DE1959624A1 - Process for the production of heteroepitaxial tunnel diodes and such tunnel diodes - Google Patents
Process for the production of heteroepitaxial tunnel diodes and such tunnel diodesInfo
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Description
NORTH AKEEICADI ROGKIiELL CORPORATION, El Segundo,NORTH AKEEICADI ROGKIiELL CORPORATION, El Segundo,
Calif. / V. St. A.Calif. / V. St. A.
Verfahren zur Herstellung von heteroepitaxialen (Tunneldioden sowie derartige TunneldiodenProcess for the production of heteroepitaxial (tunnel diodes and such tunnel diodes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von heteroepitaxialen Tunneldioden aus einer Platte, v/elche aus einer Schicht isolierenden Substrats und einer Schicht eines p-Halbleitermaterials besteht, insbesondere zur Herstellung von monolithischen heter0ep.ita3d.alen Mikrowellen-Tunneldioden mit einer vertikalen Übergangszone sowie derart hergestellte Tunneldioden.The invention relates to a method of manufacture of heteroepitaxial tunnel diodes from a plate, v / elche from a layer of insulating substrate and consists of a layer of a p-type semiconductor material, especially for the production of monolithic heter0ep.ita3d.alen microwave tunnel diodes with a vertical transition zone as well as tunnel diodes produced in this way.
Auf dem Gebiet der Tunneldiodenherstellung ist es eines der Hauptziele, eine plötzliche und bestimmte Grenze am Tunnelübergang zu erhalten. Je plötzlicher der Turme!übergang auftritt, desto besser sind die Eigenschaften der Tunneldiode. Auf dieses Ziel ausgerichtet wurden verschiedene Herstellungsverfahren entwickelt.In the tunnel diode manufacturing field, one of the primary goals is sudden and definite To get border at the tunnel crossing. The more suddenly the tower transition occurs, the better they are Properties of the tunnel diode. Various manufacturing processes were aimed at this goal developed.
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Bei einem Verfahren, das Punktlegieroiigsverfaiiren. genannt werden kann, wird ein (ΙβπΜπττίΙTrokrJLstall, welches in geeigneter Konzentration, mit Arsen dotiert ist, in Grundpastillen geschnitten. Auf'das Germaniumkristall wird ein Punkt aus Indium, welches etwa ein Gew.-^ Gallium enthält," legiert. Gleichmäßiges Aufbringen wird durch die Verwendung eines Säureflusses in einem eng geregelten Temperaturbereich erzielt. Mach, dem Xegierungs— Vorgang werden die Pastillen auf einen Miekelgrund— streifen oder auf eine goldplattierte Eovar-Hülle gelötet. Schließlich wird ein Platindraht an den Indiumpunkt angeschmolzen.In one process, the point alloying process. can be mentioned, a (ΙβπΜπτ τίΙTrokr JLstall, which is doped with arsenic in a suitable concentration, cut into basic lozenges. A point of indium, which contains about one wt .- ^ gallium, is alloyed on the germanium crystal. Uniform application is achieved through the use of an acid flow in a tightly controlled temperature range. Mach, the alloying process, the lozenges are soldered onto a Miekelgrund strip or onto a gold-plated Eovar casing. Finally, a platinum wire is fused to the indium point.
Mit dem Punktlegi e rungs verfahren werden Tunneldioden mit weitstreuenden Eigenschaften hergestellt, obwohl große Sorgfalt auf die genaue Regelung der üfempera— tür, der Erhitzungszeit und des Abkohlungsirerlaufs im Verfahren verwandt wird.With the point alloying process, tunnel diodes are created manufactured with wide-ranging properties, though great care is taken in the precise regulation of the tempera door, the heating time and the decarburization run is used in the procedure.
Ein anderes Herstellungsverfahren, auf das als IkS-sungswachsverfahren Bezug genommen wird, beinhaltet das Wachsen einer hochdotierten p-Halbleiterschicht auf einer geläppten n-Halbleiteroberfläche. Die n-Halbleiteroberflache ist typisch senkrecht zur (111)-Achse geschnittenes Germanium und die p—Halbleiter— schicht ist hochdotiertes Germanium. Das Wachsen. findet gewöhnliqh in einem Ofen mit Wasserstoffatmosphäre statt. Wenn das Wachsen beendet ist, kann die Platte aus p-Germanium dazu verwendet; werden, große Mengen von Dioden durch Abdeckmasken.- und Ätzverfahren oder durch Läppen herzustellen« Bei den Verfahren mit Abdeckmasken, Ätzen oder tappen wird ein Teil der p-Halbleiteroberflachenschicht; von der darunterliegenden Platte entfernt und hatAnother manufacturing process, referred to as the IkS-sungswax process As referred to, involves growing a highly doped p-type semiconductor layer on a lapped n-semiconductor surface. The n-semiconductor surface is typically germanium cut perpendicular to the (111) -axis and the p-semiconductor- layer is highly doped germanium. The growth. usually found in a furnace with a hydrogen atmosphere instead of. When the growth is finished, the p-germanium plate can be used; will, to manufacture large quantities of diodes by masking and etching processes or by lapping the method with masking, etching or tapping becomes part of the p-type semiconductor surface layer; removed from the underlying plate and has
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eine ϋηοι°α.Ήπιτΐ|3 von mnzigen Massenteilchen vom ρ-Typ auf der n—Halfoleiterplatte zur Folge. Jedes dieser Massenteilchen w±i?ä letztlich zu einer Tunneldiode. Dieses Verfahren ·Β3?£ordert, wie bemerkt, einen ausgedehnten AtsTorgang, um Tunneldioden mit gewünschten Grensfrequeiisen hersusteilen.a ϋηοι ° α.Ήπιτΐ | 3 of minty mass particles of the ρ-type on the n — semiconductor board. Each of these Mass particles ultimately turn into a tunnel diode. As noted, this method · 3? £ orders an extensive process to provide tunnel diodes with the desired Share control frequencies.
Ein bekanntes praktisches Verfahren besteht darin, jede einzelne fsraneldiode in einem Aufbau einzukap-SeIn1 so daß sie leicht; in einen vorbereiteten elektronischen Kreis eingebaut werden kann. In einer solchen lage wild eine extern hergestellte Tunneldiode, welche sich allgemein in einem Keramikgehäuse mit herausführenden, leitungen befindet, auf einem vorbereiteten Substrat; angeordnet. Die Leitungen von der Tunneldiode weiden dann durch Schweißen oder andere Verfahren mil; Goldstireifen oder anderen Leitern verbunden, welche die üDunneldiodenkontakte bilden.. Ein solcher Vorgang hat; einen Aufbau zur Folge, der vom Fachmann hybrider Aufbau genannt wird. Ein Nachteil des hybriden Aufbaus besteht darin, daß an den Kontakten der Tunneldiode zum Substrat eine Mikrowellenstörung auftritt, welche die Wirkung des Kreises beeinflußt.A known practical method consists in each individual in a structure fsraneldiode einzukap-be 1 so that it easily; can be built into a prepared electronic circuit. In such a situation, an externally manufactured tunnel diode, which is generally located in a ceramic housing with leads leading out, is on a prepared substrate; arranged. The leads from the tunnel diode are then milled by welding or other methods; Gold strips or other conductors connected, which form the tunnel diode contacts .. Such a process has; result in a structure which is called a hybrid structure by those skilled in the art. A disadvantage of the hybrid structure is that microwave interference occurs at the contacts of the tunnel diode to the substrate, which influences the effect of the circuit.
Ziel der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für Tunneldioden zu entwickeln und eine Tunneldiode zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Herstellungsverfahren bzw. Tunneldioden überwinden.The aim of the invention is to develop a manufacturing method for tunnel diodes and to create a tunnel diode which overcomes the disadvantages of the known manufacturing methods or tunnel diodes.
Das Verfahren zur Herstellung von heteroepitaxialen Tunneldioden aus einer Platte, welche aus einer Schicht isolierenden Substrats und einer Schicht eines p-Halbleitermaterials besteht, besteht erfindungsgemSß darin, daß ein erstes Metall auf eine The method according to the invention for producing heteroepitaxial tunnel diodes from a plate which consists of a layer of insulating substrate and a layer of a p-type semiconductor material consists in that a first metal is applied to a
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freigelegte Oberfläche eines p-Halbleitermaterials legiert wird und dann ein zweites Metall auf eine weitere freigelegte Oberfläche des p-Halbleitermaterials legiert wird.exposed surface of a p-type semiconductor material is alloyed and then a second metal on a further exposed surface of the p-type semiconductor material is alloyed.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiter dadurch gelöst, daß die Tunneldiode so aufgebaut ist, daß ein Abschnitt eines p-Halbleitermaterials auf einer Schicht aus dielektrischem Substrat aufgebracht ist, ein Bereich eines ersten Metalls in inniger μ. Verbindung mit dem Abschnitt des p-Halbleitermaterials steht, ein Bereich eines n-Halbleitermaterials vorhanden ist und ein Bereich eines zweiten Metalls in enger Verbindung mit dem n-Halbleitermaterial steht, aber keine Berührung mit dem ersten Metall hat.According to the invention, the object is further achieved by that the tunnel diode is constructed so that a portion of a p-type semiconductor material on a Layer of dielectric substrate is applied, a region of a first metal in intimate μ. Connection to the portion of the p-type semiconductor material stands, a region of an n-type semiconductor material and a region of a second metal in close association with the n-type semiconductor material stands but has no contact with the first metal.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Schicht aus p-Halbleitermaterial auf eine Schicht aus isolierendem Substrat aufgebracht. Eine bestimmte Menge Metall wird in einem bestimmten Bereich auf dem p-Halbleitermaterial aufgebracht. Zwischen dem aufgebrachten Metall und einem ρ Teil des p-Halbleitermaterials wird hierauf ein Eutektikum gebildet. .In a preferred embodiment of the invention a layer of p-type semiconductor material is applied to a layer of insulating substrate. A certain amount of metal is applied in a certain area on the p-type semiconductor material. A eutectic then forms between the applied metal and a ρ part of the p-type semiconductor material educated. .
Eine bestimmte Menge eines zweiten Metalls wird auf dem p-Halbleitermaterial abgelagert. Dann wird ein Eutektikum awischen dem p-Halbleitermaterial und dem zweiten Metall gebildet, woraus sich die Schaffung eines n-Halbleiterbereichs an der Grenzschicht des p-Halbleitermaterials und des zweiten Metalls ergibt. A certain amount of a second metal is deposited on the p-type semiconductor material. Then a Eutectic is formed by the p-type semiconductor material and the second metal, from which the creation an n-type semiconductor region at the interface of the p-type semiconductor material and the second metal results.
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In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein p-Halbleitermaterial auf ein isolierendes Substrat aufgebracht. Isolierende Materialien, wie Aluminiumoxyd, Beryiliumoxyd und Saphir, können als isolierendes Substrat verwendet werden. Auf die Oberfläche der Schicht aus p-Halbleitermaterial wird dann eine Schicht eines dielektrischen dünnen films aufgebracht. Der dielektrische dünne Film, der aus Siliziumoxyd oder Siliziumnitrid oder einem derartigen Material bestehen kann, dient als Abdeckung für die späteren Legierschritte und ebenso als Schutzschicht für die Oberfläche des darunterliegenden p-Halbleiters. Die Schicht aus dem dieleketrisehen dünnen FiIm erstreckt sich über das ganze p-Halbleitermaterial.In a second preferred embodiment of the method is a p-type semiconductor material on an insulating Applied to the substrate. Insulating materials such as alumina, beryllium oxide and sapphire can be used as insulating substrate can be used. On the surface of the layer of p-semiconductor material is then a Layer of a dielectric thin film applied. The dielectric thin film made of silicon oxide or Silicon nitride or such a material can be used as a cover for the later alloying steps and also as a protective layer for the surface of the underlying p-type semiconductor. The layer from the The dielectric thin film extends over the whole p-semiconductor material.
Hierauf wird der dielektrische dünne Film von der Platte so entfernt, daß "Fenster" zum p-Halbleitermaterial geschnitten werden. Das Verfahren zur Entfernung des dielektrischen dünnen Films regelt die Größe der "Fenster" zum p-Halbleitermaterial. Nachdem der dielektrische dünne Film entfernt wurde, um ein "Fenster" zu bilden, wird Metall auf das p-Halbleitermaterial legiert. Das Metall,wie etwa Zink, wird auf der in dem Fenster freigelegten Oberfläche des p-Halbleitermaterials abgelagert. Das abgelagerte Metall erstreckt sich in den Grenzen der Berührungsflächen mit dem dielektrischen dünnen Film und dem p-Halbleitermaterial. Das Legieren des Metalls auf das p-Halbleitermaterial wird durch Erhitzen auf einen Punkt bewirkt, bei welchem ein Eutektikum zwischen dem Metall und dem p-Hnlbleitermaterial gebildet wird. Die Grenzschicht zwischen dem Metall und dem p-Halbleitermaterial bildet den Ohm»sehen Kontaktteil der Tunneldiode.The dielectric thin film is then removed from the plate in such a way that "windows" to the p-type semiconductor material are cut will. The method of removing the dielectric thin film governs the size of the "windows" to the p-semiconductor material. After the dielectric thin Film has been removed to form a "window", metal is alloyed onto the p-type semiconductor material. The metal like such as zinc, will be on the surface exposed in the window of the p-type semiconductor material deposited. The deposited Metal extends within the boundaries of the contact surfaces with the dielectric thin film and the p-type semiconductor material. Alloying the metal onto the p-type semiconductor material is effected by heating to a point at which there is a eutectic between the metal and the p-type semiconductor material is formed. The boundary layer between the metal and the p-semiconductor material forms the ohmic contact part of the tunnel diode.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Schritt des Legierens in einer Wasserstoffatmosphäre oder einer anderen reduzierenden Atmosphäre durchgeführt.In a preferred embodiment, the step of alloying in a hydrogen atmosphere or a carried out another reducing atmosphere.
Zusätzliche "Fenster" werden nun in den dielektrischen dünnen Film der Platte geschnitten. Diese zweiten "Fenster" liegen entgegengesetzt und getrennt von den vorher geschnittenen "Fenstern" und" dem Bereich des legierten Metalls. Die beiden "fenster81 sind durch einen Streifen oder einen Bereich aus p-Halbleitermaterial unterhalb einer Schicht des dielektrischen dünnen Films voneinander getrennt.Additional "windows" are now cut into the dielectric thin film of the plate. These second "windows" are opposite and separate from the previously cut "windows" and "the area of alloyed metal. The two" windows 81 are separated from one another by a strip or area of p-type semiconductor material beneath a layer of dielectric thin film.
Ein zweites Metall, wie etwa Zinn mit Schwefel bei maximaler Löslichkeit, wird in dem zweiten "Fenster" abgelagert. Die Grenzschicht zwischen dem zweiten Metall und dem p-Halbleitermaterial bildet die vertikale Übergangszone der Diode· Die Platte wird dann erhitzt, um ein Eutektikum zwischen dem p-Halbleitermaterial und dem zweiten Metall zu schaffen. Während des Erhitzens wird einn-Halbleitermaterialbereich an der Grenzschicht der Materialien geschaffen»A second metal, such as tin with sulfur at maximum Solubility, is deposited in the second "window". The boundary layer between the second metal and the p-type semiconductor material forms the vertical transition zone of the diode. The plate is then heated to a eutectic between the p-type semiconductor material and to create the second metal. During heating becomes an n-semiconductor material region at the interface made of materials »
Es ist wichtig, eine abrupte Grenzschicht zwischen dem p-Halbleitermaterial und dem abgelagerten zweiten Material zu erhalten. Dies wird dadurch erreicht, daß die Platte nach dem Erhitzen Eur Bildung eines Eutektikums zwischen dem p-Halbleitermaterial und dem zweiten Metall plötzlich abgeschreckt wird.It is important to have an abrupt boundary between the p-type semiconductor material and the deposited second material. This is achieved in that the plate after heating Eur formation of a eutectic between the p-type semiconductor material and the second Metal is suddenly quenched.
In diesem Punkt ist die monolithisch* heteroepitaxiale Mikrowellen-Tunneldiode im wesentlichen fertig. Es verbleibt (Jedoch noch der Vorgang des Aufbringens von Kon- At this point the monolithic * is heteroepitaxial Microwave tunnel diode essentially ready. What remains is (however, the process of applying con-
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takten aus Gold oder anderem leitenden Material auf {jeden der Metallbereiche. Diese Leiter stehen dann zur Verbindung der Tunneldiode mit anderen Elementen des Kreises zur Verfügung. bars of gold or other conductive material on {each of the metal areas. These ladder are then to connect the tunnel diode to other elements of the circle.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described. Show it:
Fig· 1 eine Ansicht im Querschnitt einer bekannten Tunneldiode vor dem Ätzvorgang,1 is a cross-sectional view of a known tunnel diode before the etching process,
Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt einer bekannten Tun- . neldiode nach dem teilweisen Ätzen der Sperrschicht,Fig. 2 is a view in section of a known Tun-. neldiode after the partial etching of the barrier layer,
Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt einer bekannten Tunneldiode, welche eine verstärkte Ätzung der Sperrschicht zeigt,3 is a sectional view of a known tunnel diode, which shows an increased etching of the barrier layer,
Fig. M- eine Ansicht im Schnitt, welche das p-Halbleitermaterial auf dem isolierten Substrat entsprechend der Erfindung zeigt,Fig. M is a sectional view showing the p-type semiconductor material on the insulated substrate according to the invention;
Fig· 5 eine Ansicht im Schnitt, welche die Zugabe eines dielektrischen dünnen Films auf die Anordnung nach Fig· M- zeigt,Fig. 5 is a sectional view showing the addition of a dielectric thin film to the arrangement of Fig. M-
Fig. 6 eine Ansicht im Schnitt der Anordnung nach Fig.FIG. 6 is a sectional view of the arrangement according to FIG.
5, nachdem ein "Fenster" durch das p-Halbleitermaterial und den dielektrischen dünnen Film hergestellt ist,5 after having a "window" through the p-type semiconductor material and the dielectric thin film is made,
Figw 7 eine Ansicht im Schnitt der Anordnung nach Fig.FIG. 7 is a sectional view of the arrangement according to FIG.
6, nachdem ein erstes Metall auf die Anordnung legiert ist,6, after a first metal is alloyed onto the assembly,
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Fig. 8 eine Ansicht im Schnitt, der Anordnung nach Fic· 7> nachdem, ein zweites "Fenster" durch das -p- - Halbleitermaterial und den dielektrischen dünnen Film hergestellt ist,8 is a sectional view showing the arrangement Fic · 7> after a second "window" through the -p- - semiconductor material and dielectric thin film is made,
Fig. 9 eine Ansicht im Schnitt der Anordnung nach Fig. 8, nachdem ein zweites Metall auf die Anordnung legiert ist,9 is a sectional view of the arrangement according to FIG Fig. 8, after a second metal has been alloyed onto the assembly,
Fig. 1o eine Ansicht im Schnitt der Anordnung nach Fig. 8,' nachdem leitende Streeifen. angebracht wur- £ den,■FIG. 1o is a sectional view of the arrangement according to FIG. 8, after conductive strips. was attached £ den, ■
.Fig. 11 eine perspektivische Ansicht im. Schnitt einer fertigen Tunneldiode nach der Erfindung..Fig. 11 is a perspective view in FIG. Section of a finished tunnel diode according to the invention.
Die Tunneldiode 9 stellt eine typische Anordnung -·■ entsprechend dem Stand der Technik dar. Eine Schicht aus p-Halbleitermaterial 12 erstreckt sich über einen Ohm'sehen Eontakt 1o. Der Ohm'sche Kontakt Io über- deckt einen Kühlkörper 13* Ein Punkt aus n-Halbleir-, . termaterial 11 ist an der Grenzschicht 15 auf das p-,-Halbleitermaterial 12 legiert, Eleketrische Leitun- ; gen 18 und-19 führen von der Tunneldiode 9 weg. Eine ■ w Sperrschicht entlang der Grenzschicht 15 ist durch gestrichelte Linien parallel zur Grenzschicht 15 angedeutet. Die Grenzfrequenz einer Tunneldiode wird aus-r gedrückt durch die Beziehung ; The tunnel diode 9 represents a typical arrangement according to the prior art. A layer of p-type semiconductor material 12 extends over an ohmic contact 10. The ohmic contact Io covers a heat sink 13 * A point made of n-semiconducting,. termaterial 11 is alloyed at the boundary layer 15 on the p -, - semiconductor material 12, Eleketrische Leitun- ; Gen 18 and 19 lead away from the tunnel diode 9. ■ a w barrier layer along the interface 15 is indicated by dashed lines parallel to the boundary layer 15th The cut-off frequency of a tunnel diode is expressed by the relationship ;
In der Gleichung ist die Grenzfrequenz f eine beliebige Bezugsfrequenz, solange die Grundproportiönalität unverändert bleibt, R0 ist der Serienwiderstand der,In the equation, the cutoff frequency f is any reference frequency as long as the basic proportionality remains unchanged, R 0 is the series resistance of the,
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Tunneldiode und C. ist die Kapazität über die Sperrschicht des Tunnelüberrarvp-s. Die Grenzfrequenz f kann kann durch Verringerung des Serienwiderstandes R oderTunnel diode and C. is the capacitance across the junction of the tunnel overrarvp-s. The cutoff frequency f can can be achieved by reducing the series resistance R or
der Kapazität C . vergrößert werden. Die Große von 0 " ti Jof capacitance C. be enlarged. The size of 0 "ti J
ist eine Ifc.inktion der Fläche der Grenzschicht- zwischen den p- und n-Halbleitermaterialien. Je größer die Grenzschichtfleche ist, desto größer ist C... Daher >nnn die Grenzfrequenz durch Verringerung von C-, d.h. durch Verringerung der Grenzschichtfläche zwischen den τ- und n-FslMeiterrnaterialien vergrößert werden.is an Ifc.inction of the surface of the boundary layer between the p- and n-semiconductor materials. The bigger the Boundary layer fleece is, the greater is C ... Hence > nnn the cutoff frequency by reducing C-, i.e. can be increased by reducing the interface area between the τ and n-Fs / conductor materials.
• o-• o-
Der Reihenwiderstand E der Diode ist kleiner für vergrößerte Grenzschichtflache. Je kleiner die Grenzsc^ichtflft'che zwischen den p- und n-Halh]!.eitermaterialien ist, desto größer ist der elektrische Widerstand infolge der verringerten Querschnittsflcäche des Strompfades. Daher wird die Verringerung der Fläche der Grenzschicht zwischen dem p- und dem n-IIalhleitermaterial durch Verringerung des kapazitiven Effekts die Grenzfrequen?; vergrößern, sie wird jed-och durc^ die Vergrößerunp; des Reibenwiderstande-ß zu einer Verringerung; der Grenzfrequenz führen. Durch reei^nete Auswahl der Grenzschichtfläche kann ein optimales Verhältnis zwischen der Überganp;skapazität und dem Reihenwiderstand erreicht v/erden, um eine passende Grenzfrequenz für den gewünschten Schaltungsaufbau zu erhalten.The series resistance E of the diode is smaller for increased Boundary layer surface. The smaller the border area between the p- and n-halh] !. pus materials is, the greater the electrical resistance due to the reduced cross-sectional area of the Current path. Hence the reduction in area the boundary layer between the p- and the n-II semiconductor material the cut-off frequencies by reducing the capacitive effect ?; enlarge, it will however durc ^ the enlargement; of friction resistance-ß to a decrease; the cut-off frequency. By A careful selection of the interface area can result in an optimal ratio between the transfer capacity and the series resistance reaches v / ground to a suitable cutoff frequency for the desired To obtain circuit structure.
Ein Bereich der Grenzschicht 15 ißt bed der weiterbearbeiteten Tunneldiode 1β in Fig. ?. so wegpeetzt, daß die Grenzschicht 15 und die zugehörige Sperrschicht Λ1V wesentlich kleiner als vorher sind. In Pig. 3 ißt- eine weitere Verringerung der" Grehzschichtfläche zwischen den p- und n-Halbleiter-A region of the boundary layer 15 is exposed to the further processed tunnel diode 1β in FIG . so wegpeetzt that the boundary layer 15 and the associated barrier layer Λ 1 V are much smaller than before. In Pig. 3 eats a further reduction in the "Grehzschichtfläche between the p- and n-semiconductor
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-1ο--1ο-
materialien bei einer weiterbearbeiteten Tunneldiode 17 gezeigt, wodurch sich die bekannte pilzförmige Tunneldiode ergibt. Das litzen in die Form eines "Pilzes" ist ein Versuch, ein optimales Verhältnis zwischen dem Reihenwiderstand und der Übergangskapazität für eine gewünschte Grenzfrequenz -zu erhalten.Es ist weiter zu sehen, daß bei der pilzförmigen Tunneldiode nach Fig. 3 der Tunnelübergang der Diode - die Grenzschicht - horizontal ist.materials in a further processed tunnel diode 17, which results in the known mushroom-shaped tunnel diode. The strands in the shape of a "mushroom" is an attempt to find an optimal relationship between series resistance and junction capacitance for a desired cut-off frequency - to be obtained. It can also be seen that in the case of the mushroom-shaped tunnel diode according to Fig. 3 the tunnel junction of the diode - the boundary layer - is horizontal.
Die Herstellung einer monolithischen Tunneldiode entsprechend der Erfindung beginnt mit einer Substratplatte, wie in Fig. 4· gezeigt. In der bevorzugten Ausführungsform ist eine Grundplatte 21 unter ein isolierendes Substrat 22 geschichtet. Die Grundplatte ist weder unentbehrlich für die Herstellung von Tunneldioden nach dem vorliegenden Verfahren noch ist sie für einige Tunneldioden strukturell unentbehrlich. Die Grundplatte kann daher nach Wunsch weggelassen wer den. Ein bevorzugtes Substratmaterial ist Sapliir, obwohl keramische Aluminiumoxyde oder Berylliiamoxyde auch benutzt werden können. Über dem isolierenden Substrat 22 ist eine Schicht aus p-HalbleitejEtnafeerial 23 aufgebracht. Ein gewünschtes p-Halbleitermaterial istThe manufacture of a monolithic tunnel diode according to the invention begins with a substrate plate as shown in Fig. 4. In the preferred Embodiment is a base plate 21 under a insulating substrate 22 layered. The base plate is not essential for the production of Tunnel diodes according to the present process are structurally indispensable for some tunnel diodes. The base plate can therefore be omitted if desired. A preferred substrate material is sapliir, though ceramic aluminum oxides or beryllium oxides can also be used. Over the insulating substrate 22 is a layer of p-type semiconductor etnafeerial 23 upset. A desired p-type semiconductor material is
entartetes Galliumarsenid mit Zink auf eine Akzeptoren
-z
konzentration von 2»10 J/cm. dotiert, obwohl es auch
noch andere Materialien gibt. Die Erkenntnis der Tatsache, daß das isolierende Substrat nicht aus dem
gleichen Grundmaterial wie das p-Halbleitermaterial
sein muß, erlaubt die Herstellung von heteroepitaxialen Tunneldioden nach diesem Verfahren. Die Schichten
der Grundplatte 21,des isolierenden Substrats 22degenerate gallium arsenide with zinc on an acceptor -z
concentration of 2 »10 J / cm. doped, although there are other materials as well. The recognition of the fact that the insulating substrate does not have to be made of the same basic material as the p-type semiconductor material allows the production of heteroepitaxial tunnel diodes using this method. The layers of the base plate 21, the insulating substrate 22
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und des p-Halbleitermaterials 23 bilden zusammen die ursprüngliche Platte 2o.and the p-type semiconductor material 23 form together the original plate 2o.
In Fig. 5 ist eine weiter bearbeitete Platte 24- gezeigt. Auf der Schicht aus p-Halbleitermaterial ist eine Schicht aus einem dielektrischen dünnen Film aufgebracht. Der dielektrische dünne Film 25 begrenzt die Legierungen späterer Schritte auf definierte Bereiche und passiviert weiter das darunter liegende p-Halbleitermaterial. Das Aufbringen der Schicht aus dem dielektrischen dünnen Film kann durch übliche Verfahren erfolgen. Materialien, wie Siliziumoxyd und Siliziumnitrid, sind sehr gut für den dielektrischen dünnen Film geeignet. Nachdem der dielektrische dünne Film 25 auf das p-Halbleitermaterial aufgebracht ist, wird ein nicht gewünschter Teil des dielektrischen dünnen Films entfernt und es ergibt sich ein "Fenster" zu dem p-Halbleitermateriäl 23, wie es in der weiterbearbeiteten Platte 26 in Fig.6 zu sehen ist. Die Ausbildung des Fensters kann natürlich durch in der Technik wohlbekannte Verfahren erfolgen.In Fig. 5 a further processed plate 24- is shown. On top of the layer of p-type semiconductor material is a layer of dielectric thin film upset. The dielectric thin film 25 limits the alloys of later steps on defined areas and further passivates the underlying p-semiconductor material. The application of the layer of the dielectric thin film can by usual Procedure. Materials like silicon oxide and silicon nitride are very good for the dielectric thin film suitable. After the dielectric thin film 25 on the p-type semiconductor material is applied, an undesired part of the dielectric thin film removed and it yields a "window" opens up to the p-type semiconductor material 23, as can be seen in the further processed plate 26 in FIG. The formation of the window can of course by methods well known in the art.
Mehrere derartige "Fenster" können auf einmal auf der gleichen Platte ausgebildet werden, wodurch man eine Massenproduktion von einheitlichen Tunneldioden mit diesem Verfahren erreichen kann. Die Größe der Fenster kann auch variiert werden. Wie weiter oben beschrieben, ergibt eine Änderung der Grenzschichtbereichs des Tunnelübergangs eine Änderung der Grenzfrequenz der Diode. Dies bedeutet, daß verschiedene Tunneldioden mit verschiedenen Grenzfrequenzen aus der gleichen Platte durch einfache Änderung der Größe der "Fenster" hergestellt werden können.Several such "windows" can appear on the The same plate can be formed, resulting in a mass production of uniform tunnel diodes with this procedure can achieve. The size of the windows can also be varied. As described above, a change in the boundary layer area of the tunnel junction results in a change in the cutoff frequency the diode. This means that different tunnel diodes with different cut-off frequencies from the same panel can be made by simply changing the size of the "window".
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Fi(T. 6 zeigt einen Querschnitt durch die Tunneldiode, nachdem das erste "Fenster" vorbereitet wurde, und zeigt, daß das "Fenster" durch die Oberflächen 6o bis 63 bestimmt wird. Ein Prozentsatz des p-Halbleitermaterials 23 wird in späteren Legierungsschritten verwendet, wobei zwischen dem p-Halbleitermaterial 23 und dem Metall, welches den Ohm'sehen Kontakt bildet, ein Eutektikum gebildet wird.Fi (T. 6 shows a cross section through the tunnel diode after the first "window" has been prepared and shows that the "window" is determined by surfaces 6o to 63. A percentage of the p-type semiconductor material 23 is shown in FIG later alloying steps used, whereby between the p-semiconductor material 23 and the metal, which forms the ohmic contact, a eutectic is formed.
In Fig. 7 ist eine weiterbehandelte Platte 3o gezeigt, bei welcher der Ausbildung des ersten "Fensters" oder Satzes von "Fenstern" ein erster Legierungsschritt folgt. In der bevorzugten Ausführungsform ist ein Metall 32, wie etwa Zink, auf dem p-Halbleitermaterial 23 anschließend an dieses Material und den dielektrischen dünnen Film 25 in dem "Fenster" aufgebracht. Die gesamte Pltte 3o und das Metall werden auf ungefähr 300°C erhitzt. Die Wärme legiert das Metall auf das p-Halbleitermaterial 23 durch ein Eutektikum, welches zwischen dem Metall 32 und dem p-Ilalbleitermaterial 23 gebildet wird. Das gebildete Eutektitim benützt den Teil des p-Halbleitermaterials 23, der über den dielektrischen dünnen Film 25 hinaus geht, und außerdem einen Teil, v/elcher sich unter dem dielektrischen dünnen Film befindet. Als Ergebnis dringt die eutektische Mischling aus p-Halbleitematerial und Metall unter den dielektrischen d"nrnen Film 25 "ur Grenzschicht νΛ vor, wie es 3nFi.·*·;. 7 gezeigt ist. 'Die Grenzschicht 'Ά wird der Ohm'sche Kontakt für die Tunneldiode. Die7 shows a further treated plate 3o in which the formation of the first "window" or set of "windows" is followed by a first alloying step. In the preferred embodiment, a metal 32, such as zinc, is deposited on the p-type semiconductor material 23 subsequent to that material and the dielectric thin film 25 in the "window". The entire plate 3o and the metal are heated to approximately 300 ° C. The heat alloys the metal to the p-type semiconductor material 23 through a eutectic which is formed between the metal 32 and the p-type semiconductor material 23. The eutectite formed utilizes the part of the p-type semiconductor material 23 which goes beyond the dielectric thin film 25 and also a part which is below the dielectric thin film. As a result, the eutectic hybrid of p-type semiconductor material and metal penetrates beneath the dielectric thin film 25 "of the boundary layer ν Λ as it 3nFi. · * · ;. 7 is shown. 'The boundary layer ' Ά becomes the ohmic contact for the tunnel diode. the
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IIerstellung des Ohm'sehen Kontakts in Form der Grenzschicht 31 ist weniger kritisch als die Herstellung der Tunnelgrenzschicht, die später beschrieben wird. Nachdem dies der Fall ist, kann die Kühlung nach dem Legieren des Ohm'sehen Kontakts auf übliche Weise durchgeführt werden und muß nicht besonders geregelt werden. Auch andere Metalle als Zink können für diesen ersten Legierungsschritt benutzt werden. Metalle, wie Silber, Kadmium und Indium, sind geeignet.Creation of the ohmic contact in the form of the boundary layer 31 is less critical than the fabrication of the tunnel boundary layer, which will be described later. After this is the case, cooling after alloying the ohmic contact can be seen in the usual way carried out and does not need to be specially regulated. Metals other than zinc can also be used for this first alloy step can be used. Metals, such as silver, cadmium and indium are suitable.
Nach dem ersten Legieren wird ein zweites "Fenster" oder ein Satz von "Fenstern" ähnlich dem ersten "Fenster" oder Satz von "Fenstern", wie in Fig. 8 gezeigt, hergestellt. Oberflächen -71 bis 7^ begrenzen dieses zweite "Fenster". Bas zweite "Fenster" liegt entgegengesetzt zum ersten "Fenster".After the first alloying, a second "window" or set of "windows" similar to the first "window" is created or set of "windows" as shown in FIG. Surfaces -71 to 7 ^ limit this second "window". The second "window" is opposite to the first "window".
In Fig. 9 ist eine weiterbearbeitete Platte 34· dargestellt. Ein zweites Metall 35 j welches an dem Wachsen des η-Bereichs der Tunneldiode Teil hat, wird in dem zweiten "Fenster" anschließend an das p-Halbleitermaterial 23 und'den dielektrischen dünnen Film 25 gegenüber dem vorher legierten Metall 32 angeordnet. Mit Schwefel dotiertes Zinn mit einer maximalen Löslichkeit ist ein bevorzugtes Metall fiir diese Anwendung, obwohl auch verschiedene andere maximal gesättigte Metalle verwendet werden können. A further processed plate 34 is shown in FIG. A second metal 35 j which is part of the growth of the η region of the tunnel diode is in the second "window" adjoining the p-type semiconductor material 23 and the dielectric thin film 25 arranged opposite the previously alloyed metal 32. Sulfur doped tin with maximum solubility is a preferred metal for this application, although various other maximum saturated metals can be used.
Die gesamte Vorrichtung wird hierauf auf eine feraperatür zwischen 380tmd 5000C erhitzt. Eine Temperatur für diesen Legierungsschritt^ die gute Ergebnisse ergibt, ist 50O0C· Me Erhitzung des zweiten Metalls 35 in dichter Nachbarschaft den p-HaThe entire apparatus is then heated to a feraperatür 380tmd between 500 0 C. A temperature for this alloying step ^ which gives good results is 50O 0 C · Me heating of the second metal 35 in close proximity to the p-Ha
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23 und des dielektrischen dinnnriett RlIms 25 bewirkt, daß ein Eutektikum zwischen dem p—HalbleilfeeijmaiEerial und dem. zweiten Metall gebildet wird. Ma Bereich von n-Halbleitermaterial 29 wird während, dies iegierungsschrittes in der Grenzschicht; zwischen diesen beiden Materialien wachsen. Als Ergebnis wiirdL ein Teil des p-Halbleitermaterials in' dei» em-fcefcfcischen Mischung verwendet, welche wieder tinter1 die ScMcfefc des dielek-. trischen dünnen Films 25 vordringjfe. EdIe resultierende Grenzschicht, welche zwischen dien p-Halbleitrermaterial 23 und dem gewachsenen n-Halblei-feeriia-feerial 29 gebildet wird, ist der Tunneliiberganig· 36 der Mode. ■ Der Tunnelübergang 36 ist insofern kritisch fib? die richtige Wirkungsweise einer Tunneldiodet als die Sperrschicht um so dünner und die Grenzfrequenz der Tunneldiode um so besser ist, je besser die Grenzschicht des Tunnelübergangs 36 definiert ist« Um einen gut definierten übergang zu erreichen, wird die gesamte Platte nach dem Erhitzen in einer Kühllösung abgeschreckt, so daß die Kühlung plötzlich erfolgt. Dies ergibt eine saubere Grenzschicht des Tunne!Übergangs 36 zwischen dem p-Halbleitermaterial 23 und dem. n-Balbleitermaterial23 and the dielectric thin strip RlIms 25 causes a eutectic between the p-semifinished element and the. second metal is formed. Ma area of n-type semiconductor material 29 is during, this iegierungsgrades in the boundary layer; grow between these two materials. As a result, a part of the p-type semiconductor material is used in the em-fecfcischen mixture, which again tinter 1 the scMcfc of the dielectric. thin film 25 penetrates. The resulting boundary layer, which is formed between the p-type semiconductor material 23 and the grown n-type semiconductor material 29, is the tunnel overlay 36 of the fashion. In this respect, the tunnel junction 36 is critical fib? is the correct operation of a tunnel diode t as the barrier layer the thinner and the cutoff frequency of the tunnel diode to be the better, the better the barrier layer of the tunnel junction 36 defines "In order to achieve a well-defined transition, the entire plate after heating in a cold solution quenched so that the cooling occurs suddenly. This results in a clean boundary layer of the tunnel junction 36 between the p-type semiconductor material 23 and the. n-ball conductor material
Der Aufbau bis zu diesem Punkt ist in Fig. 9 gezeigt. Fig. 9 zeigt die Grundplatte 21 mit einem isolierenden Substrat 22 hierauf, welche zusammen die ursprüngliche Platte bildeten. Auf dem isolierenden Substrat 22 ist aas p-Halbleitermaterial 2? und äie dielektrische dünne Schicht 25 verblieben. Auf der einen Seite des p-Halbleitermaterials 23 befindet sich der Bereich des n-Halbleitermsterials 29 \w& äas sweite legierte Metall 35· S&3? Ohm'sche Kontakt besteht ε,π der GrenzschichtThe structure up to this point is shown in FIG. Fig. 9 shows the base plate 21 with an insulating substrate 22 thereon which together formed the original plate. On the insulating substrate 22 there is a p-type semiconductor material 2? and the dielectric thin layer 25 remained. On one side of the p-semiconductor material 23 there is the area of the n-semiconductor material 29 \ w & äas wide alloyed metal 35 · S & 3? Ohmic contact exists ε, π of the boundary layer
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zwischen dem Metall 32 und p-Halbleitermaterial 23 und der Tunneliihergang 36 zwischen dem p-Halbleitermaterial 23 und dera gewachsenen n-Halbleitermaterial 29. Es ist'zu bemerken, daß der Tunnelübergang 36 vertikal ist.between the metal 32 and p-type semiconductor material 23 and the tunneling path 36 between the p-type semiconductor material 23 and the grown n-semiconductor material 29. It It is to be noted that the tunnel junction 36 is vertical.
Um die hergestellte Tunneldiode verivenden zu können,müssen geeignete Eontakte vorbanden sein, um die Tunneldiode in einen Kreis einzubeziehen. Wie in Fig. "Io gezeigt, wird dies erreicht durch die Verwendung bekannter Verfahren sum Aufbringen von leitenden Elementen, wie Gold oder Platin, auf die Bereiche des Metallmaterials. Ein Leiter 39 wird mit dem Metall 32 und ähnlich ein Leiter 38 mit dem zweiten Metall 35 verbunden. Es besteht nun ein elektrischer Kreis durch die Tunneldiode vom Leiter 38 durch das zweite Metall 35 zum n-Halbleitermaterial 29 über den Tunneliibergang 36 in das p-Halbleitermaterial 23, dann über die Grenzschicht 31 als Ohm'sehen Kontakt in das Metall 32 und endlich zum Leiter 39· Es ist zu erkennen, daß die -Schicht aus dem dielektrischen Film 25 lediglich als Schutzüberzug für das darunterliegende p-Halbleitermaterial 23 dient und in keiner Weise ein Teil des Kreisaufbaus der Tunneldiode ist. Aus diesem Grund sind andere geeignete Materialien als das bevorzugte Siliziumoxyd ebenfalls für eine derartige Verwendung praktisch brauchbar.In order to be able to use the tunnel diode that has been produced suitable contacts must be provided in order to include the tunnel diode in a circle. As shown in Fig. "Io, this is achieved through the use of known methods of applying conductive elements such as gold or platinum, on the areas of the metal material. A Conductor 39 becomes a conductor with metal 32 and the like 38 connected to the second metal 35. There is now an electrical circuit through the tunnel diode from the conductor 38 through the second metal 35 to the n-semiconductor material 29 via the tunnel junction 36 into the p-semiconductor material 23, then see over the boundary layer 31 as ohms Contact into the metal 32 and finally to the conductor 39 · It can be seen that the -Layer of the dielectric Film 25 only as a protective coating for the underlying p-type semiconductor material 23 is used and in no way is part of the circular structure of the tunnel diode. For this Other suitable materials than the preferred silicon oxide are also the reason for such use practically useful.
Der kapazitive Bereich, der die Grenzfrequenz der Diode beeinflußt, ist der Bereich des vertikalen Tunnelübergangs zwischen den p- und n-Halbleitermaterialien. Der horizontale Grenzschichtbereich zwischen dem p-Halbleitermaterial 23 und dem dielektrischen dünnen Film 25 und der horizontale Grenzschichtbereich zwischen dem p-Halb-The capacitive range, which affects the cut-off frequency of the diode, is the range of the vertical tunnel junction between the p- and n-semiconductor materials. Of the horizontal interface region between the p-type semiconductor material 23 and the dielectric thin film 25 and the horizontal boundary layer area between the p-half
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leitermaterial 23 und dem isolierenden Substrat 22 tragen nicht zur Übergangskapazität bei.conductor material 23 and the insulating substrate 22 do not contribute to transitional capacity.
InFig. 11 ist eine perspektivische Ansicht im Schnitt einer monolithischen heteroepitaxialen Mikrowellen-Tunneldiode 37 gezeigt. Die vordere Grenzfläche des Tunnelübergangs 36 und eine Grenzfläche 46 bestimmen die Tiefe des Tunnelübergangs. Da die Dicke des epitaxialen p-Halbleitermaterials festgelegt ist, kann die Querschnittsfläche des Tunnelübergangs durch die Tiefe der Diode geregelt werden, wobei die Tiefe senkrecht zur Zeichenebene gemessen wird. Dadurch, daß die Grenzfläche 46 näher an der vorderen Grenzfläche des Tunnelübergangs 36 angeordnet wird, wird eine verringerteFläche des Tunnelübergangs und damit eine verringerte Kapazität erreicht. In einer gegebenen Platte 24 (Fig. 5) können in dem dielektrischen dünnen Film "Fenster" verschiedener Größe ausgebildet v/erden. Es lassen sich daher für eine gegebene Platte 24 Mikrowellen-Tunneldioden mit verschiedenen Grenzfrequenzen aus der gleichen Platte herstellen. Eine größere oder kleinere Fläche des Tunnelübergangs kann nach Wunsch nur durch· Minderung der Größe des "Fensters" erhalten werden. Umge- * kehrt können für eine gegebene "Fenster"-Größe Gruppen von Tunneldioden mit verschiedenen Grenzfrequensen durch Veränderung der Dicke der Schicht aus p- ' Halbleitermaterial erhalten werden. Dies ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung. Wie in der kurzen "Beschreibung des Standes der Technik zu erkennen, erfordern die alten Verfahren einen Atzvor^ang nach der Bildunr des Tunnelübergangs, um eine freeifnete Querschnittsflache zu erreichen. ' InFig. 11 is a perspective view in section of a monolithic heteroepitaxial microwave tunnel diode 37 shown. The front interface of the tunnel junction 36 and an interface 46 determine the depth of the tunnel junction. Since the thickness of the epitaxial p-type semiconductor material is fixed, the cross-sectional area of the tunnel junction can be regulated by the depth of the diode, the depth being measured perpendicular to the plane of the drawing. By locating the interface 46 closer to the front interface of the tunnel junction 36, a reduced area of the tunnel junction and hence reduced capacitance is achieved. Various sizes of "windows" may be formed in the dielectric thin film in a given plate 24 (FIG. 5). It is therefore possible to produce 24 microwave tunnel diodes with different cut-off frequencies from the same plate for a given plate. A larger or smaller area of the tunnel junction can only be obtained by reducing the size of the "window" as desired. Conversely, for a given "window" size, groups of tunnel diodes with different cut-off frequencies can be obtained by changing the thickness of the layer of p- 'semiconductor material. This is an important feature of the invention. As can be seen in the prior art in the short "description that old methods require a Atzvor ^ ang after Bildunr of the tunnel junction, in order to achieve freeifnete cross-sectional area. '
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In Fig. 11 ist die Tunneldiode in linearer Anordnung dargestellt. Es liegt natürlich im Bereich dieser Erfindung, daß andere Anordnungen verwendet werden können. Z.73. könnten kreisförmige "Fenster" in den dielektrischen dünnen Film geformt werden, ehe die Metalle, wie oben beschrieben, aufgebracht werden. Kreisförmige "Fenster" würden eine Änderung in den dielektrischen Feldeigenschaften der Diode ergeben. Der kapazitive Tunnelübergangsbereich ware entgegen der linearen Anordnung nach Fig. 11 ebenfalls zylindrisch.In Fig. 11 the tunnel diode is shown in a linear arrangement. It is of course within the scope of this invention that other arrangements can be used. Line 73 . For example, circular "windows" could be formed in the dielectric thin film before the metals are deposited as described above. Circular "windows" would result in a change in the dielectric field properties of the diode. Contrary to the linear arrangement according to FIG. 11, the capacitive tunnel transition area would also be cylindrical.
Eine andere Variation gegenüber der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform besteht darin, daß beide "Fenster" oder Sätze von "Fenstern" in dem dielektrischen Film gleichzeitig vor irgendwelchen Legierungsschritten gebildet v/erden. DannM5nnte ein geeignetes Metall, wie etwa mit Schwefel dotiertes Zdnn, als Metall für beide Kontakte benutzt werden. Dies ist eine sehr vereinfachte Arbeitsweise und vermeidet den Ge- . brauch eines Metalls wie Zink, das Schwierigkeiten bei der Herstellung ergeben kann. Die Eigenschaften der Diode würden sich natürlich mit der Ausxtfahl der Metalle für die Kontakte ändern.Another variation on the description of the preferred embodiment is that both "Windows" or sets of "windows" in the dielectric film simultaneously prior to any alloying steps formed v / earth. Then a suitable metal, such as sulfur-doped Zdnn, could be used as the metal can be used for both contacts. This is a very simplified way of working and avoids the problem. need a metal like zinc, which can cause difficulties in manufacture. The properties of the diode would of course change with the selection of metals for the contacts.
Eine weitere Vari ation gegenüber der bevorzugten Ausführungsform besteht darin, die p- und n-Halbleitermaterialien zu vertauschen. Das heißt, es würde eine epitariale Schicht eines n-Helbleitermaterials in Verbindung mit dem Wachsen einer Schicht p-Halbleitermaterjal im Tunnelübergang verwendet.Another variation over the preferred embodiment is the p- and n-semiconductor materials to swap. That is, an epitarian layer of an n-type semiconductor material would be combined with the growth of a layer of p-type semiconductor material used in the tunnel crossing.
In ,der Präzis wurden Tunneldioden nach dem Verfahren und dem Aufbau der Erfindung unter Verwendung von Saphir als isolierendem Substrat hergestellt. Als p- In, the more precise, tunnel diodes were made according to the procedure and the structure of the invention using sapphire as an insulating substrate. As p-
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Halbleitermaterial wurde eine 6 Mikron starke Schicht aus Galliumarsenid mit Zink auf eine Akzeptorkonzentration von 2·10. /cm dotiert verwendet. Zink wurde als erstes MetalLzur Bildung des Ohm'sehen Kontaktes verwendet und mit Schwefel dotiertes Zinn bei maximaler Löslichkeit diente als n-Halbleitermaterial. Als dielektrische dünne Filmmaske zum Überdecken des p-Halbleitermaterials wurde Siliziumoxyd verwendet. Das Legieren des ersten Metalls - Zink - wurde bei 3800C in einer formierenden Gasatmosphäre und die des zweiten Metalls - Zinn, mit Schwefel dotiert - bei 500°C in einer formierenden Gasatmosphäre durchgeführt»Semiconductor material was a 6 micron thick layer of gallium arsenide with zinc to an acceptor concentration of 2 x 10 6. / cm doped used. Zinc was the first metal used to form the ohmic contact and tin doped with sulfur with maximum solubility served as the n-semiconductor material. Silicon oxide was used as a dielectric thin film mask to cover the p-type semiconductor material. The alloying of the first metal - zinc - was carried out at 380 0 C in a forming gas atmosphere and that of the second metal - tin, doped with sulfur - at 500 ° C in a forming gas atmosphere »
Es wurden Tunneldioden mit einem Gipfel-Tal-Stromverhältnis bis zu 20:1 und charakteristisch 10:1 erhalten. Die Dioden führten Spitzenströme von 60 Milliampere..There were tunnel diodes with a peak-valley current ratio up to 20: 1 and typically 10: 1 obtained. The diodes carried peak currents of 60 milliamps.
Während hier ein Verfahren gezeigt wurde, das als bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens betrachtet werden kann, steht fest, daß viele Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne vom v/esentliehen Gedanken der Erfindung abzuweichen. Die Beschreibung und die Ansprüche sollen daher alle diese Änderungen und Modifikationen, die in den Bereich der Erfindung fallen, umfassen.While a method was shown here, which as a preferred embodiment of the invention Process can be considered, it is clear that many changes and modifications will be made can without borrowing from the idea of the invention to deviate. The description and claims are therefore intended to include all such changes and modifications, falling within the scope of the invention.
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