DE1130931B

DE1130931B - Verfahren zur Herstellung eines Selengleichrichters

Info

Publication number: DE1130931B
Application number: DES48040A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erich Nitsche
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1953-02-10
Filing date: 1954-09-27
Publication date: 1962-06-07
Also published as: DE1106424B

Description

Verfahren zur Herstellung eines Selengleichrichters Das Hauptpatent 1106 424 bezieht sich auf einen Selengleichrichter, bei dem die Selensehicht aus mindestens zwei Teilschichten mit unterschiedlichem Zusatzstoffgehalt aufgebaut ist. Nach dem Hauptpatent besteht die der Sperrschicht benachbarte Schicht aus Selen mit einem Halogenzusatz und einem gleichmäßig in ihr verteilten, die Sperrschichtbildung fördernden zweiten Zusatz solcher Menge, daß durch die Wirkung des zweiten Zusatzes die Leitfähigkeit dieser Schicht herabgesetzt ist, gegenüber der Leitfähigkeit der gleichen Schicht, wenn sie nur den Halogenzusatz enthalten würde; ferner besteht die darunterliegende Schicht aus Selen mit einem Halogenzusatz und einem dritten Zusatz solcher Menge, daß durch das Zusammenwirken des Halogens und des dritten Zusatzes die Leitfähigkeit dieser Schicht erhöht ist, gegenüber der Leitfähigkeit der gleichen Schicht, wenn sie nur den Halogenzusatz enthalten würde.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Selengleichrichters nach dem Hauptpatent. Sie besteht darin, daß die Deckelektrode schmelzflüssig aufgebracht wird oder nach einem beliebigen Aufbringen vor oder während der thermischen und gegebenenfalls der elektrischen Behandlung des Selengleichrichters in schmelzflüssigen Zustand gebracht wird.
Für das Aufbringen der Gegenelektrode und die weitere Behandlung des Trockengleichrichterelements im Verlauf der Fertigung sind zahlreiche Verfahren bekannt. Man hat die Gegenelektrode beispielsweise durch Aufdampfen, Aufstäuben, Auflegen in Form einer Folie oder Scheibe oder nach dem Verfahren von S c h o o p durch Aufspritzen des Elektrodenmaterials auf die Halbleiterschicht aufgebracht.
Bei Gleichrichtern mit einschichtigem Halbleiterkörper hat man auch bereits die Gegenelektrode durch Eintauchen des unfertigen Gleichrichterelements in flüssiges Elektrodenmaterial erzeugt oder auf das bereits aktivierte Selen aufgespritzt und dann verflüssigt. Es ist auch bekannt, die Gegenelektrode erst nach den thermischen Formierungsprozessen aufzulegen bzw. aufzuspritzen. Demgegenüber kommt es bei Gleichrichtern mit mehrschichtigem Halbleiterkörper mit einem die Sperrschichtbildung fördernden Zusatz darauf an, die mit Beteiligung des Deckelelektrodenmetalls, des Selens und des Zusatzstoffes entstehende Sperrschicht möglichst schnell auszubilden, und zwar bevor es bei den hohen Temperaturen, denen das Gleichriohterelement während seiner thermischen und gegebenenfalls seiner elektrischen Formierung ausgesetzt ist, zu Diffusionsvorgängen kommen kann, durch die der Zusatzstoffgehalt, insbesondere der der Sperrschicht nächsten Schicht, nachteilig verändert wird. Dadurch, daß die Deckelektrode bei dem Verfahren nach der Erfindung von vornherein flüssig aufgebracht wird oder im Verlauf des Behandlungsverfahrens flüssig wird, kommt es in der der Deckelektrode nahen Zone der Halbleiterschicht mit ihrem die Sperrschichtbildung fördernden Zusatzstoffgehalt zu einer schnellen und wirksamen Bildung des Doppelrandschichtsystems aus der Selenschicht einerseits und der chemischen Verbindung aus dem Deckelektrodenmetall und dem Selen andererseits. Diese Sperrschichtbildung ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits abgeschlossen, bevor durch Diffusionsvorgänge im Lauf der Formierungsbehandlung der Zusatzstoffgehalt der einzelnen Schichten sich wesentlich verändern kann. Das Verfahren nach der Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß eine ungleichmäßige Ausbildung der Sperrschicht vermieden wird. Befindet sich nämlich zu keinem Zeitpunkt vor oder während der thermischen und gegebenenfalls der elektrischen Formierung die Gegenelektrode im flüssigen Zustand, so ist die Berührung zwischen Gegenelektrode und Selenschicht bei der Sperrschichtbildung im wesentlichen auf Punkte beschränkt. An diese Berührungspunkte wandert dann während der Formierung der Zusatzstoff, so daß an diesen Stellen ein überschuß, an den übrigen Stellen der Grenzfläche ein Mangel an Zusatzstoff auftritt und die Sperrschicht ungleichmäßig ausgebildet wird. Wenn die Gegenelektrode nicht unmittelbar in flüssiger Form aufgebracht wird, kann auch ein anderes Verfahren für das Aufbringen der Gegenelektrode benutzt werden; z. B. ein Aufdampfen oder Aufstäuben. Dann wird im Anschluß daran das Gegenelektrodenmaterial schmelzflüssig gemacht, so daß es auf diese Weise eine innige Verbindung mit der Oberfläche der Halbleiterschicht oder einer gegebenenfalls auf dieser vorher angebrachten Zwischenschicht eingeht. Das Schmelzen kann entweder ein selbständiger Prozeß oder ein Prozeß am Anfang oder während der Endumwandlung der Selenschieht sein, der auf rein thermischem oder elektrischem Wege oder durch einen kombinierten Prozeß vorgenommen werden kann. Es kann dann z. B. zu Beginn der Endumwandlung zunächst eine derart hohe Temperatur an der Gleichricheranord'nung erzeugt werden, daß die Deckelektrode auf jeden Fall schmelzflüssig wird, wonach dann bei einer geringeren Temperatur gearbeitet wird, so daß also die Deckelektrode fest wird und die weitere Behandlung des Gleichrichterelementeaufbaus dann nur noch bei fester Deckelektrode erfolgt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung eines Selengleichriohters nach Patent 1106 424, bei dem die Selenschicht aus mindestens zwei Teilschichten mit unterschiedlichem Zusatzstoffgehalt aufgebaut ist und -die der Sperrschicht benachbarte Schicht aus Selen mit einem Halogenzusatz und einem gleichmäßig in ihr verteilten, die Sperrschichtbildung fördernden zweiten Zusatz solcher Menge besteht, daß durch die Wirkung des zweiten Zusatzes die Leitfähigkeit dieser Schicht herabgesetzt ist, gegenüber der Leitfähigkeit der gleichen Schicht, wenn sie nur den Halogenzusatz enthalten würde, und wobei ferner die darunterliegende Schicht aus Selen mit einem Halogenzusatz und einem dritten Zusatz solcher Menge besteht, daß durch das Zusammenwirken des Halogens und des dritten Zusatzes die Leitfähigkeit dieser Schicht erhöht ist, gegenüber der Leitfähigkeit der gleichen Schicht, wenn sie nur den Halogenzusatz enthalten würde, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelektrode schmelzflüssig aufgebracht wird oder nach einem beliebigen Aufbringen vor oder während der thermischen und gegebenenfalls der elektrischen Behandlung des Selengleichrichters in schmelzflüssigen Zustand gebracht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 851227; britische Patentschrift Nr. 562 848; »Der Radiomarkt«, Beilage der Zeitschrift »Elektrotechnik« vom 9. Februar 1951, S. 14 bis 16.