Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern mit einem Halogenzusatz
Für Selengleichrichter, die in ihrer Halbleiterschicht mit einem Störstellenzusatz,
z. B. in, Form von Halogen, arbeiten, bei gleichzeitiger Anwendung eines Mittels
für die Förderung der Sperrschichtbildung, wie z. B. Thallium, ist vorgeschlagen
worden, dieses die Sperrschichtbildung fördernde Mittel beim Aufbau der Halbleiterschicht
mit aufzubringen, und zwar in Form einer zweiten, gegenüber der eigentlichen Halbleiterschicht
dünnen Schicht in Verbindung mit dem gleichen Halbleiterwerkstoff, also Selen. Um
vorzugsweise diese zweite Schicht durch einen Aufdampfvorgang aufbringen zu können,
erwies es sich als notwendig, einen Hilfsstoff zu benutzen, welcher die Übertragung
des die Sperrschichtbildung fördernden Mittels, z. B. in Form von Thallium, auf
die Niederschlagsfläche, also die Oberfläche der Halbleiterschicht, überhaupt erst
ermöglicht. Als Hilfsstoffe dieser Art erweisen sich z. B. die Halogene, wie Chlor,
Brom oder Jod. Diese Halogene wirken dabei gleichzeitig in günstiger Weise auf das
Selen dieser zweiten Schicht insofern, als sie in diesem entsprechende Störstellen
bilden und dadurch die Leitfähigkeit dieser Schicht in vorteilhafter Weise erhöhen,
so daß diese Schicht im Gesamtsystem des Halbleiteraufbaues nur einen relativ geringen
Widerstand aufweist. An sich könnte als Stoff für die Förderung der Leitfähigkeit
dieser zweiten Halbleiterschicht und als Mittel für die Übertragung des die Sperrschichtbildung
fördernden Mittels bei dessen Aufdampfungsvorgang das gleiche Halogen benutzt werden,
welches als die Leitfähigkeit verbesserndes Mittel in der Halbleiterschicht angewendet
wird, auf welche die zweite Schicht aufgebracht wird. Wenn nun die Konzentration
dieses Halogens in der zweiten mit dem die Sperrschichtbildung fördernden Mittel
aufgebrachten Schicht größer ist als diejenige des Halogenzusatzes in der eigentlichen
Halbleiterschicht, so wird eine Neigung an der fertigen Gleichrichteranordnung zu
dem Ausgleich der Konzentrationen in den beiden Halbleiterschichten für den Halogengehalt
bestehen. Dieser Ausgleich würde jedoch nachteilig sein, insbesondere weil auf diese
Weise die Leitfähigkeit der zweiten aufgebrachten Schicht herabgesetzt wird.Process for the production of selenium rectifiers with an addition of halogen
For selenium rectifiers, which in their semiconductor layer with an addition of impurities,
z. B. in the form of halogen, work with simultaneous use of an agent
for promoting barrier formation, such as B. thallium is suggested
has been used to promote the formation of the barrier layer in the construction of the semiconductor layer
to be applied with, namely in the form of a second, opposite the actual semiconductor layer
thin layer in connection with the same semiconductor material, i.e. selenium. Around
preferably to be able to apply this second layer by a vapor deposition process,
It turned out to be necessary to use an adjuvant to prevent the transmission
the barrier formation promoting agent, e.g. B. in the form of thallium
the precipitation area, i.e. the surface of the semiconductor layer, in the first place
enables. As auxiliaries of this type prove to be such. B. the halogens, such as chlorine,
Bromine or iodine. At the same time, these halogens have a beneficial effect on the
Selenium of this second layer insofar as it has corresponding impurities in this
form and thereby increase the conductivity of this layer in an advantageous manner,
so that this layer is only a relatively small one in the overall system of the semiconductor structure
Has resistance. In itself could be used as a substance for promoting conductivity
this second semiconductor layer and as a means of transferring the barrier layer formation
the same halogen is used in the evaporation process of the conveying agent,
which is applied as a conductivity improving agent in the semiconductor layer
on which the second layer is applied. If now the concentration
of this halogen in the second with the agent promoting the formation of the barrier layer
applied layer is larger than that of the halogen additive in the actual
Semiconductor layer, an inclination on the finished rectifier arrangement
the equalization of the concentrations in the two semiconductor layers for the halogen content
exist. However, this compensation would be disadvantageous, especially because of this
Way, the conductivity of the second applied layer is reduced.
Gemäß der Erfindung läßt sich dieser Erscheinung jedoch dadurch vorbeugen,
daß als Halogen in der zweiten Schicht ein anderes Halogen als in der ersten Schicht
benutzt wird; dessen Atomgewicht größer ist als dasjenige des in der ersten Halbleiterschicht
enthaltenen Halogens. Das schwerere Halogen hat wegen seines größeren Ionenradius
eine geringere Diffusionsneigung im Selen als das leichtere Halogen; auf diese Weise
ist die Neigung des in der zweiten Schicht benutzten Halogens zur Diffusion in die
erste Halbleiterschicht stets kleiner als die Neigung des in der ersten Halbleiterschicht
benutzten Halogens zur Diffusion in die zweite Schicht. Es wird sich daher stets
in der zweiten Halbleiterschicht eine größere Halogenkonzentration, gemessen in
Halogenatomen pro Volumeinheit, einstellen als in der ersten Schicht. Wird die Halogenkonzentration
in der zweiten Schicht von vornherein größer gewählt, so bleibt ein Konzentrationsunterschied
in dem genannten Sinne erhalten. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, in der ersten
Halbleiterschicht als Halogenzusatz für die Störstellenbildung z. B. Chlor zu benutzen
und in der zweiten Schicht, bei welcher das die Sperrschichtbildung fördernde Mittel
zugleich mit dem Selen aufgedampft wird, als Halogen z. B. Jod. Diese zweite Schicht
ist in ihrer Dicke dabei, wie bereits früher angeführt, vorzugsweise derart bemessen,
daß sie in der Größenordnung der an dem Halbleiter zu bildenden Sperrschicht liegt,
so daß jene somit für diese eine vorbereitende Schicht bildet. Auf die zweite Schicht
wird dann eine Elektrode aus einem geeigneten Metall, vorzugsweise einer Cadmium-Zinn-Legierung,
aufgebracht. Die Beachtung dieser Gesichtspunkte ist z. B. bedeutungsvoll in Verbindung
mit einem früheren Vorschlag, nach welchem dem zu verdampfenden Ausgangsprodukt
für die Bildung der zweiten Schicht des Halbleiters eines Selengleichrichters
außer
dem Gehalt an einem Metallelement als Zusatzstoff für die Förderung des Aufbaues
der Sperrschicht ein Zusatz an Halogen als Transportmittel für die Förderung der
übertragung des erstgenannten Stoffes, z. B. Thallium, auf die Halbleiterfläche
gegeben wird.According to the invention, however, this phenomenon can be prevented by
that the halogen in the second layer is a different halogen than in the first layer
is used; whose atomic weight is greater than that in the first semiconductor layer
contained halogen. The heavier halogen has because of its larger ionic radius
a lower tendency to diffuse in selenium than the lighter halogen; in this way
is the tendency of the halogen used in the second layer to diffuse into the
first semiconductor layer always smaller than the slope of the in the first semiconductor layer
used halogen for diffusion into the second layer. It will therefore always be
a greater halogen concentration in the second semiconductor layer, measured in
Halogen atoms per unit volume, set than in the first layer. Will the halogen concentration
If the second layer is chosen to be larger from the start, there remains a difference in concentration
received in the aforementioned sense. It has been shown to be beneficial in the first
Semiconductor layer as a halogen additive for the formation of impurities z. B. to use chlorine
and in the second layer, in which the barrier formation promoting agent
is evaporated at the same time with the selenium, as a halogen z. B. iodine. This second layer
is in its thickness, as already mentioned earlier, preferably dimensioned in such a way that
that it is of the order of magnitude of the barrier layer to be formed on the semiconductor,
so that it thus forms a preparatory layer for this one. On the second layer
an electrode is then made of a suitable metal, preferably a cadmium-tin alloy,
upset. The observance of these points of view is z. B. meaningful in connection
with an earlier suggestion according to which the starting product to be evaporated
for the formation of the second layer of the semiconductor of a selenium rectifier
except
the content of a metal element as an additive for promoting the structure
the barrier layer an addition of halogen as a means of transport for the promotion of
transfer of the first-mentioned substance, e.g. B. thallium, on the semiconductor surface
is given.
Das Verfahren nach der Erfindung sei an Hand der Zeichnung erläutert,
die das Schichtsystem eines Selengleichrichters mit zur Verdeutlichung vergrößerten
Dickenmaßstäben darstellt. Auf die Trägerplatte 1 wird Selen 2 mit einem Chlorgehalt
von z. B. 0,02 bis 0,0501,9 (bezogen auf das Gewicht) aufgebracht. Durch einen Aufdampfprozeß
wird eine zweite Schicht 3 aufgebracht unter Benutzung eines Ausgangsstoffes in
Form von Selen, welches außer einem Gehalt an Metall in Form von Thallium für die
Förderung des Aufbaues der Sperrschicht einen Halogengehalt in der Größenordnung
von etwa 0,05 bis 0,5 °1o Jod aufweist. Auf diese zweite Schicht 3 wird eine Elektrode
4 aus einem Cadmium-Zinn-Eutektikum aufgebracht, eventuell mit einer besonderen
Anschlußelektrode. Bei dieser Anordnung ist die Bedingung erfüllt, daß in der zweiten
Schicht 3 ein Halogen mit größerem Atomgewicht, größerem Ionenradius und daher geringerer
Diffusionsneigung vorliegt, verglichen mit dem Halogen der ersten Schicht 2.The method according to the invention is explained with reference to the drawing,
which enlarged the layer system of a selenium rectifier for the sake of clarity
Represents thickness gauges. Selenium 2 with a chlorine content is applied to the carrier plate 1
from Z. B. 0.02 to 0.0501.9 (by weight) applied. Through a vapor deposition process
a second layer 3 is applied using a starting material in
Form of selenium, which apart from a content of metal in the form of thallium for the
Promote the build-up of the barrier layer a halogen content of the order of magnitude
from about 0.05 to 0.5 ° 10 iodine. An electrode is placed on this second layer 3
4 applied from a cadmium-tin eutectic, possibly with a special one
Connection electrode. In this arrangement, the condition is met that in the second
Layer 3 is a halogen with a larger atomic weight, a larger ionic radius and therefore a smaller one
There is a tendency to diffuse compared with the halogen of the first layer 2.