DE1648614C2 - Verfahren zum Herstellen eines mechanoelektrischen Wandlers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines mechanoelektrischen Wandlers, bei dem wenigstens ein Slörstoff, der wenigstens ein tiefes Energieniveau im verbotenen Band eines Halbleiterkörpers bildet, auf der Oberfläche dieses Haibleiterkörpers angeordnet und thermisch in den Halbleiterkörper eindiffundiert wird und bei dem wenigstens zwei elektrische Anschlüsse am Halbleiterkörper angebracht werden.

Es sind bereits mechanoelektrische Wandler be- ίο kannt (belgische Patentschrift 672 213), bei denen sich der elektrische Widerstand mit dem Druck verändert und deren Halbleiterkörper mit einem tiefe Energieniveaus erzeugenden Störstoff dotiert ist. Diese Wandler können in der eingangs genannten Art hergestellt werden.

Bei einem Halbleiterkörper aus Silizium oder Germanium kann beispielsweise Au, Cu, Co, Ni, Fe, Zn od. dgl. oder ein Gemisch aus einem dieser Stoffe als tiefe Energieniveaus erzeugender Störstoff verwendet ao werden; andere Störstoffe erweisen sich als für andere Halbleitermaterialien geeignet. Ein solcher Störstoff wird bekanntlich durch thermische Diffusion oder während der Bildung eines Halbleitereinkristalls in den Halbleiter eingebracht.

Der elektrische Widerstand des Wandlers kann dann durch Aufbringen eines Drucks auf wenigstens eine der Anschlußelektroden verändert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß der entstehende Wandler eine erhöhte Widerstandsänderung je Druckänderung, also eine erhöhte Ansprechempfindlichkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei dem eingangs genannten Verfahren der Halbleiterkörper mit dem auf seiner Oberfläche angeordneten, tiefe Energitniveaus erzeugenden Störstoff vor der Eindiffusion dieses Störntoffs mit einer so dosierten Strahlung bestrahlt wird, daß der Halbleiterkörper nicht geschmolzen wird. Aus dieser Maßnähme resultiert eine erhöhte Ansprechempfindlichkeit, die bei einer bestimmten Strahlungsdosis einen Maximalwert annimmt.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung, die das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines mechanoelektrischen Wandlers erläutert und

F i g. 2 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Ansprechempfindlichkeit eines solchen Wandlers von der Strahlungsdosierung.

Fig. 1 zeigt einen Halbleiterkörper 11, auf den ein Störstoff 12 aufgebracht ist, der ein oder mehrere tiefe Energieniveaus bildet.

Nach Bestrahlen, wie durch Pfeile in F i g. 1 dargestellt, wird der Halbleiterkörper 11 erhitzt und dadurch der Störstoff 12 in den Halbleiterkörper 11 eindiffundiert. Die verwendete Strahlung kann ein Elektronenstrahl, ein Neutronenstrahl od. dgl. mit einer Aufstrahlungszeit und einer Intensität in einer Größenordnung sein, daß der Halbleiterkörper 11 nicht dadurch geschmölzen wird.

Nach Bestrahlen des Halbleiterkörpers 11 und Diffundieren des Störstoffs 12 in den Halbleiterkörper 11 werden Elektroden 13 an den gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterkörpers 11 angeoidnet. In diesem Fall kann der den oder die tiefen Energieniveaus bildende Störstoff in den Halbleiterkörper diffundiert werden, nachdem der Körper nur von einer Seite bestrahlt worden ist. Ob der Halbleiterkörper nur von einer Seite oder von beiden Seiten des Körpers bestrahlt wird, kann von dem beabsichtigten Verwendungszweck des Wandlers abhängig gemacht werden. Die elektrischen Anschlüsse können ohmisch oder nicht-ohmisch sein und können auf bekannte Weise hergestellt werden.

Die Druck-Ansprechempfindlichkeit eines so hergestellten mechanoelektrischen Wandlers verändert sich je nach der Dosis der Bestrahlung und weist einen Maximalwert auf, wie in F i g. 2 dargestellt.

Eine beispielsweise Durchführung des Verfahrens wird im folgenden im einzelnen beschrieben. Als Halbleiterkörper wurde ein Einkristallstück aus Si mit einem spezifischen Widerstand von 1 Ω/cm und einer Dichte von Ätzvertiefungen von weniger als 10 verwendet. Kupfer wurde auf dieses Einkristallstück aufgebracht, und dann wurde ein Elektronenstrahl unter einer Beschleunigungsspannung von 50 kV in Vakuum 1000 Sekunden lang aufgestrahlt. Daraufhin wurde die Diffusion in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1000 C 30 Minuten lang durchgeführt, und danach wurde Au (0,8 ° 0 Sb) zur Bildung von Elektroden auflegiert. Der so hergestellte mechanoelektrische Wandler wies einen elektrischen Widerstand auf, der sich unter einem leichten aufgebrachten Druck stark änderte.

Bei Verwendung von Si wurde der höchste Wert der Empfindlichkeit erreicht, wenn ein Elektronenstrahl von 10 μA und 50 kV 1000 Sekunden lang aufgestrahlt wurde. Eine Uberdosierung der Strahlung verursachte das Schmelzen des Si und sollte bei Durchführung der Erfindung vermieden werden.

Dia Erfindung ist auch bei anderen Halbleitermaterialien, wie beispielsweise Gc. GaAs. GaP u. dgl. anwendbar.

Derhergestelltemechanoeiektnsche Wandler ändert seinen elektrischen Widerstand bei Aufbringen eines leichten Drucks von etwa li>- bis K)* ρ cm- stark.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Herstellen eines mechanoelektrischen Wandlers, bei dem wenigstens ein Störstoff, der wenigstens ein tiefes Energieniveau im verbotenen Band eines Halbleiterkörpers bildet, auf der Oberfläche dieses Halbleiterkörper angeordnet und thermisch in den Halbleiterkörper eindiffundiert wird und bei dem wenigstens zwei elektrische Anschlüsse am Halbleiterkörper angebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper mit dem auf seiner Oberfläche angeordneten, tiefe Energieniveaus erzeugenden Slörstoff vor der Eindiffusion dieses Störstoffs mit einer so dosierten Strahlung bestrahlt wird, daß der Halbleiterkörper nicht geschmolzen wird.