DE2129269A1 - Bistable semiconductor element - Google Patents

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-MasAinen Gesellschaft mbH IBM Germany Internationale Büro-MasAinen Gesellschaft mbH

Böblingen, 8. Juni 1971 gg-skBoeblingen, June 8, 1971 gg-sk

Anmelderin: International Business MachinesApplicant: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10Corporation, Armonk, N.Y. 10

Amt!.Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenz.d.Anmelderin: Docket YO 969 085Office!. File number: New registration File number of the applicant: Docket YO 969 085

Bistabiles HalbleiterelementBistable semiconductor element

Die Erfindung betrifft ein bistabiles Halbleiterelement mit materialverschiedenem Obergang zwischen einer ersten Zone eines ersten Materials eines ersten Leitfähigkeitstyps und einer zweiten Zone eines zweiten Materials des zweiten Leitfähigkeitstyps.The invention relates to a bistable semiconductor element with a transition of a different material between a first zone of a first material of a first conductivity type and a second zone of a second material of the second conductivity type.

In der Datenverarbeitungstechnik besteht ein großer Bedarf für möglichst kleine, billige und schnell arbeitende Datenspeicher- und Schaltelemente. Das gab Anlaß zur Untersuchung verschiedener bistabiler elektrischer Effekte und zur Konstruktion zahlreicher Vorrichtungen aus einkristallinen, polykristallinen, und amorphen Materialien, die entweder sperrsiehtfrei oder mit materialgleichen Sperrschicht-Übergängen aufgebaut waren. Alle diese Vorrichtungen haben, wenn sie in Datenspeichern verwendet wurden, den Nachteil, dass sie energieabhängig sind,In data processing technology, there is a great need for data storage devices that are as small, cheap and fast as possible. and switching elements. This gave rise to the investigation of various bistable electrical effects and for the construction of numerous devices from single crystal, polycrystalline, and amorphous materials, which are either free of restricted viewing or with the same material Barrier junctions were built. All of these devices have when used in data storage have the disadvantage that they are energy-dependent,

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d.h. dass die gespeicherte Information verloren geht, wenn die Energiezufuhr unterbrochen wird.i.e. that the stored information is lost, when the energy supply is interrupted.

Halbleiterelemente mit übergängen zwischen gleichem Halbleitermaterial gehören seit langem zum Stand der Technik. Wird ein elektrisches Potential an den übergang angelegt, so zeigt das. Element die in Fig',1 abgebildete Kennlinie. Es ist ersichtlich, daß. der materialgleiche Übergang unter dem Einfluß einer Durchlaßspannung einen niederen Widerstand aufweist, unter dem Einfluß einer Sperrspannung aber eine hohe Impedanz annimmt. Wird die Sperrspannung stark erhöht, so kommt ein Lawinendurchbruch zustande, bei dem sich der Stromfluß stark vergrößert.Semiconductor elements with transitions between the same semiconductor material have long been part of the state of the art. If an electrical potential is applied to the junction, Thus the element shows the characteristic curve shown in FIG. 1. It can be seen that. the transition of the same material under a low resistance to the influence of a forward voltage has, but assumes a high impedance under the influence of a reverse voltage. The reverse voltage becomes strong increases, an avalanche breakthrough occurs in which the current flow increases significantly.

Halbleiterelemente, die aus verschiedenen Materialien bestehen, sind ebenfalls schon bekannt geworden, Beim sogenannten materialverschiedenen übergang wird ein Material auf einer Seite des Übergangs und sin anderes Material auf der anderen Seite des Übergangs verwendet. Wie der materialgleiche übergang, so weist auch dieser eine Diodencharakteristik entsprechend Fig.1 auf. Diese Kennlinie kann bekannt- -lich in weiten Grenzen durch die Art und Stärke der Dotierung des Halbleitermaterials verändert werden. Es ist üblich, bei der Herstellung von Halbleiterelementen aller Art möglichst reines Ausgangsmaterial zu verwenden. Dadurch soll sichergestellt werden, daß die entstehenden übergänge soweit als möglich der idealen Kennlinie der Fig.l angenähert werden.» Beispielsweise Transistoren, Laser und verschiedene andere Halbleitervorrichtungen erreichen ihre besten Eigenschaften dann, wenn Kristallfehler wie Versetzungen? Stapelfehler und Fehlstellen möglichst vermieden werden. Eine Fehlstelle kann hierbei als Energiezustand oder Zentrum verstanden werden, das freie Träger einfängt und für eine relativ lange Zeit festhält. In herkömmlichen Halbleitermaterialien gibt es nur eine erwünschte Art vonSemiconductor elements, which consist of different materials, are also already known, When so-called material-different transition becomes one material on one side of the transition and a different material is used on the other side of the transition. Like the same material transition, this also has a diode characteristic according to Fig.1. This characteristic can be known - within wide limits due to the type and strength of the doping of the semiconductor material can be changed. It is common practice in the manufacture of semiconductor elements of all Kind of using the purest possible raw material. This is to ensure that the resulting transitions as close as possible to the ideal characteristic of Fig.l will." For example, transistors, lasers, and various other semiconductor devices achieve theirs best properties then when crystal defects such as dislocations? Stacking errors and defects are avoided as far as possible. A flaw can be seen as an energy state or center that captures free carriers and holds on for a relatively long time. In conventional There is only one desirable type of semiconductor materials

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Kristallunregelmässigkeit, das ist das Dotierungsatom. Ein Dotierungsatom liefert ein Loch oder ein Elektron für das Leitungs- oder Valenzband und ist daher bestimmend für die Leitungscharakteristik der Fig.l. Da vollkommen reine Materialien nicht darstellbar sind, haben alle Halbleitervorrichtungen irgendeine Art von Kristallunregelmässigkeiten, wie beispielsweise Versetzungen oder Fehlstellen. Diese sind aber üblicherweise so selten* daß sie keine wesentliche Abweichung von der idealen Biodenkennlinie verursachen. Da mterialver- . schiedene Obergänge aus mehr als einem Material bestehen, weisen sie im allgemeinen mehr Kristallunregelmässigkeiten auf, wie materialgleiche übergänge. In den bisherigen Entwicklungen wurden aber erfolgreiche Anstrengungen unternommen, um diese unregelmässigkeiten so gering als möglich zu halten. Das ist ersichtlich aus der Tatsache, daß die Kennlinien der meisten bisher bekannten materialverschiedenen übergänge den Kennlinien materialgleicher übergänge sehr ähnlich war.Crystal irregularity, that is the doping atom. A doping atom provides a hole or an electron for the conduction or valence band and is therefore decisive for the line characteristic of Fig.l. Since completely pure materials cannot be represented, all semiconductor devices have some kind of crystal irregularity such as dislocations or imperfections. However, these are usually so rare * that they do not deviate significantly from the cause ideal biodiversity. Since mterialver-. different transitions consist of more than one material, they generally have more crystal irregularities, such as transitions of the same material. In previous developments Successful efforts have been made to minimize these irregularities as much as possible keep. This can be seen from the fact that the characteristics of most of the previously known materials are different transitions very much like the characteristics of material transitions was similar.

Nicht alle bisher angestellten Bemühungen Kristallunregelmässigkeiten zu vermeiden, waren jedoch erfolgreich, zumindestens nicht für übergänge aus ZnSe-Ge. Das ist ersichtlich aus den Veröffentlichungen von Chalow et al in Physica Status Solidi 28, 295, 1968 und H. J. Hovel et al in International Journal of Electronics 25, 201, 1968. In beiden Artikeln wurden aussergewöhnliche und unerwünschte Impedanzkeimlinien unter dem Einfluss einer Sperrspannung festgestellt. In diesen Veröffentlichungen wurde offenbar die große Bedeutung eines Übergangs von der hohen zur niederen Impedanz und der Sparrspannungsbedingungen vor dem Erreichen des Lawinendurchbruchs nicht erkannt. Die im nachfolgenden beschriebene Erfindung beruht auf der Nutzbarmachung dieses Phänomens.Not all efforts made so far have crystal irregularities avoidance, however, were successful, at least not for ZnSe-Ge transitions. This can be seen from the publications by Chalow et al in Physica Status Solidi 28, 295, 1968 and H. J. Hovel et al in International Journal of Electronics 25, 201, 1968. In Both articles had unusual and undesirable impedance germ lines under the influence of a reverse voltage established. In these publications the great importance of a transition from high to low impedance and the low-voltage conditions before the avalanche breakdown was reached. the The invention described below is based on harnessing this phenomenon.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterelement mit einem Sperrschichtübergang anzugeben, der einen stabilen Zustand hoher Impedanz und einen stabilen Zustand niedriger Impedanz aufweist und daher als energieunabhängiges bis-abiles Speicherelement verwendet werden kann. Das Halbleiterelement kann von einem in den anderen Zustand geschaltet werden und behält diesen Zustand bei/ selbst wenn die Energiezufuhr unterbrochen wird. Setzt die Energiezufuhr wieder ein, so befindet sich die Vorrichtung nach wie vor im selben Zustand.The invention is based on the object of a semiconductor element to specify with a barrier junction, the one has a stable state of high impedance and a stable state of low impedance and therefore as an energy independent bis-able storage element can be used. The semiconductor element can change from one to the other state are switched and maintains this state / even if the energy supply is interrupted. Puts If the energy supply is switched on again, the device is still in the same state.

Diese Aufgabe wird für bistabiles Halbleiterelement mit materialverschiedenem übergang zwischen einer ersten Zone eines ersten Materials eines ersten Leitfähigkeitstyps und einer zweiten Zone eines zweiten Materials des zweiten Leitfähigkeitstyps dadurch gelöst, daß die zweite Zone Fangstellen tiefer Energieniveaus bildende Materialunregelmäßigkeiten aufweist.This task is used for bistable semiconductor element material-different transition between a first Zone of a first material of a first conductivity type and a second zone of a second material of the second conductivity type solved in that the second Zone has material irregularities forming traps of deep energy levels.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen % Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below. Show it %

Fig.1 in einer Kurve die Spannungs-Strom-Kennlinie für eine konventionelle Diode;1 shows the voltage-current characteristic curve in a curve for a conventional diode;

Fig.2 u.3 Spannungs-Strom-Kennlinien für Dioden mit mater i alve rs ch i edenem üb erg ang;Fig. 2 and 3 voltage-current characteristics for diodes with mater i alve rs ch i edenem über erg ang;

Fig.4 in einem Diagramm ein Energieband mit Akzeptoren, Donatoren und Haftstellen;4 shows a diagram of an energy band with acceptors, donors and traps;

Fig.5 eine bistabile Schalt- und Speicherdiode mit materialverschiedenem übergang;5 shows a bistable switching and storage diode with a transition made of different materials;

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Fig.6 eine bistabile Schaltdiode mit materialverschiedenem übergang, die als Speicher entweder destruktiv oder nicht destruktiv gelesen werden kann;6 shows a bistable switching diode with a transition of different materials, which is used as a memory can be read either destructively or nondestructively;

Fig.7 eine bei der Herstellung von Dioden mit materialverschiedenem übergang benutzte Anordnung und7 shows one used in the manufacture of diodes with a transition from a different material Arrangement and

Fig.8 die Herstellung eines Ohm¹sehen Kontaktes in einer Diode mit materialverschiedenem übergang.Fig. 8 the production of an ohm ¹ see contact in a diode with a material-different transition.

Fig.1 zeigt eine typische Spannungs-Strom-Kennlinie für konventionelle materialgleiche und materialverschiedene Dioden. Dabei ist unter einer materialgleichen Diode eine Diode zu verstehen, bei welcher das Material auf beiden Seiten der Übergangszone dasselbe ist, während bei einer materialverschiedenen Diode auf jeder Seite der Übergangszone ein anderes Mater i al werwendet wird. Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß die Diode in Durchlassrichtung bis zum Erreichen des Knies in der Kurve am Punkt 1 einen relativ hohen Widerstand aufweist, woraufhin dann die Impedanz zu einem niederen Wert wechselt und einen kontinuierlich steigenden Strom bei relativ kleinen SpannungsSteigerungen liefert. In der Sperrichtung zeigt die Diode über dem Abschnitt 2 einen relativ hohen Widerstand, bis die Spannung beim Punkt V„ zum Durchbruch führt.Fig.1 shows a typical voltage-current characteristic for Conventional diodes of the same and different materials. There is one under a material of the same diode To understand diode in which the material is the same on both sides of the transition zone, while in one material different diode on each side of the transition zone a different material is used. From Fig. 1 is to see that the diode in the forward direction up to reaching the knee in the curve at point 1 has a relative has high resistance, whereupon the impedance changes to a low value and one continuously increasing current with relatively small voltage increases supplies. In the reverse direction, the diode across section 2 shows a relatively high resistance until the voltage at point V “leads to a breakthrough.

Die Spannungs-Strom-Charakteristik der materialverschiedenen Diode ist in den Fign. 2 und 3 gezeigt. Wie aus Fig.2 zu ersehen ist, zeigt die materialverschiedene Diode zwei verschiedene Impedanzzustände, und zwar einen mit einem relativ hohen Widerstandswert und einen zweiten mit einemThe voltage-current characteristics of the different materials Diode is shown in FIGS. 2 and 3 shown. As can be seen from Figure 2, the material-different diode shows two different impedance states, one with a relatively high resistance value and a second with a

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relativ niedrigen Widerstandswert, die durch die Linien 3 nnd 5 dargestellt sind. Wenn angenommen wird, daß sich die Diode im Zustand des hohen Widerstandswertes befindet, wobei gemäß Fig.5 bei geschlossenem Schalter 25 eine Vorspannung in Sperrichtung angelegt wird, so liegt die Diode mit ihrem Widerstandswert auf der Linie 3 im dritten Quadranten der Fig.2. Die Vorspannung in Sperrichtung bedeutet hier, dass ein negatives Potential an den p-dotierten Bereich und ein positives Potential an den η-dotierten Bereich der Diode angelegt wird. Materialverschiedene Dioden sind dadurch gekennzeichnet, daß man das Gleichrichterverhalten auch erhält, wenn beide Materialien vom selben Leitfähigkeitstyp sind. Daher erhält man die Kurven der Fign. und 3 auch bei Verwendung von Materialien mit demselben Leitfähigkeitstyp auf beiden Seiten der Übergangszone, solange die anderen notwendigen Bedingungen aufrechterhalten werden, wie z.B. das Verhältnis der Dotierungsdichte zur kristallinen Fehlerdichte in der aufgewachsenen Schicht» Um diese Möglichkeit auch einzuschließen _s kann daher der Begriff "Vorspannung in Sperrichtung" allgemeiner definiert werden als die Polarität der angelegten Spannung, die die Einheit veranlasst, vom Zustand des hohen Widerstandes auf den Zustand des niedrigen Widerstandes umzuschalten. Gemäß Darstellung in Fig.5 kann somit der Bereich 21 z.B. η-dotiertes GaP und der Bereich 23 p-dotiertes Si sein.relatively low resistance values, which are represented by lines 3 and 5. If it is assumed that the diode is in the state of the high resistance value, with a reverse bias voltage being applied in accordance with FIG . The reverse bias here means that a negative potential is applied to the p-doped region and a positive potential is applied to the η-doped region of the diode. Diodes made of different materials are characterized in that the rectifier behavior is also obtained when both materials are of the same conductivity type. The curves in FIGS. and 3, even when using materials having the same conductivity type on both sides of the transition zone, as long as the other necessary conditions are maintained, such as the ratio of the doping density for crystalline defect density in the grown layer "To include this possibility _s, therefore, the term" bias reverse "can be defined more generally as the polarity of the applied voltage that causes the unit to switch from the high resistance state to the low resistance state. According to the illustration in FIG. 5, the region 21 can thus be, for example, η-doped GaP and the region 23 can be p-doped Si.

Während das Sperrpotential über der Diode angehoben wird, indem man die Spannung der Quelle 29 anhebt, wird gemäß Darstellung in Fig.2 eine Spannung V_n„ erreicht, bei welcher die Diode durchbricht und gemäß Darstellung durch die gestrichelte Linie 4 auf den Zustand des niedrigen Widerstandes umschaltet, der durch die Linie 5 dargestellt ist. Eine mögliche Erklärung für das Durchbruchphänomen wird später gegeben.While the blocking potential across the diode is raised by raising the voltage of the source 29, a voltage V _n "is reached as shown in FIG Resistance switches, which is shown by the line 5. A possible explanation for the breakthrough phenomenon will be given later.

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Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemässen Halbleiterelements mit materialverschiedenem übergang besteht darin, daß es seinen Widerstandszustand beibehält oder sich an ihn "erinnert", wenn alle Stromquellen abgeschaltet sind. Wenn also die Diode einmal in dem durch die Linie 5 dargestellten Zustand mit niedrigem Widerstand steht, und die Quelle für die Vorspannung 29 durch öffnen des in Fig.5 gezeigten Schalters 25 abgeschaltet wird, fällt die Diode entlang der Linie 5 auf 0 Volt oder in die Nähe dieses Wertes zurück. Wenn eine Vorspannung in Sperrichtung jedoch wieder angelegt wird, zeigt die Diode ihre Speichereigenschaft für den Zustand des niedrigen Widerstandes, indem sie der Linie 5 folgt. Es wurde beobachtet, daß dieser Zustand über mehrere Tage bei Raumtemperatur beibehalten wird, wenn die Vorspannung 0 Volt oder einen in der Nähe liegenden Wert beträgt. Die Speichereigenschaft nimmt ab infolge einer Ruhe-Durchlassvorspannung und nimmt zu infolge einer Sperr-Vorspannung.An essential feature of the semiconductor element according to the invention with a transition of different materials consists in the fact that it maintains its state of resistance or adheres to it "Reminds" when all power sources are switched off. So once the diode is in that represented by line 5 Low resistance state and the source of the bias voltage 29 by opening the one shown in Fig.5 Switch 25 is turned off, the diode falls along the Line 5 back to 0 volts or near this value. However, when reverse bias is reapplied the diode shows its storage capacity for the low resistance state by following the line 5 follows. It has been observed that this condition is maintained for several days at room temperature when the bias Is 0 volts or a value close to it. The storage property decreases due to a closed-circuit forward bias and increases due to reverse bias.

Wenn sich eine Diode im Zustand der durch die Linie 5 in Fig.2 dargestellten niedrigen Impedanz befindet, kann sie in den Zustand derhohen Impedanz zurückgeführt werden, indem man die Einheit durch die Koordinate 0 und in Richtung der Durchlass-Vorspannung treibt, bis der Durchlass-Umschaltstrom I_,_o erreicht ist. An diesem Punkt schaltet die Diode gemäß Darstellung durch die gestrichelte Linie 6 in den Zustand 3 der hohen Impedanz zurück. Wenn das Potential wieder entfernt wird, während sich die Einheit im Zustand der hohen Impedanz b.eEindet, behält die Diode diesen Zustand unbegrenzt bei, so daß bei erneutem Anlegen eines Potentials die Diode der hohen Impedanzlinie 3 folgt. Vom Zustand der hohen Impedanz im ersten Quadranten kann die Einheit durch die Ονο It linie auf den Wert Vp₀ zurückgeschaltet werden.When a diode is in the low impedance state represented by line 5 in Figure 2, it can be returned to the high impedance state by driving the unit through coordinate 0 and in the forward bias direction until forward - Switching current I_, _{o is} reached. At this point, the diode switches back to state 3 of high impedance, as shown by the dashed line 6. If the potential is removed again while the unit is in the state of high impedance b.eEindet, the diode maintains this state indefinitely, so that when a potential is reapplied, the diode follows the high impedance line 3. From the state of high impedance in the first quadrant, the unit can be switched back to the value Vp ₀ using the Ονο It line.

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In Pig.3 ist eine ähnliche Kurve wie in Fig.2 gezeigt, jedoch folgt hier die höhere der beiden Impedanzlinien in Durchlassrichtung, die mit der Nummer 9 bezeichnet ist, der konventionellen Diodencharakteristik in Durchlassrichtung. Der Unterschied zwischen der materialverschiedenen Diode,die die Kurve der Fig.2 und der Einheit, die die Kurve der Fig.3 zeigt, liegt im Dotierungsgrad des aufgewachsenen Bereiches, z.B. des Bereichs 21 in Fig.5. Somit weist eine die Kurve der Fig.2 als Charakteristik zeigende Einheit einen relativ niedrig dotierten oder im wesentlichen 0-dotierten aufgewachsenen Bereich auf, der einen hohen spezifischen Widerstand hat. Im Gegensatz dazu weist eine Einheit mit einer in Fig.3 gezeigten Charakteristik einen normal dotierten aufgewachsenen Bereich auf, der den bei konventionellen materialverschiedenen Dioden normalerweise vorhandenen spezifischen Widerstand aufweist.In Pig. 3 a similar curve is shown as in Fig. 2, however, the higher of the two impedance lines follows here in the forward direction, which is designated by the number 9, the conventional diode characteristic in the forward direction. The difference between the material different Diode representing the curve of Fig.2 and the unit representing the The curve in FIG. 3 shows, lies in the degree of doping of the grown Area, e.g. area 21 in Fig. 5. Consequently If a unit showing the curve of FIG. 2 as a characteristic has a relatively low doping or essentially a unit 0-doped grown area that has a high specific resistance. In contrast, points a unit with a characteristic shown in FIG in the case of conventional diodes made of different materials, this is usually the case Has existing specific resistance.

Durch Veränderung der Dotierung können natürlich Zwischenwerte geschaffen werden, die zwischen der Linie 3 der Fig.2 und der Linie 9 der Fig.3 liegen.Intermediate values can of course be achieved by changing the doping be created between the line 3 of Fig.2 and the line 9 of FIG.

Anschliessend wird* im Zusammenhang mit Fig.4 allgemein das Verfahren beschrieben, in welchem materialverschiedene Dioden hergestellt werden können, die die bistabile Umschalt- und Speichercharakteristik besitzen. Besondere Verfahren zur Herstellung solcher Einheiten werden im Zusammenhang mit Fig.7 beschrieben. Der wesentliche Gesichtspunkt des erfindungsgemäßen Halbleiterelements ist die vorteilhafte Ausnutzung kristalliner Defekte oder Fehler und Fremdatome zur Erstellung eines Mechanismus, mit welchem die oben beschriebenen stabilen Zustände hohen und niedrigen Widerstandes erreicht werden können. Als kristalliner Fehler wird jeder strukturelle Fehler angesehen,Then * in connection with Fig. 4 will generally be the Process described in which material different Diodes can be produced that have the bistable switching and storage characteristics. Special Processes for producing such units are described in connection with FIG. The essential point of view of the semiconductor element according to the invention the beneficial use of crystalline defects or flaws and foreign atoms to create a mechanism by which the above-described stable states high and low resistance can be achieved. Any structural defect is regarded as a crystalline defect,

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der in einem vollkommenen Kristall nicht vorhanden ist. Dazu gehören Verschiebungen, Stapelfehler und Fremdatome. Verschiebungen sind plötzliche Änderungen in der Anordnung der Gitterebenen, Stapelfehler sind größere Änderungen in der Anordnung der Gitterebenen. Fremdatome können unter-' teilt werden in solche, die als den Leitfähigkeitstyp bestimmende Donatoren und Akzeptoren wirken, und in solche, die als Fangstellen wirken. Diese Fangstellen liegen auf Energieniveaus tief innerhalb des verbotenen Energiebandes eines Halbleitermaterials. Die Energietiefe der Fangstellenatome reicht soweit, daß sie anstatt als Dotierungsatome zu wirken und Träger für das Leitungs- und Valenzband zur Verfügung zu stellen, freie Träger aus diesem Leitungsoder Valenzband einfangen und sie eine bestimmte Zeit auf ihrem Energieniveau halten.which is not present in a perfect crystal. These include displacements, stacking faults, and foreign atoms. Shifts are sudden changes in the arrangement of the lattice planes, stacking faults are major changes in the arrangement of the lattice levels. Foreign atoms can under- ' are divided into those that act as donors and acceptors that determine the conductivity type, and those that which act as traps. These traps are at energy levels deep within the forbidden energy band of a semiconductor material. The energy depth of the trap atoms extends so far that they are used instead of doping atoms to act and to provide carriers for the conduction and valence band, to capture free carriers from this conduction or valence band and to keep them for a certain time maintain their energy level.

Außer den durch Fremdatome hervorgerufenen Fangstellen können auch noch Fangstellen in Form von natürlichen Fehlern im Material vorliegen, welche ebenfalls sehr tiefe Energieniveaus aufweisen und.freie Träger für beträchtliche Zeitabschnitte einfangen oder festhalten. Somit kann eine Fangstelle definiert werden als ein Energiezustand oder Zentrum, welches freie Trägerpratikel einfängt und anstatt sie an die Bänder wieder abzugeben diese eingefangenen Träger eine relativ lange Zeit auf dem eigenen Energieniveau festhält. Einzelheiten über diese Fangstellenzustände sind dem US-Patent Nr. 3 390 311 zu entnehmen.In addition to the trapping points caused by foreign atoms, there can also be trapping points in the form of natural defects are present in the material, which also have very low energy levels and capture or hold free carriers for considerable periods of time. Thus, a trapping point can be defined as an energy state or center that traps free carrier particles and instead of them to the Tapes to release these trapped carriers hold onto their own energy levels for a relatively long time. Details of these trap conditions can be found in U.S. Patent No. 3,390,311.

Für die vorliegenden Zwecke ist eine, hohe Dichte von kristallinen- oder Materialfehlern einschließlich Verschiebungen und Fangstellen erforderlich, um die bistabile Umschalt- und Speichercharakteristik von Dioden aus verschiedenen Materialien zu erhalten. Die aufgewachsenen Schichten aus verschiedenen Materialien können monokristallin, polykristallin oder amo;rph sein, solange die gefor-For the present purposes, a high density of crystalline or material defects including displacements and traps required to make the bistable To obtain switching and storage characteristics of diodes made of different materials. The grown up Layers made of different materials can be monocrystalline, polycrystalline or amo; rph, as long as the required

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derte Fehlerdichte vorhanden ist. Durch die Natur der übergänge zwischen verschiedenen Materialien erhält man leicht kristalline und Materialfehler, und zwar aufgrund der Tatsache* daß verschiedene Materialien grundsätzlich verschiedene Eigenschaften haben und somit die Parameter wie kristallines Gitter, thermische Expansion und atomare Verbindung verschieden sind. Wenn also ein Material auf * einem anderen Material aufgewachsen wird, ergibt sich ein beträchtliches Ausmaß natürlich auftretender kristalliner und Materialfehler»the density of defects is present. By the nature of the transitions between different materials are obtained slightly crystalline and material defects, due to the fact * that different materials are fundamentally have different properties and thus the parameters such as crystalline lattice, thermal expansion and atomic Connection are different. So if one material is grown on * another material, it results in a considerable amount of naturally occurring crystalline and material defects »

Die Dichte von kristallinen und Materialfehlern in der aufgewachsenen Schicht und an der Übergangsstelle der verschiedenen Materialien sowie insbesondere der hohe Dichtegrad der Fangsteilen in der aufgewachsenen Schicht, verglichen mit der Dichte des Dotierungsstoffes in der aufgewachsenen Schicht, sind wesentlich für ein Halbleiterelement, das die oben beschriebene bistabile Umschalt- und Speichercharakteristik aufweist.The density of crystalline and material defects in the grown Layer and at the transition point between the various materials and, in particular, the high degree of density of the capture parts in the grown layer compared to the density of the dopant in the grown layer Layer, are essential for a semiconductor element that has the bistable switching and storage characteristics described above having.

Obwohl die als Beispiele zu beschreibende» Ferfahren auf natürliche Weise eine ausreichende Dichte kristalliner und Materialfehler in Form von Fangstellen in der aufgewachsenen Schicht und an der Übergangsstelle der beiden Materialien liefern, können Fangstellen bildende Dotierungsstoffe, wie Kupfer, der aufgewachsenen Schicht zugesetzt werden, um die Dichte der Fangstellen genau so groß oder größer zu machen wie die Dichte des verwendeten Dotierungsstoffes in der Schicht. - Although the »Ferfahren auf naturally a sufficient density of crystalline and material defects in the form of traps in the grown Layer and at the transition point of the two materials Trap-forming dopants, such as copper, can be added to the grown layer in order to make the density of the traps exactly as large or greater as the density of the dopant used in the layer. -

In Fig..4 ist schematisch ein Energieband für eine aus zwei Materialien bestehende Diode gezeigt. Das in Fig.4 dargestellte Energieband kann z.B. für n-leitendes GaP gelten, welches durch den Bereich 21 in Fig «,5 dargestellt wird und auf den p-leitenden Si-Bereich 23 aufgewachsen wurde. Der in FIg₀4 gezeigte Bereich E stellt das EnergiebandIn Fig..4 an energy band for a diode consisting of two materials is shown schematically. The energy band shown in FIG. 4 can apply, for example, to n-conducting GaP, which is represented by area 21 in FIGS. 5 and was grown on p-conducting Si area 23. The area E shown in FIG. ₀ 4 represents the energy band

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zwischen dem Leitungsband E und dem Valenzband E dar.between the conduction band E and the valence band E.

C νC ν

Die gestrichelte Linie neben E stellt den Energiepegel konventioneller Donator-Fremdatome und die gestrichelte Linie neben E den Energiepegel konventioneller Akzeptor-Fremdatome dar. Die gestrichelten Linien bei 15 in Fig.4 stellen den tiefen Energiepegel der Haftstellen dar. Die Wahrscheinlichkeit W, daß ein Defektelektron in das Valenzband oder das Leitungsband geht/ ergibt sich als:The dashed line next to E represents the energy level of conventional donor impurities and the dashed line Line next to E represents the energy level of conventional acceptor foreign atoms. The dashed lines at 15 in FIG represent the low energy level of the traps. The probability W that a defect electron in the valence band or the conduction band goes / results as:

W = e~^Ed/^k'^T W = e ~ ^E d / ^k ' ^T

worin E, die Erergietiefe vom Leitungs-oder Valenzband, k ( die Boltzmannkonstante und T die Betriebstemperatur darstellen. Aus diesem Ausdruck ist zu ersehen, daß ein auf dem tiefen Energieniveau einer Fangstelle liegender Träger normalerweise bei niedrigen Vorspannungen nur eine geringe Wahrscheinlichkeit aufweist in das Leitungs-oder Valenzband überzugehen, und daher neigen diese Fangstellen in der Praxis dazu, Träger aus diesen Bändern einzufangen und festzuhalten. Aus der Darstellung ist zu ersehen, daß bei Materialien mit einem größeren verbotenen Band ein grösseres Potential für mögliche Dotierungen und kristalline Fehler gegeben ist, die als Haftstellen wirken können.where E, the energy depth from the conduction or valence band, k (represent the Boltzmann constant and T the operating temperature. From this expression it can be seen that a carrier lying at the low energy level of a trap normally has only a low probability of entering the conduction at low bias voltages - or valence band, and therefore these trapping points tend in practice to capture and hold carriers from these bands. It can be seen from the illustration that materials with a larger forbidden band have a greater potential for possible doping and crystalline defects, which can act as traps.

Wenn also am Anfang eine Vorspannung 29 in Sperrichtung über dem aus verschiedenen Materialien bestehenden übergang 27 und dem Widerstand 28 der Fig.5 bei Raumtemperatur angelegt wird, resultiert z.B. am Anfang aufgrund von Leckströmen und dergleichen ein kleiner Strom sowie ein Elektronenfluß von der aufgewachsenen GaP-Schicht zum Ohm¹sehen Kontakt 27, wobei mehr Elektronen dem Si-Substrat 23 wieder zugeführt werden. Während die Vorspannung in Sperrichtung und daher das elektrische Feld über der mit einer ,großen Dichte von Fangstellen aufgewachsenen Schicht 21 ansteigt, tritt eine plötzliche Änderung in der Lei-If, at the beginning, a bias voltage 29 in the reverse direction is applied across the junction 27 made of different materials and the resistor 28 in FIG. Layer to ohm ¹ see contact 27, with more electrons being fed back to Si substrate 23. While the bias in the reverse direction and therefore the electric field over the layer 21, which has grown with a large density of traps, increases, a sudden change in the line occurs.

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tungscharakteristik der Fangstelleri ein, die zu deren Entleerung führt. Diese Änderung kann als eine Feld-oder Stoßionisierung der Fangstellen betrachtet werden.management characteristics of the trapping plates that lead to their Emptying leads. This change can be viewed as a field or impact ionization of the trapping points.

Mit der Entleerung der Fangstellen wird eine stark leitende Verbindung sowohl durch die aufgewachsene GaP-Schicht als auch durch die Übergangsschicht geschaffen. Die Haftstellen bleiben offensichtlich solange leer, wie die Vorspannung in Sperrichtung aufrechterhalten wird. Auch wenn die Spannung auf 0 reduziert wird, bleiben die Haftstellen offentichtlich leer aufgrund sowohl desniedrigen "Einfang-Querschnittes" als auch der im Vergleich zur Anzahl'der leeren Haftsteilen verfügbaren wenigen freien Elektronen. Wenn jedoch danach eine Vorspannung in Durchlassrichtung angelegt wird, tritt ein Umkehrzyklus auf und vom Kontakt 27 werden offensichtlich Elektronen in die GaP-Schicht injiziert und werden zur Auffüllung dieser Haftstellen mit tiefem Energieniveau verfügbar. Wenn eine ausreichende Anzahl von Haftstellen ausgefüllt worden ist, zum Zeitpunkt I_FS in den Fi gn. 2 und 3, wird der: stark leitende Weg zerstört und der ursprüngliche Zustand mit einem hohen Widerstand wiederhergestellt.When the trapping points are emptied, a highly conductive connection is created both through the grown GaP layer and through the transition layer. Obviously, the traps remain empty as long as the reverse bias is maintained. Even if the voltage is reduced to 0, the traps apparently remain empty due to both the low "capture cross-section" and the few free electrons available compared to the number of empty adhesive parts. However, if a forward bias is thereafter applied, a reverse cycle occurs and electrons are apparently injected into the GaP layer from contact 27 and become available to fill these low energy traps. When a sufficient number of traps has been filled in, at time I _FS in the fi gn. 2 and 3, the: highly conductive path is destroyed and the original state with a high resistance is restored.

Die Entleerung der Haftstellen, die den stark leitenden Weg erzeugt, kann offensichtlich zumindestens teilweise eingeleitet und unterstützt werden durch Stromfäden entlang kristallinen Fehlern oder Materialfehlern wie z.B. Stapelfehlern. In diesem Zusammenhang wurde festgestellt, daßThe evacuation of the traps that creates the highly conductive path can obviously at least partially are initiated and supported by streamlines along crystalline defects or material defects such as stacking defects. In this connection it was found that

4 2 Stapelfehler mit einer Dichte von 10 pro cm und Ver-4 2 stacking faults with a density of 10 per cm and

5 25 2

Setzungen mit einer Dichte von 10 pro cm in der aufgewachsenen Schicht und in dem Obergangsbereich ausreichen, um bistabile Operation der materialverschiedenen Diode zu erreichen. In ähnlicher Weise sind Haftstellen mit einerSettlements with a density of 10 per cm in the grown layer and in the transition area are sufficient, to achieve bistable operation of the material-different diode. Similarly, traps are with a

12 3
Dichte von 10 pro cm in einem Material mit ausreichend12 3
Density of 10 per cm in a material with sufficient

969 085 109852/1706969 085 109852/1706

hohem spezifischem Widerstand angemessen. Bei erhöhter Dotierung und daher niedrigerem spezifischem Widerstand im aufgewachsenen Bereich muss die erforderliche Haftstellendichte notwendigerweise erhöht werden, um die bistabile Umschalt- und Speicheroperation zu unterstützen, so daß die Haftstellendichte ungefähr gleich oder Dotierungsdichte ist oder diese übersteigt.high specific resistance appropriate. With increased doping and therefore lower specific resistance In the grown area, the required density of traps must necessarily be increased in order to achieve the bistable To support toggle and store operation so that the trap density is approximately the same or doping density is or exceeds this.

Es wurde festgestellt, daß die Schwellwertspannung V^, bei welcher die Einheit vom Zustand hohen Widerstandes in den niedrigen Widerstandes umschaltet, sich mit der Temperatur ändert. Dabei ist die Spannung V₁₃₀, die zum Füllen der Haftstellen erforderlich ist, umso höher, je niedriger die Temperatur ist. Typische Werte für V™ bei Raumtemperatur liegen zwischen 1 und 2 Volt. Der Zustand des hohen Widerstandes bleibt unbegrenzt mit oder ohne Vorspannung bestehen, solange die Schwellenwertspannung V_Dt. nicht überschritten wird. Das selbe,-gilt für den Zustand niedriger Impedanz, solange mindestens eine rückwärtige Vorspannung aufrechterhalten wird, mit der ein erneutes Füllen der Haftstellen verhindert wird. Wie bereits gesagt, bleibt auch bei einer Vorspannung von O Volt der Zustand der niedrigen Impedanz wochenlang erhalten. Wie weiterhin bereits gesagt, kann dies der Seltenheit der Elektronen im Vergleich zu den Haftstellen und der Tatsache zugeschrieben werden, daß die Haftstellen selbst einen niedrigen "Einfang-Querschnitt" haben. Die Persistenzzeit im Zustand der niedrigen Impedanz ist jedoch umgekehrt proportional zur Größe der Vorspannnng in Durchlassrichtung und zur Temperatur. Bei höheren Temperaturen ist also die Persistenzzeit der niedrigen Impedanz kürzer als bei niedrigen Temperaturen. In ähnlicher Weise ist bei einer leichten Vorspannung in Durchlassrichtung, die kleiner istIt has been found that the threshold voltage V ^ at which the unit switches from the high resistance state to the low resistance state changes with temperature. The voltage V ₁₃₀ , which is required to fill the traps, is higher the lower the temperature. Typical values for V ™ at room temperature are between 1 and 2 volts. The high resistance state persists indefinitely, with or without bias, as long as the threshold voltage V _Dt . is not exceeded. The same applies to the low impedance state as long as at least a reverse bias is maintained to prevent the traps from being refilled. As already said, even with a bias voltage of 0 volts, the low impedance state is maintained for weeks. As further stated, this can be attributed to the rarity of the electrons compared to the traps and the fact that the traps themselves have a low "capture cross-section". However, the persistence time in the low impedance state is inversely proportional to the magnitude of the forward bias and the temperature. At higher temperatures, the persistence time of the low impedance is shorter than at low temperatures. Similarly, with a slight forward bias, which is smaller

YO 969 085YO 969 085

10985 2/170610985 2/1706

als I__g die Persistenzzeit der niedrigen Impedanz kleiner als bei einer Vorspannung 0. Durch diese Parameter wird also die Verfügbarkeit von Elektronen zum Füllen der Haftfteilen beeinflußt. Somit können eine Vorspannung in Durchlaßrichtung und die Temperatur dazu benutzt werden, die Einheit vom Zustand niedriger Impedanz in den Zustand hoher Impedanz umsuschalten» In gleicher Weise kann die Dauer der Aufrechterhaltung der niedrigen Impedanz ebenfalls durch diese Parameter so eingestellt werden, daß das Element nach einem gewählten Zeitraum entsprechend den gewählten Parametern selbst umschaltet. Schaltgeschwindigkeiten bei einer ZnSe-Ge-Einheit liegen bei Raumtemperatur z.B. bei etwa 10 Nanoeekunden für die Umschaltung vom Zustand niedriger auf den Zustand hoher Impedanz und bei 100 Nanosekunden bei der Umschaltung in Gegenrichtung«as I_ _g, the persistence time of the low impedance is smaller than with a bias of 0. These parameters therefore influence the availability of electrons for filling the adhesive parts. Thus, forward bias and temperature can be used to switch the unit from the low impedance state to the high impedance state selected period according to the selected parameters. Switching speeds for a ZnSe-Ge unit at room temperature are, for example, around 10 nano-seconds for switching from the low to the high impedance state and 100 nanoseconds when switching in the opposite direction «

Wie bereits gesagt, unterscheidet sich die in Fig.2 gezeigte Kurve für die materialverschiedene Diode von der in Fig.3 gezeigten Kurve durch den Widerstandswert der aufgewachsenen Schicht, z.B, der GaP-Schicht 21 in Fig.5. Somit hat die aufgewachsene Schicht der Einheit, deren Kurve in Fig.2 gezeigt ist, einen relativ hohen spezifischen Widerstand in der Größenordnung von etwa 10 0hm·cm, während die aufgewachsene Schicht der Einheit, deren Kurve in Fig.3 gezeigt ist, einen relativ niedrigen spezifischen Widerstand in der Größenordnung von etwa 10 0hm·cm oder weniger hat. Die Einheit, deren Kurve in Fig.3 gezeigt ist, ist in einer Dichte im normalen Bereich dotiert worden. Wenn die aufgewachsene Schicht 21 der Fig.5 jedoch z.B. nur eine geringe oder gar keine Dotierung aufweist und die Charakteristik der Fig.2 liefert, so wirkt die Schicht in gewisser Weise wie ein Widerstand, wenn die Einheit sich im hohen Impedanzzustand befindet und dementsprechendAs already stated, the curve shown in FIG. 2 for the material-different diode differs from the curve shown in FIG. 3 by the resistance value of the grown layer, for example, the GaP layer 21 in FIG. Thus, the grown layer of the unit, the curve of which is shown in FIG. 2, has a relatively high specific resistance on the order of about 10 ohm · cm, while the grown layer of the unit, whose curve is shown in FIG. 3, has a relatively high resistivity has low resistivity on the order of about 10 ohm · cm or less. The unit whose curve is shown in Fig. 3 has been doped in a density in the normal range. When the grown layer 21, however, for example, having 5 shows only a small or no doping, and supplies the characteristic of Figure 2, acts as the layer in some way as a resistor, when the unit is in the high impedance state and, accordingly,

■ ' ■ ■■ Ί09862/1706■ '■ ■■ Ί09862 / 1706

YO.'969 0-85YO.'969 0-85

wird der Widerstandswert des hohen Impedanzzustandes bestimmt durch die Widerstandseigenschaften der aufgewachsenen Schicht. Wenn so dotiert wird, dass eine Kennlinie wie in Fig.3 entsteht, ergibt sich, daß der hohe Impedanzzustand der konventionellen Drodencharakteristxk folgt. Der Widerstandswert des hohen Impedanzzustandes wird bestimmt durch die Eigenschaften des ganzen Überganges und nicht durch den spezifischen Widerstand der aufgewachsenen Schicht.the resistance value of the high impedance state is determined by the resistance properties of the grown layer. If doped in such a way that a characteristic curve as in 3 arises, it follows that the high impedance state the conventional drode characterxk follows. The resistance value the high impedance state is determined by the properties of the entire transition and not through the resistivity of the grown layer.

Nicht nur der spezifische Widerstand der aufgewachsenen Schicht ist ein wichtiger Parameter zur Veränderung der Charakteristik, sondern ebenso ihre Dicke, da V_,_ mit der Dicke der aufgewachsenen Schicht zunimmt. Das geht aus der Überlegung hervor, daß die über der aufgewachsenen Schicht zum Entleeren der Haftstellen erforderliche Feldstärke sieh mit der Dicke ändert und daher dickere Schichten ein grösseres V__ fordern. Somit liefern aufgewachsene Schichten von ein oder zwei Mikron Dicke typischerweise Schwellenwerte von mehreren Volt,während Schichten von 10 bis 20 Mikron Dicke Schwellenwerte im Bereich von etwa 50 Volt liefern. Außerdem ändert sich die Verteilungszeit durch die aufgewachsene Schicht mit der Dicke und daher liegen die Umschaltgeschwindigkeiten bei dünneren Schichten im allgemeinen höher. Da die Dichte der kristallinen Fehler, welche die Haftstellen und dergleichen erzeugen, in dünnen Schichten dieselbe ist wie in dicken, ist die Persistenz der Einheit im niedrigen Impedanzzustand von der Dicke relativ unabhängig. Somit liefern beispielsweise aufgewachsene Schichten von 0,1 bis 2,0 Mikron Dicke brauchbare Ergebnisse. Wo jedoch eine hohe Durchbruchsspannung V.^ erwünscht ist, kann das aufgewachsene Material entsprechend dick gehalten werden» Eine Temperaturerhöhung reduziert nicht nur die Speicherpersistenz im niedrigen Impedanzzustand, sondern reduziert auch die Durchbruchspannung V^ und den Durchbruchstrom I„_s und erhöhtNot only the specific resistance of the grown layer is an important parameter for changing the characteristic, but also its thickness, since V _, _ increases with the thickness of the grown layer. This results from the consideration that the field strength required over the grown layer to empty the traps changes with the thickness and therefore thicker layers require a larger V__. Thus, grown layers one or two microns thick typically provide thresholds of several volts, while layers 10-20 microns thick provide thresholds in the range of about 50 volts. In addition, the distribution time through the grown layer changes with the thickness and therefore the switching speeds are generally higher with thinner layers. Since the density of the crystalline defects producing the traps and the like is the same in thin layers as in thick ones, the persistence of the unit in the low impedance state is relatively independent of the thickness. Thus, for example, grown layers 0.1 to 2.0 microns thick provide useful results. However, where a high breakdown voltage V ^ is desired, the grown material can be kept correspondingly thick. An increase in temperature not only reduces the storage persistence in the low impedance state, but also reduces the breakdown voltage V ^ and the breakdown current I " _s and increases

YO 96, 085 109852/1706YO 96, 085 109852/1706

- 16 gleichzeitig die Schaltgeschwindigkeit.- 16 the switching speed at the same time.

Fig.6 zeigt ein seinen Zustand beibehaltendes bistabiles Halbleiterelement, das entweder destruktiv oder nicht destruktiv gelesen werden kann. Beispielsweise kann das Element 31 in Fig.6 eine relativ dünne aufgewachsene Schicht 33 aus ZnSe und ein relativ dickes Substrat 35 aus Ge umfassen. Wenn angenommen wird, daß sich die Diode 31 in ihrem Zustand hoher Impedanz befindet, schaltet die Gleichstromquelle 39, die eine höhere Spannung aufweist als V₀₀ Fig. 6 shows a state maintaining bistable semiconductor element which can be read either destructively or non-destructively. For example, the element 31 in Figure 6 may comprise a relatively thin grown layer 33 of ZnSe and a relatively thick substrate 35 of Ge. Assuming that the diode 31 is in its high impedance state, the DC power source 39, which has a voltage higher than V _{00, switches}

beim Schliessen des Schalters 37 die Diode in ihren Zustand niedriger Impedanz um. Das ist z.B. aus Fig.2 zu ersehen, wo die Umschaltung vom tmpedanzzustand 3 auf den Impedanzzustand 5 beim Anlegen einer Spannung erfolgt, die größer ist als V_RB· Wenn der Schalter 37 jetzt geöffnet wird und die Schalter 41 und 43 geöffnet bleiben, bleibt die Diode 31 einige Zeit in ihrem Zustand niedriger Impedanz. Aus obigen Beschreibungen geht hervor, daß z.B. beim Schließen des Schalters 43 eine kleine rückwärtige Vorspannung an die materialverschiedene Diode 31 angelegt wird und der Zustand niedriger Impedanz unbegrenzt bestehen bleibt.when the switch 37 is closed, the diode switches to its low impedance state. This can be seen, for example, from FIG. 2, where the switchover from impedance state 3 to impedance state 5 occurs when a voltage is applied that is greater than V _RB . If switch 37 is now opened and switches 41 and 43 remain open, it remains the diode 31 in its low impedance state for some time. It can be seen from the above descriptions that, for example, when the switch 43 is closed, a small reverse bias is applied to the material-different diode 31 and the low impedance state remains indefinitely.

Um den Impedanzzustand der materialverschiedenen Diode 31 nicht destruktiv zu lesen, wird der Schalter 43 geschlossen. Da die rückwärtige Gleichstromquelle 45 ein niedrigeres Potential aufweist als V_n-,, erfolgt keine Umschaltung, unge-In order to read the impedance state of the material-different diode 31 non-destructively, the switch 43 is closed. Since the rear direct current source 45 has a lower potential than V _n - ,, no switching takes place, un-

CVDCVD

achtet des Impedanzzustandes, in weichem sich die Diode gerade befindet. Der durch das Amperemeter 47 fliessende Strom zeigt den Impedanzzustand der materialverschiedenen Diode 31 an. Um den Impedanzzustand der Diode abzufühlen, sind natürlich viele Anordnungen denkbar. So kann der Zustand beispielsweise durch Wechselstromkopplung abgefühlt werden oder eine Zustandsänderung kann dadurch abgefühlt werden, daß die Amplituden oder die Polarität der wechsel"·Pay attention to the impedance state in which the diode is currently located. The current flowing through the ammeter 47 indicates the impedance state of the material-different diode 31. Many arrangements are of course conceivable for sensing the impedance state of the diode. For example, the state can be sensed by AC coupling or a change in state can be sensed by the amplitudes or the polarity of the alternation "·

1 098S2/17061 098S2 / 1706

'ι I 'IH Wi'ι I' IH Wi

stromgekoppelten Impulse abgefühlt wird. Um eine Ruhezustandsbedingung zu schaffen, wie sie z.B. durch die gestrichelte Lastlinie 8 in Fig.2 gezeigt ist, kann natürlich auch eine Stromquelle wie die Stromquelle 45 und eine Last wie der Widerstand 51 verwendet werden. Um auf den niedrigen Impedanzzustand zurückzustellen oder destruktiv zu lesen, wird der Schalter 41 geschlossen, woraufhin die Gleichstromquelle 49 als Schleifenwiderstand einschließlich des Widerstandes 38 wirkt und einen Strom liefert, der grosser ist als I_-, , der in Fig.2 gezeigt ist und wiederum das Halbleiterelement in den Zustand 3 der hohen Impedanz zurückschaltet. current coupled pulses is sensed. To be a dormant condition to create, as shown e.g. by the dashed load line 8 in Fig. 2, can of course a power source such as the power source 45 and a load such as the resistor 51 can also be used. To get to the reset low impedance state or destructive to read, the switch 41 is closed, whereupon the direct current source 49 as a loop resistor including of the resistor 38 acts and supplies a current that is greater is as I_-, which is shown in Fig. 2 and again that Semiconductor element switches back to state 3 of high impedance.

Fig.7 zeigt eine Anlage, mit der das vorliegende Element hergestellt werden kann. Ein nach den folgenden Verfahrensschritten hergestellter h GaP-p Si Halbleiter aus verschiedenen Materialien zeigte genügend kristalline Fehler und andere Materialfehler und Haftsteilen in der aufgewachsenen Schicht und der Übergangsschicht, um eine bistabile Imper danzcharakteristik zu liefern.Fig.7 shows a system with which the present element can be produced. A h GaP-p Si semiconductor produced according to the following process steps from various Materials showed enough crystalline defects and other material defects and adhesive parts in the grown layer and the transition layer to create a bistable imper delivery characteristic.

Gemäss Darstellung in Fig.7 wird ein η-leitendes Quellenmaterial aus GaP in eine Quarz- oder Glaskammer 73 und auf einen Heizstreifen 75 gesetzt. Ein p-dotiertes Siliziumplättchen 77 wird zuerst in geeigneter Weise poliert und vorbereitet und dann in einem bestimmten von den pistanzstücken 79 und 80 eingehaltenen Abstand über das Quellenmaterial 71 gesetzt, wobei diese Distanzstücke das Plättchen nach Wunsch 25 bis 600 pm über dem Quellenmaterial halten. Der Kohlenstoffstreifen 75 witfd dann auf eine Temperatur von 650 bis «800° C erwärmt und eine Atmosphäre aus Wasserstoff und HCl in die Gaskammer eingeführt. Diese Gaskonzentrationen sind nicht besonders, kritisch und können zwischen 0,01% und 10% liegen. Für dünne aufgewachseneAs shown in FIG. 7, an η-conductive source material made of GaP is placed in a quartz or glass chamber 73 and on a heating strip 75. A p-doped silicon wafer 77 is first polished and prepared in a suitable manner and then placed over the source material 71 at a certain distance maintained by the pistons 79 and 80, these spacers holding the wafer 25 to 600 μm above the source material as desired. The carbon strip 75 is then heated to a temperature of 650 to 800 ° C. and an atmosphere of hydrogen and HCl is introduced into the gas chamber. These gas concentrations are not particularly critical and can be between 0.01% and 10%. For thin grown up

109852/1706109852/1706

Ϊ0 969 085Ϊ0 969 085

Schichten ist jedoch eine Konzentration von 0,1% oder darunter wünschenswert. Die Temperatur kann zwischen 10 Minuten und mehreren Stunden aufrechterhalten werden, und es ergibt sich in Abhängigkeit von der Prozessdauer, der Temperatur und der Konzentration des verwendeten Gases eine Schichtdicke von einem Bruchteil eines Mikron bis zu einigen zig Mikron. Die η-Dotierung des GaP erreicht man durch entsprechende Dotierungsmittel wie Zinn, welches vorher im GaP-Quellenmaterial 71 enthalten ist. Andererseits läßt sich die Dotierung auch während der Herstellung erreichen, indem man Stücke eines Dotierungsmaterials wie Sn, Te oder Se auf den Heizstreifen 75 in die Nähe des Quellenmaterials 71 legt. Weiter kann man die Dotierung während der Herstellung erreichen, indem man das Dotierungsmittel in Form eines Gases wie SnCl, H₃Te oder dergleichen einführt. Das Oxyd, welches sich auf der Siliziumoberflache nach der Berührung mit Luft bilden will, kann zuerst durch Erwärmen des Silizium in reinem Wasserstoff bei Temperaturen von etwa 1000° C vor dem Aufwachsen entfernt werden. Andererseits kann die Oxydbildung auch durch Verwendung eines Jodfilmes verhindert werden, der nach dem von Lieberman und Klein im Journal of the Electrochemical Society, 113, 956, vom September 1956 beschriebenen Verfahren niedergeschlagen wird.However, for layers, a concentration of 0.1% or less is desirable. The temperature can be maintained between 10 minutes and several hours, and depending on the process time, the temperature and the concentration of the gas used, a layer thickness of a fraction of a micron to a few tens of microns results. The η-doping of the GaP is achieved using appropriate dopants such as tin, which is previously contained in the GaP source material 71. On the other hand, the doping can also be achieved during manufacture by placing pieces of a doping material such as Sn, Te or Se on the heating strip 75 in the vicinity of the source material 71. Furthermore, doping can be achieved during manufacture by introducing the doping agent in the form of a gas such as SnCl, H ₃ Te or the like. The oxide that tends to form on the silicon surface after contact with air can first be removed by heating the silicon in pure hydrogen at temperatures of around 1000 ° C before it is grown. On the other hand, the formation of oxide can also be prevented by using an iodine film which is deposited according to the method described by Lieberman and Klein in the Journal of the Electrochemical Society, 113, 956, of September 1956.

Der nach obigem Verfahren aus GaP-Si hergestellte materialverschiedene Halbleiter kann jetzt durch Photolithographie mit elektrischen Kontakten versehen werden oder es können auch in Form von 0,2 bis 1 mm großen Quadraten separate Einheiten auf einer Seite eingeschnitten werden. In letzterem Fall können die elektrischen Anschlüsse durch Legierung von In, Sn, Au-Sn-Iiegierungen oder anderen geeigneten Materialien in die GaP-Schicht hergestellt werden. Geeignete elektrische Kontakte können im Silizium in diesem letzteren Fall durch Verwendung von z.B. Al oder In hergestellt werden. DasThe material made from GaP-Si by the above process is different Semiconductors can now or can be provided with electrical contacts by photolithography also in the form of 0.2 to 1 mm squares separate Units can be incised on one side. In the latter case, the electrical connections can be made by alloying In, Sn, Au-Sn alloys or other suitable materials can be made in the GaP layer. Suitable electrical Contacts can be made in the silicon in this latter case by using, for example, Al or In. That

109852/1706109852/1706

YO 969 085YO 969 085

Silizium-Substratmaterial kann jedoch auch in elektrische .Verbindung mit einem Halter zur Lagerung gebracht werden und der elektrische Anschluß erfolgt dann an diesen.However, silicon substrate material can also be used in electrical .Connected to a holder for storage and the electrical connection is then made to this.

Falls die auf diese Weise hergestellte Halbleitereinheit konventionelle Diodencharakteristik zeigt, wie sie in Fig.l dargestellt ist, kann eine Formierung erforderlich sein. Dazu wird ein Spannungsimpuls von einigen—zig Volt an die hergestellte Diode angelegt für einen Zeitraum, der ausreicht, um den oben beschriebenen Zustand der niedrigen Impedanz zu erreichen. Nach dieser Formierung zeigt die Einheit die bistabile Impedanzcharakteristik. Abweichend von dem oben beschriebenen Verfahren kann für das n-leitende GaP auch p-leitendes GaP verwendet werden. In diesem Fall muss dann das Si n-leitend sein. Außerdem können für das GaP auch andere Materialien wie z.B. GaAs oder GaAsP benutzt werden. In ähnlicher Weise können für das Siliziumsubstrat auch Materialien wie Ge öder GaAs verwendet werden. Zur Bildung der elektrischen Kontakte können auch verschiedene Metalle benutzt werden, deren Auswahl von dem verwendeten Halbleitermaterial abhängt.If the semiconductor unit produced in this way shows conventional diode characteristics as shown in FIG is shown, formation may be required. For this purpose, a voltage pulse of a few tens of volts is applied to the Manufactured diode applied for a period of time sufficient to maintain the above-described state of low To achieve impedance. After this formation, the Unit is the bistable impedance characteristic. Deviating from the method described above, the n-type GaP, p-type GaP can also be used. In this case the Si must then be n-conductive. In addition, other materials such as GaAs or GaAsP can also be used for the GaP will. Similarly, materials such as Ge or GaAs can also be used for the silicon substrate. To the Various metals can also be used to form the electrical contacts, the selection of which depends on the one used Semiconductor material depends.

Die in Fig.7 gezeigte Anordnung kann auch zur Herstellung z.B. eines Halbleiters aus den beiden Materialien nZnSe-pGe verwendet werden. Ein solcher Halbleiter kann hergestellt werden, indem zuerst das Ge-Substrat in geeigneter Weise poliert und vorbereitet wird. Ein Quellenmaterial ZnSe wird auf den Heizstreifen 75 gelegt und das Ge-Substrat durch Distanzstücke in einer Größe von 25 bis 600 um vom Quellenmaterial getrennt über dieses gelegt. Temperaturen von 6 bis 800° C werden dann an das Quellenmaterial angelegt und eine Atmosphäre aus Sauerstoff und CHl in die Kammer eingeführt, wobei die HCl-Konzentration zwischen 0,01% und etwa 1% liegt. Als Ergebnis wird dann ZnSe aus dem QuellenmaterialThe arrangement shown in Figure 7 can also be used to manufacture e.g. a semiconductor made of the two materials nZnSe-pGe can be used. Such a semiconductor can be manufactured by first polishing and preparing the Ge substrate appropriately. A source material becomes ZnSe is placed on the heating strip 75 and the Ge substrate by spacers ranging in size from 25 to 600 µm from the source material placed separately over this. Temperatures of 6 to 800 ° C are then applied to the source material and an atmosphere of oxygen and CHl is introduced into the chamber, the HCl concentration being between 0.01% and about 1%. As a result, ZnSe then becomes from the source material

109852/1706 YO 969 085 -109852/1706 YO 969 085 -

ausgeätzt und auf das Ge-Substrat aufgewachsen. Die Wachstumsraten hängen natürlich von der verwendeten Gaskonzentration und den Temperaturen ab. Entsprechende Dicken erhält man durch Steuerung dieser Parameter und der Prozesszeit.etched out and grown on the Ge substrate. The growth rates depend of course on the gas concentration used and temperatures. Corresponding thicknesses are obtained by controlling these parameters and the process time.

ZnSe hat die Eigenschaft der Selbstkompensation, d.h. auch wenn es einem geeigneten Dotierungsmittel unterworfen wurde, weist die endgültige aufgewachsene Schicht noch einen hohen spezifischen Widerstand auf. Dementsprechend kann der aufgewachsenen ZnSe-Schicht Zn zugegeben werden, das die Selbstkompensation ausschaltet und das absichtlich zugegebene Dotierungsmittel aktiv werden lässt.ZnSe has the property of self-compensation, i.e. also when subjected to a suitable dopant, the final grown layer still has a high level specific resistance. Accordingly, Zn can be added to the grown ZnSe layer for self-compensation turns off and allows the intentionally added dopant to become active.

Wie im oben beschriebenen Fall können die elektrischen Kontakte an die ZnSe-Ge-Einheit durch Photolithographie hergestellt werden. Ohm'sche Kontakte an ZnSe und andere II- VI-Verbindungen erfolgen am besten mit In oder dieses enthaltende Legierungen. Andere Materialien können jedoch auch annehmbare elektrische Kontakte erzeugen. In gleicher Weise können andere II- VI-Verbindungen das ZnSe-Quellenmaterial ersetzen, z.B. CdS, ZnS, CdTe und Dreierkombinationen wie z.B. ZnCdSe. Außerdem können für Ge andere Substratmaterialien verwendet werden wie Si und GaAs.As in the case described above, the electrical contacts to the ZnSe-Ge unit can be made by photolithography will. Ohmic contacts to ZnSe and other II-VI compounds are best made with In or containing it Alloys. However, other materials can also make acceptable electrical contacts. In the same way other II-VI compounds can be the ZnSe source material replace, e.g. CdS, ZnS, CdTe and combinations of three such as ZnCdSe. In addition, other substrate materials can be used for Ge such as Si and GaAs can be used.

Es wurde festgestellt, daß das Aufwachsen von Schichten in bestimmten kristallinen Richtungen ungewöhnlich niedrige kristalline Fehlerdichten erzeugt, während das Aufwachsen in einer anderen kristallinen Richtung wesentlich höhere kristalline Fehlerdichten hervorruft. Dementsprechend erzeugt z.B; das Aufwachsen von ZnSe auf Ge in der 100-Ebene des kristallinen Ge-Substrates Schichten mit ungewöhnlich niedriger Fehlerdichte und kann daher das Formieren der Einheit gemäß obiger Beschreibung erfordern. Andererseits er-, zeugt das Aufwachsen in der lll-Ebene des-kristallinen Ge-It was found that the growth of layers in certain crystalline directions produced unusually low crystalline defect densities during growth causes significantly higher crystalline defect densities in a different crystalline direction. Produced accordingly e.g. the growth of ZnSe on Ge in the 100 plane of the crystalline Ge substrate layers with unusually low defect density and can therefore form the unit as described above. On the other hand, the growth in the III-plane of the crystalline genus

109852/1706109852/1706

YO 969 085YO 969 085

Substrates eine ungewöhnlich hohe Fehlerdichte und obwohl dadurch natürlich das Formen ausgeschaltet wird, kann es zu einer irgendwie nichtreproduzierbaren Charakteristik kommen/ wenn das Aufwachsen nicht gesteuert wird, um die Dichte von tiefen Haftstellen zu reduzieren. Das Aufwachsen in der 110-Ebene des kristallinen Ge-Substrates erzeugt jedoch leicht ausreichende kristalline Fehlerdichte, um reproduzierbare bistabile Impedanzcharakteristiken entsprechend der vorliegenden Erfindung zu erreichen.Substrates has an unusually high defect density and although this of course eliminates molding, it can come to a somehow non-reproducible characteristic / if the growth is not controlled to the To reduce the density of deep traps. The growth in the 110 plane of the crystalline Ge substrate however, easily produces sufficient crystalline defect density to conform to reproducible bistable impedance characteristics of the present invention.

Wenn das Verfahren keine hinreichend tiefen Energie-Haftstellen in der aufgewachsenen Schicht ind in der Übergangsschicht erzeugt, dann muss eine mit tiefem Energiepegel versehene Verunreinigung wie z.B. Kupfer in ausreichender Menge während oder nach dem Aufwachsen eingeführt werden, um die geforderte hohe Dichte der Haftstellen in der aufgewachsenen Schicht zu erhalten. Diese Dichte muss ungefähr gleich oder größer sein als die Dotierungsdichte in der aufgewachsenen Schicht.If the procedure does not have sufficiently deep energy traps generated in the grown layer and in the transition layer, then one with a low energy level must be used provided contamination such as copper in sufficient Amount to be introduced during or after growing to achieve the required high density of traps in the grown Layer to get. This density must be approximately equal to or greater than the doping density in the grown Layer.

Obwohl im beschriebenen Verfahren die aufgewachsene Schicht aufgedampft wurde, kann sie auch auf andere Weise hergestellt werden. Statt des Aufdampfens, bei welchem Material von dem Quellenmaterial ausgeätzt und auf dem Substrat niedergeschlagen wird, kann auch das Quellenmaterial auf das Substrat in einem Vakuum aufgedampft werden. Bei einer solchen Anordnung wird ein in geeigneter Weise poliertes und vorbereitetes Substrat in eine Vakuumkammer gelegt und ein Quellenmaterial auf das Substrat entweder aus einem größeren Vorrat oder durch getrenntes Aufdampfen der elementaren Bestandteile so aufgedampft, daß sie auf dem Substrat aufwachsen. Die das Quellenmäterial umfassenden elementaren Bestandteile können auch in Gasform eingeführt werden, so daß eine Reaktion zwischen verschiedenen Gasen in der Nähe der Substratoberfläche eintritt, wodurch ein entsprechendesAlthough the grown layer was vapor-deposited in the process described, it can also be produced in other ways will. Instead of vapor deposition, what material of the Source material is etched out and deposited on the substrate, the source material can also be deposited on the substrate evaporated in a vacuum. With such an arrangement, a suitably polished and prepared Substrate is placed in a vacuum chamber and a source material is placed on the substrate either from a larger one Stock or by separate vapor deposition of the elementary components vaporized so that they grow on the substrate. The elementary constituents comprising the source material can also be introduced in gaseous form, see above that a reaction occurs between different gases in the vicinity of the substrate surface, whereby a corresponding

109852/1706109852/1706

YO +69 085YO +69 085

Aufwachsen auf dem Substratmaterial erfolgt.Growing on the substrate material takes place.

Fig.8 zeigt eine geschichtete Anordnung,der Halbleitereinheit, worin 77 das Substratmaterial und 81 das aufgewachsene
Material bezeichnen. Geeignete elektrische Kontakte können durch Legierung passender Metalle in jedes Material hergestellt werden. Aufgedampfte oder chemisch niedergeschlagene Schichten können natürlich anstelle der Legierung von Metallen verwendet werden. Andererseits kann auch anstelle
des Ohm¹sehen Kontaktes 83 ein Halter benutzt werden, wodurch der Ohm'sche Kontakt mit der Schicht 77 hergestellt wird. Der Halter kann als Kühlkörper wirken und ausserdem die Einheit tragen.Fig. 8 shows a layered arrangement, the semiconductor unit, in which 77 the substrate material and 81 the grown
Designate material. Appropriate electrical contacts can be made by alloying appropriate metals into any material. Evaporated or chemically deposited layers can of course be used in place of the alloy of metals. On the other hand, instead of
of the ohm ¹ see contact 83 a holder can be used, whereby the ohmic contact with the layer 77 is produced. The holder can act as a heat sink and also carry the unit.

Wie bereits gesagt wurde, können Substrate aus Si, Ge und GaAS verwendet werden. Die aufgewachsene epitaxiale Schicht kann aus Teilen der Verbindungsfamilie II bis VI wie ZnSe oder CdS, aus Teilen der Verbindungsfamilie III bis V wie GaP, GaAs und GaAsP und Teilen der Familie IV wie SiC
entnommen werden.As already stated, substrates made of Si, Ge and GaAS can be used. The grown epitaxial layer can consist of parts of the compound family II to VI such as ZnSe or CdS, of parts of the compound family III to V such as GaP, GaAs and GaAsP and parts of the family IV such as SiC
can be removed.

10 9852/1706; 10 9852/1706;

Claims (13)

P a ten-tansprüche P a ten claims Bistabiles Halbleiterelement mit materialverschiedenem übergang zwischen einer ersten Zone eines ersten Materials eines ersten Leitfähigkeitstyps und einer zweiten Zone eines zweiten Materials des zweiten Leitfähigkeitstyps, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zone Fangstellen tiefer Energieniveaus bildende Materialunregelmäßigkeiten aufweist. ιBistable semiconductor element with a material-different transition between a first zone of a first Material of a first conductivity type and a second zone of a second material of the second conductivity type, characterized in that material irregularities forming traps of deep energy levels in the second zone having. ι 2. Halbleiterlement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Zone die Fangstellendichte gleich oder größer ist als die Dichte der Dotierungsatome . 2. Semiconductor element according to claim 1, characterized in that that in the second zone the density of traps is equal to or greater than the density of the doping atoms. 3. Halbleiterelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zone eine Dicke zwischen 0,1 und 2 pn aufweist.3. Semiconductor element according to claim 2, characterized in that the second zone has a thickness between 0.1 and 2 pn. 4. Halbleiterelement nach den Ansprüchen 1-3 mit einer4. Semiconductor element according to claims 1-3 with a ersten Zone aus Substratmaterial, dadurch gekenn- |first zone made of substrate material, thereby marked | zeichnet, daß die zweite Zone so auf das Substrat- *draws that the second zone so on the substrate * material aufgewachsen ist, daß ein materialverschiedener übergang existiert und daß das zweite Material eine hohe Fangstellendichte aufweist, derart, daß die Fangstellen eine hohe Impedanz des Übergangs verursachen, wenn sie ausgefüllt sind und eine geringe Impedanz, wenn sie leer sind.material has grown, that a material-different transition exists and that the second material has a high density of trapping points, such that the trapping points cause a high impedance of the junction, when they are filled and low impedance when they are empty. 5. Halbleiterelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das erste als auch das zweite Material kristallin ist.5. Semiconductor element according to claim 4, characterized in that that both the first and second materials are crystalline. 109852/1706109852/1706 6. Halbleiterelement nach Anspruch 5, dadurch gekenn-6. Semiconductor element according to claim 5, characterized . zeichnet, daß das zweite Material auf eine ilO-Ebene■' ,des ersten Materials aufgewachsen ist.. draws that the second material is on an ilO-plane ■ ' , of the first material grew up. 7. Halbleiterelement nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Material der Gruppe Silizium, Germanium und Galliumarsenid, das zweite Material der Gruppe Galliumphosphid, Galliumarsenid, Galliumarsenidphosphid, Zinkselenid, Cadmiumsulfid, "Zinksulfid, Cadmiumtellur und Zinkcadmiumselenid entstammt.7. Semiconductor element according to claims 4 and 5, characterized in that the first material of the group Silicon, germanium and gallium arsenide, the second material in the group gallium phosphide, gallium arsenide, Gallium arsenide phosphide, zinc selenide, cadmium sulfide, "zinc sulfide, cadmium tellurium, and zinc cadmium selenide comes from. 8. Halbleiterelement nach den Ansprüchen 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der ersten Zone leicht dotiert ist und eine geringe Leitfähigkeit aufweist, während das Material der zweiten Zone stark dotiert ist und eine hohe Leitfähigkeit aufweist.8. Semiconductor element according to claims 1-7, characterized in that the material of the first zone is lightly doped and has a low conductivity, while the material of the second zone is strong is doped and has a high conductivity. 9. Verfahren zur Herstellung des HalbIeiterelernents nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe einer Verdampfungsquelle für das zweite Material eine Substratscheibe aus dem ersten Material angeordnet wird und daß um die Anordnung eine Atmosphäre von Wasserstoff (H_) und Chlorwasserstoff (HCl) erzeugt wird mit einer Konzentration des Chlorwasserstoffs zwischen 0,1 und 1%, sodass das Material erster Art als zahlreiche Materialunregelmäßigkeiten aufweisende Schicht auf dem Substrat aufwächst.9. Process for the production of the semiconductor element according to claims 1-8, characterized in that in the vicinity of a source of evaporation for the second material a substrate wafer made of the first material is arranged and that an atmosphere is placed around the arrangement generated by hydrogen (H_) and hydrogen chloride (HCl) is with a concentration of the hydrogen chloride between 0.1 and 1%, so that the material of the first type as numerous material irregularities having layer grows on the substrate. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufwachsen der zweiten Zone die Vorrichtung formiert wird durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Sperrschicht, die wesentlich höher ist als die beabsichtigte Betriebsspannung.10. The method according to claim 9, characterized in that after the growth of the second zone, the device is formed by applying an electrical voltage to the barrier layer, which is much higher than the intended operating voltage. 10 9 8 52/1706 '10 9 8 52/1706 ' 11. Verwendung des Halbleiterelernents nach den Ansprücher 1-8 als energieunabhängige Speicherzelle für ein
binäres Informationsbit, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Lieferung von Energie vorgesehen sind, um die Vorrichtung vom Zustand hoher Impedanz in den
Zustand niedriger Impedanz und zurück zu schalten.11. Use of the semiconductor element according to claims 1-8 as an energy-independent memory cell for a
binary information bit, characterized in that means are provided for supplying energy to switch the device from the high impedance state to the
Low impedance state and switch back. 12. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, . daß ein bezüglich der normalen Durchlassrichtung der Vorrichtung negativer elektrischer Impuls zum Umschalten auf niedere und ein positiver Impuls zum Umschalten auf hohe Impedanz verwendet wird.12. Use according to claim 11, characterized in that . that a negative electrical pulse for switching with respect to the normal forward direction of the device to low and a positive pulse is used to switch to high impedance. 13. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Impulses, dessen Amplitude zur Umschaltung der Impedanz nicht ausreicht der jeweilige Schaltzustand der Vorrichtung zwecks Ablesens des
gespeicherten Informationsbits bestimmt wird.13. Use according to claim 12, characterized in that by means of a pulse, the amplitude of which is insufficient to switch the impedance, the respective switching state of the device for the purpose of reading the
stored information bits is determined. 109852/1706109852/1706