DE1101626B - Verfahren zur Herstellung von Selen-Gleichrichtern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Selen-GleichrichternInfo
- Publication number
- DE1101626B DE1101626B DES36543A DES0036543A DE1101626B DE 1101626 B DE1101626 B DE 1101626B DE S36543 A DES36543 A DE S36543A DE S0036543 A DES0036543 A DE S0036543A DE 1101626 B DE1101626 B DE 1101626B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- thallium
- selenium
- layer
- semiconductor
- patent application
- 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
Links
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 36
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 title claims description 36
- 239000011669 selenium Substances 0.000 title claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 claims description 31
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 11
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000007806 chemical reaction intermediate Substances 0.000 claims description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/06—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising selenium or tellurium in uncombined form other than as impurities in semiconductor bodies of other materials
- H01L21/10—Preliminary treatment of the selenium or tellurium, its application to the foundation plate, or the subsequent treatment of the combination
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/06—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising selenium or tellurium in uncombined form other than as impurities in semiconductor bodies of other materials
- H01L21/10—Preliminary treatment of the selenium or tellurium, its application to the foundation plate, or the subsequent treatment of the combination
- H01L21/105—Treatment of the surface of the selenium or tellurium layer after having been made conductive
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
DEUTSCHES
Es ist bekannt, daß bei Selen-Gleichrichtern während
des Fertigungsvorganges eine Reaktion zwischen dem Metall der Deckelektrode und dem Selen stattfindet,
die zur Ausbildung einer Reaktionszwischenschicht führt. Bei üblichen Deckelektrodenlegierungen,
die als wirksamer Bestandteil Kadmium enthalten, besteht die Reaktionszwischenschicht aus Kadmium-Selenid.
Es ist bekannt, daß Kadmium-Selenid ein Halbleiter mit Überschußleitfähigkeit ist, während
Selen defektleitend ist. An der Grenze zwischen der Reaktionszwischenschicht und dem Selenkörper bildet
sich daher eine Sperrschicht, die je nach der Richtung der angelegten Spannung arm an Ladungsträgern bzw.
von Ladungsträgern überschwemmt ist.
Es ist ferner bekannt, daß die Sperrfähigkeit von Selen-Gleichrichtern durch bestimmte Zusätze von
Metallen oder Metallsalzen, wie z. B. Thallium, Gallium, Indium oder Natriumchlorid, erheblich gesteigert
werden kann. Man hat bisher diese Zusätze z. B. der Deckelelektrode beigefügt oder 'eine entsprechende
Oberflächenbehandlung der Selenschicht vorgenommen. Der jeweils verwendete Zusatzstoff muß
hierbei durch geeignete Fertigungsbehandlungen in die Zone der späteren Sperrschicht geführt werden.
Es hat sich gezeigt, daß bei diesen bekannten Verfahren nach Fertigstellung des Gleichrichters noch
überschüssige Mengen der Zusätze zurückbleiben, die beim späteren Betrieb des Gleichrichters durch Einwanderung
in dessen Halbleiterkörper zu einer Alterung im Sinne einer Erhöhung des Durchlaß wider-Standes
des Gleichrichters führen können.
Für den Zusatz eines den Aufbau der Sperrschicht fördernden Stoffes, z. B. von Thallium, zum Metall
der Deckel elektrode ist ein Anteil von 0,005 bis 0,1 % Verfahren zur Herstellung
von Selen-Gleichrichtern
von Selen-Gleichrichtern
Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke
Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Dipl.-Ing. Erich Nitsche, Berlin-Siemensstadt,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
Herstellung von Selen-Gleichrichtern mit einer Sperrschicht an der Grenzfläche zwischen einer aus dem
Halbleitermaterial und dem angrenzenden Deckelektrodenmetall erzeugten Reaktionszwischenschicht und
dem weiteren Halbleiter, bei dem auf eine halogenhaltige Selenschicht eine weitere Schicht mit einem
Gehalt an Thallium aufgebracht wird. Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß die weitere
Schicht als thalliumhaltige Selenschicht mit einer Dicke von etwa 3 bis S-IO-4 cm und mit einem Thalliumgehalt
von 0,5 bis 5 · 1O1-6 g/cm2 der an der Sperrschichtbildung
beteiligten Halbleiteroberfläche aufge
bracht wird. Die Erfindung geht von der Erkenntnis angegeben worden. Legt man einer Uberschlagsrech- 35 aus>
daß der Thalliumzusatz gerade für die Ausbildung
nung gemäß dem üblichen Aufbau von Selen-Gleichrichtern eine Dicke der Deckelektrode von 1O1-2Cm
und ein spezifisches Gewicht ihres Materials von etwa 10 g/cm3 zugrunde, so ergibt sich eine Menge an
Thallium von etwa 5 bis 100· 10-6 g/cm2 Halbleiteroberfläche.
Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß ein Zusatz von 0,005 °/o Thallium zum Metall der Deckelektrode
einen äußersten unteren Grenzwert darstellt, bei dem kaum noch eine merkliche Erhöhung der
Sperrfähigkeit eintritt. Die praktisch verwendbaren Mengen liegen etwa bei 0,02 %.
Ferner ist bereits angegeben worden, daß Thallium zur Förderung der Sperrschichtbildung auch in Form
einer besonderen Decklage auf die Oberfläche der Selenschicht aufgebracht werden kann. Die Literaturangaben
über die Dicke einer solchen Thalliumschicht bewegen sich zwischen 100 Atomlagen (etwa 36·lO^6
g/cm-2) und 10-3cm (etwa 12000-1O-6 g/cm-2).
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur der Reaktionszwischenschicht von wesentlicher Bedeutung
ist. Durch das Verfahren nach der Erfindung wird bewirkt, daß bereits beim Aufbau des Halbleiterkörpers
das Thallium unmittelbar in denjenigen Bereich der Selenschicht eingebracht wird, der bei den
weiteren Fertigungsvorgängen, insbesondere bei der thermischen und elektrischen Formierung des Gleichrichters,
an der Bildung der Reaktionszwischenschicht teilnimmt. Dieser Bereich der Selenschicht hat erfahrungsgemäß
etwa eine; Tiefe von einigen 10 ~4 cm. Dadurch, daß das Thallium in räumlicher Verteilung
von vornherein an der Stelle eingebaut wird, an der es bei der Bildung der Reaktionszwischenschicht benötigt
wird, gelingt es, die Menge des Thalliums erheblich unter die bisher üblichen Mengen herabzusetzen
und damit die Alterungsbeständigkeit des Gleichrichters entsprechend zu verbessern, ohne daß
dabei eine Einbuße an Sperrfähigkeit in Kauf genommen werden muß. Es hat sich gezeigt, daß sich
109 52W562
bereits mit den genannten geringen Thalliummengen Gleichrichter für hohe Sperrspannungen von etwa
40 V herstellen lassen, deren Alterungsbeständigkeit weit über diejenige hinausgeht, die bei nach bekannten
Verfahren hergestellten Selen-Gleichrichtern erreicht werden konnte. Hieraus ist zu schließen, daß nach der
Fertigstellung des Gleichrichters keine freien, für den Aufbau der Reaktionszwischenschicht nicht verbrauchten
Thalliummengen mehr vorhanden sind.
Die thalliumhaltige Selenschicht kann beispielsweise durch Aufdampfen auf den Hauptkörper der Selenschicht
aufgebracht werden. Mit Vorteil wird hierfür ein entsprechendes Gemisch aus Selen und Thallium
aus einem gemeinsamen Verdampfer verdampft. Da hierbei einerseits sehr geringe, andererseits sehr genau
definierte Thalliummengen gleichzeitig mit dem Selen über die Dampfphase auf die Oberfläche der eigentlichen
Selenschicht übertragen werden müssen, empfiehlt es sich, gemäß einem früheren Vorschlag dem
Ausgangsmaterial des Verdampfers einen Halogenzusatz zu geben. Ein solcher Halogenzusatz erleichtert
das Verdampfen des Thalliums in eindeutiger Menge.
Die selenhaltige Thalliumschicht kann jedoch auch im Verlauf eines kontinuierlichen Aufdampfprozesses
der eigentlichen Halbleiterschicht derart erzeugt werden, daß in der Schlußphase der Bedampfung dem
Selen-Dampfstrom ein unabhängig von diesem erzeugter Thallium-Dampfstrom hinzugefügt wird und
beide dann in einem gemeinsamen Strom der zu bedampfenden
Fläche zugeleitet werden.
Die thalliumhaltige Selenschicht kann auch durch abwechselndes Aufbringen dünner Lagen aus Selen
bzw. Thallium hergestellt werden. Dieser Aufbringungsprozeß wird vorzugsweise unmittelbar anschließend
an das Aufbringen der eigentlichen Selenschicht vorgenommen. Für das Aufbringen dieser feinen
Lagen erweist sich das Kathodenzerstäubungsverfahren als besonders geeignet.
Der Hauptkörper des Selens, auf den die thalliumhaltige Selenschicht aufgebracht wird, kann einschichtig
oder mehrschichtig aufgebaut sein. Gemäß früheren Vorschlägen kann er außer einem Halogenzusatz
einen Metallzusatz in geringer Menge zur weiteren Leitfähigkeitserhöhung aufweisen. Ebenso
können Teilschichten des Selenkörpers mit unterschiedlichen S tor stellengehalten versehen sein.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von Selen-Gleichrichtern mit einer Sperrschicht an der Grenzfläche
zwischen einer aus dem Halbleitermaterial und dem angrenzenden Deckelektrodenmetall erzeugten
Reaktionszwischenschicht und dem weiteren Halbleiter, bei dem auf eine halogenhaltige Selenschicht
eine weitere Schicht mit einem Gehalt an Thallium aufgebracht wird, dadurch .gekennzeichnet, daß die
weitere Schicht als thalliumhaltige Selenschicht mit einer Dicke von etwa 3 bis 5 · 10~4 cm und mit
einem Thalliumgehalt von 0,5 bis 5-10"6 g/cm2
der an der Sperrschichtbildung beteiligten Halbleiteroberfläche aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Aufbringen der thalliumhaltigen
Selenschicht mittels Verdampfung ein Gemisch von Selen und Thallium aus einem gemeinsamen
Verdampfer verdampft wird, wobei diesem Gemisch ein Zusatz von einem oder mehreren
Halogenen beigegeben ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die thalliumhaltige Selenschicht ausabwechselnden, äußerst dünnen Schichten aus Selen
bzw. aus Thallium erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten durch Kathodenzerstäubung
niedergeschlagen werden.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 820 318;
österreichische Patentschrift Nr. 153 134;
niederländische Patentanmeldung 97 133;
deutsche Patentanmeldung L 8368 VIII c/21 g (bekanntgemacht am 11. 6. 1952);
Zeitschrift »Der Radiomarkt«, Beilage in der »Elektrotechnik«, Coburg vom9. Februar 1951, S. 14bis 16;
Auszüge deutscher Patentanmeldungen Bd. 5/IV, S. 285: Patentanmeldung L 105929 VIII c/21 g.
© 105 525/562 2.61
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES36543A DE1101626B (de) | 1953-11-30 | 1953-11-30 | Verfahren zur Herstellung von Selen-Gleichrichtern |
GB3169954A GB791053A (en) | 1953-11-30 | 1954-11-02 | Improvements in or relating to processes for the production of selenium rectifiers |
FR1113535D FR1113535A (fr) | 1953-11-30 | 1954-11-17 | Procédé pour la fabrication de redresseurs secs au sélénium |
CH334114D CH334114A (de) | 1953-11-30 | 1954-11-23 | Verfahren zur Herstellung von Selen-Trockengleichrichtern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES36543A DE1101626B (de) | 1953-11-30 | 1953-11-30 | Verfahren zur Herstellung von Selen-Gleichrichtern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1101626B true DE1101626B (de) | 1961-03-09 |
Family
ID=7482253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES36543A Pending DE1101626B (de) | 1953-11-30 | 1953-11-30 | Verfahren zur Herstellung von Selen-Gleichrichtern |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH334114A (de) |
DE (1) | DE1101626B (de) |
FR (1) | FR1113535A (de) |
GB (1) | GB791053A (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1186555B (de) * | 1962-04-07 | 1965-02-04 | Licentia Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern mit hoher Sperrfaehigkeit |
DE1239779B (de) * | 1961-03-14 | 1967-05-03 | Westinghouse Brake & Signal | Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT153134B (de) * | 1936-06-13 | 1938-04-11 | Aeg | Verfahren zur Herstellung von Trockenplattengleichrichtern. |
DE820318C (de) * | 1948-10-02 | 1951-11-08 | Siemens & Halske A G | Selenkoerper, insbesondere fuer Trockengleichrichter, Fotoelemente und lichtempfindliche Widerstandszellen |
-
1953
- 1953-11-30 DE DES36543A patent/DE1101626B/de active Pending
-
1954
- 1954-11-02 GB GB3169954A patent/GB791053A/en not_active Expired
- 1954-11-17 FR FR1113535D patent/FR1113535A/fr not_active Expired
- 1954-11-23 CH CH334114D patent/CH334114A/de unknown
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT153134B (de) * | 1936-06-13 | 1938-04-11 | Aeg | Verfahren zur Herstellung von Trockenplattengleichrichtern. |
DE820318C (de) * | 1948-10-02 | 1951-11-08 | Siemens & Halske A G | Selenkoerper, insbesondere fuer Trockengleichrichter, Fotoelemente und lichtempfindliche Widerstandszellen |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1239779B (de) * | 1961-03-14 | 1967-05-03 | Westinghouse Brake & Signal | Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern |
DE1186555B (de) * | 1962-04-07 | 1965-02-04 | Licentia Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern mit hoher Sperrfaehigkeit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB791053A (en) | 1958-02-19 |
CH334114A (de) | 1958-11-15 |
FR1113535A (fr) | 1956-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1187326B (de) | Verfahren zur Herstellung einer Silizium-Schaltdiode | |
DE1036392B (de) | Transistor mit Mehrstoffemitter | |
DE2631881A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer halbleitervorrichtung | |
DE2908146A1 (de) | Amorpher halbleiter und verfahren zu seiner herstellung | |
DE3217026A1 (de) | Halbleitervorrichtung | |
DE1949161A1 (de) | Halbleiterlaser sowie Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE1101626B (de) | Verfahren zur Herstellung von Selen-Gleichrichtern | |
DE1170082B (de) | Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen | |
DE2710701C3 (de) | Halbleiterbauelement | |
DE1963131A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Halbleiterelementen | |
AT150558B (de) | Trockengleichrichter. | |
DE1060053B (de) | Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern mit einem mehrschichtigen Halbleiter mit verschiedenem Gehalt an Halogen und elektropositiven Zusaetzen in den einzelnen Schichten | |
DE2216032B2 (de) | Halbleiterbauelement mit Schottky-Sperrschicht und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE971095C (de) | Verfahren zur Herstellung unipolarer Leiter mit Selen oder Selenverbindungen als Halbleiter und besonders hoher Spannungsbelastbarkeit in der Sperrichtung | |
DE1274245B (de) | Halbleiter-Gleichrichterdiode fuer Starkstrom | |
DE1097571B (de) | Flaechentransistor mit drei Zonen abwechselnden Leitfaehigkeitstyps | |
DE2728711A1 (de) | Verfahren zum herstellen von halbleiterbauelementen aus verbindungshalbleitermaterial | |
DE1049980B (de) | Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen mit mindestens einer Nadelelektrode | |
DE2021460A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen | |
DE908770C (de) | Elektrisch unsymmetrisch leitendes System, insbesondere Trockengleichrichter | |
DE1963738A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichterplatten | |
DE974580C (de) | Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichterplatten | |
AT229425B (de) | Selengleichrichter und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE1489191C3 (de) | Transistor | |
DE1101625B (de) | Verfahren zum Herstellen von Selengleichrichtern |