DE1024640B

DE1024640B - Process for the production of crystallodes

Info

Publication number: DE1024640B
Application number: DEI8930A
Authority: DE
Inventors: Cyril F Drake; Frederick C Geary
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1953-07-22
Filing date: 1954-07-21
Publication date: 1958-02-20
Also published as: GB753140A; CH331017A; BE530566A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von elektrischen Vorrichtungen, in denen halbleitende Kristalle verwendet werden, wie z. B. Kristallgleichrichter und Kristallverstärker.The invention relates to methods of manufacturing electrical devices in which semiconducting crystals can be used, such as. B. Crystal rectifiers and crystal amplifiers.

Die ersten Kristalltrioden bestanden aus einem Germaniumkristall mit einer niederohmig verbundenen Basiselektrode und zwei scharf zugespitzten Drähten oder Nadelelektroden, die Emitter- und Kollektorelektrode genannt werden und die sehr nahe beieinander in Kontakt mit der Oberfläche des Germaniums standen. Die Wirkungsweise solcher Kristalltrioden hängt von bestimmten Verfahrensschritten bei der Herstellung ab, wie z. B. von der elektrischen Formierung, bei der sich ein Schichtensystem von sich abwechselnden Schichten von p- und η-Germanium in der Nachbarschaft der Nadelelektroden bildet.The first crystal triodes consisted of a germanium crystal with a low-resistance connected Base electrode and two sharply pointed wires or needle electrodes, the emitter and collector electrodes and which were very close together in contact with the surface of the germanium. The mode of operation of such crystal triodes depends on certain process steps during production, such as B. from the electrical formation, in which a layer system of alternating layers of p- and η-germanium in the vicinity of the needle electrodes.

Die Herstellung derartiger Kristalltrioden ist jedoch schwierig, da die Emitter- und die Kollektorelektrode sehr nahe nebeneinanderliegen müssen. Auch sind solche Anordnungen unstabil und nur schwer mit bestimmten Kennlinien herzustellen. Daher hat man versucht, Schichtkristalle mit p- und η-Schichten von definierter Schichtdicke herzustellen, bei denen keine Nadelelektroden verwendet werden und alle Anschlüsse nach Art von Metallschichten oder in ähnlicher Weise in niederohmigen Kontakt mit der Kristalloberfläche stehen. Auf diese Weise erhält man Vorrichtungen, die elektrische Eigenschaften aufweisen, welche mit den üblichen Vorrichtungen mit Nadelelektroden nicht erhalten werden können.The manufacture of such crystal triodes is difficult, however, because the emitter and collector electrodes must be very close to each other. Such arrangements are also unstable and difficult to deal with certain ones Establish characteristics. Therefore, attempts have been made to obtain layered crystals with p- and η-layers of defined Make layer thicknesses that do not use needle electrodes and post all connections Kind of metal layers or in a similar way are in low-resistance contact with the crystal surface. In this way, devices are obtained which have electrical properties which are compared with the usual Devices with needle electrodes cannot be obtained.

Obwohl sich Germanium als besonders geeignet für Kristalltrioden erwiesen hat, können auch andere halbleitende Kristalle, beispielsweise Silizium, verwendet werden.Although germanium has been shown to be particularly suitable for crystal triodes, others can as well semiconducting crystals, for example silicon, can be used.

Einige Jahre lang wurden Kristallgleichrichter verwendet, die aus einem Kristall von Germanium, Silizium oder einem anderen geeigneten Halbleiter bestanden, der auf einer mit dem Kristall niederohmig verbundenen Basiselektrode befestigt war und bei dem eine einzelne Nadelelektrode die Oberfläche berührte. Die Wirkungsweise eines solchen Kristallgleichrichters hängt ebenfalls von dem Vorhandensein von mindestens zwei Schichten entgegengesetzten Leitungstyps im Kristall ab.For some years, crystal rectifiers made from a crystal of germanium, silicon, were used or another suitable semiconductor that is connected to a low resistance to the crystal Base electrode was attached and with a single needle electrode touching the surface. The mode of action such a crystal rectifier also depends on the presence of at least two layers opposite conductivity type in the crystal.

Die Erfindung bezieht sich auf den praktischen Aufbau von Kristalloden, das sind beispielsweise Gleichrichter und Trioden, die Systeme von p- und η-Schichten von definierter Schichtstärke enthalten.The invention relates to the practical construction of crystallodes, for example rectifiers and triodes, which contain systems of p- and η-layers of defined layer thickness.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von Kristalloden, bei dem ein Einkristallplättchen eines Halbleiters von bestimmtem Leitungstyp zuerst auf mindestens einer Seite mit einer oder mehreren Vertiefungen möglichst in Form von zylindrischen Bohrungen oder Kanälen versehen, sodann die Oberfläche durch gesteuerte Eindiffusion von Stör-Verfahren zur Herstellung von KristallodenThe invention relates in particular to a method for the production of crystallodes, in which a Single crystal wafer of a semiconductor of a certain conductivity type first on at least one side with a or several recesses, if possible in the form of cylindrical bores or channels, then the surface by controlled diffusion of disturbing processes for the production of crystallodes

Anmelder:Applicant:

International Standard Electric
Corporation, New York, N. Y. (V. St A.)International Standard Electric
Corporation, New York, NY (V. St A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42Representative: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, patent attorney,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 22. Juli 1953Claimed priority:
Great Britain 22 July 1953

Cyril F. Drake, Robert A. Hyman
und Frederick C. Geary, London,
sind als Erfinder genannt wordenCyril F. Drake, Robert A. Hyman
and Frederick C. Geary, London,
have been named as inventors

stoffen in an sich bekannter Weise in eine parallele p-n-Schichtenfolge umgewandelt wird und schließlich zwecks Anbringung von Elektrodenanschlüssen an vorbestimmte einzelne Schichten Teile der Halbleiteroberfläche entfernt werden.substances is converted in a manner known per se into a parallel p-n layer sequence and finally parts of the semiconductor surface for the purpose of attaching electrode connections to predetermined individual layers removed.

Die Erfindung hat weiter Kristalloden zum Gegenstand, die ein Halbleitereinkristallplättchen enthalten, das an mindestens einer Seite eine Vertiefung und ein p-n-Schichtensystem von drei oder mehr Schichten an der Stirnfläche der Vertiefung und an diesen liegenden elektrischen Anschlüssen aufweist. Weiter sind Elektroden vorhanden, die in Kontakt von niedrigem Widerstand mit zwei oder mehreren dieser Schichten stehen, die durch Entfernung von Teilen der Halbleiteroberfläche freigelegt werden.The invention further relates to crystallodes which contain a semiconductor single crystal wafer, that has a depression on at least one side and a p-n layer system of three or more layers the end face of the recess and electrical connections lying on these. Next are electrodes present that are in low resistance contact with two or more of these layers, which are exposed by removing parts of the semiconductor surface.

Das Entfernen von Teilen der Halbleiteroberfläche,The removal of parts of the semiconductor surface,

z. B. durch Einwirkung eines Schleifmittels auf den halbleitenden Körper, ist bei der Herstellung von Transistoren an sich bekannt. Hierbei handelt es sich aber lediglich um das Abschleifen von Teilen eines metallischen Überzuges, einer Schicht bestimmten Leitungstyps und von Teilen des Halbleiterkörpers entgegengesetzten Leitungstyps, um auf diese Weise Kurzschlüsse zwischen den Schichten von entgegengesetztem Leitungstyp zu beseitigen. Die bekannten Maßnahmen lassen aber nicht die Anwendung zur Freilegung einzelner Halbleiterschichten bestimmten Leitungstyps an ausgewählten Stellen der Oberfläche zwecks Anbringung von weiteren elektrischen Anschlüssen erkennen.z. B. by the action of an abrasive on the semiconducting body, is in the manufacture of transistors known per se. However, this is only a matter of sanding off parts of a metallic coating, a layer of a certain conductivity type and parts of the semiconductor body of the opposite conductivity type, in this way to eliminate short circuits between the layers of opposite conductivity types. the known measures, however, do not allow the application to uncover individual semiconductor layers to be determined Conductor type at selected points on the surface for the purpose of attaching further electrical connections recognize.

Die Erzeugung einer parallelen p-n-Schichtenfolge an der Halbleiteroberfläche durch gesteuerte EindiffusionThe creation of a parallel p-n layer sequence the semiconductor surface through controlled diffusion

709 880/347709 880/347

3 43 4

von Störstoffen erfolgt in an sich bekannter Weise. Nähere dieser Effekt kann praktisch vernachlässigt werden, da Ausführungen über die Diffusion können beispielsweise die Diffusionszeit für das Aluminium sehr kurz ist.of contaminants takes place in a manner known per se. Closer this effect can practically be neglected because Explanations about the diffusion can, for example, the diffusion time for the aluminum is very short.

dem Buch »Diffusion in and through solids« von Nach diesem Temperprozeß bildet das Gebiet zwischenthe book "diffusion into and through solids" of After this tempering process is the area between

R. N. Barrer entnommen werden, das 1941 von der den Grundflächen der Vertiefungen 2 und 6 ein p-n-p-R. N. Barrer, which in 1941 from the base of the wells 2 and 6 a p-n-p-

Cambridge University Press veröffentlicht wurde. 5 System von parallelen Schichten, wobei die obere p-Cambridge University Press was published. 5 system of parallel layers, with the upper p-

In Fig. 1 sind die aufeinanderfolgenden Verfahrens- Schicht ungefähr 0,2 mm dick ist, die untere p-SchichtIn Fig. 1, the successive process layers are approximately 0.2 mm thick, the lower p-layer

schritte der Herstellung einer Kristalltriode nach dem ungefähr 0,025 mm dick ist und die dazwischenliegendesteps of making a crystal triode after which is about 0.025mm thick and the one in between

erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt, während η-Schicht ungefähr 0,127 mm Dicke aufweist. Dieser Zu-Method according to the invention shown, while η-layer has a thickness of approximately 0.127 mm. This ad-

Fig. 2 und 3 Alternativlösungen enthalten. stand ist in Fig. 1 e dargestellt.Figs. 2 and 3 contain alternative solutions. stand is shown in Fig. 1 e.

Ein Einkristall von η-Typ Germanium mit einem io Von der oberen Fläche 3 und der unteren Fläche 7 spezifischen Widerstand in der Größenordnung von werden nun ungefähr 0,25 mm abgeschliffen und dabei 5 Ohm · cm wird zuerst zu einer kleinen Scheibe 1 zurecht- die Schichten mit den Verunreinigungen vom p-Typ an geschnitten, die in Fig. la im Aufriß, in Fig. Ib in der diesen Stellen entfernt, jedoch bleiben sie an der Innen-Draufsicht dargestellt ist. Der Kristall kann z. B. einen seite der Bohrungen 2 und 6 und an der zylindrischen Durchmesser von 3,2 mm und eine Dicke von 2 mm auf- 15 Außenseite der Scheibe erhalten, wie dies in Fig. 1 f weisen. In der Mitte wird eine zylindrische Bohrung 2 von dargestellt ist.A single crystal of η-type germanium with an io of the upper surface 3 and the lower surface 7 resistivity in the order of magnitude are now ground off approximately 0.25 mm and thereby 5 ohm · cm is first trimmed into a small disk 1- the layers with the p-type impurities on cut, the in Fig. La in elevation, in Fig. Ib in the removed these points, but they remain on the inside plan view is shown. The crystal can e.g. B. one side of the holes 2 and 6 and on the cylindrical Diameter of 3.2 mm and a thickness of 2 mm on the outside of the disc obtained, as shown in Fig. 1 f point. In the middle a cylindrical bore 2 is shown in FIG.

1 mm Durchmesser und einer Tiefe von 1 mm angebracht. Beim nächsten Verfahrensschritt wird die Scheibe ge-1 mm in diameter and 1 mm deep. In the next process step, the disc is

Die Scheibe wird dann mit einer geeigneten Ätzlösung tempert. Die oben beschriebenen Wärmebehandlungen geätzt, um Verunreinigungen von der Oberfläche und das erzeugen nicht nur definierte p-Schichten durch Diffusion durch die Herstellung der Vertiefung gebildete Abfall- 20 von Akzeptoren von der Oberfläche aus, sondern vermaterial zu entfernen und wird danach gut gewaschen Ursachen auch eine thermische Umwandlung eines Teiles und getrocknet. Dann wird ein Überzug eines Akzeptor- oder des ganzen Kristalls in p-Typ durch die Erzeugung materials, wie z. B. Gold, auf die obere Fläche 3 samt von unerwünschten Gitterstörungen. Die Scheibe wird Stirnwand und Seitenwände der zylindrischen Aus- daher einer Temperung unterworfen, die später genauer nehmung aufgedampft. Die Dicke des Überzuges kann 25 beschrieben werden soll, um diese Gitterstörungen beispielsweise 2 · 10~⁷ cm betragen. Die Scheibe wird dann genügend zu reduzieren. Die Oberfläche der Scheibe wird für ungefähr 4 Stunden in einer sauerstofffreien Wasser- nun mit einem Gummischutzüberzug bedeckt mit Ausstoffatmosphäreauf eine Temperatur von ungefähr 85O⁰C nähme der Innenseite der Vertiefungen und eines Teiles erhitzt. Das Gold diffundiert schnell über die ganze Ober- der unteren Fläche der Scheibe. Die noch freiliegenden fläche der Scheibe und dringt sehr schnell ein wenig in 30 Oberflächenteile werden dann mit Kupfer überzogen, um das Germanium ein, so daß nach dieser Behandlung sich das Anbringen der Elektroden zu erleichtern. Eine kleine eine dünne Schicht 4 (Fig. 1 c) von p-Germanium auf der Kugel von niedrigschmelzendem Lötmetall, vorzugsweise ganzen Oberfläche bis zu einer Tiefe von 0,2 mm auf der aus 60 % Zinn und 40 % Blei, die mit einer dünnen oberen Seite und bis zu einer Tiefe von ungefähr 0,15 mm Schicht eines geeigneten Flußmittels überzogen ist, wird auf der unteren Seite bildet. Nach dem Erhitzungs- 35 dann in die Vertiefung 2 eingebracht und die Scheibe auf prozeß, wie er beschrieben wurde, befindet sich also ein einer Metallplatte einige Grade über dem Schmelzpunkt p-n-Übergang 0,15 bis 0,2 mm unter der Oberfläche der des Lotes erhitzt. Das Lot fließt, legiert sich mit dem Scheibe. Dieser p-n-Übergang ist durch die gestrichelte Kupferüberzug und bildet eine Kuppe 9, wie in Fig. 1 g Linie 5 angedeutet. Die Höhe der Temperatur und die dargestellt. Ein verzinnter Kupferdraht 10 wird in die Zusammensetzung der Atmosphäre beim Erhitzen ist von 40 geschmolzene Lotkuppe 9 eingetaucht und die Scheibe besonderer Bedeutung für ein gutes Eindiffundieren des mit einem Tropfen Methylalkohol abgeschreckt, um das Goldes. Lot zu verfestigen.The pane is then tempered with a suitable etching solution. The heat treatments described above are etched in order to remove impurities from the surface and that not only generate defined p-layers by diffusion from acceptors formed by the production of the recess, but also remove material and is then well washed thermal transformation of a part and dried. Then a coating of an acceptor or the whole crystal in p-type by the production materials, such as. B. gold, on the upper surface 3 including unwanted lattice interference. The front wall and side walls of the cylindrical design are therefore subjected to tempering, which later, more precisely, is vapor-deposited. The thickness of the coating can be described 25 cm to be these lattice defects, for example, 2 x 10 ~. ⁷ The disc will then reduce sufficiently. The surface of the sheet is heated for about 4 hours in an oxygen-free water then with a rubber protective coating covered with Ausstoffatmosphäreauf a temperature of about 85O ⁰ C would take the inside of the recesses and of a part. The gold quickly diffuses over the entire upper and lower surface of the disk. The exposed surface of the disc and very quickly penetrates a little into 30 surface parts are then coated with copper to allow the germanium to penetrate, so that after this treatment it is easier to attach the electrodes. A small a thin layer 4 (Fig. 1 c) of p-germanium on the ball of low-melting solder, preferably whole surface to a depth of 0.2 mm on the made of 60% tin and 40% lead, covered with a thin The upper side and to a depth of about 0.15 mm a layer of suitable flux is formed on the lower side. After the heating 35 then introduced into the recess 2 and the disc on process, as described, is a metal plate a few degrees above the melting point pn junction 0.15 to 0.2 mm below the surface of the solder heated. The solder flows and alloys with the washer. This pn junction is indicated by the dashed copper coating and forms a dome 9, as indicated in FIG. 1 g line 5. The level of temperature and the represented. A tinned copper wire 10 is immersed in the composition of the atmosphere when heated by 40 molten solder tip 9 and the disc of particular importance for a good diffusion of the quenched with a drop of methyl alcohol to the gold. Solidify solder.

Beim nächsten Verfahrensschritt wird eine zweite Das Verfahren wird nun bei der Vertiefung 6 wiederholtIn the next process step, a second step is carried out. The process is now repeated for the recess 6

zylindrische Vertiefung 6 (Fig. 1 b und 1 d) in die untere mit dem Unterschied, daß als Lot reines Indium verwendet Seite 7 der Scheibe gebohrt, die koaxial zur Vertiefung 2 45 wird, dessen Schmelzpunkt ungefähr 30° C niedriger liegt liegt und vorzugsweise einen geringeren Durchmesser, als der des Lotes, das für den Draht 10 verwendet wird, beispielsweise von 0,75 mm, aufweist. Die Tiefe dieser Die entsprechende Lotkuppe ist mit 11 und der An-cylindrical recess 6 (Fig. 1 b and 1 d) in the lower with the difference that pure indium is used as solder Drilled side 7 of the disc which becomes coaxial with recess 2 45, the melting point of which is about 30 ° C lower and preferably has a smaller diameter than that of the solder that is used for the wire 10, for example of 0.75 mm. The depth of this The corresponding solder tip is marked with 11 and the

Bohrung kann z.B. 0,65mm betragen. Die Bohrung6 schlußdraht mit 12 bezeichnet.Bore can be e.g. 0.65mm. The borehole 6 is denoted by 12 closing wire.

geht daher durch die p-Schicht der unteren Fläche, Ein dritter Anschlußdraht 13 wird an den Kupferweiche 0,15 mm dick ist, hindurch. Die untere Fläche 50 überzug 14 (Fig. Ig) auf der unteren Fläche der Scheibe einschließlich der inneren Oberfläche der Vertiefung 6 angelötet. Der überzug 14 soll im allgemeinen so anwird nun geätzt, um Unregelmäßigkeiten zu entfernen, geordnet sein, daß er keinen Teil der p-Schicht bedeckt, wobei aber die p-Schicht erhalten bleibt, und wird dann Die Vertiefungen 2 und 6 werden schließlich mit einem durch Bedampfen mit einem relativ dicken Überzug Schutzüberzug ausgefüllt, und der Kupferüberzug 14 eines Akzeptors, beispielsweise Aluminium, versehen. 55 wird ebenfalls damit bedeckt.therefore passes through the p-layer of the lower surface, a third connecting wire 13 is connected to the copper switch 0.15 mm thick. The lower surface 50 liner 14 (Fig. 1g) on the lower surface of the disc including the inner surface of the recess 6 soldered. The coating 14 is generally intended to be so applied now etched to remove irregularities, be ordered so that it does not cover any part of the p-layer, However, the p-layer is retained, and will then filled by vapor deposition with a relatively thick protective coating, and the copper coating 14 an acceptor, for example aluminum. 55 is also covered with it.

Dieser Überzug kann z. B. 0,025 mm dick sein. Beim Es können selbstverständlich auch andere Lote mitThis coating can e.g. B. be 0.025 mm thick. With the Es, other plumb bobs can of course also be included

Ätzen werden die Teile der Oberfläche, die nicht ange- geeigneten Eigenschaften und Schmelzpunkten als die griffen werden sollen, mit einem Schutzüberzug, z. B. aus angegebenen verwendet werden.Etching will be those parts of the surface that have unsuitable properties and melting points than that are to be handled with a protective cover, e.g. B. can be used from specified.

Chlorkautschuk, versehen. Zuletzt wird die Oberfläche der Germaniumscheibe anChlorinated rubber. Lastly, the surface of the germanium wafer is on

Damit das Aluminium in die Oberfläche des Germa- 60 den Stellen, wo die Übergänge zutage treten, geätzt, niums eindiffundiert, wird die Scheibe langsam erwärmt, Dieser Verfahrensschritt verbessert und erhält die Eigenso daß in etwa 15 Minuten eine Temperatur von ungefähr schäften des Überganges. Nach dem Ätzen wird das 850⁰C erreicht wird. Diese Temperatur wird für weitere Germanium in destilliertem Wasser oder in Methyl-Minuten aufrechterhalten. Auf diese Weise entsteht alkohol gewaschen und schließlich mit Filterpapier geeine neue p-Schicht 8 von ungefähr 0,025 mm Dicke auf 65 trocknet. Es ist ein Vorteil, dann das Ganze noch mit der unteren Fläche 7 und auf der Innenseite der Ver- einem Schutzüberzug zu versehen, tiefung 6, so daß der p-n-Übergang nach der Wärme- Um die Germaniumscheibe nach Eindiffundieren derSo that the aluminum is etched and diffused into the surface of the German 60 the places where the transitions emerge, the pane is slowly heated. This process step is improved and has the property that in about 15 minutes a temperature of approximately the transition is achieved. After the etching, the 850 ⁰ C is reached. This temperature is maintained for more germanium in distilled water or in methyl minutes. In this way, alcohol-washed results are obtained and finally a new p-layer 8 approximately 0.025 mm thick is dried to 65 with filter paper. It is an advantage to then provide the whole thing with the lower surface 7 and on the inside of the joint a protective coating, recess 6, so that the pn junction after the heat

behandlung in diesem Falle 0,025 mm unter der Ober- Verunreinigungen zu erhitzen, wie dies zuvor beschrieben fläche liegt. Dabei findet eine geringe weitere Diffusion wurde, wird das Germanium auf eine genügend hohe des Goldes an der oberen Fläche des Kristalls statt, aber 70 Temperatur erhitzt, so daß die Konzentration der Gitter-treatment in this case to heat 0.025 mm below the upper impurities, as described above area lies. Thereby a slight further diffusion takes place, the germanium becomes on a sufficiently high one of the gold is held on the upper surface of the crystal, but heated to 70 temperature so that the concentration of the lattice

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störungen rasch den Gleichgewichtswert der entsprechen- beschriebenen Art ist vorzugsweise kleiner als der der den Temperatur erreicht, jedoch nicht so hoch, daß die Vertiefung für die Kollektorelektrode, damit auf jeden Verteilung von Störstoffen durch weitere Diffusion Fall die Anzahl der positiven Löcher, die durch die verändert wird. Die Scheibe wird dann in der Weise Emitterelektrode erzeugt werden und die Kollektorabgekühlt, daß die Konzentration der Gitterstörstellen 5 elektrode erreichen, so groß wie möglich ist und sie nicht bei jeder Temperatur nur um ein Geringes größer ist durch Diffusion in die Hauptmasse des Germaniums und als das Gleichgewicht der Gitterstörungen, das der ent- nachfolgende Rekombination mit Elektronen verlorensprechenden Temperatur entspricht. gehen. Außerdem wird dadurch, daß die Emitterelektrode disturbances quickly the equilibrium value of the type described is preferably smaller than that of the reaches the temperature, but not so high that the recess for the collector electrode, so on each Distribution of impurities by further diffusion the number of positive holes caused by the case is changed. The disc is then produced in the way emitter electrode and the collector cooled down, that the concentration of the grid impurities reach 5 electrode is as large as possible and they are not is only slightly larger at any temperature due to diffusion into the bulk of the germanium and as the equilibrium of the lattice disturbances, which corresponds to the subsequent recombination with electrons lost-speaking temperature. walk. In addition, the emitter electrode

So kann beispielsweise die Germaniumscheibe auf eine eine geringere Ausdehnung hat als die Kollektorelektrode, Temperatur von 550⁰C erhitzt und dann abgekühlt io die Weglänge der positiven Löcher zwischen Emitterwerden, indem die Temperatur exponentiell auf 400° C und Kollektorelektrode gleichmäßiger,
über eine Zeitdauer von 24 Stunden verringert wird. Es sollen nun weitere Einzelheiten über die Diffusion Danach kann die Scheibe relativ schnell auf Raum- von Störstoffen in das Germanium angegeben werden, temperatur, beispielsweise innerhalb von 2 Stunden ab- Das Maß, nach dem Störstoffe diffundieren, ist durch gekühlt werden. 15 die allgemeine DiffusionsgleichungThus, the germanium wafer to a less extent, for example, has heated than the collector electrode, temperature of 550 ⁰ C and then cooled io the path length of the positive holes between emitters by the temperature exponentially uniformly to 400 ° C and the collector electrode,
is reduced over a period of 24 hours. There are now further details about the diffusion. After that, the disk can be specified relatively quickly on the space of interfering substances in the germanium, temperature, for example within 2 hours. 15 the general diffusion equation

Eine fertige Kristalltriode ist in Fig. 1 g dargestellt.A finished crystal triode is shown in FIG. 1 g.

Der Anschlußdraht 10 dient als Kollektoranschluß und d ρ The connecting wire 10 serves as a collector connection and d ρ

der Draht 12 als Emitteranschluß. Beide stehen in Kontakt ~~tfj ~ '
mit Schichten vom p-Typ, jedoch haben diese Schichtenthe wire 12 as an emitter connection. Both are in contact ~~ tfj ~ '
with p-type layers, however, these have layers

verschiedene absolute Störstoffkonzentrationen und 20 gegebenen der d in diesem Falle das partielle Differential Konzentrationsgradienten, da bei einer Kristalltriode der bedeutet, ρ die Konzentration der Störstoffe bedeutet, Übergang beim Emitter einen geringen Widerstand in d. h. die Anzahl der Störatome pro cm³ des Grund-Durchgangsrichtung und der Übergang beim Kollektor materials, χ den Abstand von der Oberfläche, t die Zeit einen hohen Widerstand in Sperrichtung haben soll. Dies und D die thermische Diffusionskonstante darstellen, wird durch verschiedene Dicke und Zeitdauer der Wärme- 25 Für besondere Grenzbedingungen, wobei eine begrenzte behandlung der aufgedampften Schichten erreicht und Konzentration von Störstoffen in rechtem Winkel zu einer ist gleichzeitig ein Mittel zur Einstellung der Kennlinie unendlichen Oberfläche diffundiert, ergibt die Gleichung der Vorrichtung durch Veränderung dieser Werte.different absolute impurity concentrations and 20 given the d in this case the partial differential concentration gradient, since in a crystal triode the means, ρ means the concentration of the impurity, transition at the emitter a low resistance in ie the number of impurity atoms per cm ^{3 of} the basic passage direction and the transition in the collector materials, χ the distance from the surface, t the time should have a high resistance in the reverse direction. This and D represent the thermal diffusion constant, is diffused by different thickness and duration of the heat , gives the equation of the device by changing these values.

Der Draht 13 dient als elektrischer Kontakt für den / 1 \ ^j —dq ρ χ The wire 13 serves as an electrical contact for the / 1 \ ^ j - dq ρ χ

Teil des Kristalls vom η-Typ und wird als Basisanschluß 30 ρ — NI ,-— I · e und -^- — ~2jyJ > Part of the η-type crystal and is used as the base terminal 30 ρ - N I, -— I · e and - ^ - - ~ 2jyJ>

verwendet. ' used. '

Fig. lh zeigt eine Anordnung für die Basiselektrode, worin N die Gesamtmenge von Störstoffen/cm² bedeutet, welche besonders für Kristalltrioden geeignet ist, die in Wenn nun D für einen besonderen Störstoff bei einer koaxialen Anordnungen verwendet werden. Die p-Schicht bestimmten Temperatur bekannt ist, kann man sowohl an der Außenseite der zylindrischen Oberfläche der Scheibe, 35 die Tiefe, in der eine bestimmte Konzentration als wie sie in Fig. 1 f dargestellt ist, ist ebenfalls abgeschliffen Funktion der Zeit erzeugt wird, als auch die ursprüngliche und ein Kupferüberzug 15 (Fig. 1 h) ist auf die zylindrische Menge der Störstoffe berechnen, somit die Tiefe des ÜberAußenseite aufgebracht. Ein Anschlußdraht oder Zylinder ganges unter der Oberfläche, ebenso auch den Konzen-(nicht dargestellt) kann, wenn nötig, an den Überzug 15 trationsgradienten am Übergang,
angelötet werden. 40 Es kann natürlich auch eine Kristalltriode, bei derFig. 1h shows an arrangement for the base electrode, where N means the total amount of impurities / cm ² , which is particularly suitable for crystal triodes that are used in If now D for a particular impurity in a coaxial arrangement. The p-layer specific temperature is known, one can see both on the outside of the cylindrical surface of the disc, 35 the depth at which a specific concentration as shown in Fig. 1f, is also ground off as a function of time, as well as the original and a copper plating 15 (Fig. 1h) is applied to the cylindrical amount of contaminants, thus the depth of the over-outside. A connecting wire or cylinder ganges below the surface, as well as the concentration (not shown) can, if necessary, on the coating 15 tration gradient at the transition,
be soldered on. 40 Of course, a crystal triode can also be used for the

Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens wurde sich eine p-Schicht zwischen zwei η-Schichten befindet, die Herstellung einer einzelnen Einkristalltriode be- nach dem beschriebenen Verfahren hergestellt werden, schrieben, jedoch kann in der Praxis mit einem Germani- In diesem Falle wird als Ausgangsmaterial Germanium umkristallplättchen verhältnismäßig großer Ausdehnung vom p-Typ anstatt vom η-Typ verwendet und geeignete begonnen werden, in das eine Anzahl gegenüberliegender 4ö Donatoren, wie z. B. Arsen, Antimon, Wismut, oder Lochpaare, ähnlich wie die beiden koaxialen Vertiefungen 2 Phosphor auf die obere und untere Fläche anstatt der und 6, gebohrt wird, von denen jedes Paar die p-n-Über- Akzeptoren aufgedampft. Das Verfahren entspricht im gänge für eine getrennte Kristalltriode bildet. Die übrigen dem beschriebenen, wobei die Abmessungen der weiteren beschriebenen Verfahrensschritte können an der Vertiefungen, die Mengen der Störstoffe, die Diffusionsganzen Kristallplatte bis zum Schleifen der oberen Fläche 50 zeiten und die Temperaturen geeignet gewählt werden, ausgeführt werden, wie dies in Fig. 1 f dargestellt ist, In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform einer wonach die einzelnen Kristalltriodenscheiben aus der Kristalltriode gemäß der Erfindung dargestellt, die einen Platte herausgeschnitten werden, von denen jede ein n-p-n-Übergang enthält. In diesem Falle ist der EinPaar von Vertiefungen 2 und 6 enthält. Die weiteren kristall 16 aus n-Typ-Germanium rechteckig zuge-Verfahrensschritte werden an jeder Scheibe getrennt aus- 55 schnitten, wie dies aus der Draufsicht (Fig. 2a) zu ersehen geführt. ist. In der Mitte wird ein Kanal oder eine Vertiefung 17 inTo illustrate the idea of the invention, a p-layer was located between two η-layers, the production of a single single crystal triode can be produced according to the method described, wrote, however, in practice with a germani- In this case germanium is used as the starting material Recrystalline platelets of relatively large dimensions of the p-type instead of the η-type are used and suitable are started, in which a number of opposing 4ö donors, such as. B. arsenic, antimony, bismuth, or Pairs of holes, similar to the two coaxial wells 2 on the top and bottom surfaces instead of the phosphor and 6, each pair of which the p-n over-acceptors are evaporated. The procedure corresponds to the forms corridors for a separate crystal triode. The rest of the described, with the dimensions of the further described process steps can be selected for the depressions, the amounts of impurities, the diffusion whole crystal plate up to the grinding of the upper surface 50 and the temperatures suitably, be carried out as shown in Fig. 1 f. In Fig. 2, another embodiment is a after which the individual crystal triode disks from the crystal triode according to the invention shown, the one Plate, each of which contains an n-p-n junction. In this case the one is a pair of wells 2 and 6 contains. The further crystal 16 made of n-type germanium rectangular added process steps are cut out separately on each disc, as can be seen from the top view (FIG. 2a) guided. is. In the center is a channel or indentation 17 in

Es soll noch erwähnt werden, daß die Zeit, die zur die Oberfläche eingeschnitten, so daß der Querschnitt des Erzeugung einer bestimmten Schichtdicke der aufge- Kristalls der Fig. 1 a entspricht. Wie später genauer ausdampften Akzeptoren auf der Oberfläche der Scheibe geführt wird, wird der Kristall bei einem bestimmten nötig ist, durch orientierende Versuche bestimmt werden 60 Verfahrensschritt in eine Anzahl von Teilstücken aufkann, wobei die niedergeschlagene Menge auf einer Glas- geteilt, und zwar nach den gestrichelten Linien, wie dies platte durch quantitative chemische Analyse bestimmt in Fig. 2a angedeutet ist, wobei jeder Teil eine getrennte wird. Kristalltriode bildet.It should also be mentioned that the time it took to cut the surface so that the cross-section of the Generation of a certain layer thickness that corresponds to the crystal of FIG. 1 a. How later evaporated more precisely Acceptors are guided on the surface of the disc, the crystal becomes a certain is necessary, can be determined through preliminary experiments 60 process step can be broken down into a number of parts, taking the precipitated amount on a glass-divided, according to the dashed lines, like this plate determined by quantitative chemical analysis is indicated in Fig. 2a, with each part a separate will. Crystal triode forms.

Es soll ferner betont werden, daß die Abmessungen Der Kristall wird zuerst geätzt und dann eine SchichtIt should also be emphasized that the dimensions of the crystal are first etched and then a layer

und Figuren nur Beispiele für die Herstellung von 65 eines Akzeptorelements, wie z. B. Gold, auf die obereand figures are only examples of the manufacture of an acceptor element such as e.g. B. Gold, on the top

Kristalltrioden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Fläche des Kristalls und auf die Oberfläche des zentralenCrystal triodes according to the method according to the invention surface of the crystal and onto the surface of the central

darstellen, die sich nur für bestimmte Verwendungs- Kanals 17 aufgedampft, wie dies im Hinblick auf Fig. 1represent, which are vapor-deposited only for specific use channel 17, as is the case with regard to FIG. 1

gebiete eignen. Für andere Anwendungsgebiete sind beschrieben wurde. Die Schicht kann z. B. ungefährareas are their own. For other areas of application have been described. The layer can e.g. B. approximately

andere Abmessungen nötig. Der Durchmesser der Ver- 50-10-⁷mm dick sein. Der Kristall wird danach auf eineother dimensions necessary. The diameter of the joint should be 50-10- ⁷ mm thick. The crystal is then on a

tiefung für die Emitterelektrode einer Kristalltriode der 70 Temperatur von ungefähr 850° C 4 Stunden lang erhitzt,recess for the emitter electrode of a crystal triode of 70 temperature of approximately 850 ° C heated for 4 hours,

damit das Gold über die ganze Oberfläche des Kristalls diffundiert. Auf diese Weise wird eine p-Schicht von ungefähr 0,2 mm Dicke erzeugt, wie dies bereits bei der Beschreibung von Fig. 1 c erläutert wurde.so that the gold diffuses over the entire surface of the crystal. In this way a p-layer of about 0.2 mm thick, as already explained in the description of Fig. 1c.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Kristalltrioden ist in Fig. 3 dargestellt. In diesem Falle sind vier halbleitende Schichten vorhanden, welche abwechselnd von p- und n-Leitungstyp sind und sich zwischen Emitter-Another method of making crystal triodes is shown in FIG. In this case there are four semiconducting layers are present, which are alternately of p- and n-conductivity type and are located between emitter

Eine Schicht von ungefähr 25-10-*mm Dicke eines 5 und Kollektorelektroden befinden. Die Verfahrensschritte, Donators, wie z. B. Antimon, wird nun auf die obere durch die die verschiedenen Schichten erzeugt werden, Fläche des Kristalls auf die p-Schicht aufgedampft und sind dieselben, wie sie zuvor beschrieben wurden, und der Kristall wieder auf eine Temperatur von 850⁰C die Vorrichtung wird ähnlichen Wärme- und Ätzbehand-5 Minuten lang erhitzt, um den Donator in die p-Schicht lungen unterworfen. Es ist daher nicht nötig, daß die einzudiffundieren, wobei diese bis zu einer gewissen Dicke 10 Beschreibung der einzelnen Verfahrensschritte wiederholt in eine η-Schicht umgewandelt wird. Auf diese Weise wird. Die Fig. 3 a und 3 b stellen Aufrisse dar. Die Vorwird eine η-Schicht von ungefähr 0,025 mm Dicke auf richtungen können rund sein, wie dies in Fig. 1 b ander ganzen Kristalloberfläche auf der p-Schicht erzeugt, gedeutet ist, oder rechteckig, wie in Fig. 2 a dargestellt, deren Dicke auf ungefähr 0,18 mm verkleinert wurde. Fig. 3 a zeigt ein Schichtensystem, welches erzeugt wird,A layer of about 25-10- * mm thick of a 5 and collector electrodes are located. The process steps, donors such. B. antimony, is now on the upper through which the various layers are generated, surface of the crystal is vapor-deposited on the p-layer and are the same as previously described, and the crystal again to a temperature of 850 ⁰ C the device will be similar heat and etching treatment - heated for 5 minutes to lungs the donor in the p-layer. It is therefore not necessary for the to diffuse in, this being repeatedly converted into an η-layer up to a certain thickness. That way will. FIGS. 3 a and 3 b show elevations. The front will have an η-layer of approximately 0.025 mm thickness in directions can be round, as is produced or interpreted in FIG. 1 b on the entire crystal surface on the p-layer, or rectangular, as shown in Fig. 2a, the thickness of which has been reduced to about 0.18 mm. Fig. 3 a shows a layer system which is generated,

Dieses Schichtensystem ist im Querschnitt in Fig. 2b 15 bevor der Kristall endgültig ausgeschnitten und die Elekdargestellt. Der ursprüngliche, nicht umgewandelte troden angebracht werden.This layer system is shown in cross section in Fig. 2b 15 before the crystal is finally cut out and the electrolyte is shown. The original, unconverted troden must be attached.

mittlere Teil des η-Kristalls ist mit 18 bezeichnet, während Wie bei den vorhergehenden Verfahren wird mit einemmiddle part of the η-crystal is denoted by 18, while as with the previous method it is with a

die p-Schicht mit 19 und die η-Schicht auf der p-Schicht Kristall 31 aus n-Typ-Germanium begonnen, der eine mit 20 bezeichnet ist. Auf diese Weise wird also unter Vertiefung 32 aufweist. Diese Vertiefung befindet sich der Grundfläche des Kanals 17 ein n-p-n-S3'stem von 20 an der Oberseite und dient zur Aufnahme der Kollektor-Übergängen erzeugt, wobei der erste Übergang sich elektrode, während eine engere Vertiefung 33 an der Unter-0,025 mm unter der Oberfläche befindet, während der seite zur Aufnahme der Emitterelektrode dient. Auf der zweite Übergang ungefähr 0,2 mm unter der Oberfläche Oberseite wird eine Schicht 34 von p-Leitungstyp geliegt, bildet und darauf eine Schicht 35 von n-Leitungstyp durch Die untere und obere Fläche des Kristalls werden nun 25 aufeinanderfolgenden Niederschlag und Diffusion einer so weit abgeschliffen, wie dies in Fig. 2b durch die geeigneten Akzeptor- oder Donatorsubstanz, wie dies Linien 21 und 22 angedeutet ist. Die Linie 21 liegt dicht vorher im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurde, unter dem oberen n-p-Übergang, so daß die p-Schicht 19 Auf der unteren Seite wird eine Schicht 36 von p-Leitungszu beiden Seiten des Kanals 17 zutage tritt. Die Linie 22 typ erzeugt. Daher sind zwischen den beiden Vertiefungen liegt oberhalb des n-p-Übergangs 24 an der Basisfläche 30 32 und 33 vier Schichten vorhanden, die abwechselnd des Kristalls, so daß nach dem Abschleifen der innere, verschiedenen Leitungstyp aufweisen, und zwar von obenthe p-layer started with 19 and the η-layer on the p-layer crystal 31 made of n-type germanium, the one is designated by 20. In this way, there is a recess 32 below. This depression is located the base of the channel 17 has an n-p-n-S3'stem of 20 on the top and serves to accommodate the collector junctions generated, the first junction being electrode, while a narrower recess 33 at the sub-0.025 mm below the surface, while the side is used to accommodate the emitter electrode. On the second transition about 0.2 mm below the surface top is a layer 34 of p-conductivity type, forms and thereon a layer 35 of n-conductivity type through the lower and upper surfaces of the crystal are now 25 successive precipitation and diffusion of a sanded off as far as in Fig. 2b by the appropriate acceptor or donor substance, such as this Lines 21 and 22 is indicated. The line 21 lies just before it was described in connection with FIG. 2, under the upper n-p junction, so that the p-layer 19 on the lower side becomes a layer 36 of p-conduction too occurs on both sides of the channel 17. Line 22 typed. Therefore are between the two depressions is above the n-p junction 24 on the base surface 30 32 and 33 four layers are present, which alternate of the crystal, so that after grinding the inner, different conduction types, namely from above

nach unten in der Reihenfolge n-p-n-p.down in the order n-p-n-p.

Nach der Wärmebehandlung des Kristalls wird die Oberseite abgeschliffen, und zwar so weit, wie dies durch 35 die strichpunktierte Linie 37 angedeutet ist, welche an der linken Seite den zentralen Teil 31 des Kristalls vom η-Typ zutage treten läßt, während auf der rechten Seite die p-Schicht 34 freigelegt wird. Der so abgeschliffene Kristall ist in Fig. 3 b dargestellt, bei dem noch vierAfter the crystal has been heat treated, the top is ground down as far as this goes through 35 the dash-dotted line 37 is indicated, which on the left side the central part 31 of the crystal from η-type can emerge, while the p-layer 34 is exposed on the right side. The one so polished Crystal is shown in Fig. 3b, in which there are four

weiterverarbeitet wird, wie dies bei Fig. 1 erläutert wurde. 40 Elektroden mit den einzelnen Schichten an den freige-Jedes Teilstück, wie dies in Fig. 2 c dargestellt ist, ist mit legten Stellen in Verbindung stehen. Diese Elektroden drei Kupferüberzügen 25, 26 und 27, wie dargestellt, sind so angebracht, wie dies bereits beschrieben wurde, versehen, wobei die Teile des Kristalls, die nicht über- Die Emitterelektrode 38 steht in der Vertiefung 33 in zogen werden sollen, mit einem Schutzüberzug versehen Kontakt mit der unteren p-Schicht, die Kollektorwerden. Der Überzug 25 bedeckt die Basis des Kanals 17. 45 elektrode 39 in der oberen Vertiefung 32 in Kontakt mit Der Überzug 26 steht in Kontakt mit der p-Schicht 19 der oberen η-Schicht, während die Basiselektrode 40 auf an einer Seite des Kanals und darf nicht bis zur Kante der linken oberen Seite mit dem mittleren Teil des reichen, da an dieser Stelle die n-Schicht 20 an die Kristalls in Verbindung steht. Eine vierte Elektrode 41, Oberfläche tritt. Der Überzug 27 steht in Kontakt mit welche als zusätzliche Steuerelektrode verwendet werden der unteren Fläche des inneren η-Teiles des Kristalls. 50 kann, steht in Kontakt mit der p-Schicht 34 auf der Die Anschlußdrähte 28, 29 und 30 werden an die ent- rechten Seite. Die Elektrode 41 ist nicht unbedingt nötig sprechenden Überzüge 25, 26 und 27 angelötet. Es soll
noch bemerkt werden, daß die Kristalltriode nach Fig. 1
eine η-Schicht zwischen zwei p-Schichten enthält, während
sich nach Fig. 2 eine p-Schicht zwischen zwei n-Schichten 55
befindet. Die Elektrode 29, die in Kontakt mit der dazwischenliegenden p-Schicht steht, bildet daher in diesem
Falle die Basiselektrode, die Elektrode 28, welche mit
der oberen η-Schicht in Kontakt steht, die Emitterelektrode und die Elektrode 30, die mit der großen 60 Widerstand aufweist, je nachdem, ob der Draht 10 gegenn-Schicht in Kontakt steht, die Kollektorelektrode. über dem Draht 12 negativ oder positiv geladen ist.is further processed, as was explained in connection with FIG. 1. 40 electrodes with the individual layers on the freige-Each section, as shown in Fig. 2c, is connected to the laid sites. These electrodes, three copper coatings 25, 26 and 27, as shown, are applied as already described, with the parts of the crystal which are not to be coated Protective coating provided contact with the lower p-layer, which will become a collector. The coating 25 covers the base of the channel 17. 45 electrode 39 in the upper recess 32 in contact with the coating 26 is in contact with the p-layer 19 of the upper η-layer, while the base electrode 40 is on one side of the channel and must not extend to the edge of the upper left side with the middle part of the, since this is where the n-layer 20 is connected to the crystal. A fourth electrode 41, surface occurs. The coating 27 is in contact with which are used as an additional control electrode of the lower surface of the inner η-part of the crystal. 50, is in contact with the p-layer 34 on the The connecting wires 28, 29 and 30 are on the far right side. Electrode 41 is not necessarily soldered to speaking coatings 25, 26 and 27. It should
it should be noted that the crystal triode of FIG
contains an η-layer between two p-layers, while
According to FIG. 2, there is a p-layer between two n-layers 55
is located. The electrode 29, which is in contact with the intermediate p-layer, therefore forms therein
Trap the base electrode, the electrode 28, which with
the upper η-layer is in contact, the emitter electrode and the electrode 30, which has the large 60 resistance, depending on whether the wire 10 is in contact with the opposite layer, the collector electrode. is negatively or positively charged across the wire 12.

Ein ähnliches System wie das von Fig. 1 kann auch Ein geeigneter Gleichrichter zur Verwendung in Kipp-A similar system to that of Fig. 1 can also be a suitable rectifier for use in tilting

nach dem Verfahren gemäß Fig. 2 hergestellt werden, schaltungen, beispielsweise mit einer Kennlinie, wie sie wenn man mit einem Kristall von p-Typ-Germanium in der britischen Patentschrift 686 958 dargestellt ist, beginnt und nacheinander zuerst eine Donator- und 65 kann durch geringe Abwandlung von Fig. 2 erhalten danach eine Akzeptorsubstanz aufdampft und ein- werden, bei der die Elektrode 26,29 weggelassen wird, diffundiert. Das Verfahren ist im übrigen dasselbe, wie Der Draht 30 ist dann der Basisanschluß, und der hohe es beschrieben wurde, wobei die Dicke der aufgedampften Widerstand tritt auf, wenn der Draht 28 gegenüber dem Schichten, die Diffusionstemperatur und die Diffusions- Draht 30 negativ aufgeladen ist. In diesem Falle sind drei zeit entsprechend gewählt wird. 70 Schichten von halbleitendem Material mit abwechselnderaccording to the method of FIG. 2 are produced, circuits, for example with a characteristic, as they if one is shown with a crystal of p-type germanium in British patent specification 686 958, begins and one after the other first a donor and 65 can be obtained by a slight modification of FIG then an acceptor substance is vapor-deposited and deposited, in which the electrode 26, 29 is omitted, diffused. The procedure is otherwise the same as the wire 30 is then the base connection, and the high one it has been described, the thickness of the vapor deposited resistor occurring when the wire 28 is opposite the Layers, the diffusion temperature and the diffusion wire 30 is negatively charged. In this case there are three time is chosen accordingly. 70 layers of semiconducting material with alternating

nicht umgewandelte Teil 18 des Kristalls zutage tritt. Der Querschnitt des abgeschliffenen Kristalls ist in Fig. 2 c dargestellt. Die Dicke der übrigbleibenden unteren η-Schicht ist nicht kritisch.unconverted part 18 of the crystal comes to light. The cross section of the ground crystal is shown in Fig. 2c shown. The thickness of the remaining lower η-layer is not critical.

Nachdem der Kristall in der beschriebenen Weise getempert wurde, wird er nach den in Fig. 2 a angegebenen gestrichelten Linien in einzelne Teile zerschnitten, von denen jeder Teil für sich bis zur fertigen KristalltriodeAfter the crystal has been tempered in the manner described, it is according to that indicated in Fig. 2a dashed lines cut into individual parts, each of which is a separate part to the finished crystal triode

und kann weggelassen werden, in welchem Falle die Oberseite des Kristalls auf beiden Seiten gleich hoch abgeschliffen werden kann.and can be omitted, in which case the top of the crystal is equally high on both sides can be sanded off.

Es soll noch erwähnt werden, daß auch Kristallgleichrichter oder andere Kristalloden auf die gleiche Weise hergestellt werden können. Beispielsweise wird durch Weglassen der Elektrode 13,14 in Fig. 1 d ein Gleichrichter erhalten, der entweder hohen oder niedrigenIt should also be mentioned that crystal rectifiers or other crystal electrodes can also be used in the same way can be produced. For example, by omitting the electrode 13, 14 in FIG. 1 d, a rectifier is created get that either high or low

ρ- und η-Leitung zwischen den beiden Elektroden vorhanden. Bei einer Abwandlung dieser Anordnung wird die Unterseite des in Fig. 2 b dargestellten Kristalls abgeschliffen bis zu einer Ebene, die durch die Linie 42 angedeutet ist, so daß ein Teil der p-Schicht 19 an der Unterseite des Kristalls verbleibt. Der Überzug 27 wird dann an der freigelegten Stelle dieser p-Schicht (die in Fig. 2c nicht dargestellt ist), anstatt an der Hauptmasse vom η-Typ des Kristalls angebracht. In diesem Falle sind vier Schichten von halbleitendem Material abwechselnd vom p- und η-Typ zwischen den beiden Elektroden des Gleichrichters vorhanden.ρ and η lines present between the two electrodes. In a modification of this arrangement, the underside of the crystal shown in Fig. 2b is ground off up to a level which is indicated by the line 42, so that part of the p-layer 19 at the The underside of the crystal remains. The coating 27 is then applied to the exposed location of this p-layer (the one shown in FIG Fig. 2c is not shown), instead of being attached to the η-type main mass of the crystal. In this case are four layers of semiconducting material alternating p- and η-type between the two electrodes of the Rectifier available.

Um eine gewünschte Kennlinie für die eben beschriebenen Gleichrichter zu erhalten, können die Mengen der niedergeschlagenen Störstoffe, die Diffusionstemperaturen ¹S und -zeiten geeignet gewählt werden, und es ist nicht unbedingt nötig, daß diese genau so gewählt werden wie bei Kristalltrioden.In order to obtain a desired characteristic for the just described rectifiers, the amounts of precipitated impurities, the diffusion temperatures can ^one S and times are properly chosen, and it is not absolutely necessary that they be chosen exactly as in Kristalltrioden.

Da es allgemein bekannt ist, daß reines Germanium oder Germanium mit einer Konzentration von Störstoffen unter einem bestimmten Maximum durch geeignete Erwärmung zum p-Typ durch Herstellung von Gitterstörstellen umgewandelt werden kann, können selbstverständlich Schichtensysteme mit abwechselnden p- und η-Schichten durch einen gesteuerten Erhitzungsprozeß ohne Einführung und Diffusion von zusätzlichen Störstoffen erzeugt werden.Since it is well known that pure germanium or germanium with a concentration of interfering substances below a certain maximum by suitable heating to the p-type by producing lattice defects can be converted, of course, layer systems with alternating p- and η-layers through a controlled heating process without the introduction and diffusion of additional impurities be generated.

Die beschriebenen Ausführungsformen und ihre Abwandlungen stellen jedoch nur Beispiele der Ausführung des Erfindungsgedankens dar und sollen keine Begrenzung desselben bedeuten.However, the described embodiments and their modifications are only examples of implementation of the inventive concept and are not intended to imply any limitation thereof.

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of crystallodes, e.g. B. of crystal rectifiers and crystal amplifiers, characterized in that a single crystal wafer of a semiconductor of a certain conductivity type is first on at least one side with one or more depressions, if possible in the form of cylindrical ones Provided holes or channels, then the surface by controlled diffusion of impurities is converted in a manner known per se into a parallel p-n layer sequence, and that finally parts of the semiconductor surface for the purpose of attaching electrode connections to predetermined individual layers removed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the semiconductor surface in one off at least three layers of defined layer thickness existing p-n layer sequence is converted.

3. The method according to claim 2, characterized in that the semiconductor surface in one of four Layers existing p-n-layer sequence is converted.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that on opposite parallels Sides of the semiconductor wafer coaxially to one another depressions with planar and to one another parallel base surfaces.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that on opposite parallels The sides of the semiconductor die have cylindrical bores with different diameters or Channels with different widths can be attached.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the p-n layer sequence by applying, preferably vapor deposition, of. Contaminants on the semiconductor surface and diffusion of these Substances in the semiconductor up to a defined depth is generated.

7. The method according to claim 6, characterized in that a thin gold layer is applied to the surface of the germanium to produce a p-layer in η-conductive germanium and the gold is applied by heating to approximately 850 ^° C. in an oxygen-free hydrogen atmosphere, preferably for several hours , into which germanium is diffused.

8. The method according to claim 6, characterized in that initially a contaminant in certain Thickness applied to the semiconductor and by a heating process of a certain duration up to one A certain depth is diffused and that a second impurity of the opposite conductivity type is then generated, applied to the surface of the semiconductor and by a second heating process of preferably less duration in the semiconductor a shallower depth is diffused, so that the change generated by the first impurity Line type is undone to a certain depth.

9. The method according to claim 6 to 8, characterized in that the semiconductor after the heating processes to diffuse in the interfering substances to reduce the resulting lattice defects is subjected to tempering with subsequent defined cooling.

10. The method according to claim 9, characterized in that when using germanium the tempering is carried out at 550 ⁰ C with subsequent exponential lowering of the temperature to 400 ⁰ C for 24 hours.

11. The method according to claim 1 to 10, characterized in that the with the electrical leads in contact locations of the semiconductor wafer metal layers deposited and on these the lead wires z. B. be attached by soldering.

12. The method according to claim 11, characterized in that the metal layers are preferably electrolytic applied copper layers are used.

13. The method according to claim 11 and 12, characterized in that different for soldering of lead wires to the coaxially opposite recesses solders melting point, preferably a solder of 60% tin and 40 ° / ₀ lead and a solder made of indium are used.

14. The method according to claim 1 to 13, characterized in that after attaching the electrodes the parts of the semiconductor not covered by the electrodes are etched.

15. The method according to claim 1 to 14, characterized in that a semiconductor wafer with provide parallel end faces on one side with a channel with a flat base and a defined depth, that the semiconductor surface is converted into a parallel p-n layer sequence, then parts of the The surface of the crystal is abraded and the plate is cut into pieces perpendicular to the channel and the individual parts are provided with electrodes and etched.

16. The method according to claim 1 to 14, characterized in that a semiconductor wafer with parallel end faces with multiple pairs of coaxial holes on both opposite surfaces is provided whose flat base surfaces are parallel to each other and

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have a defined distance from each other that the semiconductor surface in a parallel p-n layer sequence is converted, then parts of the surface are removed and then smaller ones from the semiconductor Disks are cut out, each of which contains a coaxial pair of holes, with elec-

provided with electrodes and etched in the areas not covered by electrodes.

Considered publications: Swiss patent specification No. 289 519; Journal "Das Elektron", Vol. 5 (1951/52), p. 436.

1 sheet of drawings