DE1514867A1 - Flaechenhafte Halbleiterdiode - Google Patents
Flaechenhafte HalbleiterdiodeInfo
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Description
HÖGER - STELLRECHT— GRIESSBACH 1 5 14867
PATENTANWÄLTE IN STUTTGART
A 34 635 h
b - gr
1. Sept. 1965
lexas Instruments Incorporated Dallas, Texas» U.S.A.
Plächenhafte Halbleiterdiode
Die Erfindung betrifft Halbleiterdioden, insbesondere flächenhafte Halbleiterdioden. Bei integrierten Halbleiter-Sbhaltungen.werden
Widerstände, Kapazitäten und Induktivitäten zusammen mit den aktiven Bauelementen in
und auf halbleitenden Grundkörpern gebildet. Derartige, bei außerordentlich hohen Frequenzen arbeitende Schaltungen
erlauben einen Aufbau, bei dem Leiterstreifen auf der Oberfläche
eines Werketoffee hohen Widerstandes gebildet werden
oder bei dem diese Leiterstreifen auf halbleitendem Material gebildet oder zur Vermeidung wesentlicher Verluste
von diesem Isoliert werden. In einem jeden
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A 34 633
b - gr
1.9.65
b - gr
1.9.65
dieser Fälle wurde festgestellt, dass integrierte Schaltungen
'gemäß der Erfindung dadurch einen erheblichen Fortschritt
mit sich bringen, dass exe mit einem neuartigen Diodeziaufbau versehen v/erden«
Insbesondere wird gemäss der Erfindung eine Halbleitervorrichtung
7ürg8seäeKs die ein halbleitendes Plättchen
mit einander gegenüberliegenden Kauptflachen aufweist,
™ dessen Körper im wesentlichen eigenlsitend ist, Swei
räumlich voneinander getrennte Zonen gegenoätslicaer Leitfähigkeit
sind la einer vier Hauptflächsn öea Plättcäena
gebildet. Zwei Leiteratreifen erstrecken -sieh über äie:
Oberfläche des Plättchens und sind leitend sit den freiliegenden
Oberflächen der beiden entsprechenden Zonen ver~
bunden. Die Übergänge zwischen den beiden S-jnen und dem
eigenleitenden Halbleitereerkstoff befinden sieb an einander
gegenüberliegenden Stellen, wo die Übergänge an die Oberfläche des Plättchens treten . und .eine Biode.bilden.
Die Übergänge können im Abstand voneinander sein und so
eine PIN-Diode bilden,oder sie können aneinander angveszen»-
so dass eine PH-Diode entsteht.
Bin weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin» dass
eine Haüptfläche des Plättchens mit einer fortlaufenden Schicht aus einer. Material mit hohem Widerstand verseben
ist und dass der spezifische Widerstand des Körpers des Piättchens 50 Ohm pro Zentimeter übersteigt.
—■ 3 —
009841/0165 BAD
A 34 633
b-gr
1.9.65
1.9.65
Weitere, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung darstellende
Merkmale sind in den Patentansprüchen enthalten und/oder zusammen mit Einzelheiten der Erfindung anhand
der Zeichnung in der nachfolgenden Beschreibung prläutert.
Es zeigen:
Pig.1 ein PrinzipBcbaltbild einer abgeglirhenen Mic-ch-
stufe, dip zwei Dioden aufweist; Fig.2 eine Draufsicht auf ein halbleitenden Έ':.-iti.cben,
auf dem eine der Miscbstufe geaäß Pig. 1 entspi-e-•
chende integrierte Schaltung gebildet iat;
Fig.3 einen Schnitt durch eine Auaführungsforia einer
flächenhaften Diode gemäss Pig.2; Pig.4 einen. Schnitt durch ein weiteres Ausfiibrungr.bei-
epiel der Diode;
Pig...5- eine nach Art eines KammleiterB ausgebildete flächenhafte Diode;
Pig...5- eine nach Art eines KammleiterB ausgebildete flächenhafte Diode;
Pig.6 eine Erläuterung vorbereitender Schritte beim Herstellen
einer Diode geiaäB Pig.4;
Fig.7 weitere Herstellungsstufen bei der Eildung einer
Diode gemäss Pig.4 und
Pig.8 eine Draufsicht auf die Diode gemäß Fig.7.
Pig.8 eine Draufsicht auf die Diode gemäß Fig.7.
Die in Pig.1 dargestellte Mischstufe weist einen Eingangssignal-Kontakt
A und einen Eingangskontakt B für eine
Hilfsfrequene auf, welche su einem Kopplungsglied C führen.
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A 34 633
b - gr γ
1.9.65 ·***■
Die Ausgänge des Kopplungsgliedes C führen zu Dioden D und E mit Querkapazitäten P und G zur Masse. Ein Ausgangßübertrager
H dient zur Abgabe eines Ausgangssignales von der Miscbstufe, welches durch die Mischstufe moduliert
sein kann.
Die Erfindung betrifft den Aufbau einer Diode, die besonders zur Verwendung als eine der Dioden D und E in einer
integrierten Halbleiterschaltung, wie sie die Mischstufe der Pig.1 zeigt, geeignet ist.
Eine Mischstufe wandelt das empfangene Signal in ein
solches niederer Frequenz um, und zwar vorzugsweise mit möglichst geringem Rauschen. Um den Rauschpegel des
Empfängers möglichst optimal zu gestalten» müssen sowohl das Verhältnis von Signal zu Rauschspannung der Mischstufe
als auch die Verluste beim Wandeln in der Mischstufe so gering als möglich sein. Ein gleichgerichtetes Mikrowellensignal
und das Ausgangssignal eines Hilfssenders
werden dem Übergang eines Halbleiters aufgegeben und die Differenzspannung in Form eines Zwiselrenfreauenz-Signales
abgenommen. Mischstufen mit erfindungsgemäss aufgebauten
Dioden, wie sie in den Pig,.5 - 5 dargestellt sind, .können
bei Frequenzen des X-Bandes verwendet werden. Eine Anwendung in diesem Bereich wird durch geringe Verluste
bei Verwendung hochwertiger Kopplungsglieder mit inte-
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A 34 635 c
b - gr α
1.9.65 -*?-
grierter Schaltung gekennzeichnet.
Die Fig,2 zeigt ein halbleitendes blättchen 10 mit einem
Eingangssignal-leiterstreifen 11 und einem Biftgangs-Ieiterstreif
en 12 für eine Hilfsfrequenz. Die Leiterstrsifen
11 und 12 werden durch metallisierte Bereiche gebildet,
die auf dem halbleitenden Plättchen hellen Widerstandes angebracht sind. Die Lederstreifen 11 und 12 führen au
den Eingängen eines Brückenkopplungsgliedes 13.Dieses weist Parallelleiterstreifen 14 und 15 auf, die ungefähr
eine Viertelwellenlänge lang und wesentlich breiter als die Leiterstreifen 11 und 12 sind. Im Abstand einer
Viertelwellenlänge sind zwei Querleiterstreifen 16 und
17 angeordnet, die !sich zwischen den Parallelleiterstreif
en 14 und 15 erstrecken. Tom Brückenkopplungsglied 13 gehen ferner Ausgangsleiterstreifen 18 und 19
aus. Zwei Vierteiwellen-Übertragerstreifen 20 und 21
schließen sich an die Ausgangsleiterstreifen 18 und 19 an und sind mit Kontakten von flächenhaften Dioden 22
und 23 verbunden. Ausgangsleiterstreifen 24 und 25 führen von den anderen Kontakten der Dioden 22 und 23
zu Ausgangskapazitäten 26 und 27» so dass an Ausgangskontakten
28 und 29 ein Ausgangssignal abgenommen werden kann.
;■■'■■·.. ■ -. _ -6-
;■■'■■·.. ■ -. _ -6-
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15H867
A 34 633 ζ
b - gr
1.9.65 -B-
Mit auf dem ha*lbleitenden Plättchen 10 angeordneten
Leiterstreifen und mit flächenhaften Dioden nachfolgenden Aufbaus kann ein im Bereich des X-Bandea liegendes
Signal mit einem Verlust von ungefähr 5 db in ein
Zwiachenfre-luenzsignal umgewandelt werden. Beispielsweise kann an den Eingangssignal-Lederstreifen 11 eil?.
Signal Von 9 GHz gelegt werden; an den Eingangsleiterstreifen 12 kann eine Hilfsfreouenz von 8,5 GHz gelegt
werden. An den Ausgangskontakten 28 und 29 kann dann als Ergebnis ein Zwiechenfrequenz-Signal mit 500 ME35
abgenommen werden.
Die flächenhafte Diode 22 ist in einem Ausfüsbrirxigsbeispiel
in Pig.3 dargestellt. Daa Plättchen TO aus eigenleitendem Silizium ist mit einer leitenden Grundplatte
30 versehen. Das eigenleitende Silizium bildet über dieser Grundplatte 30 einen Bereich hohen Widerstandes. In der Oberfläche des Plättchens 10 gegenüber
der Grundplatte 30 sind ein η-leitender Bereich 31 und
ein p-leitender Bereich 32 gebildet. Über der oberen
Fläche des Plättchens 10 ist eine Isolierschicht 33 aus Siliziumdioxyd angeordnet, um die an die Oberfläche
tretenden Übergänge abzudecken, die die Grenzen zwischen
dem p-leitenden Bereich, dem η-leitenden Bereich und
dem eigenleitenden Plättchen 10 bildet. Dann, wird der
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A 35 653 h
b - gr >
1.9.65 ■-?-
Streifen 20 aus einer η-leitenden Metallegierung auf der Oberfläche des FLättchens 10 hergestellt, um den
elektrischen Kontakt mit dem n-leitenden Bereich 31 herzustellen.
Baraufhin wird auf der Oberfläche der AU8-gaßgsleiterstreifen
als p-leitender Metall-Legierungsstreifeit
24 gebildet, um einen elektrischen Kontakt mit den p-laitenden Bereich 32 herzustellen. Die p-leiteaden
bzw« n-leitenden Streifen 20 und 24 werden durcb Ausnehmungen
in Oxydmsken, die mit Hilfe der Licht-Druck-Tecnnik
aufgebracht werden, auf die Oberfläche aufgedampft. Die aus einer Metallegierung hergestellten Streifen werden
dann in daa Silizium einlegiert, um die n-leitenden
und p-leitenden Bereiche zwischen den Streifen und den
n-leitenden bzw. p-leitenden Bereichen 31 und 32 herzustellen.
Zwischen den n- bzw. p-leitenden Bereichen ist
ein «igeisleitender Bereich 34 angeordnet, dessen Übergänge
an seiner Grenze gestrichelt dargestellt sind.
Sine derartige Fertigung einer flächenhaften Diode
einer Mischstufe ist mit einer integrierten Schaltung verträglich. Biese Diode zeitigt einen erheblichen Fort-8
ehr if t gegenüber hergebrachten Mikrovelien-Mischeleinenten.
übliche Miscn-Dioden weisen Punktkontakte auf, um niedrige
tlbergangskapasitäten zu erzielen. Durch die vorliegende
Erfindung werden übergangskapasitäten von 0,05 pP oder
00984170185 SAD°^
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b - gr Q
1.9.65
weniger erreichtu Wenn, die erfindungsgeraäße Konstruktion
durch ein gleichgerichtetes Hilfefrequenssignal vorgespannt
wird, um den besten Rauschepannungs-Verlauf zu erhalten,
so beträgt der Nebenschluss-Widerstand des Übergangs bei der vorliegenden Erfindung ungefähr 400 Ohm. Bai herkömmlichen
Mischdioden wird dieser Widerstandswert in eine Eingangsimpeclahz von ungefähr 50 bis 100 0hm durch die
Geoamtinduktivität und diejifbergangskapasitat umgesetzt,
Gemäß der Erfindung ist der Durchmesser des Übergangßbereichs
der Diode ungefähr 2,5 x 10 cm groß. Die
Herstellung eines halbleitenden Übergangs dieser Grüese
verlangt eigenleitendes Silizium mit nebeneinander ge~ legenen legierten Bereichen für die Bildung einander
gegenüberliegender scharfer Übergänge, die zum Oberflächen-Di'jdeneffekt
führen.
Vorzugsweise ergibt das für die integrierte Schaltung
" benötigte ilaterial einen geeigneten Grundstoff für
Mikrowellen-Leiterstreifen und zur Herstellung halbleitemder Übergänge für eine Misehstufe. Eigenleitendes
Silizium und Salliumarsenid mit hohem spezifiscbeE Widerstand
können für Mischdioden verwendet werden, wo hingegen Germanium Eigenschaften aufweist, welche weder
für Mikrowellen-Leiterstreifen noch für Dioden vorteilhaf-j
sind.
'00984 1/0 165 -
BADORIQINAL
15H867
A η 635
b ~ gr
1.9.65
b ~ gr
1.9.65
Wenn Leiterstreifen mit extrem geringen Verlusten benötigt werden, so werden Dielektricis mit geringem Verlustfaktor verwendet, auf denen Leiter aus Silber angeordnet
sind. Yttrium-Eisen-Granat kann ebenfalls für diesen Zweck Verwendung finden.
Fig.4- seigt ein abgewandeltes Ausfü-hrmigsbeispiel einer
fläcbehnaftesi- Halbleiterdiode mit nebeneinander sngeord- ä
neten Laitungsmecnanismeii -entgegengesetzter V or seieben
aufweisenden Mffusionsbereiöben, die an der obaren
Fläche eines Plättohens 40 aus eigenlsiteadea SiIi siaia
gebildet sind/ Ein η-leitender Bereich 41 a und ein
.p-leitender Bereich 42a haben einen sebar-fen Übergangs
der zum Oberfläcnen-Modeneffekt fübrt« Bis Bor eiche
■4ta und 42a aind teilweise in einem 1+ bsw,P-f -Biffuaionsbereicn
41 baw»42 gebildet, weloliletatere der Reihe nach
in einer isolierten Zone von ungefähr 2,5 χ 10 ■ cm Breite
und ungefähr 1,3 κ 10 cm Länge aus eigenleitendeis SiIiziuifl
gebildet sind, '.die in dem Plättehan von einer isolierenden Siliziumdioxydscbiöht 43 gebildet v;ird.
Der Abstand 47 zwischen den Grenzen der 1Ϊ+ und -P-i—
Diffusionsbereiche 41 und 42 beträgt iingefäbr 7,6 χ . 10""4OiH,
jedoch beträgt der Abstand 48 zwischen den einander gegenüberliegenden
Übergängen des η-leitenden Bereiches 41a
-4. und des p-leitenden B ereiohes 42a ungefähr 2,54 κ 10 ■ cm.
BADORIQfNAL : -10~
009841/0165· —
A 54 633 15U867
b - gr
1.9.65 . im -KJ-
Die Kapazität des .Überganges wird bestimmt durch die
wirksame Fläche*des Überganges des flachen Diffusionsbereiches, wohingegen der Durchbruch in Sperrichtung
durch den nur oberflächlich durch die Diffusion beeinflussten Zwischenraum und die Konzentration der Ladungsträger
im eigenleitenden Bereich festgelegt wird. Die Leitfähigkeitsbeeinflussung bei Betrieb in Durchlaaefe
richtung wird durch die Ta/irksame Injektionsfläche der
Anode des tiefen P+-Diffusionsbereiches vermindert. Dir
Schwierigkeit liegt in der Bestimmung der eigenleitenden
Schicht zwischen den Diffusionsfronten, derart, dass sich eine ausreichende Stromdichte bei vernünftigen Stromwerten
ergibt. Bei Strömen von 20 mArap ergibt sieh bei einer
-5 2 Fläche von ungefähr 2,6 χ 10 cm eine Stromdichte von
200 Amp. pro Quadratzentimeter, die !für die Leitfähigkeitsbeeinflussung benötigt werden. Eine Isolierschicht 44
deckt die Oberfläche des Plättchens mit Ausnahme von metallisierten Kontaktzonen 45 und 46.
Flächenhafte Dioden der in den Fig.3 und 4 gezeigten Art
können in der Mischstufe gemäß Fig.2 verwendet werden. Ist eine zusätzliche stromführende Kapazität "hei flächenhaften
Dioden erforderlich, wie dies bei Sende-Empfangs-Sehaltern
in den verschiedensten Systemen der Fall ist, so kann der Aufbau, wie er in Fig.5 dargestellt ist,
herangezogen werden.
9 8 4 1/0165 BAD ORIGINAL
A 34 653
b - gr
LSept. 1965
b - gr
LSept. 1965
Wie die Pig. 5 jseigt, stellen der Überträgeretrelfen 20
und der Leiteietreifen 24 eine elektrische Verbindung
zu den Biffusionebereichen 41 und 42 her. Der Diffusionsbereieh
4T hat drei Finger. Der Diffusionsbereich 42 hat
zwei Pinger, die von den anderen Fingern umfaiit vrerden/ so
daß ein Übergang mit einer hohen Strcmtransportfahigkeit
entsteht» Ein derartiger Aufbau zeigt unter massiger
■ — ' i
Vorspannung in Sperrichfriuig eine geringe Übergangskaps.- ^
eitat und hat geringe Verluste. Eigenleitendes Silizium
als Ünterlageninaterial für Dioder, gibt eine Isolation
für eine beliebige Anzahl von auf ihm angeordneten Bauelementen ab und weist außerdem geringe Verluste auf.
Außerdem ist es gut geeignet, Lederstreifen aufzunehmen,
die direkt auf das Silizium aufgebracht werden. Gemäß
einer Art der Herstellung wird eine leitende Grundplatte
auf den Boden eines Grundkörpers aus eigenleitendem A
—2
Silizium von ungefähr 1,3 x 10 cm Dicke aufgedampft.
Silizium von ungefähr 1,3 x 10 cm Dicke aufgedampft.
Das Siliziumdioxyd auf der Oberseite wird weggeätzt, um
das Silizium an den Stellen freizulegen, an denen Leiteretreifen
erforderlieh sind. Daraufhin wird Gold auf die
gesamte Oberfläche aufgedampft und dann an den ausgewählten Stellen entfernt, so daß das Gold an den freigelegten Stellen des Siliziums hinterbleibt, um die Übertragungseigenschaften
der Leiterstreifen zu erhalten, wird vorzugsweise ein Legieren des Goldes^ait dem Silizium zu
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b - gr "*
1. Sept. 1965
vermeiden sein, und zwar dadurch, daß eine dünne, wenige
Mikron dicke Schicht eines Materials, wie z.B. Molybdän zwischen den Goldstreifen und dem Silizium
gebildet wird.
Gemäß einer anderen Art der Herstellung wird Gold ^ auf das eigenleitende Silizium aufgedampft. Das Gold
wird dann so weggeätzt, daß die Leiterstreifen dort hinterbleiben, wo sie benötigt werden. Bei den Frequenzen
von Mikrowellen iat die durch Eindringen dee Goldes in das Silizium bewirkte Verminderung des leckstromes
von geringer Bedeutung. In derselben Weise können Leiterstreifen aus Aluminium auf Galliumarsenid gebildet
werden, um so das Streifenmuster auf einer gegebenen Grundlage herzustellen. Infolgedessen ist die Mischstufe
gemäß Pig. 2 eine flache Einheit mit integrier-P ter Schaltung. Diese integrierte Schaltung kann ein
Teil von mehreren· komplexen Schaltkreisen sein, die auf derselben Grundlage oder auf damit verbundenen Grundlagen
gebildet sind.
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Die Oberfläche eines einzigen Kristalles aus einem
. η-leitenden Grundmaterial hohen spezifischen Widerstandes
wird so geätzt , dass sich ein Vorsprung 40a
an der obenliegenden Oberfläche bildet. Dann wird diese
Oberfläche des geätzten Plättchens und der Vorsprung 40 a zur Bildung einer isolierenden atiicht Über der
gesamten geätzten Oberfläche mit einer Oxydschicht 43 ,
überzogen. Der Werkstoff, der den Grundkörper des
Plättchens 10 der Vorrichtung gemäss Fig.4 bildet, wird dann oben auf das Plättchen 40 aufgebracht, s;/ dass es
die Oxydschicht 43 und den isolierten Vorsprung 40a
völlig bedeckt· Nach dem das Material des Plattchens
ΙΟ oben auf das Plättchen 40 aufgebracht worden ist, wird der obere Teil (Pig.6) des Grundwerkstoffes des
Plättchens 10 geläppt, damit die leitende Grundplatte 30, die in Pig.4 dargestellt ist, aufgebracht werden kann.
Das Plättchen 40 wird dann so geläppt, dass das gesamte
ursprüngliche Plättchen mit Ausnahme des Vorsprunges 40a entfernt wird, der dann als Insel in einer Vertiefung
angeordnet ist und von der isolierenden Oxydschieht 43
(Pig.7) umgeben wird.
Daraufhin werden, wie in Pig.8 gezeigt wird, mit Hilfe
einer Potomaskentechnik N+ und P+ - Diffusiansbereiehe
hergestellt, um so die Diffusionsbereiche 41 und 42 mit
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entgegengesetztem Leitungsmechanismus in dem inselförmigen
Vorsprung 40a zu schaffen. Innerhalb dieses Vorsprungea ist dann die Konzentration der Verunreinigungen
hoch genug, um einen guten niederohmigen Kontakt zu schaffen. Die Diffusionsbereiche niedrigen V/iderstandes
( h_he Konzentration ) haben sine sehr schmale eigen-
—4. t leitende Zone zwischen sich, die ungefähr 7,6 χ 10 era
breit ist. In dieser Zone des ursprünglichen Materials
werden zwei ausserordentllch flache Diffusionsböraiche
41a und 42a aus n-leltendea und p~leitenäem Material erzeugt.
Die Diffusionsbareiche sind ausserctrdentlioh
flach { ungefähr 1,2 χ 10 cm ) und weisen hohe Konzentrationen
auf. Der Übergang zwischen dem n- und dem p-leitenden, flachen Diffusionsbereich 41a bzw. 42a ist
nicht oder muss nicht genau so lang angeordnet sein, wie es innerhalb des 7,6 χ 10"4" cm breiten Leiterstreifens
" der Pail ist.. Der Übergang zwischen den beiden Bereichen
ist ungefähr 2,5 x 10"' cm breit und 1,2 χ 10 cm .
tief, d.h. er hat eine Fläche ν η ungefähr 0,32 χ 10 cur.
Dies bringt einen Übergang von ausserordentlich geringer
Kapazität mit sich, der zur Verwendung in Mischstufen gemäsB
Fig.1 geeignet ist. Kontaktzonen 50 und 46 können leicht an die beiden If+ und P+ Diffusionsbereiche der
Fig.7 und 8 angeordnet werden, und zwar als aufgeklebte
ader aufgepresste und einlegierte Kontakte.
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Vfenn die Diode in einer Mischstufe verwendet werden
sOll, so wird dor Abstand 48 ( Pig.4 ) zwischen den
Übergängen auf null reduziert. Die Grenzen der beiden
Bereiche stossen dann aneinander an. Sollen die flächenhaften
Dioden in Schaltern*verwendet-werden, so werden
die beiden Bereiche im Abstand voneinander angeordnet.
und für eine hohe Strombelaiitbarkeit werden sie iritein-
ander verzahnt, wie dies in Pig.5 dargestellt ist.
Bei dem AusfÜhrungobeispiel geisäs*r Fig*4-erstrerkra. oi« h--.
die Kontakt.εonen 45 und 46 voa Kontakt suit den.-Diffuoionsbereichen
41 und 42 längs der Oberseite der isoxiereenicht
44. Vorzugsweise wird der Leiterstreifen," der BU und von der flächeuhaften Diode führt, mit Ausnahme-'
der Isolation über den Übergängen, wie sie in Pig.4 gezeigt sind, direkt auf der Oberfläche des halbleil enden
Werkstoffes des Plättchens to gebildet. Vorzugsweise
sind die leitende Grundplatte 30 und die Kontaktzonen--45
und 46 niederen Widerstandes aus Gold und überdecken
einen extrem -dünnen MetallfiIn, beispielsweise aus
Molybdän, wie dies schon erwähnt wurde, oder aus Vanadium oder Platin, Hiekel oder Wolfram, der bis zu
einer Dicke von wenigen Mikron aufgedampft wird, um eine Unterlage für jeden Leiterstreifen zu bilden.
Die unterlage, die eine hohe eutektische Temperatur hat, ■■■■.-.. ■ ~v -15-
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b - gr
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verhindert die Bildung von Verlustzonen, die sich sonst bilden würden, wenn GoId-Leiterstreifen direkt auf einer
Siliziumoberfläche angeordnet und dann einer Behandlung bei Temperaturen unterzogen würden, bei denen sich
Silizium mit dem Gold an dessen Grenzen legiert. Derartige
Verlustssonen werden durch das Heranziehen eines
dünnen Filmes 49 vermieden. GetnäsB der Daretellung ist
die leitende Grundplatte 30 über einem Film 49a angeord~
net, der sich an der unteren Oberfläche der Vorrichtung
gemäß Fig.4 befindet und aus demselben Material iöt,
wie der FiIa 49.
der Erfindung wird also eine HochfrequtmKdiode
in einem halbleitenden Plättchen geschaffen«, In diesem
Plättchen sind ein Paar von Bereichen mit einander entgegengesetztem leitungsmechanismus angeordnet, deren Begrenzungen
Qsweilf] auöaer'aalb des enteprechenden anderen
™ Bereiches liegen und deren Übergänge nahe beieinander
an die obere Oberfläche des Plättchens dringen. Zwei Lederstreifen auf der Oberfläche des Plättchens er~
strecken sich bis zum Kontakt mit diesen Bereichen.
Für eine Verwendung in Schaltern werden die Übergänge im
Abstand voneinander vorgesehen, so dass eine PIH-Diode
gebildet wird. Bei Verwendung in Miachstufen grenzen
die einander gegenüberliegenden Teilatücke der ÜDer-
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b ~ gr
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b ~ gr
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gänge aneinander an oder überlappen sieh, so dass eine
!Diode mit; einem PN-Übergang geschaffen wird. Im letzteren
Fall bildet die Grenze des zuletzt durch Diffusion gebildeten Bereiches den Bic&denübergang·
- 17 -
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Claims (1)
1. Hochfrequenz-Diode mit einem halbleitenden Plättchen
hohen spezifischen V/id er standee, gekennzeichnet durch
einen ersten und einen zweiten in dem Plättchen (10;40) vorgesehenen Bereich (31*32; 41»42) mit Ladungsträ-
gern entgegengesetzten Vorzeichens, die von Übergängen
swisehen jedem der Bereiche und dem Material des Plättchens begrenzt sind, welche zur Bildung einer
Diode einander benachbart an die Oberfläche des Flättchens treten, sowie durch zwei Leiterstreifen
(20, 24), deren jeder jeweils mit einem Bereich elektrisch leitend verbunden ist.
2. Diode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lei teststreifen (20, 24) unmittelbar oder mittelbar auf
der Oberfläche dea Plättchens (10) angeordnet sind.
3. Diode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Obergänge zur Bildung eines PIN-Überganges /
einen Abstand voneinander aufweisen und einen schmalen dritten Bereich hohen spezifischen Widerstandes zwischen
sich einschllesaen.
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4. Diode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge zur Bildung eines PIN-Überganges
teilweise aneinander angrenzen.
5. Diode nach Anspruch 1 oder 2', dadurch gekennzeichne ty
daß die Übergänge im Abstand voneinander engeordnet sind, und ineinandergreifen. /
6. Diode nach einem oder mehreren der vorstehenden.
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Bereich durch Diffusion hergestellte
Bereiche sind.
T. JDiode nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen
(40a) in einem Grundkörper (20) eingelagert und
von diesem durch eine isolierende Schicht (43) . .
getrennt" ist.
8. Diode nach den Ansprächen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Bereiche eine erste
Zone mit einer verhältnismäßig niederen Kpnzentration
von Verunreinigungen und eine zweite Zone mit einer verhältnismäßig hohen Konsentration von Verunreinigungen
aufweist.
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9· Diode nach Anspruch 8S dadurch gekennzeichnet, daß
die ersten Zonen so angeordnet sind„ daß sie eine
Diode bilden, und daß die beiden .Leiterotreifen mit
den zweiten Zonen elektrisch leitend verbunden Bind,
10, Diode nach Anspruch 8f dadurch -gekennzeichnet, dai3
k die ersten Zonen verhältnismäßig flach, und die
zweiten Zonen verhältnismäßig tief sind ,v/obel ;jeweile
ο j η Teilbereich einer ;joch';n der ort· te? η Zone η
an die ••"mtopr'eehende av/eite Zone c.ngronats usn iac
einen guten elektrischen Kontakt !"-eraustellüns, und
daß die lieiden zweiten Zonen einer, größeren Abstand
voneinander auiVeieen ale die beiden eroten
Zonen, so daß die einander augelrehrten Kanten der
beiden ersten Zonen eine Diode bilden.
"■ 1.1. Diode nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kanten der beiden ersten Zonen zur Bildung eines PIU-Überganges im Abstand, voneinander angeordnet
aind.
12. Diode nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der beiden ersten Zonen zur Bildung eine«
l·IU-Übergänges aneinander grenzen.
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- 29, BAD ORIGINAL
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13. Diode nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Leckströmen eine Isolierschicht (44) das
halbleitende Plättchen (40) wenigstens dort bedeckt,
wo die Übergänge an dessen Oberfläche treten, und daß sich die Leiterstreifen durch Öffnungen in
der Isolierschicht hindurcherstrecken.
; ■ .■'■; ■: ' : ν: · i
14· Diode nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Isolierschicht aus einem Oxyd besteht.
15. Diode nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß auf die den heraustretenden Übergängen gegenüberliegende Oberfläche des Plättchens eine elektrisch leitende
Grundschickt (30) aufgebracht ist.
16. Diode nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen
aus eigenleitendem Silizium ist.
17. Diode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-15,
dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen aus Gallium-Arsenid
hohen spezifischen Widerstandes ist.
18. Verfahren zur Herstellung einer Diode nach den vorstehenden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß durch im
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Abstand voneinander befindliche, erste und zweite Oberflächenbereiche einer Oberfläche eines halbleitenden Plättchens mit hohem spezifischen Widerstand
Verunreinigungen eindiffundiert werden, .die jeweils zur Bildung von Ladungsträgern entgegengesetzten
Vorzeichens führen, derart, daß die Kanten des durch Diffusion entstehenden ersten und
zweiten Bereiches eine Diode bilden, und daß auf dem Plättchen zwei mit den Bereichen in elektrisch
leitender Verbindung stehende Leiterstreifen gebildet
werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigungen des ersten und zweiten
Bereiches relativ tief und in verhältnismäßig hoher Konzentration eindiffundiert werden» und daß
zu Ladungsträgern entgegengesetzten- Vorzeichens führende Verunreinigungen durch dritte und vierte
Oberflächenbereiche des Plättchens eindiffundiert werden, wobei diese beiden Oberflächenbereiche die
beiden ersten Oberflächenbereiche überlappen und einen geringeren Abstand voneinander aufweisen als
die beiden ersten Oberflächenbereiche, so daß ein
dritter und ein vierter relativ flacher Bereich mit verhältnismäßig niederen Konzentrationen von Verunreinigungen
entstehen, welche letztere denjenigen der
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beiden ersten Bereiche entsprechen.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verhinderung von Leckströmen auf der
■■.■'■"■■■ - *
Oberfläche des Plättchens eine Isolierschicht
mindestens dort gebildet wird, wo die Übergänge
der Bereiche an die Oberfläche des Plättchen^
treten. |
0098417 0165
Leerseite
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- 1965-09-09 DE DE1514867A patent/DE1514867C3/de not_active Expired
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