NO127612B - - Google Patents

Description

Halvledende sperresjiktsystem med vakuumtett beholder, og fremgangsmåte til fremstilling av dette system.

Oppfinnelsen angår et halvledende sperresjiktsystem, f. eks. en transistor

eller en krystalldiode, med en vakuumtett beholder som i det minste i nærheten av det halvledende system inneholder en virksom vanndampmengde. Oppfinnelsen angår videre en fremgangsmåte for ferdigmontering av et halvledende sperresjiktsystem med vakuumtett beholder.

Overflatetilstanden av et halvledende

system i hvilket er innebygget et sperresjiktsystem, utøver som bekjent en sterk innflytelse på de elektriske egenskaper av sperresjiktsystemet. Ved en transistor er f. eks. strømforsterkningsfaktoren svært følsom for stoffer og gasser som adsorberes

på overflaten av det halvledende legeme. Ved strømforsterkningsfaktor, som i det etterfølgende skal betegnes med abo og er den størrelse som defineres ved ligningen

hvor og AIb betegner små endringer i kollektorstrømmen, resp. basisstrømmen,

som måles ved konstant spenningsforskjell Vce mellom emitterkontakten og kollektor-kontakten. Innvirkningen av vanndamp på de fysikalske egenskaper av en germanium-overflate er allerede undersøkt flere ganger og beskrevet i literaturen. Av Proceedings of the Institute of Radio Engineers, april 1956, årgang 44, nr. 4, side 494—503 er det kjent at ved vanndampadsorpsjon på overflaten av en germaniumtransistor sti-

ger strømforsterkningsfaktoren betydelig, mens andre egenskaper som f. eks. kollek-ter gjennomslagsspenningen og kollektor-sperrestrømmen, såfremt fuktigheten ikke er for stor, hverken forbedres eller forver-res i nevneverdig grad.

I praksis har det imidlertid vist seg, slik det fremgår av ovenfor nevnte artikkel, at stabiliteten av kjente sperresjiktsystemer hvor overflaten av det halvledende system adsorberer vanndamp, er utilfredsstillende, med andre ord, de elektriske egenskaper for et slikt sperresjiktsystem blir med tiden og høy driftstemperatur sterkt nedsatt. Denne nedsettelse, f. eks. av strømforsterk-ningsfaktoren, opptrer særlig når transistoren til tider belastes sterkt, f. eks. ved en temperaturstigning på 85° C eller ved sterk elektrisk belastning. Derfor er det allerede foreslått en fullstendig annen sta-biliseringsmåte, hvor vanndamp og eventuelt ytterligere adsorberende stoffer mest mulig holdes fjernt fra overflaten, f. eks. ved at transistoren under montasjen noen timer opphetes til en høy temperatur i vakuum, f. eks. 140° C. Denne fremgangsmåte som er kjent under betegnelsen «vakuum - brenning» har imidlertid den ulempe at den høye stabilitet oppnås på bekostning av strømforsterkningsfaktoren, fordi denne faller ved anvendelse av denne fremgangsmåte fra en høy verdi, som den får etter etteretsingen, til en meget lav verdi. Videre er der med denne fremgangsmåte forbundet tekniske vanskeligheter, ved at sperresjiktsystemet må ferdigmonteres under forhold som er meget vanskelige å opprett-holde, dvs. i vakuum.

Hensikten med oppfinnelsen er blandt annet å tilveiebringe lett gjennomførbare forholdsregler som sikrer en høy stabilitet av et sperresjiktsystem med vakuumtett beholder ved forskjellige driftstemperaturer, uten at derved de fordelaktige elektriske egenskaper, som f. eks. den høye strøm-forsterkningsfaktor, den lave sperrestrøm eller den høye gjennomslagsspenning, som et slikt sperresjiktsystem kan ha i en vanndamp-omgivelse, sikres. Hensikten er særlig å tilveiebringe en transistor med vakuumtett beholder, som kombinerer en høy strømforsterkningsfaktor med høy stabilitet.

Oppfinnelsen benytter den kjente virkning at vanndamp påvirker gunstig en-kelte halvledende sperresjiktsystemer, f. eks. de hvis halvledende system består av germanium. Oppfinnelsen tilveiebringer imidlertid en ny kjennsgjerning, nemlig år-sakene til ustabilitet av kjente ikke i vakuum behandlede halvledende sperresjiktsystemer.

Oppfinnelsen er blandt annet grunnet på den kjennsgjerning at denne ustabilitet i betydelig grad kan føres tilbake på en langsom minskning av det virksomme vanndampinnhold inne i beholderen, særlig i nærheten av det halvledende system. Det er antatt at årsaken til denne minskning ligger i tilstedeværelsen av vanndamp-adsorberende eller med vanndamp reage-rende deler av beholderen eller deler inne i beholderen, som f. eks. glass- eller metall-deler eller et fyllmateriale, som ved normal drift langsomt og under særlige omstendig-heter f. eks. opphetning ved reaksjon, hur-tigere adsorberer den virksomme vanndamp i nærheten av det halvledende system.

Ved et halvledende sperresjiktsystem ifølge oppfinnelsen med en vakuumtett beholder som i det minste i nærheten av det halvledende system inneholder en virksom vanndampmengde, er der anordnet inne i beholderen et reservoar av vann i bundet tilstand, som ved eventuelle reaksjoner av vann med, eller adsorpsjon av vann av andre deler innenfor beholderen eller av selve beholderen har et vannoverskudd. Med en virksom vanndampmengde forstår man her naturligvis den vanndampmengde som er avhengig av den anvendte halvleder, og som påvirker gunstig en eller flere elektriske egenskaper ved sperresjiktsystemet. Med et vannreservoar forstås et stoff med en til stoffet bundet vannmengde som ved minskning av det virksomme vanndampinnhold i nærheten av systemet, avgir vanndamp, og som under særlige forhold, f. eks. ved en temperaturminskning kan oppta vann, og derfor er istand til å utøve en stabiliserende virkning på det virksomme vanndampinnhold inne i beholderen. Med et overskudd av vann forstås en så stor vannmengde at i lang tid, dvs. i sperresjiktsystemets levetid, vil der i vannreservoaret være tilstrekkelig vannmengde til å utligne tapet.

Fortrinnsvis består vannreservoaret av et stoff med en på dette eller i dette bundet vannmengde, som ved temperaturstigning avgir vanndamp for å minske for-dampningen av vann fra halvlederoverflaten, og hvor et etterfølgende temperatur-fall igjen opptar en like stor vannmengde, eller ved reaksjon eller adsorpsjon fjernes så meget vanndamp at etter en temperatursyklus i nærheten av systemet inntas den opprinnelige relative fuktighet igjen. Videre er vannreservoaret således innrettet at ved de forskjellige driftstemperaturer opprettholdes en fordelaktig relativ fuktighet i nærheten av systemet.

Sperresjiktsystemer med vakuumtett beholder med et vannreservoar ifølge oppfinnelsen kan drives i lengere tid, f. eks. 1000 timer, med høy temperatur uten at de elektriske egenskaper endrer seg merkbart.

Den relative fuktighet i nærheten av det halvledende system skal selvsagt holdes innen grenser, innen hvilke vanndam-pen er virksom på gunstig måte. På den ene side må en overdreven fuktighet unngås for å hindre ledning langs overflaten o. 1., og på den annen side må der i nærheten av systemet være så stor fuktighet at den fordelaktige innvirkning av vanndam-pen på halvlederoverflaten er tilstrekkelig merkbar. Disse grenser er selvsagt avhengig blandt annet av den anvendte halvleder. For et sperresjiktsystem hvis halv-lederlegeme består av germanium, kan der angis en øvre grense for det tillatte vanndamptrykk, som ved værelsestemperatur er ca. 15 mm Hg, og som ved temperatur på 85° C er for germanium ca. 10 mm Hg. Fortrinnsvis unngås imidlertid, og dette er et ytterligere viktig trekk ved oppfinnelsen, særlig ved høye driftstemperaturer, et høyt vanndamptrykk for å begrense eventuell reaksjon mellom halvlederen og vanndam-pen ved høyere temperatur og høyere vanndamptrykk. Ved et halvledende sperresjiktsystem, hvis halvledende legeme består av germanium, anvendes fortrinnsvis et vannreservoar som ved 85° C opprettholder et vanndamptrykk på minst 20 mm Hg og høyst 100 mm Hg.

Ved passende valg av et stoff med en fordelaktig affinitet til vann, kan der oppnås enhver ønsket fuktighet som er gunstig for en bestemt halvleder ved hjelp av vannreservoaret. For dannelse av et vannreservoar egner seg særlig stoff med krystallvann, såkalte hydrater, som f. eks. sinkammoniumsulfat.6aq, nikkelkaliumsul-fat.6aq, natriumbromid.2aq eller ammo-niumnikkelsulfat. 6aq og lignende. Til disse kan settes et bindemiddel som består av siliko-organiske polymerer av hvilke noen går under navnet «silikonvakuumfett» og «silokonolje» og i handelen under vare-merke «Dow Corning DC 7» og «Dow Corning 702». Det kan også tilsettes et fyll-stoff f. eks. sand. Hvis vedkommende stoff imidlertid er kjemisk reaktivt med halvledersystemet, adskilles det fortrinnsvis fra halvledersystemet ved hjelp av en porøs vegg f. eks. glassull eller asbest.

I alminnelighet er som vannreservoar de stoffer brukbare som opptar og avgir vann reversibelt, og som ved forskjellige driftstemperaturer opprettholder et gun-tig vanndamptrykk. I betraktning kommer noen oksyder og deres hydroksyder, f. eks. systemet talliumhydroksyd-talliumoksyd eller systemet magnesiumhydroksyd-mag-nesiumoksyd, noen vandige oppløsninger, f. eks. en vandig oppløsning av kalsiumklorid, manganklorid eller fosforsyre, og stoffer som f. eks. silisiummasse eller silikoorganiske forbindelser f. eks. silikonvakuumfett, som på forhånd har adsorbert tilstrekkelig vannmengde. Det er allerede kjent å an-bringe silisiummasse eller silikonvakuumfett i en beholder for et halvledende sperresjiktsystem, men i mest mulig tørr tilstand for å holde vann borte fra omgivelsen av halvlederlegemet. Hvis disse stoffer imidlertid anvendes ved et sperresjiktsystem ifølge oppfinnelsen, må de på forhånd ha opptatt tilstrekkelig vannmengde. Det kjente sperresjiktsystem adskiller seg fra sperresjiktsystemet ifølge oppfinnelsen ved at det allerede etter kort tid ved stor belastning forbruker en uunngåelig del av vanndampinnholdet, slik at systemets elektriske egenskaper forandres sterkt.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til ferdigmontering av et sperresjiktsystem med en vakuumtett beholder, hvor der ifølge oppfinnelsen anbringes et vannreservoar inne i beholderen før dennes lukning.

Utførelseseksempler på oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen.

Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom en transistor med vakuumtett glassbeholder og vannreservoar ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et diagram med strømfor-sterkningsfaktoren som ordinat, og tiden som abscisse, og hvor forløpet er tegnet opp for fire transistorer hvor oppfinnelsen ikke er anvendt, og for en transistorer ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 og 4 viser lignende diagrammer for forskjellige transistorer ifølge oppfinnelsen.

I fig. 1 er vist en germaniumtransistor 1, hvis fremstilling skal beskrives nærmere nedenfor, og som er anbragt i en vakuumtett glassbeholder som består av to til hver-andre smeltede deler, en glassklokke 2 og en glasskolbe 3. Ifølge oppfinnelsen er der inne i beholderen anbragt et vannreservoar 4, som består av en blanding av »silikonvakuumfett» og et hydrat, f. eks. sink-ammoniumsulfat.6aq. Denne blanding fyl-ler beholderen praktisk talt fullstendig. Transistorens elektroder er forbundet med tilledninger 5, 6 og 7, som er ført ut gjennom glassokkelen 2.

De resultater som oppnås ved anvendelse av oppfinnelsen skal sammenlignes med de resultater som oppnås ved kjente transistorer, hvor det egentlige halvledende system er fremstillet på følgende måte: En enkrystallstav som består av n-type germanium på 3—5 ohm/cm deles opp ved saging og sliping i skiver med dimensjoner 2 X 3 X 0.25 mm3. De 2 X 3 mm<2> store fla-ter av disse skiver faller sammen med det krystallografiske (111)-plan. Skivene sli-pes og etses deretter til en tykkelse på ca. 150 (j. i en oppløsning som er satt sammen av en vandig 48 pst. HF-oppløsning, en 66 pst. vandig HNOs-oppløsning og H2O i

volumforhold 2:2:1, vaskes deretter i

avionisert vann og tørkes tilslutt. I midten av en slik 2X3 mm<2> flate av en germa-niumskive anordnes en emitterkule med en diameter på ca. 400 \ i og som består av rent indium, og denne festes til germaniumski-ven ved en kortvarig opphetning. Samtidig blir der på siden av den samme flate anordnet en basistilledning av nikkel, hvis ende er forsynt med et lite kvantum loddemetall som består av en tinn-antimonlegering (25 vekt-pst. Sn, 5 vekt-pst. Sb). På den mot-satte flate av skiven anordnes en liten kol-lektorkule av indium med en diameter på 800 (j, sentralt i forhold til emitterkulen, og denne festes også ved kortvarig opphetning. Deretter blir det hele opphetet i ca. 10 min. til 600° C i en atmosfære av hydrogen og nitrogen. Det viser seg at basistykkelsen av

en således fremstillet legeringstransistor er ca. 30 [ i. Deretter blir transistoren med basiskontaktplaten sveiset til en tilførings-tråd, og emitter- og kollektorelektroden på-loddes nikkeltilledninger. Transistoren blir etterset elektrolytisk ca. 10 sek. i en vandig 40 pst.s NaOH-oppløsning, hvoretter kollek-teren forbindes med en plussklemme, idet minusklemmen består av en platinaplate, som henger i et etsebad. Etter vask i varmt, avionisert vann og tørking, er transistoren ferdig til montasje i en vakuumtett beholder.

For å sammenligne stabiliteten av sperresjiktsystemet med vakuumtett beholder ifølge oppfinnelsen med stabiliteten av sperresjiktsystemer av kjent type uten anvendelse av oppfinnelsen, ble et antall av disse halvledende systemer smeltet inn i vakuumtette glassbeholdere med forskjel-ligartede vanndepoter, mens et mindre antall ferdigmonterte sperresjiktsystemer ble montert i vakuumtette beholdere uten anvendelse av oppfinnelsen. For i løpet av kort tid å la eventuelle endringer fremtre klart, ble endel av disse ferdigmonterte transistorer underkastet et vanskelig for-søk hvor de ble opphetet til 85° C uten anvendelse av elektrisk belastning, mens en annen del ble opphetet langsomt til 50° C og samtidig belastet elektrisk med 50 mW (kollektorbasisspenning 10 volt, kollektor-strøm 5 mA). Forsøkene ble avbrutt etter 100 timer, 500 timer, 1000 timer i et øyeblikk for å avkjøle transistorene til værelsestemperatur slik at transistorens forskjellige størrelser kunne kontrolleres ved værelsestemperatur, slik som f. eks. strømforsterk-ningsfaktoren, sperrestrøm og støy.

I figurene 2—4 er måleresultatene for strømforsterkningsfaktoren ved disse for-søk vist. Måleresultatene med hensyn til støy og sperrestrøm som begge er svært små og neppe viser noen endringer, er ikke vist. For tydelig å angi hvilke målepunkter som gjelder en bestemt transistor, er disse målepunkter forbundet med streker. I alle disse figurer er begynnelsen av forsøket angitt med tidspunktet 0, i fig. 2 er dessuten angitt et tidspunkt før tidspunktet 0, nemlig verdien E, for strømforsterkerfak-toren etter etteretsingen.

Transistoren med karakteristikken 10 i fig. 2 ble etter etteretsingen, da strømfor-sterkerfaktoren var 97, opphetet 3 timer i vakuum til 145° C, og i denne fullstendig tørre tilstand smeltet inn i en glassbeholder. Som følge av denne vakuumbrenning falt strømforsterkningsfaktoren til 25, dvs. til ca. 14 av den opprinnelige verdi. Deretter ble transistoren underkastet et lengere forsøk ved 85° C. Som det fremgår av karakteristikken 10 var stabiliteten av denne transistor særdeles god ved monte-ring på denne kjente måte uten anvendelse av oppfinnelsen, men strømforsterknings-faktoren var imidlertid svært liten.

Karakteristikken 11 i fig. 2 gjelder en transistor hvis strømforsterkningsfaktor etter etteretsingen var 106, og som i den vakuumtette glassbeholder ble omgitt på kjent måte med «silikonvakuumfett» som på forhånd var tørket i noen tid ved 100° C. Etter innsmeltningen viste det seg at strømforsterkningsfaktoren var falt til 89. Under det etterfølgende forsøk ved 85° C falt strømforsterkningsfaktoren stadig mer, slik at etter 1000 timer var den bare 30. Stabiliteten av denne transistor, som var montert på i og for seg kjent måte uten anvendelse av oppfinnelsen var særdeles dårlig. Etter 1000 timer ble glassbehdlderen brutt og transistoren som ennå var omgitt av «silikonvakuumfett» ble anbragt i luft med en relativ fuktighet på 60 pst. ved væ-elsestemperatur, hvoretter strømforsterk-ningsfaktoren igjen etterhvert øket til 96, slik at den praktisk talt inntok sin opp-innelige verdi. Dette forhold rettferdig-gjør den antagelse at fallet i strømfor-sterkningsfaktoren under forsøket kan tilskrives en minskning av vanninnholdet på elektrodeoverflaten. Det samme fremgår av forholdene for transistorene med karakteristikkene 12 og 13 i fig. 2.

Karakteristikken 12 i fig. 2 gjelder en transistor hvis strømforsterkningsfaktor etter etteretsingen var 104. Beholderen for denne transistor ble før lukningen fylt med luft med en relativ fuktighet på 32 pst. Som følge av gjensmeltningen falt strøm-forsterkningsfaktoren til 96. Deretter ble transistoren underkastet forsøket ved 85° C. Strømforsterkningsfaktoren falt i løpet av de første 500 timer til 43, mens den i løpet av de neste 500 timer bare falt lite, dvs. til 37. Stabiliteten av denne transistor som var ferdigmontert uten anvendelse av oppfinnelsen, var således dårlig, særlig i løpet av de første 500 timer, mens strøm-forsterkningsfaktoren i de neste 500 timer bare var ca. 1/3 av den opprinnelige verdi. Etter forsøket ble transistorbeholderen brutt, og transistoren anbragt ved værelsestemperatur i en omgivelse som består av luft med en relativ futighet på ca. 60 pst. Deretter steg strømforsterkningsfaktoren nesten straks til 98, en verdi som praktisk talt stemmer overens med den opprinnelige.

Karakteristikken 13 i fig. 2 gjelder en transistor hvis strømforsterkningsfaktor etter etteretsingen var 76, og som ble smeltet inn i en vakuumtett beholder etterat denne var fylt med luft med en relativ fuktighet på ca. 81 pst. Etter gjensmeltningen var strømforsterkningsfaktoren 71, og denne høye verdi ble bibeholdt i løpet av de første 500 timer av forsøket ved 85° C. Etter 1000 timer var strømforsterknings-faktoren falt til 34. Også denne transistor, som var ferdigmontert uten anvendelse av oppfinnelsen, viste seg i lengden ikke å være stabil. Etter forsøket ble beholderen brutt, og transistoren bragt i en omgivelse av luft med en relativ fuktighet på ca. 60 pst. ved værelsestemperatur, hvoretter strøm-forsterkningsfaktoren straks øket til sin opprinnelige verdi 76. Den større stabilitet av denne transistor i løpet av de første 500 timer i forhold til karakteristikken 12 må tilskrives det høyere vanndampinnhold som til å begynne med var tilstede i transistorens beholder.

Transistoren ifølge karakteristikken 14 i fig. 2 var ferdigmontert i en vakuumtett beholder under anvendelse av oppfinnelsen. I den lukkede ende av kolben var der på forhånd anbragt et vannreservoar som bestod av 60 mg bariumklorid.2aq. Det øv-rige rom rundt transistoren i kolben var utfylt med «silikonvakuumfett» og adskilt fra vannreservoaret ved hjelp av en porøs vegg av glassull. Før anbringelsen av det halvledende system i beholderen, og før gjensmeltningen av beholderen, ble kolben med vannreservoaret og «silikonvakuum-fettet» oppbevart i luft med en relativ fuktighet på 60 pst. ved værelsestemperatur. Strømforsterkningsfaktoren etter etteretsingen var 145 og hadde etter gjensmeltningen en verdi på 153. Deretter ble transistoren ifølge oppfinnelsen underkastet et forsøk ved 85° C. Under dette forsøk ble den opprinnelige høye verdi av strømfor-sterkningsfaktoren opprettholdt. Stabiliteten av denne transistor ifølge oppfinnelsen var betydelig bedre enn noen av de transistorer som var montert uten anvendelse av oppfinnelsen, og som er vist ved karakteristikkene 11—13 i fig. 2. Dessuten tålte denne transistor en høyere temperatur ved gjensmeltning. Naturligvis er de opptredende absolutte endringer av strøm-forsterkningsfaktoren ved denne transistor større enn ved transistoren ifølge karakteristikken 10, som var brent i vakuum, fordi absoluttverdiene av strømforsterk-ningsfaktoren ved den første transistor er betydelig større enn ved den transistor som er brent i vakuum. De opptredende endringer som for størstedelen kan føres tilbake på målefeil, er imidlertid uten betydning i praksis.

Karakteristikken 15 i fig. 3 gjelder en transistor ifølge oppfinnelsen, montert i en vakuumtett beholder, som på forhånd var fylt inntil ca. 3/4 med en blanding av 90 vekt-pst. «silikonvakuumfett» og 10 vekt-pst. av hydratet sinkammoniumsulfat.6aq. Strømforsterkningsfaktoren var etter etteretsingen 59, men falt under gjensmeltningen noe, nemlig til 50. Under forsøket ved 85° C var verdien fullstendig uten endringer.

En transistor ifølge oppfinnelsen, hvis karakteristikk 16 er vist i fig. 3, ble montert vakuumtett i en beholder som på forhånd var fylt med en blanding av 90 vekt-pst. «silikonvakuumfett» og 10 vekt-pst. kaliumkobaltsulfat.6aq. Strømforsterk-ningsfaktoren var etter etteretsingen 138 og falt under gjensmeltningen til 112. Under forsøket ved 85° C ble denne verdi praktisk talt opprettholdt.

Karakteristikken 17 i fig. 3 gjelder en transistor ifølge oppfinnelsen under for-søk ved 85° C, hvor beholderen var fylt med sand med en tilsetning på 10 mg med hydratet kalium-nikkelsulfat.6aq. Strøm-forsterkningsfaktoren, som etter etteretsingen og innsmeltningen var 172 resp. 158, falt i løpet av de første 100 timer til ca. 150, og denne høye verdi viste seg særlig stabil under forsøket.

Karakteristikken 18 i fig. 3 angår en transistor ifølge oppfinnelsen hvis beholder praktisk talt fullstendig var fylt med sili-sium-masse, i hvilken var opptatt 2 vekt-pst. vann. Som følge av den høye temperatur som transistoren ble utsatt for under gjensmeltningen, falt strømforsterknings-faktoren fra 274 til 78, men under de første 100 timer av forsøket ble endel av følgene av den høye gjensmeltningstemperatur øyensynlig utlignet ved levering av vann fra reservoaret, slik at strømforsterknings-faktoren nådde en verdi på ca. 140, hvilken verdi ble ytterligere øket i løpet av for-søket til ca. 150. Av dette eksempel fremgår at også stoffer som har adsorbert tilstrekkelig vannmengde egner seg som vannreservoar. For å nå en stabil slutt-verdi hurtigst mulig, blir en slik transistor eventuelt etter gjensmeltningen fortrinnsvis underkastet en stabiliserende tempera-turbehandling, f. eks. ved 140° C i 6 timer.

Karakteristikken 19 i fig. 4 angår en transistor ifølge oppfinnelsen som var ferdigmontert i en vakuumtett beholder, som på forhånd var utfylt med en blanding av 90 vekt-pst. «silikonvakuumfett» og 10

vekt-pst. av hydratet sinkammoniumsul-

fat.6aq. Strømforsterkningsfaktoren var etter etteretsingen 84 og falt til 81 under gjensmeltningen. Ved forsøk ved 50° C med en samtidig elektrisk belastning på 50 mW

forble strømforsterkningsfaktoren praktisk talt konstant.

Karakteristikken 20 i fig. 4 angår det

samme forsøk for en transistor ifølge opp-

finnelsen. Denn transistor var montert i en vakuumtett glassbeholder, i hvilken der var anbragt et vannreservoar bestående av 35 mg K2S04Al2(S04)3.24aq adskilt fra det halvledende system. Rommet rundt det halvledende system var fylt med «silikonvakuumfett» og skilt fra vannreservoaret ved hjelp av en porøs vegg av glassull. Strømforsterkningsfaktoren, som etter etteretsingen var 90, var etter gjensmelt-

ningen 88, hvilken verdi holdt seg sær-

deles konstant under forsøket.

Karakteristikken 21 i fig. 4 for en

transistor ifølge oppfinnelsen viste en høy stabilitet under forsøket ved 50° C og 50

mW elektrisk belastning. I transistorens beholder var anbragt et vannreservoar på 60 mg bariumklorid.2aq, som var skilt ved hjelp av en porøs vegg av glassull fra det halvledende system som var omgitt med «silikonvakuumfett».

Karakteristikken 22 i fig. 4 angår en

transistor ifølge oppfinnelsen og montert i en vakuumtett beholder, som var fylt med fuktet «silikonvakuumfett» som på forhånd var oppbevart i en fuktig atmosfære med en relativ fuktighet på 60 pst., og derved hadde adsorbert ca. 1.6 mg vann for hvert gram «silikonvakuumfett». Strømforsterk-ningsfaktoren var etter etteretsingen ca.

300 og falt som følge av gjensmeltningen forholdsvis lite, tatt i betraktning den høye begynnelsesverdi, nemlig til 230, og denne særlig høye verdi ble bibeholdt un-

der forsøket ved 50° C og en elektrisk be-

lastning på 50 mW. Av dette eksempel fremgår at også «silikonvakuumfett», som har adsorbert en tilstrekkelig vannmengde er egnet som vannreservoar.

Tilslutt skal bemerkes at oppfinnelsen

selvsagt ikke er begrenset til de ovenfor beskrevne eksempler av vannreservoarer og beholderkonstruksj oner. Anvendelsesområ-

det er heller ikke begrenset til halvledende sperresjiktsystemer, hvis halvledende le-

gemer består av germanium, idet de sam-

me gode resultater kan oppnås ved anven-

delse av montasjen av slike halvledende sperresjiktsystemer, hvor der anvendes en

halvleder, hvor en eller flere fysikalske egenskaper påvirkes gunstig ved vann-

damp.

Claims (8)

1. Halvledende sperresjiktsystem, f. eks. en transistor eller en krystalldiode, med en vakuumtett beholder som i det minste i nærheten av det halvledende system, inneholder en virksom vanndampmengde, karakterisert ved at der for stabilisering av sperresjiktsystemets elektriske egenskaper inne i beholderen er anbragt et reservoar av vann i bundet tilstand, hvilket vannreservoar ved eventuelle reaksjoner eller adsorbsjon av vann på andre deler i beholderen eller på selve beholder-veggen sørger for et vanndampoverskudd og således ved avgivning av vanndamp ved reaksjoner eller en slik adsorbsjon kan stabilisere den virksomme vanndampmengde.

2. System ifølge påstand 1, karakterisert ved at vannreservoaret, som består av et stoff med en til dette eller i dette bundet vannmengde, ved en temperaturstigning avgir tilstrekkelig vanndamp til å minske vannfordampningen på halvlederoverflaten, og ved etterfølgende tem-peraturfall igjen opptar en like stor vannmengde eller ved reaksjon eller adsorbsjon fjerner så meget vanndamp at efter en temperatursyklus bringes den relative fuktighet på systemets overflate tilbake til den opprinnelige verdi.

3. System ifølge påstand 1 og/eller 2, karakterisert ved at vannreservoaret inneholder et stoff med krystallvann.

4. System ifølge en eller flere av på-standene 1—3, karakterisert ved at vannreservoaret inneholder et oksyd med sitt hydroksyd.

5. System ifølge en eller flere av på-standene 1—4, karakterisert ved at vannreservoaret inneholder silikoorganiske po-lymere som har absorbert en tilstrekkelig vannmengde.

6. System ifølge en eller flere av de foregående påstander, karakterisert ved at det halvledende system er av germanium, og at vannreservoaret opprettholder et vanndamptrykk som ved værelsestemperatur er høyst 15 mm Hg og ved 85° C er høyst 300 mm Hg.

7. System ifølge en eller flere av de foregående påstander, karakterisert ved at det halvledende system er av germanium, og at vannreservoaret ved 85° C opprettholder et vanndamptrykk på minst 10 mm Hg.

8. System ifølge en eller flere av de foregående påstander, karakterisert ved at vannreservoaret ved 85° C opprettholder et vanndamptrykk på minst 20 mm Hg og høyst 100 mm Hg.