DE969464C - Transistor with a semiconducting body, e.g. from germanium - Google Patents

Transistor with a semiconducting body, e.g. from germanium

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DE969464C
DE969464C DEN8831A DEN0008831A DE969464C DE 969464 C DE969464 C DE 969464C DE N8831 A DEN8831 A DE N8831A DE N0008831 A DEN0008831 A DE N0008831A DE 969464 C DE969464 C DE 969464C
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Transistor, der aus einem halbleitenden Körper besteht, an dem eine Basiselektrode und mindestens zwei andere Elektroden befestigt sind, d. h. mindestens eine Emitterelektrode und eine Kollektorelektrode. Zwischen dem Körper und einer Emitterelektrode oder Kollektorelektrode liegen Grenzschichten; zwischen dem Körper und der Basiselektrode ist eine solche Grenzschicht im allgemeinen nicht vorgesehen. Der Körper ist zumeist ein Einkristall.The invention relates to a transistor, which consists of a semiconducting body on which one Base electrode and at least two other electrodes are attached, d. H. at least one emitter electrode and a collector electrode. Between the body and an emitter electrode or collector electrode are boundary layers; Such a boundary layer is generally between the body and the base electrode not provided. The body is mostly a single crystal.

Es ist bekannt, daß, wenn eine Emitterelektrode und die Basiselektrode in einen Stromkreis aufgenommen werden, eine Änderung des Stromes Ie in diesem Kreis eine Änderung des Stromes Jc in einem zweiten Kreis, in den die Basiselektrode und eine Kollektorelektrode aufgenommen sind, herbeiführt.It is known that when an emitter electrode and the base electrode are included in a circuit, a change in the current I e in this circuit causes a change in the current J c in a second circuit in which the base electrode and a collector electrode are included.

Das Verhältnis dieser Änderungen bei konstanter Spannung Ee im Kollektorkreis ist der Strom-The ratio of these changes at constant voltage E e in the collector circuit is the current

p ~T~" p ~ T ~ "

verstärkungsgrad α = —J=-, der vorzugsweise so großdegree of amplification α = - J = - , which is preferably so large

9 Ie 9 Ie

wie möglich sein soll.should be as possible.

Die Erfindung zielt insbesondere darauf ab, den Stromverstärkungsgrad insbesondere bei großen Werten von Ie und Ie zu steigern, und fußt auf der Erkenntnis, daß unter Umständen ein beträchtlicher Teil des der Emitterelektrode zugeführten Stromes zur Basiselektrode abfließen und infolgedessen nicht zum Beeinflussen des Kollektorstromes beitragen kann; sie schafft Mittel, um diesen Verlust stark zu beschränken.The invention aims in particular to increase the current gain, especially with large values of I e and I e , and is based on the knowledge that a considerable part of the current supplied to the emitter electrode may flow to the base electrode and consequently do not contribute to influencing the collector current can; it creates means to greatly limit this loss.

Auch kann die Erfindung zur Verringerung des sogenannten Ruhestromes im Kollektorkreis führen,The invention can also lead to a reduction in the so-called quiescent current in the collector circuit,

809 525/51809 525/51

d. h. des Kollektorstroms bei einem Emitterstrom gleich Null und bei konstanter Kollektorspannung.d. H. of the collector current with an emitter current equal to zero and with a constant collector voltage.

Die Erfindung bezieht sich auf einen TransistorThe invention relates to a transistor

mit einem halbleitenden Körper, z. B. aus Germanium, auf dessen einer Fläche eine Basiselektrode und auf dessen anderer, gegenüberliegender Fläche mindestens eine Emitter- und eine Kollektorelektrode befestigt sind. Erfindungsgemäß befindet sich in mindestens einer bis zur Außenoberfläche des halbleitendenwith a semiconducting body, e.g. B. from germanium, a base electrode on one surface and at least on the other, opposite surface an emitter and a collector electrode are attached. According to the invention is in at least one to the outer surface of the semiconducting

ίο Körpers erstreckenden Höhlung Isolierstoff, und über der Höhlung an der Halbleiteroberfläche ist eine Emitter- oder Kollektorelektrode so angeordnet, daß ihre Ränder die Halbleiteroberfläche berühren.ίο body-extending cavity insulating material, and over the cavity on the semiconductor surface, an emitter or collector electrode is arranged so that their edges touch the semiconductor surface.

Solch ein Isoli erteil zwingt also den Strom, eine bestimmte Richtung zu wählen, und verkleinert den nicht nützlich wirksamen Teil dieser Emitterelektrode oder Kollektorelektrode.Such an isolating issue thus forces the current, one to choose a certain direction, and reduces the not useful effective part of this emitter electrode or collector electrode.

Ein solcher Isolierteil besteht zweckmäßig aus einer Höhlung im halbleitenden Körper, z. B. aus einer Bohrung oder einem Sägeschnitt.Such an insulating part expediently consists of a cavity in the semiconducting body, e.g. B. from a Drilling or a saw cut.

Die Emitterelektrode oder Kollektorelektrode sind vorzugsweise von der Diffusionsart, die z. B. durch das Aufschmelzen bestimmter Metalle auf den halbleitenden Körper entstehen. Bei solchen Emitterelektroden und Kollektorelektroden, die eine verhältnismäßig große Oberfläche haben, gibt es nämlich vielfach Teile, die nicht zur Nutzwirkung des Transistors beitragen.The emitter electrode or collector electrode are preferably of the diffusion type, e.g. B. by the melting of certain metals onto the semiconducting body. With such emitter electrodes and there are collector electrodes which have a relatively large surface area often parts that do not contribute to the useful effect of the transistor.

Die Erfindung ist insbesondere von Bedeutung für Transistoren von verhältnismäßig großen Leistungen, deren Emitterelektroden und Kollektorelektroden eine große Oberfläche haben und z. B. in an sich bekannter Weise abwechselnd nebeneinanderliegen.The invention is particularly important for transistors of relatively high power, whose emitter electrodes and collector electrodes have a large surface and z. B. in itself known Alternately next to each other.

Die Erfindung wird an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is illustrated by some in the drawing illustrated embodiments explained in more detail.

Fig. ι ist ein Schnitt eines Transistors mit einer Emitterelektrode und einer Kollektorelektrode.Fig. Ι is a section of a transistor with a Emitter electrode and a collector electrode.

Fig. 2 ist ein Schnitt eines Transistors mit einer Anzahl von solchen Emitterelektroden und Kollektorelektroden. Fig. 2 is a section of a transistor having a number of such emitter electrodes and collector electrodes.

Die Fig. 3 und 5 sind schaubildliche Darstellungen eines halbleitenden Körpers, und3 and 5 are perspective representations of a semiconducting body, and

die Fig. 4, 6 und 7 sind Schnitte von hiermit hergestellten Transistoren.Figures 4, 6 and 7 are sections of transistors made therewith.

Der Transistor nach Fig. 1 besteht aus einem halbleitenden Körper 1, der z. B. aus einem Einkristall des n-Typ-Germaniums hergestellt ist und der an einer Basiselektrode 2 festgelötet ist. An diesem Körper sind eine Emitterelektrode 3 und eine Kollektorelektrode 4 befestigt, die beide aus einer Menge aufgeschmolzenen Indiums bestehen können. Das Germanium wird hierdurch örtlich bei 5 in p-Typ-Germanium umgewandelt, wie doppeltschraffiert dargestellt. An der Grenze der beiden Germaniumarten befinden sich Grenzschichten. Unterhalb der Emitterelektrode 3 ist ein Isolierteil in Form einer Höhlung 6 vorgesehen. Hierdurch wird ein Teil 7 der Oberfläche der Emitterelektrode 3 untätig, wodurch die verbleibende aktive Oberfläche die Kollektorelektrode 4 verhältnismäßig stärker beeinflußt. Ein Teil der Berührungsfläche der Emitterelektrode und des halbleitenden Körpers, der links von der Höhlung 6 liegt, wird aber noch dazu Veranlassung geben, daß ein I Teil des Emitterstroms nahezu keinen Einfluß auf die Kollektorelektrode ausübt.The transistor of Fig. 1 consists of a semiconducting body 1, the z. B. from a single crystal of n-type germanium and which is soldered to a base electrode 2. At this Body are attached an emitter electrode 3 and a collector electrode 4, both of a set melted indium can exist. This turns the germanium locally at 5 into p-type germanium converted as shown in double hatching. At the border of the two types of germanium there are boundary layers. Below the emitter electrode 3 there is an insulating part in the form of a cavity 6 intended. As a result, a part 7 of the surface of the emitter electrode 3 is inactive, whereby the remaining active surface affects the collector electrode 4 comparatively more strongly. A part of Contact surface of the emitter electrode and the semiconducting body, which is to the left of the cavity 6, but will also give rise to the fact that an I part of the emitter current has almost no effect on the Collector electrode exercises.

Noch günstiger ist es daher, Isolierteile unterhalb einer Emitterelektrode anzubringen, die sich zwischen zwei Kollektorelektroden befindet.It is therefore even cheaper to attach insulating parts below an emitter electrode, which is located between two collector electrodes are located.

Fig. 2 zeigt einen Transistor, der mit zwei Emitterelektroden 3 und drei Kollektorelektroden 4 ausgestattet ist. Unterhalb einer jeden Emitterelektrode und Kollektorelektrode ist eine Höhlung 6 vorgesehen, so daß alle Oberflächenteile der Emitterelektroden, die mit dem halbleitenden Körper in Berührung stehen, einer Kollektorelektrode zugewandt sind, und der die (parallel zu schaltenden) Emitterelektroden durchfließende Strom einen verhältnismäßig starken Einfluß auf den die (ebenfalls parallel zu schaltenden) Kollektorelektroden durchfließenden Strom auszuüben vermag. Auch sind die wirksamen Oberflächen der Kollektorelektroden im wesentlichen den Emitterelektroden zugewandt, so daß ein direkter Stromweg von den Kollektorelektroden zur Basiselektrode so viel wie möglich vermieden ist, wodurch der Kollektorruhestrom verringert wird.FIG. 2 shows a transistor equipped with two emitter electrodes 3 and three collector electrodes 4 is. A cavity 6 is provided below each emitter electrode and collector electrode, so that all surface parts of the emitter electrodes that are in contact with the semiconducting body, facing a collector electrode, and which flows through the emitter electrodes (to be connected in parallel) Current has a relatively strong influence on the collector electrodes (which are also connected in parallel) capable of exercising flowing current. The effective surfaces of the collector electrodes are also essentially the emitter electrodes facing so that a direct current path from the collector electrodes to the base electrode so as much as possible is avoided, which reduces the collector bias current.

Die Form der Isolierteile wird zum Teil von den Eigenschaften des halbleitenden Materials abhängen. Besteht dieses aus Germanium, so ist es z. B. durch Sägen oder Bohren bearbeitbar.The shape of the insulating parts will depend in part on the properties of the semiconducting material. If this consists of germanium, it is z. B. machinable by sawing or drilling.

Durch Sägen kann man in der von der Basis- go elektrode abgewandten Oberfläche des halbleitenden Körpers eine Anzahl parallele Rillen 8 entsprechend Fig. 3 anbringen. Der obere Teil dieser Rillen wird mit länglichen Indiumstreifen 9 gefüllt. Dieses Metall wird durch Erhitzen mit dem Germanium zusammenfließen und darin zum Teil hineindiffundieren (Fig. 4). Um zu verhüten, daß das Indium die Rillen völlig füllt, kann der Boden dieser Rillen mit Isolierstoff, z. B. SiO2, bedeckt werden.By sawing, a number of parallel grooves 8 as shown in FIG. 3 can be made in the surface of the semiconducting body facing away from the base electrode. The upper part of these grooves is filled with elongated indium strips 9. When heated, this metal will flow together with the germanium and partly diffuse into it (Fig. 4). To prevent the indium from completely filling the grooves, the bottom of these grooves can be covered with insulating material, e.g. B. SiO 2 , are covered.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem in einem flachen halbleitenden Körper 10 eine Anzahl Öffnungen 11 gebohrt sind (Fig. 5). Diese können sich bis zur Basiselektrode 2, entsprechend Fig. 6, oder sich auch durch diese Basiselektrode erstrecken, entsprechend Fig. 7. In jeder Öffnung ist ein Indiumtropfen eingeschmolzen, und die Tropfen können abwechselnd als Emitterelektrode bzw. Kollektorelektrode geschaltet werden. Wenn der Transistor nach dem Aufschmelzen der Emitterelektrode und Kollektorelektrode geätzt werden muß, gebührt jenen Bauanordnungen der Vorzug, bei denen Isolierteile in Form von Höhlungen Anwendung finden, die sich bis zur Außenfläche des Körpers erstrecken, also nicht die nach Fig. 6. In den erstgenannten Fällen kann die Ätzflüssigkeit in die Höhlung (Höhlungen) eindringen.5 to 7 show another embodiment in which in a flat semiconducting Body 10 a number of openings 11 are drilled (Fig. 5). These can extend up to the base electrode 2, according to FIG. 6, or also extend through this Extend the base electrode, as shown in Fig. 7. An indium droplet is melted into each opening, and the drops can be switched alternately as emitter electrode and collector electrode. When the transistor is etched after the emitter electrode and collector electrode have melted must, preference is given to those building arrangements in which insulating parts in the form of cavities are used find that extend to the outer surface of the body, not that of Fig. 6. In the former Cases the etching liquid can penetrate into the cavity (cavities).

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: I. Transistor mit einem halbleitenden Körper, z. B. aus Germanium, auf dessen einer Fläche eine Basiselektrode und auf dessen anderer, gegenüberliegender Fläche mindestens eine Emitter- und eine Kollektorelektrode befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich in mindestens einer bis zur Außenoberfläche des halbleitenden Körpers erstrek-I. transistor with a semiconducting body, e.g. B. of germanium, on one surface of which a Base electrode and on its other, opposite surface at least one emitter and one Collector electrode are attached, characterized in that in at least one up to Outer surface of the semiconducting body kenden Höhlung Isolierstoff befindet und daß über der Höhlung an der Halbleiteroberfläche eine Emitter- oder Kollektorelektrode so angeordnet ist, daß ihre Ränder die Halbleiteroberfläche berühren.Kenden cavity is insulating material and that above the cavity on the semiconductor surface a Emitter or collector electrode is arranged so that its edges the semiconductor surface touch. 2. Transistor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhlung aus einer Bohrung besteht.2. Transistor according to claim i, characterized in that that the cavity consists of a bore. 3. Transistor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhlung aus einem Sägeschnitt besteht.3. Transistor according to claim 2, characterized in that the cavity consists of a saw cut consists. 4. Transistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Höhlung unterhalb einer Emitterelektrode befindet, die zwischen zwei Kollektorelektroden liegt.4. Transistor according to one of the preceding claims, characterized in that the Cavity is located below an emitter electrode, which is between two collector electrodes. 5. Transistor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich je eine Höhlung unterhalb einer Anzahl von Emitter- und Kollektorelektroden befindet, die abwechselnd nebeneinanderliegen.5. Transistor according to claim 4, characterized in that there is a cavity below one Number of emitter and collector electrodes is located, which lie alternately next to each other. 6. Transistor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter- und Kollektorelektroden eine längliche Form haben.6. Transistor according to claim 4, characterized in that the emitter and collector electrodes have an elongated shape. 7. Transistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitterelektroden und/oder die Kollektorelektroden von der Diffusionsart sind.7. Transistor according to one of the preceding claims, characterized in that the Emitter electrodes and / or the collector electrodes are of the diffusion type. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 814 487;
USA.-Patentschrift Nr. 2 595 497.Considered publications:
German Patent No. 814,487;
U.S. Patent No. 2,595,497. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings Θ 809 525/51 5.58Θ 809 525/51 5.58
DEN8831A 1953-05-01 1954-04-29 Transistor with a semiconducting body, e.g. from germanium Expired DE969464C (en)

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