur und Konzentration der zugesetzten Fremdatome), Reinheitsgrad genau kontrollierte Eigenschaften besitzt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung; in dieser zeigt ίο Fig. ι eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von dünnen Platten aus Germaniumlegierung,
Fig. 2 eine Darstellung einer Fabrikationsstufe des Verfahrens,
1S Fig· 3 die Darstellung eines nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Spitzengleichrichters bzw. Kristalldetektors,
Fig. 4 die Darstellung eines gemäß der Erfindung hergestellten Flächengleichrichters, Fig. 5 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips, das bei den in erfindungsgemäß hergestellten Gleichrichtern auftretenden negativen Widerstandserscheinungen eine Rolle spielt;
Fig. 6 ist ein Schaltschema zur Erläuterung einer as Anwendung des Gleichrichtermaterials als negatives Widerstandselement eines Schwingkreises.
Um das Verfahren gemäß der Erfindung durchzuführen, wurde ein Quarztiegel, der Germaniumdioxyd enthielt, in einen Wasserstoffofen von 4000 C gestellt und die Temperatur dann allmählich im Verlauf einer Stunde auf 6oo° C erhöht, einer Temperatur, die unter der Verflüchtigungstemperatur des Germaniumoxyds liegt. Nach dieser Zeit war das Germanium vollständig zu einem feinen Pulver reduziert. Das Pulver wurde dann in einem Graphittiegel im Wasserstoffofen während einer halben Stunde auf I2oo° C erhitzt, wobei die Teilchen zu einem festen Klumpen zusammenschmolzen. Wenn die Reduktion, wie beschrieben, bei niedrigen Temperaturen ausgeführt wurde, so konnten ioo°/o des Materials zurückgewonnen werden. Durch die Vermeidung einer hohen Ausgangstemperatur wurde die Bildung von flüchtigem Germaniumoxyd und Materialverlust verhindert.
Das verwendete Germaniumdioxyd war sehr rein.
Platten aus diesem reduzierten Germanium können, wie in Fig. ι dargestellt, gegossen werden, indem ein Klumpen 13 . des Materials in einer Graphitguß form 14 unter einem Graphitstempel 15 mit einem Gewicht 16 belastet wird. Das Ganze wird dann im Wasserstoffofen τη lange genug erhitzt, um das Germanium zum Schmelzen zu bringen.
Um die Stärke der so erhaltenen Platte festzulegen, wurden vor dem Einsetzen in den Ofen 17 drei kleine Graphit-Abstandsstücke 18 unter den Stempel gestellt.
Nach dreimaligem, je 1 stündigem Schmelzen zeigte das Germanium einen spezifischen Widerstand von 3,1 0hm· cm.
Germanium für sich zeigte nur schwache Gleichrichtung hauptsächlich vom »P«-Typ. Bei Anwesenheit von Beimischungen, wie Aluminium, Indium oder anderen, im Periodischen System links von Kohlenstoff, Silizium und Germanium liegenden Elementen, wurde ebenfalls Gleichrichtung vom »P«-Typ erhalten, aber die Gleichrichtungseigenschaften lassen zu wünschen übrig. Es wurde festgestellt, daß Gleichrichtung vom »N«-Typ erzielt wurde bei Anwesenheit von Elementen, die im Periodischen System rechts der Kohlenstoffgruppe liegen. Beimengungen von z. B. Molybdän, Mangan, Eisen oder Platin ergaben Gleichrichtereigenschaften vom »N«-Typ. Um jedoch bessere Charakteristiken zu erzielen, wurde vorteilhafter gefunden, Beimischungen von einem oder mehreren Elementen der Phosphorgruppe, d. h. Phosphor, Arsen, Antimon und Wismut, vorzunehmen. Diese Elemente werden vorzugsweise in der angegebenen Reihenfolge Verwendung finden. Wurde mehr als ein Element der Phosphorgruppe zugesetzt, so wurde gefunden, daß mit Arsen und Phosphor die besten Ergebnisse erzielt wurden.
Es ist allen Fachleuten bekannt, daß »N«-Typ-Gleichrichtung diejenige ist, bei der die Stromführung durch Elektronenwanderung erfolgt, etwa ähnlich der gleichrichtenden Wirkung einer Diode. Andererseits bedeutet »P«-Typ-Gleichrichtung diejenige, bei der die Stromführung durch sogenannte »positive« Träger erfolgt, die durch die leeren Räume des Kristallgittergefüges dargestellt werden, und in denen die normalerweise vorhandenen Elektronen fehlen. Diese »Löcher« im Kristallgittergef üge wandern und tragen den Strom, wenn ein Potential passender Polarität angelegt wird. Die Leitfähigkeitstypen können natürlich auch dadurch unterschieden werden, daß beim Anlegen einer Wechselspannung in dem einen Fall der Strom vom außenliegenden Kontakt zum Germanium hinfließt, während im anderen Fall die Richtung sich umkehrt.
Um einen Gleichrichter mit verbesserten Gleichrichtungseigenschaften herzustellen, wurde eine nach obigem Verfahren bereitete Menge Germanium mit Phosphor oder einem anderen Element derselben Gruppe, d. h. Arsen, Antimon und Wismut, vermischt, die alle zur V. Gruppe im Periodischen System gehören und bei gewöhnlichen Temperaturen fest sind, wenn auch Phosphor und Arsen sehr no leicht flüchtig sind. Zur besseren Kontrolle der Mischungsverhältnisse wurde das Mischen stufenweise durchgeführt, indem zunächst eine Legierung mit höherem Gehalt an dem Element bzw. den Elementen, als im Endprodukt vorhanden sein soll, bereitet wird. Diese hochlegierte Mischung wurde dann durch Beimischungen weiterer Germaniummengen, die nach obigem Verfahren hergestellt waren, verdünnt und so eine Zwischenlegierung gewonnen, die ihrerseits wiederum verdünnt wurde, i*o um endlich die gewünschten Legierungsprozentsätze zu erhalten. Jede Mischung wurde in der Weise bereitet, daß ein nach oben beschriebenem Verfahren gewonnener Germaniumklumpen fein pulverisiert wurde; auch die hochlegierte Mischung wurde fein pulverisiert; die Pulver wurden gut ver-
mischt und in der Wasserstoffmufifel zusammengeschmolzen. Die Legierungsschmelze wurde dann, wie in Fig. ι dargestellt, unter Druck zum Erstarren gebracht.
Bei Verwendung von Arsen, Antimon oder Wismut wurde die hochlegierte Mischung durch Pulverisieren des Zusatzes mit nachfolgendem Vermischen mit pulverisiertem Germanium und Zusammenschmelzen gewonnen. Bei Phosphorzusatz ίο wurde allerdings ein anderer Weg eingeschlagen, um Phosphorverluste zu vermeiden. Die Germaniumlegierung mit hohem Phosphorgehalt wurde wie folgt gewonnen: Durch Vermischen von feingepulvertem Germanium und Phosphorsäure mit reinem Kohlepulver wurde eine dicke Paste hergestellt. Aus Zucker bereitetes Kohlepulver oder sehr reiner Graphit haben sich als geeignet erwiesen. Die Paste wurde in einen Quarztiegel gefüllt, mit trockenem Kohlepulver bedeckt und in einer oxyao dierenden Atmosphäre mehrere Stunden erhitzt, wobei die Temperatur bis über den Schmelzpunkt des Germaniums, d. h. bis iooo0 C hochgetrieben wurde. Bei der Reaktion wurde offensichtlich Kohlendioxyd gebildet, das die Phosphorsäure zu Phosphor reduzierte, und dieser ergab dann mit dem Germanium die Legierung. Tröpfchen des mit Phosphor legierten Germaniums flössen vom Kohlepulver ab und wurden nach Erstarrung gesammelt.
Nachdem die gewünschte prozentuale Zusammensetzung der Germaniumlegierung durch wiederholtes Verdünnen, wie oben beschrieben, erreicht ist, kann der Klumpen zum Gebrauch in Kristalldetektoren in kleine Stücke zerteilt werden. Nach eingehenden Feststellungen ist es aber vorteilhafter, aus der Legierung ein dünnes, etwa 0,76 mm starkes Plättchen zu gießen. Wie in Fig. 2 dargestellt, wurden mittels Diamantglasschneider Rillen 12 eingeritzt. Die Platte 11 wurde dann längs der Rillen zu kleinen Quadraten auseinandergebrochen.
Phosphor, Arsen und Antimon wurden zur Erzielung eines hohen »Hin- zu RückstronKK-Verhältnisses dem Germanium in unter 1 % liegenden Mengen zugegeben, wobei der Rest dann aus Germanium bestand. Höhere Zugaben erhöhen die Leitfähigkeit, und solche Legierungen sind daher als Kraftgleichrichter sehr brauchbar. Nach erfindungsgemäßen Feststellungen erhält man aber eine befriedigende Gleichrichtercharakteristik, wenn die Phosphor-, Arsen- oder Antimonbeimengungen sich zwischen 0,05 und ι % bewegen.
Wird ein hohes Verhältnis von Hin- zu Rückstrom verlangt, so wird eine Germanium-Phosphor-Legierung für geeigneter gehalten. Wird andererseits höchste wirkstromführende Leistung verlangt, so scheint die Arsenlegierung gegenüber der Phosphorlegierung gewisse Vorzüge aufzuweisen. Diese Charakteristik der Arsenlegierung wurde durch Erteilung eines einige Mikrosekunden währenden Impulses verbessert, während die anderen Legierungen durch solche Impulse nicht beeinflußt werden und auf allmählich sich verstärkende Spannungen genauso reagieren wie auf plötzliche Spannungsstöße.
Die nachfolgende Tabelle gibt die Gleichrichtercharakteristik an, die bei i°/oigen Legierungen und mit unlegiertem Germanium erzielt wurde:
Ge-P .
Ge—As
Ge-Sb
Ge
Strom bei +1 Volt
10 bis 30 mA
60 bis 80 mA
40 bis 60 mA
7 bis 12 mA
Strom bei — 1 Volt
o bis 0,05 mA 0,01 bis 0,1 mA 0,01 bis 0,1 mA ο bis 0,5 mA
Der Strombereich umfaßt die veränderlichen Meßergebnisse, die beim Abtasten verschiedener Stellen des Gleichrichterplättchens mittels Platinspitzenkontakt erzielt wurden.
Zum Gleichrichten und Modulieren von Ultrahochfrequenzwellen in hochempfindlichen Gleichrichtern wird vorzugsweise ein solcher mit Spitzenkontakt verwendet. Als Beispiel möge die Darstellung in Fig. 3 dienen, wobei eine Platte 21 aus Phosphor-Germanium-Legierung in Verbindung mit einem verhältnismäßig harten Material wie Platin oder Platiniridium mit etwa 30% Iridiumgehalt als Kontaktspitze verwendet wird. Die Gleichrichtercharakteristik ist normalerweise Typ »N«, aber mit manchen Exemplaren kann auch eine Gleichrichterwirkung vom Typ »P« erzielt werden, wenn der Druck der Spitze 22 auf die Germaniumplatte 21 genügend verändert wird. Die Spitze 22 und der Druck werden zweckmäßig größer gewählt als bei den üblichen PbS-Pinseldetektoren bei Radiogeräten, dagegen leichter als üblicherweise bei Kontaktnadeln von SiC-Radiodetektoren angewendet.
Offensichtlich kann ein elektrischer Kontakt unmittelbar mit der Spitze 22 dadurch hergestellt werden, daß ein Draht 23 leitend mit ihr verbunden wird. Um die elektrische Verbindung mit der Gleichrichterplatte 21 herzustellen, wird vorzugsweise eine Metallplatte 24 mit der Platte 21 verlötet, oder die Germaniumplatte kann auch bei 38 mit einer Messingstange verlötet werden, wobei gewöhnliches weiches Lot (Blei-Zinn-Legierung), das für alle diese Zwecke brauchbar ist, verwendet wird. Hierdurch erweist sich die Gleichrichterplatte gemäß der Erfindung allen anderen Gleichrichtermaterialien gegenüber als überlegen, die nicht mit diesem Lötmaterial verbunden werden können.
Um die Gleichrichtercharakteristik der Platte 21 zu verbessern, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Oberfläche zu ätzen. Die Platte kann eine halbe Stunde oder langer in eine 3°/oige WasserstofF-superoxydlösung gelegt werden. Nach den getroffenen Feststellungen ätzt eine Lösung aus S °/o konzentrierter Fluorwasserstoffsäure und 95 %■ konzentrierter Salpetersäure schneller und liefert schon nach 5 Minuten eine polierte Oberfläche. Durch solche Ätzung werden große Einkristalle freigelegt.
Unter optimalen Bedingungen wurden bei einem Germanium-Phosphor-Gleichrichter mit Spitzenkontakt Widerstandswerte von 2 Ohm und 1 Million Ohm für entgegengesetzte Stromrichtungen festge-
stellt, wenn zwischen den Kontakten eine Spannung von ι Volt angelegt wurde. Ein Verhältnis von io zu ι oo ooo Ohm wird ohne weiteres erzielt.
In einigen Mustern von Gleichrichtern aus Germaniumlegierung mit Spitzenkontakt wurden isolierte Punkte negativen Widerstands festgestellt. Diese Negativgleichrichter wurden durch Forschungen und Versuche entdeckt. Die Widerstandskennlinie solcher Negativwiderstandspunkte ist in der Kurve der Fig. 5 dargestellt, in welcher die zwischen den Kontakten herrschende Spannung in waagerechter Richtung und der Strom in senkrechter Richtung gemessen werden.
Wie man sieht, findet eine nicht lineare Erhöhung der Stromstärke bei wachsender Spannung zunächst bis Punkt A statt, wo die Spannung ihren höchsten Wert erreicht; die Stromstärke wächst mit fallender Potentialdifferenz zwischen den Gleichrichterkontakten weiter, bis der Punkt B erreicht ist, worauf die Strom-Spannungs-Kurve wieder eine positive Neigung annimmt, aber nichtlinear bleibt. Wird ein geeignetes Resonanzelement in den Stromkreis eingeschaltet, so besteht Schwingungsneigung infolge der negativen Widerstandscharakteristik, d. h. der negativen Neigung der Kurve zwischen den Punkten A und B.
Wie in Fig. 6 dargestellt, kann z. B. ein Gleichrichter 25 mit einer Gleichstromquelle 26 verbunden und ein abgestimmter Serienkreis, bestehend aus einer Induktionsspule 27 und einem Kondensator 28, parallel zu dem Gleichrichter gelegt werden. Die Radiofrequenzdrossel 29 wird vorzugsweise mit der Stromquelle 26 in Reihe geschaltet. Um Radiofrequenzschwingungen auf eine Belastung 32 zu übertragen, kann eine Spule 33 mit der Spule 27 gekoppelt werden. Schwingungen treten bei einer Frequenz auf, die durch die Konstanten des Resonanzkreises 27-28 bestimmt werden, und zwar in einer Form analog der Arbeitsweise eines Poulsen-Lichtbogengenerators mit ungedämpften Wellen.
Nach den gemachten Feststellungen erzeugt ein derartiger Gleichrichter mit Negativwiderstand einwandfrei Schwingungen über einen weiten Frequenzbereich, einschließlich solcher, die unter 50 Kilohertz und nach oben bis 1 Megahertz liegen bei einer Leistung von 10 Milliwatt.
Derartige Gleichrichter können als Stromrichter, Eingangsdetektoren oder Mikrowellenmodulatoren in Mikrowellenempfängern zum Zweck der Erhöhung der Stromrichterleistung Verwendung finden. Falls Gleichrichtung verhältnismäßig starker Ströme erwünscht ist, lassen sich die oben spezifizierten Phosphor-Germanium-Legierungen bzw. anderen Germaniumlegierungen in Flächengleichrichtern verwenden, wie in Fig. 4 dargestellt. Ein Kraftstromgleichrichter wurde z. B. dadurch hergestellt, daß eine aus einer Germaniumlegierung bestehende Platte 21 mit einer Messingstange 35 verlötet und mit einer Bleiplatte 36 bedeckt wurde. Daraufhin wurde das Ganze so stark zusammengespannt, daß das Blei zu fließen begann. Nach elektrischer Verbindung der Stangen 35 und 37 konnten Wechselströme von mehr als etwa i,2 A/mm2 Fläche gleichgerichtet werden. Wie ersichtlich, hat in der Anordnung gemäß Fig. 4 das Halbleitermaterial 21 Kontakt mit den beiden verschiedene Eigenschaften aufweisenden Leitern, nämlich einer Bleiplatte 36 oben und einem aus Blei-Zinn-Legierung bestehenden Film 38 (Lot) unten, die beide engen Kontakt mit den Oberflächen des Halbleiters 21 haben. Auf diese Weise ist ein asymmetrischer elektrischer Kontakt mit dem Germanium hergestellt.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterkörpers aus Germanium mit einem bestimmten Gehalt von Fremdatomen zur Ver-Wendung in Halbleitergleichrichteranordnungen, dadurch gekennzeichnet, daß Germanium in reiner Form mit einem Reinheitsgrad von etwa 3 Ohm-cm dargestellt wird und sodann Fremdatome von Elementen aus der Gruppe V des Periodischen Systems (d. h. Phosphor, Arsen, Antimon oder Wismut) in einem bestimmten Legierungsverhältnis von nicht mehr als 1% zugesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung des Germaniums in reiner Form Germaniumdioxyd in einer reduzierenden Atmosphäre, vorzugsweise in einer Wasserstoffatmosphäre, bis zu einer unterhalb der Verflüchtigungstemperatur von Germanium-Monoxyd liegenden Temperatur, etwa auf 6oo° C, erhitzt und so lange, etwa ι Stunde lang, auf der erhöhten Temperatur gehalten wird, bis reduziertes Germaniumpulver erhalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Schmelzkörpers aus dem nach Anspruch 2 erhaltenen Germaniumpulver, dadurch gekennzeichnet, daß das Germaniumpulver nach der Reduktion und vor dem Zusatz der Fremd- i°5 atome in einer reduzierenden Atmosphäre auf eine oberhalb seines Schmelzpunktes liegende Temperatur, etwa auf iooo0 C, erhitzt und während einer halben Stunde auf dieser Temperatur gehalten wird.
4. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zusatz der Fremdatome das gereinigte Germanium zusammen mit diesen auf eine über dem Schmelzpunkt des Germaniums liegende Temperatur erhitzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zusatz mit Phosphor eine dicke Paste aus dem gereinigten Germanium in feingepulverter Form aus Phosphorsäure und aus reinem Kohlepulver mit Kohlepulver bedeckt in einem Tiegel in einer oxydierenden Atmosphäre mehrere Stunden lang auf eine über dem Schmelzpunkt des Germaniums liegende Temperatur, etwa auf 10000 C, erhitzt wird. . r
6. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erzielung des bestimmten Legierungsverhältnisses zunächst eine Germaniumlegierung herstellt, welche das bzw. die Zusatzelement (e) in höherer als der gewünschten Konzentration enthält, daß man diese erste Germaniumlegierung in Pulverform mit gereinigtem Germanium in Pulverform vermischt und aus der Mischung eine verdünnte Zwischenlegierung herstellt, und daß dieses Verfahren durch weitere Beimischung von gereinigtem Germanium zu den jeweiligen Zwischenlegierungen bis zur Erreichung des gewünschten Legierungsverhältnisses fortgesetzt wird und hierbei die Mischungen zur Herstellung der jeweiligen Zwischenlegierungen jeweils in einer reduzierenden Atmosphäre auf eine über dem Schmelzpunkt des Germaniums liegende Temperatur erhitzt werden.
"j. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Germaniumlegierung in geschmolzener Form unter Druck in Form von Platten zum Erstarren gebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der beim Erstarren erhaltenen Platte geätzt wird.
9. Germaniumgleichrichteranordnung mit einer nach dem Verfahren gemäß dem Anspruch 7 oder 8 hergestellten Platte, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (21 in Fig. 4) zwischen Metallagen (36, 38) aus einem Zinn-Blei-Lot bzw. aus Blei eingebettet ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, 8. Auflage, 1931, Teil Germanium, S. 5, 10 und 11.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
& 309 635/13 7.63
DES20326A 1944-06-02 1950-10-03 Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterkoerpers aus Germanium Expired DE976318C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114606401A (zh) * 2022-01-26 2022-06-10 株洲科能新材料股份有限公司 一种无氯干法锗的回收方法

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE466591A (de) * 1945-07-13
NL70486C (de) * 1945-12-29
US2704818A (en) * 1947-04-24 1955-03-22 Gen Electric Asymmetrically conductive device
US2727839A (en) * 1950-06-15 1955-12-20 Bell Telephone Labor Inc Method of producing semiconductive bodies
US2650311A (en) * 1950-10-26 1953-08-25 Purdue Research Foundation Radiant energy detecting method and apparatus
US2762953A (en) * 1951-05-15 1956-09-11 Sylvania Electric Prod Contact rectifiers and methods
US2768914A (en) * 1951-06-29 1956-10-30 Bell Telephone Labor Inc Process for producing semiconductive crystals of uniform resistivity
DE968125C (de) * 1951-09-24 1958-01-16 Licentia Gmbh Verfahren zur Herstellung eines sperrschichtfreien Kontaktes mit Germanium
GB728244A (en) * 1951-10-19 1955-04-13 Gen Electric Improvements in and relating to germanium photocells
US2714566A (en) * 1952-05-28 1955-08-02 Rca Corp Method of treating a germanium junction rectifier
BE520380A (de) * 1952-06-02
BE523522A (de) * 1952-10-15
US2732519A (en) * 1952-12-19 1956-01-24 Freedman
BE525280A (de) * 1952-12-31 1900-01-01
US2876400A (en) * 1953-02-27 1959-03-03 Siemens Ag Composite electrodes for directional crystal devices
US2840495A (en) * 1953-08-21 1958-06-24 Bell Teiephone Lab Inc Method of processing semiconductive materials
US2833969A (en) * 1953-12-01 1958-05-06 Rca Corp Semi-conductor devices and methods of making same
BE533765A (de) * 1953-12-01
US2871427A (en) * 1954-04-28 1959-01-27 Gen Electric Germanium current controlling devices
US2871377A (en) * 1954-07-29 1959-01-27 Gen Electric Bistable semiconductor devices
US2916458A (en) * 1954-11-12 1959-12-08 Aerojet General Co Pickling solution
US2841559A (en) * 1955-04-27 1958-07-01 Rca Corp Method of doping semi-conductive materials
US3021196A (en) * 1955-09-23 1962-02-13 Siemens Ag Method for producing multi-component substances comprising a component of high volatility
DE1227083B (de) * 1956-08-30 1966-10-20 Siemens Ag Anordnung zur Erzeugung oder Verstaerkung von elektromagnetischen Signalen im Frequenzgebiet zwischen nachrichtentechnischer Hoechstfrequenz und langwelligem Ultrarot
US3145328A (en) * 1957-04-29 1964-08-18 Raytheon Co Methods of preventing channel formation on semiconductive bodies
GB852003A (en) * 1958-06-10 1960-10-19 Siemens Edison Swan Ltd Improvements relating to the production of wafers of semi-conductor material
DE1126513B (de) * 1958-08-19 1962-03-29 Intermetall Verfahren zur Bearbeitung von Halbleiteranordnungen
US3088888A (en) * 1959-03-31 1963-05-07 Ibm Methods of etching a semiconductor device
US3078559A (en) * 1959-04-13 1963-02-26 Sylvania Electric Prod Method for preparing semiconductor elements
US3063876A (en) * 1959-07-10 1962-11-13 Westinghouse Electric Corp Preparation of junctions in silicon carbide members
US3151949A (en) * 1959-09-29 1964-10-06 Bbc Brown Boveri & Cie Manufacture of semiconductor rectifier
US3032484A (en) * 1959-11-12 1962-05-01 Philco Corp Jet plating method of manufacture of micro-alloy transistors
NL270559A (de) * 1960-11-16 1900-01-01
US3116184A (en) * 1960-12-16 1963-12-31 Bell Telephone Labor Inc Etching of germanium surfaces prior to evaporation of aluminum
US3474088A (en) * 1966-01-26 1969-10-21 Nippon Electric Co Metal-to-semiconductor area contact rectifying elements
US3689993A (en) * 1971-07-26 1972-09-12 Texas Instruments Inc Fabrication of semiconductor devices having low thermal inpedance bonds to heat sinks
WO2008130433A2 (en) * 2006-10-12 2008-10-30 C-3 International, Llc Methods for providing prophylactic surface treatment for fluid processing systems and components thereof
US8623301B1 (en) 2008-04-09 2014-01-07 C3 International, Llc Solid oxide fuel cells, electrolyzers, and sensors, and methods of making and using the same
CA2899575C (en) 2010-02-10 2020-03-10 Ut-Battelle, Llc Low temperature electrolytes for solid oxide cells having high ionic conductivity
US9905871B2 (en) 2013-07-15 2018-02-27 Fcet, Inc. Low temperature solid oxide cells

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US724524A (en) * 1901-10-31 1903-04-07 John Lovett Process of producing alloys.
US1118228A (en) * 1910-08-20 1914-11-24 Wireless Specialty Apparatus Company Oscillation-detector.
US1329761A (en) * 1917-07-13 1920-02-03 Edward G Gage Electrolytic oscillator
US1602542A (en) * 1921-01-06 1926-10-12 Westinghouse Lamp Co Reduction of rare-metal oxides
US1792781A (en) * 1925-02-19 1931-02-17 Erich F Huth G M B H Method of generating oscillations
US1856865A (en) * 1926-07-23 1932-05-03 William A Darrah Rectifier
BE317010A (de) * 1928-10-01
US2154027A (en) * 1934-10-13 1939-04-11 Joseph B Brennan Electrolytic device and method of making same
NL46218C (de) * 1936-06-20 1900-01-01
US2266430A (en) * 1939-06-01 1941-12-16 Eastman Kodak Co Etching solution
US2375355A (en) * 1940-05-17 1945-05-08 Bolidens Gruv Ab Selenium rectifier

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114606401A (zh) * 2022-01-26 2022-06-10 株洲科能新材料股份有限公司 一种无氯干法锗的回收方法
CN114606401B (zh) * 2022-01-26 2024-04-30 株洲科能新材料股份有限公司 一种无氯干法锗的回收方法

Also Published As

Publication number Publication date
GB643200A (en) 1950-09-15
US2530110A (en) 1950-11-14

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