DE1190582C2 - Schaltendes Halbleiterbauelement - Google Patents
Schaltendes HalbleiterbauelementInfo
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- DE1190582C2 DE1190582C2 DE1960W0028879 DEW0028879A DE1190582C2 DE 1190582 C2 DE1190582 C2 DE 1190582C2 DE 1960W0028879 DE1960W0028879 DE 1960W0028879 DE W0028879 A DEW0028879 A DE W0028879A DE 1190582 C2 DE1190582 C2 DE 1190582C2
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
PATENTSCHRIFT
Int. Cl.:
HOIl
Deutsche Kl.: 21 g -11/02
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Ausgabetag:
W 28879 VIII c/21g
10. November 1960
8. April 1965
9. Dezember 1965
Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement mit einer Mehrzahl von Elektroden.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein schaltendes Halbleiterbauelement mit einer Mehrzahl
von Elektroden zu schaffen, das in einer elektrischen Schaltungsanordnung als »Oder«-Schaltung mit einer
Mehrzahl von Anschlüssen verwendet werden kann.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein schaltendes Halbleiterbauelement mit einer Mehrzahl
von Elektroden zu schaffen, die in einer elektrischen Schaltungsanordnung als »Oder«-Schaltung
mit einer Mehrzahl von Anschlüssen verwendet werden kann und die aus einer Basisschicht, einer
Kollektorschicht und einer Mehrzahl von untereinander unabhängigen Emittern besteht, die einzeln
durchgesteuert werden können.
Zum besseren Verständnis des Wesens und der Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegen, wird auf die
nachfolgende detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen verwiesen.
Fig. 1 zeigt einen Seitenquerschnitt durch eine
Platte aus Halbleitermaterial;
Fig. 2 und 3 zeigen Seitenquerschnitte durch die
gemäß der Lehre nach der vorliegenden Erfindung behandelte Platte nach der F i g. 1;
Fig. 4 bis 6 stellen Aufsichten auf die Platte nach der F i g. 1 während der verschiedenen Behandlungsphasen gemäß der Lehre nach der vorliegenden Erfindung
dar;
F i g. 7 stellt eine Aufsicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauelements mit einer
Mehrzahl von- Elektroden gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
F i g. 8 zeigt einen Seitenquerschnitt durch ein gemäß der Lehre nach der vorliegenden Erfindung
hergestelltes Halbleiterbauelement mit einer Mehrzahl von Elektroden;
F i g. 9 zeigt den schematischen Schaltungsaufbau einer zum Stand der Technik gehörigen, herkömmliehen
»Oder«-Schaltung;
Fig. 10 zeigt an Hand eines Blockschaltbildes, wie innerhalb einer elektrischen Schaltungsanordnung
die bekannten Anordnungen durch die Anordnung gemäß der Erfindung ersetzt werden können.
Die Erfindung bezieht sich auf ein schaltendes Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper mit
mehreren Schichten abwechselnden Leitfähigkeitstyps und mit mehreren Emitterelektroden, einer Basis-
und einer Kollektorelektrode. Dieses Halbleiterbauelement wird erfindungsgemäß dadurch verbessert,
daß auf der einen Oberflächenseite einer Kollektor-Schaltendes Halbleiterbauelement
Patentiert für:
Westinghouse Electric Corporation, East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. R. Barckhaus, Patentanwalt,
München 2, Wittelsbacherplatz 2
Als Erfinder benannt:
Gene Strull, Pikesville, Md. (V. SL-A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 10. November 1959 (852 115)
V. St. v. Amerika vom 10. November 1959 (852 115)
schicht eine großflächige Kollektorelektrode, auf der gegenüberliegenden Oberflächenseite eine über die
ganze Kollektorschicht sich erstreckende Basisschicht angebracht ist und daß auf der Basisschicht mehrere
mit je einer Emitterelektrode versehene und einzeln steuerbare Emitterschichten konzentrisch zur Basiselektrode
angebracht sind.
Dem Stand der Technik entsprach die Anwendung von Halbleiterbauelementen mit mehreren Elektroden,
z. B. war ein mit Spitzenkontaktelektroden konstruiertes Halbleiterbauelement in einer logischen Schaltung
bekannt, bei der mehrere Emitterelektroden und eine Kollektorelektrode an der einen Seite eines
Halbleiterplättchens und eine Basiselektrode an der gegenüberliegenden Seite angebracht sind. Ein weiteres
Halbleiterbauelement — nämlich ein . Leistungstransistor — sieht streifenförmige Elektroden, bei
denen eine Emitterelektrode von zwei Basiselektroden umgeben ist, sowie eine diesen gegenüberliegend angebrachte
Kollektorelektrode vor. Bei einem anderen Leistungstransistor ist vorgesehen, daß Emitter- und
Basiselektrode in Form sich konzentrisch umschließender Kreise nebeneinander an der Oberfläche eines
Halbleiterkristalls angeordnet sind. Schließlich ist ein als Schrittschalteinrichtung zu verwendendes
streifenförmiges Halbleiterbauelement bekannt, das einer Kette mehrerer pnpn-Kippdioden äquivalent ist,
die eine Emitter- und eine Basiszone gemeinsam besitzen, während die zweite Basis- und die zweite
Emitterzone individuell sind.
509 733/267
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Demgegenüber sind die Halbleiterbauelemente der Der Basiskontakt 30 kann auch aus einer Legierung
vorliegenden Erfindung besonders für logische Schal- bestehen, beispielsweise aus einer Legierung mit
tungen vom Typ einer »Oder«-Schaltung geeignet, die 99 Gewichtsprozent Gold und 1 Gewichtsprozent Bor,
besonders große Schaltgeschwindigkeiten zuläßt. Der aus einer Gold-Gallium-Legierung, aus einer Silber-Aufbau
der erfindungsgemäßen Anordnung sichert 5 Zinn-Indium-Legierung oder aus einer Legierung mit
ferner, daß keines der Systeme irgendeine Bevorzugung 90 Gewichtsprozent Silber und 10 Gewichtsprozent
gegenüber dem anderen erhält. Indium.
Wenn auch die vorliegende Erfindung an Hand einer Auf der Oberseite 26 der p-Schicht 18 wird eine
npnp-Siliziumanordnung beschrieben wird, so kann Emitterschicht 32, vorzugsweise aus einem festen
man jedoch andererseits die Erfindung in analoger io Einzelteil mit ringförmiger oder kreisförmiger Gestalt,
Weise auch zur Herstellung von pnpn-Anordnungen rings um den ohmschen Basiskontakt 30 und getrennt
verwenden. Als Halbleitermaterial kann Silizium, von diesem angebracht. Der Emitter 32 und der
Germanium, Siliziumkarbid oder eine stöchiometrische Basiskontakt 30 sind voneinander physikalisch ge-
Verbindung aus Elementen der Gruppe III des Perio- trennt und elektrisch isoliert.
dischen Systems, beispielsweise Gallium, Aluminium 15 Der Emitter 32 besteht zumindest teilweise aus einem
und Indium, und aus Elementen der Gruppe V, bei- Element der Gruppe V des Periodischen Systems,
spielsweise Arsen, Phosphor und Antimon, verwendet beispielsweise Phosphor, Arsen und Antimon, mit
werden. Geeignete Verbindungen aus Elementen der n-Dotierungseigenschaften. Der gegebenenfalls vorGruppen
III und V sind beispielsweise Gallium-Anti- handene restliche Anteil besteht aus einem neutralen
monid, Indium-Arsenid und Indium-Antimonid. 20 Metall. Der Emitter 32 kann auch aus einer Legierung
In der F i g. 1 ist eine Siliziumplatte 10 mit n-Leit- bestehen, beispielsweise aus einer Gold-Arsen-, Goldfähigkeit
dargestellt. Die Platte 10 kann auf beliebige, Antimon-, Silber-Antimon- oder Silber-Arsen-Ledem
Fachmann geläufige Weise hergestellt werden. gierung.
Beispielsweise kann ein Siliziumstab aus einer Schmelze Der .ohmsche Kollektorkontakt 34 besteht zugezogen
werden, die Silizium und mindestens ein 25 mindest teilweise aus einem Element der Gruppe III
Element der Gruppe V des Periodischen Systems, des Periodischen Systems, beispielsweise Bor, Alubeispielsweise
Arsen, Antimon oder Phosphor, enthält. minium, Gallium und Indium, mit p-Dotierungseigen-Von
diesem Stab wird dann die Platte 10 beispiels- schäften. Der gegebenenfalls vorhandene restliche
weise mittels einer Diamantsäge abgeschnitten. Um Anteil besteht aus einem neutralen Metall. Geeignete
nach dem Sägeprozeß glatte Plattenoberflächen zu 30 Legierungen sind beispielsweise die mit Bezug auf den
erhalten, können diese anschließend geläppt und/oder ohmschenBasiskontakt 30obenerwähntenLegierungen.
geätzt werden. Der ohmsche Basiskontakt 30, der Emitter 32 und
Die Platte 10 wird in einen Diffusionsofen gebracht. der ohmsche Kollektorkontakt 34 sind auf den ver-In
der heißesten Ofenzone liegt die Temperatur in dem schiedenen Oberflächen der p-Schichten 18 und 20,
Bereich zwischen 1100 und 1250°C, und es herrscht 35 wie oben erwähnt, angebracht und mit diesen durch
eine Atmosphäre aus dem Dampf eines Akzeptor- Erhitzen im Vakuum oder in einer neutralen Atmo-Dotierungsmaterials,
beispeilsweise Indium, Gallium, Sphäre, beispielsweise in einem Vakuum mit einem
Aluminium oder Bor. Die Ofenzone, in der ein absoluten Druck von 10~2 bis 10~4 mmHg oder in
Schmelztiegel mit diesem Akzeptor-Dotierungsmaterial einer Argon- oder Heliumatmosphäre, einlegiert,
angeordnet ist, kann eine Temperatur von 500 bis 40 Der sich nach dem Legierungsprozeß ergebende 1250° C aufweisen. Die genaue Temperatur wird dabei Aufbau ist in der Fig. 3 dargestellt. Der Basisso gewählt, daß der gewünschte Dampfdruck und die kontakt 30 ist auf die Oberseite 26 der p-Schicht 18 gewünschte Oberflächenkonzentration des einzu- und der Kollektorkontakt 33 auf die Unterseite 28 diffundierenden Stoffes aus dem Schmelztiegel erreicht der p-Schicht 20 angeschmolzen. In der Fig. 3 bewird. Das Akzeptor-Dotierungsmaterial diffundiert 45 deckt der ohmsche Kollektorkontakt 34 die gesamte in die Oberflächen der Platte 10 mit η-Leitfähigkeit Unterseite und die Seitenflächen der Schicht 20. Diese hinein. An der Ober- und Unterseite der Platte 10 Anordnung ist nicht zwingend. Die Verbindung bildet sich eine p-Schicht 18 bzw. 20. Dazwischen zwischen dem Kollektorkontakt 34 undderp-Scbicht20 liegt eine n-Schichtl2. Zwischen der p-Schicht 18 kann auf die Unterseite 28 der p-Schicht 20 be- und der n-Schicht 12 bzw. zwischen der p-Schicht 20 50 schränkt sein. Der feste Emitter 32 ist in die p-Schicht und der n-Schicht 12 liegt je eine pn-Grenzschicht 22 18 längs der Oberseite 26 dieser Schicht einlegiert, bzw. 24. An den Seitenflächen der Platte 10 gebildete Zwischen dem η-leitenden Emitter 32 und der p-Schicht p-Schichten werden durch Abschleifen und/oder Ab- besteht eine pn-Grenzschicht 34.
ätzen entfernt. Die Seitenflächen können auch ab- In der F i g. 4 ist eine Aufsicht auf die Anordnung gedeckt und dadurch ein Hineindiffundieren unter- 55 nach der Fig. 3 dargestellt. Wie ersichtlich ist der bunden werden. Es ergibt sich dann ein Aufbau nach feste ringförmige Emitter 32 rings um den ohmschen der F i g. 2. Kontakt 30 der Oberseite 26 der p-Schicht 18 an-.
angeordnet ist, kann eine Temperatur von 500 bis 40 Der sich nach dem Legierungsprozeß ergebende 1250° C aufweisen. Die genaue Temperatur wird dabei Aufbau ist in der Fig. 3 dargestellt. Der Basisso gewählt, daß der gewünschte Dampfdruck und die kontakt 30 ist auf die Oberseite 26 der p-Schicht 18 gewünschte Oberflächenkonzentration des einzu- und der Kollektorkontakt 33 auf die Unterseite 28 diffundierenden Stoffes aus dem Schmelztiegel erreicht der p-Schicht 20 angeschmolzen. In der Fig. 3 bewird. Das Akzeptor-Dotierungsmaterial diffundiert 45 deckt der ohmsche Kollektorkontakt 34 die gesamte in die Oberflächen der Platte 10 mit η-Leitfähigkeit Unterseite und die Seitenflächen der Schicht 20. Diese hinein. An der Ober- und Unterseite der Platte 10 Anordnung ist nicht zwingend. Die Verbindung bildet sich eine p-Schicht 18 bzw. 20. Dazwischen zwischen dem Kollektorkontakt 34 undderp-Scbicht20 liegt eine n-Schichtl2. Zwischen der p-Schicht 18 kann auf die Unterseite 28 der p-Schicht 20 be- und der n-Schicht 12 bzw. zwischen der p-Schicht 20 50 schränkt sein. Der feste Emitter 32 ist in die p-Schicht und der n-Schicht 12 liegt je eine pn-Grenzschicht 22 18 längs der Oberseite 26 dieser Schicht einlegiert, bzw. 24. An den Seitenflächen der Platte 10 gebildete Zwischen dem η-leitenden Emitter 32 und der p-Schicht p-Schichten werden durch Abschleifen und/oder Ab- besteht eine pn-Grenzschicht 34.
ätzen entfernt. Die Seitenflächen können auch ab- In der F i g. 4 ist eine Aufsicht auf die Anordnung gedeckt und dadurch ein Hineindiffundieren unter- 55 nach der Fig. 3 dargestellt. Wie ersichtlich ist der bunden werden. Es ergibt sich dann ein Aufbau nach feste ringförmige Emitter 32 rings um den ohmschen der F i g. 2. Kontakt 30 der Oberseite 26 der p-Schicht 18 an-.
Auf der Oberseite 26 der p-Schicht 18 werden eine gebracht.
ohmsche Basiselektrode 30 und eine Emitterschicht 32 In der F i g. 5 ist auf der Oberfläche des Emitters 32
angebracht. Auf der Unterseite 28 der p-Schicht 20 60 eine Abdeckschicht 40, beispielsweise aus organischem
wird eine ohmsche Kollektorelektrode 34 angebracht. Wachs oder aus Harz, in bestimmter Verteilung derart
Der ohmsche Basiskontakt 30, der auf der Ober- angebracht, daß der Emitter in eine Anzahl von
seite 26 der p-Schicht 18 angebracht ist, besteht zu- symmetrisch angeordneten Bereichen aufgeteilt ist,
mindest teilweise aus mindestens einem Element der die voneinander durch nicht abgedeckte Bereiche 42
Gruppe III des Periodischen Systems, beispielsweise 65 getrennt sind. Anschließend wird die Oberseite des
Bor, Aluminium, Gallium und Indium, mit p-Do- Emitters 32 vorzugsweise mit einem geeigneten Ätz-
tierungseigenschaften. Der gegebenenfalls vorhandene mittel geätzt. Das Ätzmittel kann beispielsweise aus
restliche Anteil besteht aus einem neutralen Metall. Salpetersäure, Fluorwasserstoffsäure und Azetyl-
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säure bestehen. Dadurch werden die nicht abgedeckten möglich, die Emitter bezüglich Fläche, Dicke oder
Bereiche 42 des Emitters 32 abgeätzt. Der sich nach Dotierungsgrad unterschiedlich auszubilden. In diesem
dem Ätzprozeß ergebende Aufbau ist in der F i g. 6 Fall könnte die Anordnung durch verschiedene
dargestellt. Der Emitter besteht nunmehr aus einer Signale in der Weise beeinflußt werden, daß die geMehrzahl
von untereinander gleichen, einzelnen 5 samte Anordnung nacheinander oder zusammen^ über
Segmenten. Jedes Segment ist von allen anderen einen beliebigen der einzelnen Emitter umgesteuert
Segmenten baulich, physikalisch und elektrisch isoliert. wird.
Selbstverständlich können außer dem oben be- In der F i g. 9 ist eine herkömmliche, zum Stand
schriebenen Verfahren zur Herstellung eines Emitter- der Technik gehörige »Oder«-Schaltung 70 schemaaufbaues
32 auf der Oberfläche 26 ebensogut andere io tisch dargestellt. Dieser bekannte »Oder«-Schaltkreis
Verfahren angewendet werden. So kann beispielsweise besteht aus einer Strom- oder Spannungsquelle 72
eine Mehrzahl von getrennten Emittersegmenten in und einer Last 74, die elektrisch über vierzehn Schaltbestimmter
Verteilung auf der Oberfläche 26 der einrichtungen A bis N und über vierzehn einzelne
Schicht 18 angeordnet und zur Erzeugung einer und getrennte, auf einem gemeinsamen Träger 82
pn-Grenzschicht zwischen jedem Emittersegment und 15 angebrachte Dioden α bis η mittels der elektrischen
der Schicht 18 einzeln mit dieser legiert werden. Leitungen 76,78 und 80 verbunden sind. Die Wirkungs-Weiterhin
könnte ein festes, ringförmiges Emitter- weise einer derartigen Schaltung ist dem Fachmann
system in der oben beschriebenen Weise auf der Ober- bekannt und braucht an dieser Stelle im einzelnen
fläche 26 angebracht und durch Elektronenbestrahlung, nicht erläutert zu werden. Sie ist kürz folgende: Ein
die zum Schmelzen und zur Rekristallisation führen 20 beliebiges, entsprechend der durch den Strom über
würde, in bestimmter Verteilung mit der Schicht 18 einen bestimmten, zugeordneten Schalter A bis N
verschmolzen werden. Vorzugsweise könnte der nicht ausgelösten Schalteinrichtung mit A bis N bezeichnetes
mit Elektronen bestrahlte Bereich nach dem Ätz- Eingangssignal gelangt über eine bestimmte, zuvorgang
entfernt werden. geordnete Diode über die Leitung 80 an die Last 74.
Außerdem könnten die im wesentlichen als keil- 25 Diese Wirkungsweise wird in der Schaltung nach der
förmig dargestellten Emittersegmente selbstverständ- F i g. 9 durch einen Ausdruck der Boolschen Algebra
lieh auch kreisförmig, elliptisch, rechteckig oder A -j- B + C -J-...+ N ausgedrückt. Das. Bauteil 82
ähnlich ausgebildet sein. Eine derartige Variante ist besteht aus vierzehn einzelnen,, getrennten Dioden,
in der F i g. 7 dargestellt. d. h. aus vierzehn einzelnen, getrennten Halbleiter-
Wie aus der F i g. 8 ersichtlich ist, werden Metall- 30 anordnungen.
kontakte 44, beispielsweise aus Kupfer, Silber und In der in der F i g. 10 dargestellten schematischen
anderen Metallen, mit der Oberseite jedes einzelnen Schaltung ist das in der F i g. 8 dargestellte Halb-.
Emitterteilstücks verschmolzen. Anschließend werden leiterbauelement mit einer Mehrzahl von Elektroden
elektrische Zuleitungen 46, 48 und 50 an die ver- gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das
schiedenen Emitterkontakte 44, den Basiskontakt 48 35 Bauteil 90 besteht aus einem einzigen Halbleiterund
den Kollektorkontakt 34 angelötet, angeschweißt bauelement und kann an Stelle des Bauteils 82 in der
oder auf eine andere geeignete Weise mit ihnen ver- F i g. 9 verwendet werden. Hierdurch ergibt sich ein
bunden. Dieses Halbleiterbauelement mit einer Mehr- einfacherer und wesentlich kleinerer Aufbau. An die
zahl von Elektroden gemäß der Erfindung kann als Stelle der vierzehn einzelnen, getrennten Dioden nach
»Oder«-Schaltung mit einer Mehrzahl von Anschlüssen 40 der Fig. 9 tritt ein einziges Halbleiterbauelement mit
verwendet werden. einer Mehrzahl von Elektroden. Die Fig. 9 und 10
Die Anordnung nach der F i g. 8 ist derart aus- sind an Hand von vierzehn getrennten Dioden und
gebildet, daß die einzelnen getrennten Emitter be- einem Halbleiterbauelement mit einer Mehrzahl von
züglich der Spannung zwischen dem Kollektor und Elektroden, das diese vierzehn Dioden ersetzen kann,
jedem der anderen Emitter unabhängig voneinander 45 beschrieben worden. Selbstverständlich kann das
sind. Die Anordnung besteht also in Wirklichkeit aus Halbleiterbauelement mit einer Mehrzahl von Elek-
einer Mehrzahl von Halbleiterbauelementen mit vier troden gemäß der Erfindung eine beliebige Anzahl
Schichten. Falls eine beliebige dieser Vierschichten- von Emittern aufweisen und eine entsprechende An-
anordnungen durchgesteuert wird, so werden infolge zahl von einzelnen, getrennten Dioden ersetzen,
der gemeinsamen Schichten unterhalb der Emitter 50 Das nachfolgende Beispiel erläutert die praktische
alle anderen Anordnungen in den »Ein«-Zustand Anwendung der Lehre gemäß vorliegender Erfindung,
übergeführt. .. . .
Da jedes Segment der Anordnung gemäß der vor- Ausfuhrungsbeispiel
liegenden Erfindung eine Anordnung mit drei Elek- Eine flache, kreisförmige Platte aus n-leitendem troden darstellt, ist es möglich, die Spannung zum 55 Silizium mit einem spezifischen elektrischen Wider-Durchsteuern durch eine Emittef-Basis-Spannung zu stand von 50 bis 100 Ohm · cm, einem Durchmesser erzeugen. Die Anordnung kann mit geeigneter Basis- von etwa 1 cm und einer Dicke von 0,125 mm wurde vorspannung für jedes Emitterelement ausgebildet in einen Diffusionsofen gebracht. In dem Diffusionswerden. Auf diese Weise kann die Durchsteuer- ofen herrschte eine Atmosphäre aus Galliumdampf, die spannung für jedes Emitterelement auf einen be- 60 höchste Temperatur betrug 12000C. Das Gallium stimmten Wert eingestellt werden. Das Halbleiter- konnte durch die flachen, parallelen Stirnflächen der bauelement mit einer Mehrzahl von Elektroden nach Platte bis in eine Tiefe von ungefähr 0,0375. mm hineinder F i g. 8 stellt also eine auf nur einem Halbleiter- diffundieren. Anschließend wurde die Platte aus dem stück angeordnete »Oder«-Schaltung mit einer Mehr- Diffusionsofen genommen,
zahl von Anschlüssen dar. 65 Danach wurde die Platte mit ihrer Unterseite auf der
liegenden Erfindung eine Anordnung mit drei Elek- Eine flache, kreisförmige Platte aus n-leitendem troden darstellt, ist es möglich, die Spannung zum 55 Silizium mit einem spezifischen elektrischen Wider-Durchsteuern durch eine Emittef-Basis-Spannung zu stand von 50 bis 100 Ohm · cm, einem Durchmesser erzeugen. Die Anordnung kann mit geeigneter Basis- von etwa 1 cm und einer Dicke von 0,125 mm wurde vorspannung für jedes Emitterelement ausgebildet in einen Diffusionsofen gebracht. In dem Diffusionswerden. Auf diese Weise kann die Durchsteuer- ofen herrschte eine Atmosphäre aus Galliumdampf, die spannung für jedes Emitterelement auf einen be- 60 höchste Temperatur betrug 12000C. Das Gallium stimmten Wert eingestellt werden. Das Halbleiter- konnte durch die flachen, parallelen Stirnflächen der bauelement mit einer Mehrzahl von Elektroden nach Platte bis in eine Tiefe von ungefähr 0,0375. mm hineinder F i g. 8 stellt also eine auf nur einem Halbleiter- diffundieren. Anschließend wurde die Platte aus dem stück angeordnete »Oder«-Schaltung mit einer Mehr- Diffusionsofen genommen,
zahl von Anschlüssen dar. 65 Danach wurde die Platte mit ihrer Unterseite auf der
Das Halbleiterbauelement mit einer Mehrzahl von Oberseite einer 0,0375 mm dicken, auf einer Metall-Elektroden
gemäß der Erfindung kann in verschiedener scheibe aus Molybdän angeordneten Gold-Bor-Folie
Weise abgewandelt werden. Beispielsweise wäre es angebracht Die Molybdänfolie hatte einen Durch-
messer von etwa 1 cm und eine Dicke von 0,75 mm und bildete zusammen mit der Gold-Bor-Folie den Kollektorkontakt.
Ein folienartiger Basiskontakt aus Gold mit einem geringen Prozentanteil Bor, einem Durchmesser
von 1,25 mm und einer Dicke von 0,025 mm wurde im Mittelpunkt der Oberseite der Platte angeordnet.
Rings um den Basiskontakt wurde auf der Oberseite der Platte eine feste, ringförmige Folie aus 99,5 Gewichtsprozent
Gold und 0,5. Gewichtsprozent Antimon mit einem äußeren Durchmesser von etwas weniger als
etwa 1 cm und einem inneren Durchmesser von 1,5 mm angebracht.
Anschließend wurde die gesamte Baugruppe in einen Schmelzofen gebracht und während einer Zeit von
15 Minuten auf eine Temperatur von ungefähr 750° C
erhitzt. Dadurch verschmolzen der Kollektorkontakt bzw. der Basiskontakt mit der Unterseite bzw. Oberseite
der Platte. Die Emitterfolie schmolz ein und bildete mit der Oberseite der Platte eine pn-Grenzschicht.
Auf der Oberseite der Emitterfolie wurde eine Abdeckschicht aus organischem Wachs in bestimmter
Verteilung, wie in der F i g. 6 dargestellt ist, aufgebracht. Die Oberseite der Emitterfolie wurde dann vor-
zugsweise zunächst mit Königswasser zur Entfernung des Goldes und anschließend mit einer Mischung aus
Salpetersäure, Fluorwasserstoffsäure und Azetylsäure geätzt. Nach dem Ätzprozeß wurde die Abdeckschicht
aus organischem Wachs von dem nicht geätzten Bereich entfernt. Die Baugruppe entsprach nunmehr
der in der F i g. 7 dargestellten Baugruppe.
Anschließend wurden elektrische Zuleitungen oder Kontakte, beispielsweise aus Kupferdraht, mit jedem
einzelnen Emitterkontakt sowie mit dem Basis- und Kollektorkontakt verlötet. Diese Baugruppe entspricht
dem in der F i g. 8 dargestellten Halbleiterbauelement mit einer Mehrzahl von Elektroden.
Die auf diese Weise erhaltene Anordnung war für eine Verwendung entsprechend den in den F i g. 9 und
10 dargestellten schaltenden Bauelementen geeignet.
Die Anwendbarkeit der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung wurde an Hand einer einfachen
»Oder«-Schaltung erläutert. Für den Fachmann ist es jedoch selbstverständlich, daß die Anordnung gemäß
der Erfindung noch zahlreiche und unterschiedliche andere Funktionen aufweist.
Die Erfindung wurde an Hand von bestimmten Ausführungsformen und Beispielen erläutert. Selbstverständlich
können im Rahmen der Erfindung jedoch Abwandlungen, Austauschungen u. ä. vorgenommen
werden.
Claims (10)
1. Schaltendes Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper mit mehreren Schichten abwechselnden
Leitfähigkeitstyps und mit mehreren Emitterelektroden, einer Basis- und einer Kollektorelektrode,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der einen Oberflächenseite einer Kollektorschicht eine großflächige Kollektorelektrode, auf
der gegenüberliegenden Oberflächenseite eine über die ganze Kollektorschicht sich erstreckende
Basisschicht angebracht ist und daß auf der Basisschicht mehrere mit je einer Emitterelektrode versehene
und einzeln steuerbare Emitterschichten konzentrisch zur Basiselektrode angebracht sind.
2. Schaltendes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper
aus vier Schichten abwechselnden Leitfähigkeitstyps, z. B. mit einer pnpn- oder npnp-Folge, besteht.
3. Schaltendes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Halbleiterkörper aus einem Stoff der IV. Gruppe des Periodischen Systems, z. B. Germanium oder
Silizium, besteht.
4. Schaltendes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Halbleiterkörper aus einem Halbleitermaterial be^ steht, daß durch die Zusammensetzung aus Stoffen
der Gruppe von Silizium, Germanium oder von stöchiometrischen Verbindungen der Elemente der
III. und V. Gruppe des Periodischen Systems erhalten wird.
5. Schaltendes Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Halbleiterkörper aus Siliziumkarbid besteht.
6. Schaltendes Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Emitterschichten in Form von Kreissegmenten auf der Oberfläche der Basisschicht angeordnet
sind.
7. Schaltendes Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Emitterschichten in Form von Ellipsen auf der Oberfläche der Basisschicht angeordnet sind.
8. Schaltendes Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Emitterschichten in Form von Kreisen auf der Oberfläche der Basisschicht angeordnet sind.
9. Schaltendes Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß eine mittlere Schicht mit einem ersten Leitfähigkeitstyp, eine obere und eine untere angrenzende
Schicht mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp vorgesehen sind, daß auf der freien Oberfläche
der unteren Schicht eine Kollektorelektrode und auf der freien Oberfläche der oberen Schicht
eine Basiselektrode angebracht ist und daß um die Basiselektrode die Emitterschichten angeordnet
sind.
10. Verwendung des schaltenden Halbleiterbauelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß es in einer »Oder«- Schaltung geschaltet ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1035 789;
französische Patentschrift Nr. 1 163 963;
britische Patentschrift Nr. 807 582;
USA.-Patentschrift Nr. 2 924 760.
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1035 789;
französische Patentschrift Nr. 1 163 963;
britische Patentschrift Nr. 807 582;
USA.-Patentschrift Nr. 2 924 760.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
509 538.820 3.65 © Bundesdiuckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US85211559A | 1959-11-10 | 1959-11-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1190582B DE1190582B (de) | 1965-04-08 |
| DE1190582C2 true DE1190582C2 (de) | 1965-12-09 |
Family
ID=25312530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1960W0028879 Expired DE1190582C2 (de) | 1959-11-10 | 1960-11-10 | Schaltendes Halbleiterbauelement |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH389103A (de) |
| DE (1) | DE1190582C2 (de) |
| FR (1) | FR1281944A (de) |
| GB (1) | GB918816A (de) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1212642C2 (de) * | 1962-05-29 | 1966-10-13 | Siemens Ag | Halbleiterbauelement, insbesondere Mesatransistor, mit zwei moeglichst kleinflaechigen Elektroden mit parallelen Kanten und Verfahren zum Herstellen |
| DE1212643B (de) * | 1963-10-26 | 1966-03-17 | Siemens Ag | Steuerbares Halbleiterbauelement vom pnpn-Typ und Verfahren zum Herstellen |
| DE1278016B (de) * | 1963-11-16 | 1968-09-19 | Siemens Ag | Halbleiterbauelement mit einem einkristallinen Halbleiterkoerper |
| EP0001160B1 (de) | 1977-09-08 | 1981-04-29 | THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. | Planare PNPN Halbleitervorrichtung mit kreisförmiger Geometrie und deren Verwendung in einer Magnetfeldsonde |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1035789B (de) * | 1956-04-18 | 1958-08-07 | Western Electric Co | Schrittschalteinrichtung mit einem Halbleiterkoerper und mit einer Reihe von abwechselnd leitenden Wegen |
| FR1163963A (fr) * | 1955-11-16 | 1958-10-03 | Sperry Rand Corp | Circuit de commande de transistron avec transistron à pointes à plusieurs émetteurs |
| GB807582A (en) * | 1954-12-27 | 1959-01-21 | Clevite Corp | High power junction transistor |
| US2924760A (en) * | 1957-11-30 | 1960-02-09 | Siemens Ag | Power transistors |
-
1960
- 1960-11-09 FR FR843477A patent/FR1281944A/fr not_active Expired
- 1960-11-10 CH CH1256960A patent/CH389103A/de unknown
- 1960-11-10 DE DE1960W0028879 patent/DE1190582C2/de not_active Expired
-
1961
- 1961-05-11 GB GB17219/61A patent/GB918816A/en not_active Expired
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB807582A (en) * | 1954-12-27 | 1959-01-21 | Clevite Corp | High power junction transistor |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH389103A (de) | 1965-03-15 |
| DE1190582B (de) | 1965-04-08 |
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| GB918816A (en) | 1963-02-20 |
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