[go: up one dir, main page]

DE1110317B - Semiconductor arrangement with at least one p-n junction and alloyed electrodes - Google Patents

Semiconductor arrangement with at least one p-n junction and alloyed electrodes

Info

Publication number
DE1110317B
DE1110317B DEG19712A DEG0019712A DE1110317B DE 1110317 B DE1110317 B DE 1110317B DE G19712 A DEG19712 A DE G19712A DE G0019712 A DEG0019712 A DE G0019712A DE 1110317 B DE1110317 B DE 1110317B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
indium
alloy
germanium
zone
transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEG19712A
Other languages
German (de)
Inventor
Robert Noel Hall
Ann Dixon Warner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE1110317B publication Critical patent/DE1110317B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D10/00Bipolar junction transistors [BJT]
    • H10P95/00
    • H10P95/50

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

G19712 Vmc/21gG19712 Vmc / 21g

ANMELDET AG : 26r MAI 1956REGISTRATION AG: 26 r MAY 1956

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGAEE- DER AUSLEGESCHRIFT:NOTICE THE REGISTRATION AND OUTLOOK EDITORIAL:

6. JULI 1961JULY 6, 1961

Die Erfindung betrifft Halbleiteranordnungen aus einem einkristallinen Halbleiterkörper mit einlegierten Elektroden und niit mindestens einem p-n-Übergang.The invention relates to semiconductor arrangements a monocrystalline semiconductor body with alloyed electrodes and with at least one p-n junction.

Die bei der Anordnung näeh der Erfindung verwendeten Halbleiter sind solche mit einer Diamant-Kristallstruktur und Elektronenleitung. Halbleiter, wie z. B. Germanium und Silizium; werden entweder als p-leitend öder η-leitend bezeichnet, je nach Art und dem Vorzeichen der elektrischen Ladungsträger, deren Art in erster Linie von der Art des überwiegenden Aktivators abhängt.The ones used in the arrangement near the invention Semiconductors are those with a diamond crystal structure and electron conduction. Semiconductors, like z. B. germanium and silicon; are either referred to as p-conductive or η-conductive, depending on the type and the sign of the electrical charge carrier, the nature of which depends primarily on the nature of the predominant Activator depends.

Trotzdem die Halbleiter anordnungen, die nach den bisher bekannten Legierungsmethoden hergestellt wurden, recht zufriedenstellend arbeiten, kann besonders bei Hälbleiteranordnimgen für den Hochleistungsbetrieb eine Verbesserung hinsichtlich der Stromverstärkung und der Verkleinerung der Nichtlinearität bei großen Strömen mit der Halbleiteranordnung gemäß der Erfindung erzielt werden. Dies ist auch gegenüber dem älteren Vorsehlag der Fall, nach welchem das Legierungsmaterial zur Erzielung eines gut emittierenden pn-Übergangs bei einem Transistor aus 0,1 bis 2 bzw. 10"% Gallium und der Rest aus Indium bestehen soll. Es ist ferner bekannt, zur Formierung eines Halbleiterkrisfalls aus Germanium auf die Oberfläche des umzuwandelnden Bereiches flüssiges Gallium aufzubringen, dem auch Indium, und zwar vorzugsweise weniger als '600Zo, hinzugefügt werden kann.Despite the fact that the semiconductor arrangements, which were produced by the previously known alloying methods, work quite satisfactorily, an improvement in terms of the current gain and the reduction of the nonlinearity at large currents can be achieved with the semiconductor arrangement according to the invention, especially in the case of Hälbleiteranordnimgen for high-performance operation. This is also the case compared to the older proposal, according to which the alloy material should consist of 0.1 to 2 or 10 "% gallium and the remainder of indium in order to achieve a well-emitting pn junction in a transistor. To form a semiconductor crystal of germanium, to apply liquid gallium to the surface of the area to be converted, to which indium, preferably less than 60 0 Zo, can also be added.

Bei den Anordnungen nach der Erfindung wird die Tatsache ausgenutzt, daß der Abscheidungskoeffizient von Indium in einem Halbleiterkristall von der Temperatur abhängt und vom Schmelzpunkt des Halbleitermaterials bis zu einer Temperatur von etwa 400° C rasch abnimmt. Diese Temperaturabhängigkeit des Abscheidungskoeffizienten von Indium im Germanium geht aus der "Kurve B in Fig. 1 hervor. Unter Berücksichtigung dieser Temperaturabhängigkeit konnte eine Akzeptorlegierung angegeben werden, die den bisher bekannten wesentlich überlegen ist.The arrangements according to the invention take advantage of the fact that the separation coefficient of indium in a semiconductor crystal depends on the temperature and on the melting point of the semiconductor material decreases rapidly up to a temperature of about 400 ° C. This temperature dependence the deposition coefficient of indium in germanium is shown in "curve B" in FIG. Taking this temperature dependency into account, an acceptor alloy could be specified, which is significantly superior to the previously known.

Bei der Halbleiteranordnung nach der Erfindung besteht das Legierungsmaterial mindestens einer Elektrode aus 0,02 bis 0,1 Gewichtsprozent Gallium und der Rest aus Indium. Außerdem bildet das Legierungsmaterial einen großflächigen Kontakt mit dem Halbleiterkörper.In the semiconductor device according to the invention, the alloy material consists of at least one Electrode made from 0.02 to 0.1 percent by weight gallium and the remainder from indium. In addition, that educates Alloy material makes extensive contact with the semiconductor body.

In der Beschreibung werden einige mögliche Ausführungen der Halbleiteranordnungen nach der Erfindung an Hand der· Zeichnungen näher erläutert.Some possible embodiments of the semiconductor arrangements according to the invention are described in the description explained in more detail on the basis of the drawings.

Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung der Ab-Scheidungskoeffizienten" Üer Aktivatoren als" Funktion der Temperatür;Fig. 1 shows a graph of the separation coefficients " About activators as a "function of the temperature;

HalbleiteranordnungSemiconductor device

mit mindestens einem p-n-Übergangwith at least one p-n junction

und einlegierten Elektrodenand alloyed electrodes

Anmelder:Applicant:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)
General Electric Company,
Schenectady, NY (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr, 13
Representative: Dr.-Ing. W. Reichel, patent attorney,
Frankfurt / M. 1, Parkstrasse, 13

Beanspruchte Priorität;
V. St. v. Amerika vom 27. Mai 1955
Claimed priority;
V. St. v. America May 27, 1955

Ann Dixon Warner und Robert Noel Hall,Ann Dixon Warner and Robert Noel Hall,

Schenectady, N. Y. (V. St. A. %
sind als Erfinder genannt worden
Schenectady, NY (V. St. A. %
have been named as inventors

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch einen p-n-Fläehengleichrichter; Fig. 2 is a cross section through a p-n area rectifier;

Fig. 3 ist ein Querschnitt einer anderen Ausführungsform entsprechend Fig. 2;Fig. 3 is a cross section of another embodiment corresponding to Fig. 2;

Fig. 4 ist ein Querschnitt .durch einen p-n-p-Flächentransistor; Fig. 4 is a cross section through a p-n-p junction transistor;

Fig. 5 ist ein schematischer Querschnitt eines n-p-n-Flächentransistors, undFig. 5 is a schematic cross section of an n-p-n junction transistor, and

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die die verbesserten Eigenschaften der Anordnung nach Fig. 5 im Vergleich mit Anordnungen ähnlicher Art zeigt.Figure 6 is a graph showing the improved Shows properties of the arrangement of Fig. 5 in comparison with arrangements of a similar type.

Beim Einlegieren von Elektroden unter ;Bildung einer Rekristallisationsschicht wurde ursprünglich nicht beachtet, daß die Abscheidungskoeffizienten mancher Verunreinigungen stark temperaturabhängig sind. Der Abscheidungskoeffizient einer Verunreinigung in einem wachsenden Halbleiterkörper ist das Verhältnis der Menge der Verunreinigung ,pro Masseneinheit, die sich in dem wachsenden Körper abscheidet, zu der Menge der Verunreinigung pro Masseneinheit in der Schmelze, mit der sieh .der wachsende Körper im Gleichgewicht befindet. Bei den drei gewöhnlich benutzten Akzeptoren für Germanium, nämlich Gallium,. Aluminium; und Indium, wurde bisher angenommen, daß nur Indium geeignete mechanische Eigenschaften besitzt.. Gallium ist bei Zimmertemperatur flüssig und daher zur ErzeugungWhen alloying electrodes under; formation of a recrystallization layer was originally does not take into account that the separation coefficients of some impurities are strongly temperature-dependent are. The deposition coefficient of an impurity in a growing semiconductor body is that Ratio of the amount of impurity, per unit mass, that is present in the growing body separates, to the amount of the impurity per unit mass in the melt, with which see .der growing body is in balance. Among the three commonly used acceptors for germanium, namely gallium ,. Aluminum; and indium, it was previously assumed that only indium was suitable possesses mechanical properties .. Gallium is liquid at room temperature and is therefore used for production

109 620/345109 620/345

3 43 4

von Legierungsübergängen ungeeignet. Aluminium Auf diese besseren Eigenschaften wird in Verbindung bildet ein sprödes Eutektikum mit Germanium und mit Fig. 6 besonders hingewiesen. Die Menge des ist daher ebenfalls nicht geeignet. Indium andererseits dem Indium zugefügten Galliums ist kritisch, da ein ist bildsam, schmilzt leicht und ist lange wegen geringer Zusatz eine Legierung ergibt, die die gleiseiner günstigen Eigenschaften bevorzugt worden. Es 5 chen Nachteile des im wesentlichen reinen Indiums wurde jedoch gefunden, daß Indium in elektrischer hat, während das Hinzufügen von viel Gallium die Hinsicht keineswegs ideal für die Herstellung von Legierung wegen ihrer mechanischen Eigenschaften Legierungsübergängen mit n-Germaniumkörpern für die Herstellung von Legierangsflächengleichrich- oder Legierungskontakten mit p-Germaniumkörpern tern und Transistoren ungeeignet macht. Wenn der ist. Die Brauchbarkeit eines Akzeptors bei der BiI- io Prozentsatz von Gallium 1 Gewichtsprozent überdung eines Legierungskontaktes mit einem Halb- schreitet, dann werden durch eine an Gallium reiche leiterkörper hängt davon ab, ob ein genügend hoher zweite feste Phase mit einem niedrigen Erstarrungs-Anteil des Aktivators in die rückkristallisierte Halb- punkt die damit hergestellten Kontakte mechanischunsuitable for alloy transitions. Aluminum is related to these better properties forms a brittle eutectic with germanium and is particularly pointed out in FIG. 6. The amount of is therefore also not suitable. Indium, on the other hand, gallium added to indium is critical as a is malleable, melts easily and for a long time, due to the small addition, results in an alloy that keeps the track favorable properties have been preferred. There are 5 disadvantages of the essentially pure indium however, it has been found that indium has in electrical while adding a lot of gallium the By no means ideal for the production of alloys because of their mechanical properties Alloy transitions with n-germanium bodies for the production of alloy surface rectification or alloy contacts with p-germanium bodies tern and transistors makes unsuitable. If the is. The usefulness of an acceptor when the BiI- io percentage of gallium is 1 percent by weight an alloy contact with a half-step, then one becomes rich in gallium Conductor body depends on whether there is a sufficiently high second solid phase with a low proportion of solidification of the activator in the recrystallized half-point the contacts made with it mechanically

leiterschicht eingebaut wird. Dies hängt in erster ungeeignet. — conductor layer is installed. This depends in the first place on unsuitable. -

Linie von einem Überschuß des Aktivators und dem 15 In Fig. 2 ist ein Gleichrichter dargestellt. DerLine from an excess of the activator and the 15 In Fig. 2, a rectifier is shown. Of the

Abscheidungskoeffizienten ab. Früher wurden Mes- Gleichrichter 10 enthält ein Halbleiterplättchen 11Deposition coefficients from. Earlier, measuring rectifiers 10 containing a semiconductor wafer 11

sungen des Abscheidungskoeffizienten bei hohen aus η-Germanium und zwei Elektroden 12 und 13,Solutions of the deposition coefficient at high levels from η-germanium and two electrodes 12 and 13,

Temperaturen durchgeführt, und man nahm an, daß die z. B. aus Nickel oder Fernico bestehen könnenTemperatures carried out, and it was assumed that the z. B. can consist of nickel or Fernico

der Abscheidungskoeffizient von Indium so groß sei, und in elektrischem Kontakt mit den beiden einanderthe deposition coefficient of indium was so great, and in electrical contact with the two of each other

daß genügend Indium in die rückkristallisierte Ger- 20 gegenüberliegenden Flächen des Plättchens 11 stehen,that there is enough indium in the recrystallized Ger- 20 opposite surfaces of the plate 11,

maniumschicht eingebaut wird. Die Elektrode 12 ist an dem Plättchen 11 durch einemanium layer is incorporated. The electrode 12 is on the plate 11 by a

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung der Abschei- Schicht 14 befestigt, die 0,02 bis 0,1 Gewichtsprozent dungskoeffizienten von Gallium und Indium in Ger- Gallium enthält, während sie im übrigen im wesentmanium als Funktion der Temperatur wiedergegeben. liehen aus Indium besteht. Das Akzeptormaterial 14 Wie ersichtlich, schwankt der Abscheidungskoeffizient 25 bildet einen p-n-Übergang 16 mit dem Halbleitervon Gallium in Germanium (Kurve A) weniger als plättchen 11, der vor dem rückkristallisierten Bezirk ein Drittel einer Dekade, innerhalb des Temperatur- 15 aus p-Germanium liegt. Da die Legierung Überbereiches von 400 bis 900° C, während der Abschei- wiegend aus Indium besteht, hat sie die Formbarkeit dungskoeffizient von Indium (Kurve B) bei Ände- von Indium und bildet einen schmiegsamen Kontakt rung der Legierungstemperaiur von 900 auf 400° C 30 zwischen dem Plättchen 11 und der Elektrode 12, so um nahezu zwei Dekaden abfällt. Diese Abnahme daß kein Springen oder Abplatzen der Verbindung des Abscheidungskoeffizienten von Indium in Ger- bei hohen Betriebstemperaturen auftritt,
manium bei tiefen Temperaturen verhindert, daß sich Die Elektrode 13 ist mit dem Halbleiterplättchen 11 eine genügende Anzahl von Indiumatomen in der durch ein Lötmittel 17 verbunden, welches gute elekrückkristallisierten Schicht abscheidet. Bei 400° C ist 35 trische und mechanische Eigenschaften besitzt. Dieses daher eine Konzentration von 10 ~5 Teilen Indium in Lötmittel kann Zinn oder eine Legierung mit einem der rückkristallisierten Schicht nicht zu erzielen, wäh- kleinen Prozentsatz eines Donators sein, während der rend für einen Kontakt mehr als 10 ~4 Teile Indium Rest aus Indium besteht. Zu diesem Zweck kann erforderlich sind. eine Mischung von etwa 10 bis 30 Gewichtsprozent
Fig. 1 is a graphical representation of the deposition layer 14, which contains 0.02 to 0.1 percent by weight formation coefficients of gallium and indium in Ger-gallium, while it is otherwise shown essentially as a function of temperature. borrowed from indium. The acceptor material 14 As can be seen, the deposition coefficient 25 forms a pn junction 16 with the semiconductor of gallium in germanium (curve A) less than plate 11, which is a third of a decade before the recrystallized region, within the temperature 15 of p-germanium lies. Since the alloy overrange from 400 to 900 ° C, while the deposit consists mainly of indium, it has the malleability of indium (curve B) when indium changes and forms a pliable contact of the alloy temperature from 900 to 400 ° C 30 between the plate 11 and the electrode 12, so drops by almost two decades. This decrease that no cracking or peeling of the connection of the deposition coefficient of indium occurs in Ger- at high operating temperatures,
The electrode 13 is connected to the semiconductor wafer 11 by a sufficient number of indium atoms in the through a solder 17, which deposits a good electrolytically recrystallized layer. At 400 ° C it has 35 tric and mechanical properties. This, therefore, a concentration of 10 ~ 5 parts indium in solder cannot achieve tin or an alloy with one of the recrystallized layers, while the small percentage of a donor rend for a contact more than 10 ~ 4 parts indium remainder of indium consists. For this purpose it may be necessary. a mixture of about 10 to 30 percent by weight

Da die Schmelztemperatur von Germanium etwa 40 eines Donators, z. B. Arsen oder Phosphor, in IndiumSince the melting temperature of germanium is about 40% of a donor, e.g. B. arsenic or phosphorus, in indium

941° C beträgt, könnte man annehmen, daß Germa- benutzt werden. Da der Abscheidungskoeffizient von941 ° C, one could assume that Germa- are used. Since the separation coefficient of

niumkörper bis auf 900c C erhitzt werden könnten, Indium in Germanium sehr viel kleiner ist als dernium bodies could be heated up to 900 c C, indium in germanium is much smaller than that

damit sich die richtigen Mengen von Indium in der Abscheidungskoeffizient des Donators in Germanium,so that the correct amounts of indium are included in the deposition coefficient of the donor in germanium,

Rekristallisationszone abscheiden. Es ist jedoch aus werden die elektrischen Eigenschaften des KontaktesSeparate the recrystallization zone. However, it is made up of the electrical properties of the contact

anderen Gründen wünschenswert, daß die Übergänge 45 von dem Donator bestimmt. Da andererseits wesent-For other reasons, it is desirable that junctions 45 be determined by the donor. On the other hand, since

an den Germaniumkörpern bei Temperaturen von lieh mehr Indium vorhanden ist, hat die Legierungif more indium is present on the germanium bodies at temperatures of borrowed, the alloy has

etwa 400 bis 500° C erzeugt werden. Es ist z. B. praktisch die gleichen mechanischen Eigenschaftenabout 400 to 500 ° C can be generated. It is Z. B. practically the same mechanical properties

außerordentlich schwierig, die Diffusionstiefe ver- wie reines Indium, d. h., die Legierung ist genügendextremely difficult to compare the depth of diffusion as pure indium, i. that is, the alloy is sufficient

schiedener Verunreinigungen im Germaniumkörper duktil, um Temperaturbeanspruchungen ohne Riß-various impurities in the germanium body ductile in order to withstand temperature stresses without cracking

bei Temperaturen über 500° C zu regeln. Außerdem 50 bildung oder Abplatzen zu widerstehen,to be controlled at temperatures above 500 ° C. In addition, to withstand formation or flaking,

schmelzen bei Temperaturen über 500° C oft die An- Der in Fig. 2 dargestellte Gleichrichter 10 wird inThe rectifier 10 shown in FIG. 2 is shown in FIG

schlußdrähte und die Lötmittel, die bei der Herstel- der folgenden Weise hergestellt. Ein Plättchen 11 ausconnecting wires and the solder used in the manufacture of the following manner. A plate 11 from

lung der Halbleiteranordnungen benutzt werden. η-Germanium in monokristalliner Form wird ausdevelopment of the semiconductor devices are used. η-germanium in monocrystalline form is made from

Der Hauptgrund jedoch für die Herstellung der einem η-leitenden Germaniumkristall herausgeschnit-Legierungsübergänge bei verhältnismäßig niedrigen 55 ten, der einen verhältnismäßig niedrigeren WiderTemperaturen besteht darin, daß die Wärme- stand von vorzugsweise weniger als 1 Ohm-cm hat. behandlung die halbleitenden Eigenschaften des Ger- Das Plättchen 11 kann z. B. ein dünnes Stück Germaniums ungünstig beeinflußt, wenn das Germanium manium mit einer Stärke von etwa 0,05 cm sein, auf über 500° C erhitzt wird. Dieses kann jedoch je nach dem VerwendungszweckHowever, the main reason for making the η-conductive germanium crystal cut-out alloy junctions at a comparatively low 55th, the comparatively lower resistance temperature consists in the fact that the heat level is preferably less than 1 ohm-cm. treatment of the semiconducting properties of the Ger- The plate 11 can, for. B. a thin piece of germanium adversely affected if the germanium manium be about 0.05 cm thick, is heated to over 500 ° C. However, this may vary depending on the purpose

Gallium ist zwar bei Raumtemperatur flüssig und 60 der Anordnung verschieden sein. Die Länge undGallium is liquid at room temperature and its arrangement is different. The length and

daher zur Herstellung von Legierungsübergängen mit Breite des Plättchens sind nicht kritisch, können abertherefore for the production of alloy transitions with the width of the platelet are not critical, but can

Germanium an sich nicht geeignet, aber winzige Bei- etwa 0,67 cm betragen.Germanium not suitable per se, but tiny inches of about 0.67 cm.

mengungen von Gallium zum Indium ergeben eine Die Bildung eines p-n-Übergangs in dem Germa-Mixtures of gallium to indium result in the formation of a p-n junction in the German

Legierung, die eine sehr gute Kombination von Ak- niumplättchen 11 und die Befestigung der ElektrodeAlloy, which is a very good combination of acne platelets 11 and the attachment of the electrode

zeptoren für Germanium darstellt. Mit einer solchen 65 12 mittels einer Akzeptorlegierung 14 einerseits undrepresents receptors for germanium. With such a 65 12 by means of an acceptor alloy 14 on the one hand and

Legierung hergestellte Halbleiteranordnungen besit- das Anlöten der Elektrode 13 mittels einer Donator-Alloy-made semiconductor arrangements have the soldering of the electrode 13 by means of a donor

zen günstigere elektrische Eigenschaften, und zwar legierung 17 andererseits, können in zwei unabhän-zen more favorable electrical properties, namely alloy 17 on the other hand, can be in two independent

sowohl als Gleichrichter als auch als Transistoren. gigen Schnitten durchgeführt werden. Zweckmäßigboth as rectifiers and as transistors. frequent cuts can be made. Appropriate

Claims (5)

5 6 5 6 werden beide Vorgänge jedoch gleichzeitig durchge- Zinnlot, einem Zinnarsenlot oder einem Indiumführt. Dann werden das Germaniumplättchen 11 und lot, das 10 bis 30 Gewichtsprozent Arsen oder Phosdie Elektroden 12 und 13, die vorzugsweise aus Nik- phor enthält, angelötet sein können. Der Kontakt mit kel bestehen, sowie die dünnen Schichten der Dona- der Zone 33 wird durch ein Akzeptorlot der oben torlegierung 17 und der Akzeptorlegierung 14 nach 5 angegebenen Zusammensetzung hergestellt. Obwohl Art eines Paketes aufeinandergeschichtet und in keine gleichrichtende Schicht durch das Legieren mit einem geeigneten Ofen erwärmt und miteinander der Basis 33 gebildet wird, muß der Basiskontakt legiert. Die Legierungstemperatur kann etwas schwan- doch eine genügende Anzahl von Defektelektronen ken; es ist jedoch zweckmäßig, diese zwischen 400 an die Basiszone liefern, damit die Transistorwirkung und 500° C zu wählen, damit keine nachteiligen Wir- io eintritt.However, both processes are carried out simultaneously with tin solder, a tin arsenic solder or an indium. Then the germanium platelets 11 and solder containing 10 to 30 percent by weight of arsenic or phosphorus Electrodes 12 and 13, which are preferably made of Nikphor, can be soldered on. The contact with kel exist, as well as the thin layers of the donor zone 33 is supported by an acceptor solder of the above gate alloy 17 and the acceptor alloy 14 prepared according to 5 specified composition. Even though Kind of a packet stacked on top of each other and in no rectifying layer by alloying with a suitable furnace is heated and the base 33 is formed together, the base contact must alloyed. The alloy temperature can fluctuate somewhat, but a sufficient number of defect electrons ken; however, it is advisable to supply these between 400 to the base zone so that the transistor effect and 500 ° C should be selected so that no adverse effects occur. kungen entstehen. Die Zeit der Erwärmung kann je Als Beispiel für die Verbesserung, die bei einem nach der Dicke des Germaniumplättchens 11 ver- n-p-n-Transistor der Fig. 5 durch Verwendung eines schieden gewählt werden. Bei der Verwendung eines Basiskontaktes aus der genannten Akzeptorlegierung Germaniumplättchens von etwa 0,05 cm Dicke bildet erzielt wird, sei auf Fig. 6 Bezug genommen. In diesich ein befriedigender p-n-Übergang bei einer Tem- 15 ser Figur ist eine graphische Darstellung des Stromperatur von 400° C in einer Minute. Verstärkungsfaktors a0 als Funktion des Emitterin Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform der An- stromes des gleichen Transistors mit zwei verschieordnung der Fig. 2 dargestellt. Der Gleichrichter der denen Basiskontakten aufgezeichnet. Die Kurve C Fig. 3 weicht von dem der Fig. 2 dadurch ab, daß an der Fig. 6 zeigt, daß der Stromverstärkungsfaktor aQ Stelle der Nickelelektrode 12 ein Zuleitungsdraht 18, 20 eines n-p-n-Flächentransistors miteinemBasiskontakt der aus Nickel bestehen kann, direkt mit dem Elek- aus reinem Indium von etwa 0,94 bei 0,1 mA auf trodenkörper 19 verbunden ist, der seinerseits mit etwa 0,82 bei 10 mA absinkt, wenn der Emitterstrom dem n-Germaniumplättchen 11 legiert ist, wie dies in von 0,01 mA auf etwa 10 mA erhöht wird. Das beVerbindung der Anordnung der Fig. 2 beschrieben deutet einen Abfall von mehr als 10%>. Die Kurve D wurde. Der Körper 19 des Akzeptoraktivatormaterials 25 der Fig. 6 zeigt den günstigeren Verlauf des Stromenthält eine Legierung aus 0,02 bis 0,1 Gewichts- Verstärkungsfaktors a0 des gleichen Transistors mit prozent Gallium, deren Rest aus Indium besteht. einem Basiskontakt mit einer Akzeptorlegierung aus Durch das Legieren und das Abkühlen wird ein dün- Gallium und Indium. Die Kurve D steigt stetig von ner Bezirk 20 aus p-Germanium in dem Plättchen 11 dem Anfangswert bei 0,01 Amp., bis der Strom 5 mA erzeugt, der einen p-n-Übergang 21 mit dem Haupt- 30 erreicht, und fällt dann langsam bei 40 mA etwa auf körper des n-Plättchens 11 bildet. den Anfangswert. Die beiden Kurven lassen erkennen, Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 dar- daß Transistoren mit der Gallium-Indium-Legierung gestellt; diese Figur zeigt einen Transistor 22 aus einen hohen Stromverstärkungsfaktor «0 auch bei einem dünnen monokristallinen Plättchen 23 aus hohen Emitterströmen besitzen.
η-Germanium, das zweckmäßig einen Widerstand 35 Bei einer Schaltung mit geerdetem Emitter, die von weniger als 1 Ohm-cm hat und auf dessen beiden häufig bei niedrigen Frequenzen benutzt wird, ist die einander gegenüberliegenden Hauptseiten zwei Mas- Leistungsverstärkung einer Verstärkerstufe proporsen 24 und 25 der genannten Akzeptorlegierung aus tkmal dßr Größe (1 ;' Daher verursacht ein sehr Gallium und Indium durch Legieren aufgebracht VI —<v
problems arise. The time of the heating can be selected as an example of the improvement in a vernpn transistor of FIG. 5 by using a different according to the thickness of the germanium plate 11. When using a base contact made from the above-mentioned acceptor alloy forming germanium platelets approximately 0.05 cm thick, reference is made to FIG. 6. This shows a satisfactory pn junction at a temperature. Figure is a graphical representation of the current temperature of 400 ° C in one minute. Gain factor a 0 as a function of the emitter. FIG. 3 shows another embodiment of the incoming current of the same transistor with two different arrangements from FIG. The rectifier of those base contacts recorded. Curve C, Fig. 3, differs from that of Fig. 2 in that Fig. 6 shows that the current amplification factor a Q position of the nickel electrode 12 is a lead wire 18, 20 of an npn junction transistor with a base contact which can consist of nickel, directly is connected to the electrode from pure indium of about 0.94 at 0.1 mA on electrode body 19, which in turn drops by about 0.82 at 10 mA when the emitter current is alloyed to the n-germanium plate 11, as in FIG 0.01 mA is increased to about 10 mA. The connection described for the arrangement of FIG. 2 indicates a drop of more than 10%. The curve D was. The body 19 of the acceptor activator material 25 of Fig. 6 shows the more favorable course of the current contains an alloy of 0.02 to 0.1 weight gain factor a 0 of the same transistor with percent gallium, the rest of which consists of indium. a base contact with an acceptor alloy made of through the alloying and cooling a thin gallium and indium. The curve D rises steadily from the region 20 of p-germanium in the chip 11 to the initial value at 0.01 amps, until the current generates 5 mA, which reaches a pn junction 21 with the main 30, and then falls slowly at 40 mA approximately on the body of the n-plate 11. the initial value. The two curves show that a further exemplary embodiment is shown in FIG. 4 that shows transistors with the gallium-indium alloy; this figure shows a transistor 22 with a high current amplification factor 0 even with a thin monocrystalline plate 23 with high emitter currents.
η-germanium, which expediently has a resistor 35. In a circuit with a grounded emitter, which has less than 1 ohm-cm and both of which are often used at low frequencies, the opposing main sides are two Mas power amplification of an amplifier stage propose 24 and 25 of the above-mentioned acceptor alloy from tkmal dßr size (1; ' Therefore a very gallium and indium applied by alloying VI - <v
sind. Vor den rückkristallisierten Bezirken 26 und 27 40 kleiner Abfall von a0 einen starken Abfall der Lei-are. Before the recrystallized districts 26 and 27 40, a small drop from a 0 shows a sharp drop in the line aus p-Germanium liegen die p-n-Übergänge 28 und stungsverstärkung der Transistorstufe bei großenmade of p-germanium, the p-n junctions 28 and the power gain of the transistor stage are large 29. Der Abstand zwischen den p-n-Übergängen 28 Strömen. Wird z. B. das Verhalten von zwei Transi-29. The distance between the p-n junctions 28 currents. Is z. B. the behavior of two transit und 29 ist sehr klein und beträgt etwa 0,0025 cm stören entsprechend den Kurven der Fig. 6 ver-and 29 is very small and amounts to about 0.0025 cm. oder weniger. Der Kontakt mit dem Hauptkörper des glichen, dann beträgt die Leistungsverstärkung einesOr less. Contact with the main body of the same, then the power gain is one Transistors 23 wird durch eine Elektrode 30 herge- 45 Transistors mit dem Basiskontakt aus reinem IndiumThe transistor 23 is produced by an electrode 30. The transistor with the base contact is made of pure indium stellt, die z. B. aus Fernico oder Nickel bestehen bei 5 mA Emitterstrom etwa 50, während die Lei-represents, the z. B. from Fernico or nickel consist of 5 mA emitter current about 50, while the line kann und die an dem Körper des Plättchens 23 in stungsverstärkung des gleichen Transistors bei 5 mAcan and the on the body of the plate 23 in stungsigungsicherung the same transistor at 5 mA passender Weise durch ein Donatormaterial 31 be- und Verwendung eines Basiskontaktes aus Galliumappropriately loaded by a donor material 31 and use of a base contact made of gallium festigt ist, das aus einer Legierung von Indium und und Indium über 900 beträgt. Außer dieser besserenis solidified, which is from an alloy of indium and and indium over 900. Except this better one z.B. 10 bis 30%» Arsen oder Phosphor bestehen 50 Leistungsverstärkung haben die Halbleiteranordnun-e.g. 10 to 30% »arsenic or phosphorus exist 50 kann. Wahlweise kann der Kontakt mit dem Haupt- gen gemäß der Erfindung noch weitere Vorteilecan. Optionally, the contact with the main gene according to the invention can have further advantages körper des Plättchens 23 auch durch ein Zinnlot durch den ziemlich konstanten Wert von aQ. Beibody of the plate 23 also by a tin solder by the fairly constant value of a Q. at oder ein Zinnarsenlot hergestellt werden. Außerdem einem Transistorverstärker hängt die nutzbare unver-or a tin arsenic solder can be made. In addition, a transistor amplifier depends on the usable un- sind Zuleitungen zu den verschiedenen Elektroden zerrte Ausgangsleitung von der linearen Beziehungare leads to the various electrodes pulled output lead from the linear relationship angebracht. 55 zwischen Eingangsstrom und Ausgangsstrom ab. Daappropriate. 55 between input current and output current. There Die Anordnung nach der Fig. 5 ist ein gezogener a„ bei der Schaltung mit geerdeter Basis und dieThe arrangement according to FIG. 5 is a drawn a "in the circuit with a grounded base and the ra^T·8*0B-f ?em ,?ehverfah£en we.rden Größe -^*- in der Schaltung mit geerdetem Emit-ra ^ T · 8 * 0B -f? em ,? ehverfah £ en we . rden size - ^ * - in the circuit with earthed emit- Halbleiterkorper mit einer dünnen p-Germanium- 1 — a0 a &Semiconductor body with a thin p-germanium 1 - a 0 a & zone zwischen zwei angrenzenden η-Bereichen her- ter Porportionalitätskonstanten zwischen dem Ausgestellt. Die p-Zone kann eine Dicke von 0,0025 cm 60 gangsstrom und dem Eingangsstrom sind, ergibt der oder weniger haben. Abfall von a0 bei hohen Strömen eine Nichtlinearität Die Anordnung der Fig.5 enthält eine erste η-Zone und eine wesentlich kleinere unverzerrte Ausgangs-32, eine dünne p-Zone 33 und eine zweite n-Zone 34 leistung,
in Längsrichtung in einem monokristallinen Germaniumkörper. Der p-n-Übergang35 dient als Emitter 65 PATENTANSPRÜCHE:
und der Übergang 36 als Kollektor. Der Kontakt mit
zone between two adjoining η-areas her- ter proportionality constants between the exhibited. The p-zone can have a thickness of 0.0025 cm 60 input current and the input current results in or less. Decrease of a 0 at high currents a non-linearity The arrangement of Fig. 5 contains a first η-zone and a much smaller undistorted output 32, a thin p-zone 33 and a second n-zone 34 power,
lengthways in a monocrystalline germanium body. The pn junction35 serves as an emitter 65 PATENT CLAIMS:
and the junction 36 as a collector. The contact with
der Emitterzone 32 und der Kollektorzone 34 wird 1. Halbleiteranordnung aus einem einkristalli-the emitter zone 32 and the collector zone 34 is 1st semiconductor arrangement made of a monocrystalline durch Anschlüsse 37 bzw. 38 hergestellt, die mit einem nen Körper mit einlegierten Elektroden und mitproduced by connections 37 and 38, respectively, with a NEN body with inlaid electrodes and with mindestens einem p-n-Übergang, dadurch gekernt zeichnet, daß das Legierungsmaterial mindestens einer Elektrode aus 0,02 bis 0,1 Gewichtsprozent Gallium und der Rest aus Indium besteht und einen großflächigen Kontakt mit dem Halbleiterkörper bildet.at least one pn junction, characterized in that the alloy material of at least one electrode consists of 0.02 to 0.1 percent by weight gallium and the remainder of indium and forms a large-area contact with the semiconductor body.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper n-leitend ist und eine weitere ohmsche Elektrode vorgesehen ist. - ίο2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the semiconductor body is n-conductive and a further ohmic electrode is provided is. - ίο 3. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine weitere in gleicher Weise einlegierte Elektrode mit einem zweiten p-n-Über-3. Arrangement according to claim 2, characterized by a further alloyed in the same way Electrode with a second p-n over- 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der monokristalline Halbleiter-4. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the monocrystalline semiconductor körper zwei η-leitende Zonen sowie eine dritte zwischen diesen liegende p-leitende Zone besitzt sowie zwei ohmsche Elektroden an den" ersten Zonen und eine dritte ohmsche Elektrode an der dritten Zone, wobei die dritte Elektrode aus 0,02 bis 0,1 Gewichtsprozent Gallium und im übrigen aus Indium besteht.body has two η-conductive zones and a third p-conductive zone between these as well as two ohmic electrodes on the "first zones" and a third ohmic electrode on the third zone, the third electrode made of 0.02 to 0.1 percent by weight gallium and the rest consists of indium. 5. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einlegieren der Elektroden vorzugsweise eine Temperatür, von 400° C eingehalten, die Temperatur von 500° C aber nicht überschritten wird.5. A method for producing a device according to claim 1, characterized in that When alloying the electrodes, a temperature of 400 ° C is preferred Temperature of 500 ° C but not exceeded will. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr! 906 955.
Considered publications:
German patent specification no! 906 955.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings © 109 620/345 6.61© 109 620/345 6.61
DEG19712A 1955-05-27 1956-05-26 Semiconductor arrangement with at least one p-n junction and alloyed electrodes Pending DE1110317B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US839455XA 1955-05-27 1955-05-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1110317B true DE1110317B (en) 1961-07-06

Family

ID=22181671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEG19712A Pending DE1110317B (en) 1955-05-27 1956-05-26 Semiconductor arrangement with at least one p-n junction and alloyed electrodes

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE1110317B (en)
FR (1) FR1153533A (en)
GB (1) GB839455A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL239515A (en) * 1958-06-18

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE906955C (en) * 1952-03-28 1954-02-04 Licentia Gmbh Process for the production of larger contiguous defect-conducting areas in the outer layers of excess-conducting germanium crystals

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE906955C (en) * 1952-03-28 1954-02-04 Licentia Gmbh Process for the production of larger contiguous defect-conducting areas in the outer layers of excess-conducting germanium crystals

Also Published As

Publication number Publication date
FR1153533A (en) 1958-03-12
GB839455A (en) 1960-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE961913C (en) Process for the production of electrically asymmetrically conductive systems with p-n junctions
DE69127314T2 (en) Diamond semiconductor device
DE977615C (en) Method of manufacturing a semiconductor element intended for signal transmission devices
DE1056747C2 (en) Process for the production of several p-n junctions in semiconductor bodies for transistors by diffusion
DE2844070C2 (en)
DE3727019A1 (en) SEMICONDUCTOR COMPONENT
DE1084381B (en) Alloying process for the production of pn junctions on the surface of a semiconductor body
DE976348C (en) Process for the production of semiconductor components with pn junctions and components produced according to this process
DE1073110B (en) Process for the production of rectifying or ohmic connection contacts on silicon carbide bodies
DE1223951B (en) Process for the production of semiconductor components with one or more PN junctions
DE2019655C2 (en) Method for diffusing an activator which changes the conductivity type into a surface region of a semiconductor body
DE1032853B (en) Process for the production of alloy contacts on a semiconductor base made of silicon
DE1282796B (en) Integrated semiconductor devices and methods of making the same
DE1213920B (en) Semiconductor component with five zones of alternating conductivity type
DE1166938B (en) Method for manufacturing a semiconductor device
DE1026433B (en) Surface semiconductors and process for producing the same by local melting
EP0241744A2 (en) Liquid-phase epitaxial process, especially for manufacturing three-dimensional semiconductor structures
DE1950478A1 (en) Semiconductor component with controllable capacitance
DE1110317B (en) Semiconductor arrangement with at least one p-n junction and alloyed electrodes
DE1805261A1 (en) Temperature compensated reference diode and method of making the same
DE967259C (en) Area transistor
DE1189658C2 (en) Method of manufacturing an area transistor
DE1194065B (en) Semiconductor component with partially falling characteristics and operating circuit
DE1160953B (en) Alloying process for the production of tunnel diodes
DE1185292B (en) Double semiconductor component with an Esaki transition and another transition connected in parallel