Halbleiter-Kristallode der Schichtenbauart Das Frequenzverhalten von
Flächen-Halbleiter-Kristalloden, insbesondere Halbleiter-Kristalltrioden, aus einem
einzigen Halbleitermaterial ist durch die Kapazitäten bestimmt. Physikalisch definierte
Dotierungsverhältnisse der Halbleiter von Kollektor-Basis einerseits und Basis-Emitter
andererseits erlauben es nicht, die Kapazitäten klein zu halten. Außerdem erzwingt
das letztere ein für gute Injektionswirkung notwendiges Dotierungsverhältnis und
damit ein Basishalbleitermaterial von etwa 0,6 bis 1 Ohmcm.Layered semiconductor crystal The frequency response of
Surface semiconductor crystal electrodes, in particular semiconductor crystal triodes, from one
single semiconductor material is determined by the capacities. Physically defined
Doping ratios of the semiconductors of collector-base on the one hand and base-emitter
on the other hand, they do not allow the capacities to be kept small. Also forces
the latter a doping ratio necessary for a good injection effect and
thus a base semiconductor material of about 0.6 to 1 ohm cm.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiter-Kristallode der Schichtenbauart
mit p-n-Verbindungen, bei der der Emitter-Halbleiter gegenüber dem Basis-Halbleiter
einen größeren Bandabstand, d. h. eine größere Breite der verbotenen Zone, aufweist.
Kristalloden dieser Gattungsart sind bereits bekannt. Nach der Erfindung wird eine
solche Kristallode dadurch weitergebildet, daß der Basis-Halbleiter stärker dotiert
ist als der Emitter-oder Kollektor-Halbleiter.The invention relates to a layered type semiconductor crystallode
with p-n connections, in which the emitter semiconductor is opposite to the base semiconductor
a larger band gap, d. H. a greater width of the forbidden zone.
Crystallodes of this genus are already known. According to the invention, a
such a crystallode is further developed in that the base semiconductor is more heavily doped
is called the emitter or collector semiconductor.
Die bei den Halbleiter-Kristalloden nach der Erfindung verwendete
starke Dotierung der Basisschicht ermöglicht weit geringere Basisdicken als bisher,
ohne daß dadurch der Basiswiderstand unzulässig hoch wird. Zudem wird dadurch auch
die störende Rückwirkung des Kollektors herabgesetzt. Da das Grenzfrequenzverhalten
eines Transistors in der Hauptsache durch die Gleichung
beschrieben wird, wobei f g die Grenzfrequenz, D die Diffusionskonstante, w die
Basisdicke ist, so ist der Vorteil geringerer Basisdicken sofort ersichtlich.The heavy doping of the base layer used in the semiconductor crystallodes according to the invention enables much smaller base thicknesses than before without the base resistance becoming inadmissibly high as a result. In addition, this also reduces the disruptive reaction of the collector. Since the cutoff frequency behavior of a transistor is mainly determined by the equation is described, where fg is the cutoff frequency, D is the diffusion constant, w is the base thickness, the advantage of smaller base thicknesses is immediately apparent.
Die Erfindung ist nicht auf Halbleiter-Kristalldioden beschränkt,
sondern kann mit besonderem Vorteil auch bei anderen Halbleiter-Kristalloden, insbesondere
Halbleiter-Kristalltrioden, zum Einsatz kommen. Im Falle einer Halbleiter-Kristalltriode
wird der Basis-Halbleiter durch eine Substanz mit niedrigem Bandabstand gebildet,
während Emitter- und Kollektor-Halbleiter aus Substanzen mit hohem Bandabstand bestehen.
Beispielsweise kann bei der Halbleiter-Kristallode nach der Erfindung eine Germaniumschicht
an eine Siliziumschicht grenzen. Die Halbleiter-Kristallode kann zweckmäßig vom
Typ Silizium-Germanium-Silizium sein, wenn es sich um eine Halbleiter-Kristalltriode
handelt.The invention is not limited to semiconductor crystal diodes,
but can also be used with particular advantage in the case of other semiconductor crystallodes, in particular
Semiconductor crystal triodes are used. In the case of a semiconductor crystal triode
the base semiconductor is formed by a substance with a low band gap,
while emitter and collector semiconductors consist of substances with a high band gap.
For example, a germanium layer can be used in the semiconductor crystallode according to the invention
border on a silicon layer. The semiconductor crystallode can expediently from
Type silicon-germanium-silicon if it is a semiconductor crystal triode
acts.
Es ist auch möglich, die üblichen als Halbleiter zu verwenden, indem
eine geeignete Verbindung dieser Art gegen Germanium oder Silizium benutzt wird.
Gegebenenfalls kann der Basis-Halbleiter aus einer geeigneten AIIIBv-Verbindung
gebildet werden, während Emitter- und Kollektor-Halbleiter aus Silizium bestehen.
Ferner ist es möglich, den Basis-Halbleiter aus Germanium herzustellen, während
Emitter- und Kollektor-Halbleiter aus einer AIIIBv-Verbindung zusammengesetzt sind.
Es lassen sich alle Kombinationen bilden, bei denen die Forderung erfüllt ist, daß
der Basis-Halbleiter aus einer Substanz mit niedrigem Bandabstand besteht, während
für Emitter- und Kollektor-Halbleiter Substanzen mit höherem Bandabstand benutzt
werden. In jedem Fall liegen die Kapazitäten weit niedriger als bei den reinen Germanium-p-n-Verbindungen.
Ein Silizium-Emitter mit beispielsweise 1013 Störstellen pro cm3 ist noch ein ausgezeichneter
Emitter gegen eine Germanium-Basisschicht von 1017 bis 1018 Störatomen pro cm3.It is also possible to use the usual ones as semiconductors by
a suitable compound of this kind against germanium or silicon is used.
If necessary, the base semiconductor can consist of a suitable AIIIBv compound
are formed, while emitter and collector semiconductors are made of silicon.
It is also possible to manufacture the base semiconductor from germanium while
Emitter and collector semiconductors are composed of an AIIIBv compound.
All combinations can be formed in which the requirement is met that
the base semiconductor consists of a low-bandgap substance while
substances with a higher band gap are used for emitter and collector semiconductors
will. In any case, the capacities are far lower than with the pure germanium p-n compounds.
A silicon emitter with, for example, 1013 imperfections per cm3 is still an excellent one
Emitter against a germanium base layer of 1017 to 1018 impurity atoms per cm3.