DE976468C - Verfahren zum Herstellen eines UEberschusshalbleiters aus einem Defekthalbleiter - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 19. SEPTEMBER 1963

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sind als Erfinder genannt worden

Überschußhalbleiter werden für die Herstellung von Trockengleichrichtern in großen Mengen benötigt. Es hat sich herausgestellt, daß selbst bei größter Sorgfalt weder die einzelnen Chargen der Großfertigung in sich homogen sind noch untereinander mit der erforderlichen Genauigkeit übereinstimmen. Es ist daher bisher nicht möglich, mit diesen in bekannter Weise aus dem Schmelzprozeß gewonnenen Ausgangsstoffen laufend Trockengleichrichter mit genau gleichen Eigenschaften herzustellen.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung geht man deshalb bei der Herstellung des Uberschußhalbleiters von einem Defekthalbleiter aus, und zwar versieht man ihn mit einer Elektrode, die mit ihm chemisch nicht reagiert und als Verunreinigung gerade solche Metallbeimischungen enthält, durch deren Einwandern in den Defekthalbleiter dieser in einen Überschußhalbleiter verwandelt wird; das Einwandern dieser Metallbeimischungen wird durch Erhitzen oder/und durch ein elektrisches Feld bewirkt bzw. beschleunigt.

Es ist bekannt, daß durch Einwandern von Thallium aus einer Elektrode in defektleitendes Selen die Zahl der Störstellen herabgesetzt und damit die Leitfähigkeit des Selens vermindert wird. Dabei ist jedoch Thallium nicht in der Lage, den Leitfähigkeitscharakter des Selens umzuwandeln.

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Ferner ist bekannt, Halbleiter, wie z. B. Germanium oder Silizium, durch Kristallisation aus der Schmelze zu gewinnen und der Schmelze Zusätze beizugeben. Dabei gilt die allgemeine Regel, daß Zusatzelemente aus der III. Gruppe des Periodischen Systems Defektleitung und Zusätze von Elementen der V. Gruppe des Periodischen Systems, z. B. die Metalle Antimon und Arsen, Überschußleitung verursachen.

ίο Sind nach der Erfindung Metallbeimischungen, die geeignet sind, einen Defekthalbleiter in einen-Überschußhalbleiter umzuwandeln, einer Elektrode als sogenannte Verunreinigungen beigegeben, so gelangen diese Metallbeimischungen durch Diffu-.

sion von der Elektrode aus in den Defekthalbleiter und verwandeln diesen in einen Überschußhalbleiter. Wie es bei Diffusionsvorgängen allgemein der Fall ist, wird das Einwandern der Metallbeimischungen in den Defekthalbleiter durch mehr

ao oder weniger langes Erhitzen gefördert. Wandert die Metallbeimischung in Form von Ionen in den Defekthalbleiter, so kann an Stelle der Erhitzung oder zusätzlich zu dieser ein elektrisches Feld zur Förderung des Diffusionsvorganges dienen. Das Verfahren gemäß der Erfindung bietet gegenüber den bekannten Verfahren den Vorteil, daß eine besonders genaue Dosierung der Zusätze möglich ist, die in den Defekthalbleiter gelangen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht es, defektleitendes Selen in überschußleitendes" umzuwandeln, was bisher durch Zusätze in der Schmelze nicht erreicht werden konnte. Man kann dieses mittels einer chemisch nicht mit dem Selen reagierenden Elektrode aus Wismut erreichen, wenn erfindungsgemäß die in das defektleitende Selen eindiffundierenden Metallbeimischungen, welche dessen Umwandlung in überschußleitendes Selen bewirken, aus Kupfer, Silber und/oder Gold bestehen.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Herstellung von Selengleichrichtern der Deckelektrode einen geringen Zusatz von Silber beizumengen, welches dann in die Oberflächenschicht des Selens einwandern und in gleicher Weise wie Thallium eine Erhöhung der Sperrfähigkeit bewirken soll.

Eine Umwandlung der Selenschicht in einen Uberschußhalbleiter ist bei dem vorgeschlagenen Verfahren nicht beabsichtigt.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1,. Verfahren zur Herstellung eines Überschußhalbleiters aus einem Defekthalbleiter, dadurch gekennzeichnet, daß der Defekthalbleiter mit einer Elektrode versehen wird, die mit ihm chemisch nicht reagiert und als Verunreinigung gerade solche Metallbeimischungen enthält, durch deren Einwandern in den Defekthalbleiter dieser in einen Überschußhalbleiter verwandelt wird, und daß das Einwandern dieser Metallbeimischungen durch Erhitzen oder/und durch ein elektrisches Feld bewirkt bzw. beschleunigt wird.
2. 2. Verfahren zum Herstellen von Überschußhalbleitern aus defektleitendem Selen nach An-.Spruch ι mittels einer Elektrode aus Wismut, dadurch gekennzeichnet, daß die in das defektleitende Selen eindiffundierenden Metallbeimischungen, welche dessen Umwandlung in überschußleitendes Selen bewirken, aus Kupfer, Silber und/oder Gold bestehen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschrift Nr. 519 161;

   Ries, »Das Selen«, 1918, S. 41, 58;

   Zeitschrift für Naturforschung, Bd. 1, 1946, S. 508 bis 511;

   Jus ti, »Leitfähigkeit und Leitungsmechanismus«, 1948, S. 134, 180;

   Zeitschrift für Physik, März 1949, S. 451;

   britische Patentschriften Nr. 576671, 556152;

   USA.-Patentschriften Nr. 1 778 645, 2 402 661;

   Torrey und Whitmer, »Crystal Rectifiers«, 1^48, S. 64, 65, 306 bis 308, 365 und 366;

   The Bell System Technical Journal, Bd. 28, 1949,

   S. 435ff·;
   Phys. Rev., Bd. 75, S. 865 ff.

   In Betracht gezogene ältere Patente:
   Deutsche Patente Nr. 814487, 833 228, 887486,

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