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DE1514368A1 - Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung

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Publication number
DE1514368A1
DE1514368A1 DE19651514368 DE1514368A DE1514368A1 DE 1514368 A1 DE1514368 A1 DE 1514368A1 DE 19651514368 DE19651514368 DE 19651514368 DE 1514368 A DE1514368 A DE 1514368A DE 1514368 A1 DE1514368 A1 DE 1514368A1
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DE
Germany
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semiconductor
semiconductor component
component according
carriers
layer structure
Prior art date
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Pending
Application number
DE19651514368
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English (en)
Inventor
Kleinknecht Hans Peter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RCA Corp
Original Assignee
RCA Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by RCA Corp filed Critical RCA Corp
Publication of DE1514368A1 publication Critical patent/DE1514368A1/de
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Description

Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement mit einem Körper aus Halbleitermaterial und zwei pn-Übergängen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Transistor, bei dem der Eingang am Emitter optisoh mit dem Ausgang am Kollektor gekoppelt 1st. Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterbaueleaentes bzw. Transistors.
Bei den üblichen heteropolaren Transistoren wird der die Kollektorsperrsohioht durchflieBende Auegangsetrom durch TrMgerj die von der laittereperreohioht injiziert wurden, gesteuert. Die injizierten TrMger aüssen also die Basiszone durchlaufen, um an der Kollelrfcoreperreohioht wirksam werden zu können. Das Hochfrequenzverhalten eines Transistors hingt daher ganz wesentlich von der Trägerlaufzelt ab. Man hat bisher versucht, die TrägerlaufzeIt durch Verringerung
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der Basisdicke, ungleichmäßige Dotierung der Basiszone zur Erzeugung eines inneren Driftfeldes und Wahl eines Halbleitermaterials mit hoher Beweglichkeit, soweit dies im Rahmen der anderen an den Transistor gestellten Forderungen möglich ist, soweit wie möglich zu verringern.
Durch die Erfindung wird ein anderer Weg eingeschlagen, indem nämlich Emitter und Kollektor optisch, miteinander gekoppelt werden.
Ein Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper und zwei pn-Ubergängen zwischen Emitter und Basis bzw. Basis und Kollektor enthält gemäß der Erfindung einen Emitter-pn-Übergang, an dem bei Vorspannung in Flußrichtung eine Rekombinationsstrahlung auftritt, und einen Kollektor-pn-übergang, an dem durch die am Emitterübergang erzeugte Strahlung ein Photostrom entsteht. Der Körper oder die Basiszone besteht aus einem Halbleitermaterial, in dem das Verhältnis der effektiven Masse der freien Ladungsträger zur Masse eine· Elektrons im Vakuum kleiner als 0,15 ist. Das Material des Körpers enthält eine so hohe Konzentration an leitungstypbestimmenden Verunreinigungen, dafl die Kante des Absorption«bandes effektiv nach kürzeren Wellenlängen verschoben wird.
Bei einem Transistor gemäß der Erfindung wird für die Basiszone ein stark dotiertes Halbleitermaterial verwendet, dessen Absorptionsbandkant· durch die höh· Dotierung zu kürzeren Wellenlängen verschoben wird. Di· stark dotierte
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Basiszone ist daher transparent, während die Emitterzone und die Kollektorzone, die weniger stark dotiert sind, Strahlung derjenigen Wellenlängen, über die die Absorptionskante verschoben wurde, absorbieren. Die am Eingang erzeugte Rekombinationsspannung liegt in diesem Wellenlängenbereich. Die Photonenabsorption in der Basis ist daher relativ klein, so daß eine verstärkte Photonenabsorption beim Kollektorübergang stattfinden kann.
Diese beiden Vorteile können bei ausschließlicher Verwendung von homogenen Übergängen im Bauelement erreicht werden, dies ist jedoch auch mit heterogenen Emitter- und/ oder Kollektorübergängen möglich.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigen:
Fig. 1 ein schematisch im Schnitt dargestelltes Halbleiterbauelement gemäß der Erfindung und eine dieses Bauelement enthaltende Schaltungsanordnung;
Pig. 2 eine Schnittansieht einer Ausführungsform der Erfindung mit zwei legierten übergängen;
Pig. 35. eine Schnittansicht einer Ausführungsform der Erfindung mit einem legierten Emitterübergang und einem diffundierten KollektorUbergang;
Pig. 4 eine Schnittansicht einer Ausführungsform der Erfindung mit einem epitaktisch aufgebrachten Emittertibergang und einem diffundierten Kollektorübergang;
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Pig. 5 eine Teilansicht einer Vorrichtung zur Durchführung eines Vorbereitungsschrittes für ein Verfahren zur Herstellung des in Pig. 1 dargestellten Bauelementes und
Pig. 6 eine Schnittansicht einer anderen Vorrichtung zur Herstellung von Basiszone und homogenen Übergängen des in Fig. 1 dargestellten Bauelementes durch ,Rekristallisation von Halbleitermaterial.
In allen Figuren sind für entsprechende Teile gleiche Bezugzeichen verwendet worden.
In Fig. 1 ist ein Transistor 21 schematisch im Schnitt dargestellt, der eine Emitterzone 25 aus p-leitendem Halbleitermaterial, eine Basiszone 25 aus η-leitendem Halbleitermaterial und eine Kollektorzone 27 aus p-leitendem Halbleitermaterial enthält. Die Grenze zwischen Emitter- und Basiszone 25 bzw. 25 stellt einen EmitterUbergang 29 und die Grenze zwischen Basis- und Kollektorzone 25 bzw. 27 einen Kollektorübergang 51 dar. Die Übergänge sollen nicht abrupt verlaufen, damit sie nicht von Trägern durchtunnelt werden können. Als abrupt soll hier ein übergang definiert sein, dessen Dicke unter 200 Ä Einheiten liegt. Die verschiedenen Zonen bestehen vorzugsweise aus dem gleichender wenigstens annähernd dem gleichen Halbleitermaterial, ausgenommen daß sie sich im Leitungstyp unterscheiden. Für die verschiedenen Zonen können jedoch auch verschiedene Halbleitermaterialien verwendet werden.
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Die Konzentration an Dotierungsstoffen an der Emitterzone 2j5 und der Kollektorzone 27 entspricht den bei konventionellen Transistoren üblichen Werten. Auch die Abmessung und Dicke der Emitter- und Kollektorzone sind wie bei gewöhnlichen Transistoren bemessen. Auch die Fläche und Dicke des Emitterüberganges 29 und des Kollektorüberganges 3I entsprechen denen konventioneller Transistoren·
Das Halbleitermaterial der Basis ist von einem Typ, bei dem sich die Orundabsorptionskante mit zunehmender Dotierung nach kürzeren Wellenlängen verschiebt. Eine solche Verschiebung tritt in der Hauptsache bei Halbleitern mit kleiner effektiver Masse der Elektronen ein, z.B. bei Indiumantimonid (InSb) und Indlumarsenid (InAs). Kleine effektive Masse soll bedeuten, daß das Verhältnis der effektiven Masse der freien Ladungsträger im Material zur Masse eines Elektrons im Vakuum kleiner als 0,15 ist. In Halbleitermaterialien, bei denen die obige Bedingung erfüllt ist, haben die Ladungsträger aueergewöhnlich hohe Elektronenbeweglichkeiten, was dazu beiträgt, den Widerstand in der Basis herabzusetzen« Außerdem ist bei •olchen Halbleitermaterialien gewöhnlich auch die Diffusions- lMnge eines Minoritätsladungsträger sehr klein, ferner beruhen bei eolohen Materialien die Absorption an der Bandkante und die Rekombination««trahlung auf direkten Übergängen von Elektronen alt ainlaalen Bnergleverluaten duroh Photonenerzeugunf.
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Das Halbleitermaterial der Basiszone 25 ist atark, vorzugsweise bis zur Degeneration dotiert, so daß das Ferminiveau bei einem η-leitenden Material im Leitungsband bzw. bei einem p-leitenden Material im Valenzband liegt. Geeignete Halbleitermaterialien und die zugehörigen unteren Grenzen der Konzentration an freien Ladungsträgern für die Basis sind: η-leitendes Galliumarsenid 4 χ 10 ' Träger/cnr
η-leitendes Indiumarsenid 8 χ 10 Träger/cnr
17 "5 n-leitendes Indiumphosphid 4 χ 10 ' Träger/cnr
η-leitendes Indiumantimonid (bei 77 0K) 4 χ 10l6 Träger/cm5
Wie erwähnt, können die Emitterzone 23 und die Kollektorzone 27 jeweils aus dem gleichen oder einem anderen Halbleitermaterial als die Basis bestehen, ihr Leitungstyp ist jedoch dem der Basiszone 25 entgegengesetzt und die Konzentration an freien Trägern hat einen solchen Wert, dai die oben erwähnte Verschiebung kleiner ist als bei der Basiszone 25·
Die Dicke der Basiszone 25 zwischen dem Emitterübergang 29 und dem Kollektorübergang Jl ist im allgemeinen gröfer als eine Diffusionslänge für Minoritateträger in der Baslszone 25. Wenn sich die Dicke der Basiszone 25 einer Diffusions« länge für Minoritätsträger nähert, nimmt die Wahrscheinlichkeit einer Aufnahme von Minoritätstr&gern durch den Kollektor zu. Dies ist bei den hier beschriebenen Bauelementen ein unerwünschter Effekt, da sich die Übergangszeit von Minoritatsträgern von der für Photonen unterscheidet und die Aufnahme von Minoritltsträgern durch den Kollektor daher zu Verzerrungen
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im Ausgangssignal führen kann. Die Dicke der Basiszone 25 kann praktisch beliebig groß sein, selbstverständlich muß berücksichtigt werden, daß die Photonenabsorption in der Basiszone 25 mit zunehmender Dicke ansteigt.
In Fig. 1 ist außerdem beispielsweise eine Schaltungsanordnung 41 zum Betrieb des Transistors 21 dargestellt. Die Basiszone 25 ist mit Masse 43 über eine Basisleitung 45 und einen Basiskontakt 47 verbunden. Die Emitterzone 23 ist mit Masse 43 über eine Reihenschaltung aus einer Signalquelle 49, einer Emittervorspannungsquelle 51, einer Emitterleitung 53 und einem Emitterkontakt 55 verbunden. Die Kollektorzone 27 ist mit Masse 43 über eine Reihenschaltung aus einer Last 57, einer Kollektorvorspannungsquelle 59» einer Kollektorleitung 6l und einem Kollektorkontakt 63 verbunden.
Wenn es sich bei dem Bauelement 21 um einen pnp-Transistor handelt und der Emitterübergang 29 in Flußrichtung vorgespannt ist (Emitterzone 23 positiv bezüglich der Basiszone 25), rekombinieren die injizierten Träger bei oder in der Nähe des Emitterüberganges 29* wobei eine Rekombinationsstrahlung entst.eht, deren Photonen eine näherungsweise der Bandkante des Halbleiters entsprechende Frequenz haben. Die Träger können von der Emitterzone 23 in die Basiszone 25 oder von der Basiszone 25 in die Emitterzone 23 injiziert werden. In beiden Fällen ist die Anzahl der durch die Rekombination erzeugten Photonen eine Funktion der Flußvorspannung am Emitterübergang 29· Die Photonen durchlaufen die Basiszone 25 mit
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der in der Basiszone 25 herrschenden Lichtgeschwindigkeit zur Kollektorzone 27, wo sie absorbiert werden. Durch die Photonenabsorption werden beim Kollektorübergang Jl freie Ladungsträger erzeugt, die am Kollektorübergang Jl gesammelt werden und eine Photo-spannung und einen Photostrom ergeben. Der Kollektorübergang Jl ist vorzugsweise in Sperrichtung vorgespannt (Kollektorzone negativ bezüglich der Basiszone 25)um den Sammlungswirkungsgrad am Kollektorübergang Jl zu erhöhen.
Die Frequenz der am EmitterUbergang 29 erzeugten Relombinationsstrahlung entspricht im wesentlichen der Bandlücke des Halbleitermaterials. Die Kollektorzone 27 kann diese Strahlung innerhalb einer Diffusionslänge für Minoritätsladungsträger des Kollektorüberganges ~yi absorbieren. Da die Basiszone 25 jedoch aus einem stark dotierten Halbleiter der oben erwähnten speziellen Klasse besteht, läflt sie diese Rekombinationsstrahlung mit nur relativ kleinen Verlusten durch.
Statt der beschriebenen pnp-Struktur kann auch eine npn-Struktur verwendet werden. In diesem Falle sind alle Polaritäten umzukehren, um den Emitterübergang in FluBrichtung und den Kollektorübergang in Sperrichtung vorzuspannen. Im übrigen ist die Arbeitsweise entsprechend.
Transistoren des oben beschriebenen Typs können in der verschiedensten Weise ausgeführt werden. Fig. 2 zeigt ein Bauelement, dessen Emitter- und Kollektorzonen und -übergänge durch Legleren hergestellt wurden. Bei einem typischen Bauelement dieser Art geht man als Auegangematerial von degene-
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. riertem η-leitenden InSb oder InAs aus. Kollektor- und Emitterübergänge können durch ein Legierungsverfahren hergestellt werden, bei dem man Indiumpillen verwendet, die eine Akzeptorverunreinigung enthalten. Die Verunreinigungskonzentrationen in der Nähe der Übergänge werden anschließend durch Diffusion abgeflacht, um eine Durchtunnelung der Übergänge zu verhindern.
Bei der in Flg. J5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Emitterübergang durch Legieren und der Kollektorübergang durchDiffusion gebildet. Man kann dabei beispielsweise von einem p-leitenden Oalliumarsenidkristall hohen spezifischen Widerstandes ausgehen und an der einen Seite durch Diffusion eine η -leitende Schicht erzeugen. Auf diesen Schritt folgt eine Ausdiffusion eines Teiles der diffundierten Oberflächenschicht und ein Legieren der Emitterzone wie anhand von Fig. 2 beschrieben wurde. Ansohlielend wird das Bauelement erhitzt, um die Verunreinigungekonzentrationen in der Nähe der übergänge durch Diffusion etwas zu glätten, so dal ein Durchtunneln von Ladungsträgern durch die übergänge vermieden wird, wie anhand von Fig. 2 erläutert wurde.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Basis 25 und der Kollektorübergang }1 durch Diffusion gebildet, wie anhand von Fig. 3 beschrieben wurde. An-•chilelend wird der Bmitterbereich 23 durch epitaktisches Aufwaohsenlassen gebildet. Die Übergangsbereiche werden durch Xtzen begrenzt. Man kann von eine» p-leitenden Kristall aus Oilliuaareenid hohen spezifischen Widerstandes ausgehen und
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angrenzend an eine Oberfläche des Kristalles durch Diffusion eine n+-Schicht bilden. Hierauf wird auf der n+-Schicht durch epitaktisches Wachstum eine p-leitende Schicht aus Galliumarsenid hohen spezifischen Widerstandes niedergeschlagen. Unter Anwendung einer Photoätztechnik wird eine plateauartige Erhöhung oder Mesa, die den Emitterübergang 29 begrenzt, gebildet und ein Teil der Basiszone 25 freigelegt. An dem freigelegten Teil der Basiszone 25 wird anschließend ein Basisanschlufl 47 angebracht, z.B. durch Auflegieren eines geeigneten Metalles wie Zinn.
Bei allen oben erwähnten Aus ftihrungsbei spiel en der Erfindung kann als Halbleitermaterial Indiumantimonid verwendet werden. Bauelemente aus Indiumantimonid werden bei Temperaturen des flüssigen Stickstoffs und darunter betrieben. Die Absorptionskante des reinen Materials liegt hier bei etwa 5,5 um. Dies ist dann auch die ungefähre Wellenlänge der durch Rekombination erzeugten Photonen. Bestände die Basis 25 ebenfei Is aus dem reinen Material, so wurden die Photonen innerhalb eines pm um den Rekombinationspunkt absorbiert. Wenn jedoch die Basiszone 25 bis zur Degeneration dotiert ist und beispielsweise 5 χ 10 " Donatoren/cnr enthält, liegt die Absorptionskante bei etwa 3,4 um. Die Absorption der 5*5 pn-Photonen ist dann in erster Linie durch die Freiträgerabsorption bestimmt, die für 5 χ 10 ' Elektronen/onr etwa 30 cm beträgt. Mit anderen Worten gesagt, kann die Basiszone bis zu
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0>l mm dick gemacht werden, bevor die Photonenabsorption bedenklich wird.
Indiumarsenid kann für alle Ausfuhrungsformen bei Betriebstemperaturen des Trockeneises und darunter verwendet werden. Es ist gegebenenfalls sogar möglich, Indiumarsenid-Bauelemente bei Raumtemperatur zu betreiben. Bei Raumtemperatur liegt die Ahsorptionskante des reinen Indiumarsenids und damit die Wellenlänge der durch Rekombination erzeugten Photonen bei etwa 3*5 /um· Die Absorptionskante einer Basiszone, die mit etwa 3 χ 10 Donatoren/cnr dotiert ist, liegt bei etwa 2,4 yum. Ein Vergleich mit dem oben für Indiumantimonid angegebenen Wert der Freiträgerabsorption ergibt als Abschätzung für Indiumantimonid, das 3 χ 10l8 Elektronen/cm-5 enthält, bei Raumtemperatur einen Wert von etwa 40 cm" , so daß Basisdicken bis nicht ganz 0,1 mm zulässig sind.
Die oben erwähnten Dotierungskonzentrationen und Basisdicken lassen sich nach dem derzeitigen Stand der Technik ohne weiteres realisieren.
Halbleiterbauelemente der oben erwähnten Art, die als "Lichtstrahlt-Transistoren" bezeichnet werden können, lassen sich auch durch ein Temperaturgradient-Zonenschmelzverfahren herstellen. Dieses Verfahren besteht aus zwei Schritten. Zuerst wird gemäß Fig. 5 eine Sandwich- oder Schichtstruktur hergestellt, indem eine Folie 75 aus einem geeigneten Metall zwischen zwei p-leitende Halbleiterscheiben 73, 77 hohen spezifischen Widerstandes einlegiert wird. Für die Folie
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75 wird ein Metall verwendet, das in dem betreffenden Halbleiter als Verunreinigung vom η-Typ wirkt oder mindestens eine solche Verunreinigung enthält. Das Metall hat einen Schmelzpunkt, der unter dem des Halbleitermaterials liegt, und vermag im geschmolzenen Zustand einen Teil des Halbleiters zu lösen. Das Verschmelzen der Schichtstruktur kann in einer Vorrichtung 71 aus Graphit und unter Anwendung eines Flußmittels und/oder in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt werden.
Beim zweiten Verfahrensschritt wird die Schichtstruktur dann in eine zweite Vorrichtung 8l gebracht, wie Fig. 6 zeigt, wo sie derart erhitzt wird, daß zwischen ihren Enden in der Richtung der Schichtebene; also der Ebenen der Hauptflächen der Metallfolie 75, ein Temperaturgradient auftritt. Die in Fig. 6 dargestellte Apparatur enthält ein streifenförmiges Heizelement 8j5, das unterhalb der Vorrichtung 8l angeordnet ist, und einen oberhalb der Vorrichtung angeordneten Kühlkörper 85 mit Kühlrippen oder dgl. Auf den Kühlkörper 85 wird von oben ein Kühlgas geblasen, das durch ein Röhrchen zugeführt wird. Zur Bestimmung des Temperaturgradienten sind am Heizelement 83 und am Kühlkörper 85 jeweils ein Thermoelement 89 bzw, 91 angebracht. Die ganze Apparatur wird in einer reduzierenden Atmosphäre betrieben.
Das Heizelement 83 wird auf eine solche Temperatur erhitzt und der Kühlgasstrom wird so eingestellt, daß parallel zur Schichtstrukturebene ein konstanter Temperaturgradient entsteht. Die Temperatur an der heißen Seite der Schichtstruk-
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tur, also an der dem Heizelement 83 zugewandten Seite, muß unter der Schmelz- oder Zersetzungstemperatur des Halbleitermaterials liegen. Die Temperatur an der kühleren Seite der Schichtstruktur, also an der dem Kühlkörper 85 zugewandten Seite, muß höher sein als der Schmelzpunkt der Folie 75. Die Temperatur reicht aus, um das Metall der Folie, nicht jedoch das Halbleitermaterial zum Schmelzen zu bringen.
Das geschmolzene Metall der Folie 75 löst etwas Halbleitermaterial von der heißeren unteren Seite der angrenzenden Scheiben 73» 77. Dieses Halbleitermaterial wird durch Diffusion längs der Flüssigkeitsschicht zur kälteren oberen Seite transportiert, wo es die Lösung übersättigt, als stark dotiertes Halbleitermaterial auskristallisiert und mit den angrenzenden Halbleiterscheiben pn-Übergänge bildet. Mit der Zeit löst sich immer mehr Halbleitermaterial am heileren Ende und kristallisiert am kälteren Ende der Metallfolie aus. Auf diese Weise wächst zwischen den Halbleiterscheiben 73* 77 eine feste, hochdotierte Halbleiterschicht von oben nach unten, während das flüssige Metall der Folie 75 dazu gezwungen wird, zur helleren Seite, also nach unten, zu wandern.
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt der Schichtstruktur in einem Zwischenstadium. Der untere Teil der Folie 75 besteht noch aus geschmolzenem Metall, das einen Teil des Halbleitermaterial von den angrenzenden Halbleiterscheiben 73« 77 gelöst hat. Der obere Teil der Folie 75 ist in Form eines
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Halbleiters 25 auskristallisiert, wobei Emitter- und Kollektorübergänge 29 bzw. 3I gebildet wurden.
Nachdem der mittlere Bereich vollständig auskristallisiert ist, wird die fert!geschiehtstruktur auf Raumtemperatur abgekühlt und aus der Vorrichtung 81 entnommen. Die fertige Struktur wird dann in Üblicher Weise kontaktiert. Da-
die
bei wird an/beiden p-Bereiche 23, 27 (Emitter- bzw. Kollektorzone) und die η-leitende Schicht 25 (Basiszone) je ein Anschluß angebracht. Der Basisanschluß kann entweder direkt an dem Metall an der unteren Seite angebracht werden oder nach Entfernung des überschüssigen Metalles direkt an dem schmalen Teil der n-leitenden Schicht. Das Verfahren kann unter Verwendung von Indlumarsenid oder Indiumantimonid als Halbleitermaterialien in Kombination mit einer Folie aus Indiummetall, die bis zu 10 % Tellur oder Zinn enthält, durchgeführt werden. Out· Ergebnisse wurden bei einer neunzehnetUndigen Erhitzung einer Schicht struktur aus Indiunnnetall, das 10£ Tellur enthielt, zwischenBcheiben aus Indiumarsenid erzielt, wobei die Temperaturen an der oberen und unterenjSeite 690 0C bzw. 750 0C betrugen. Die Abmessungen der Indiumantiraonidscheiben betrugen 1 χ 1 χ 1,5 mm, die der Indiumfolie 1 χ 1,5 χ 0,05 mm.
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Claims (9)

Patentansprüche.
1. Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper, der zwei pn-Ubergänge enthält, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten pn-übergang (29) beim Anlegen einer in Flußriehtung gepolten Vorspannung eine Rekombinationsstrahlung auftritt; daß am zweiten pn-übergang (31) durch die Rekombinationsstrahlung ein Photostrom erzeugt wird, daß der Halbleiterkörper (25) aus einem Halbleitermaterial besteht, bei dem das Verhältnis der effektiven Masse der freien Ladungsträger des Materials zur Masse eines freien Elektrons im Vakuum kleiner als 0,15 ist und daß die Konzentration an den Leitungstyp bestimmenden Verunreinigungen im Material des Körpers so hoch ist, daß eine Verschiebung der Absorptionsbandkante in Richtung auf kürzere Wellenlängen eintritt.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennze* lehnet, daß der Körper (25) aus Galliumarsenid besteht, in dem die Konzentration an freien Ladungsträgern größer als 4 χ 10 ' Träger/cnr ist.
3· Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (25) aus Indiumarsenid besteht, in dem die Konzentration an freien Ladungsträgern größer als 8 χ 10 Träger/cnr ist.
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4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus Indiumphosphid besteht, in dem die Konzentration an freien Ladungsträgern größer als 4 χ 10 ' Träger/cnr ist.
5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch geken nzeichnet, daß der Körper aus Indiumantimonid besteht, in dem die Konzentration an freien Ladungsträgern größer als 4 χ 10 Träger/cnr ist.
6. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einem degeneriert dotierten Halbleitermaterial besteht, in dem das Verhältnis von effektiver Masse der freien Ladungsträger im Material zur Masse eines Elektrons im Vakuum kleiner als 0,15 ist und die optische Absorption an der Bandkante auf direkten Elektronenübergängen ohne Änderung des Kristallmoments beruht.
7. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einem degenerierten III-V-Halbleitermaterial besteht, bei dem die optische Absorption an der Bandkante auf direkten übergängen von Elektronen ohne Änderung des Kristallmoments beruht.
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8. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r ch gekennzeichnet, daß eine Schichtstruktur gebildet wird, die aus einer zwischen zwei Halbleiterschichten (7J5, 77) angeordneten Metallschicht (75) besteht, deren Schmelzpunkt unter dem der beiden Halbleiterschichten liegt und die im geschmolzener^ustand einen Teil der Halbleiterschichten zu lösen vermag; daß zwischen zwei Enden der Schichtstruktur ein Temperaturgradient (ΔΤ) parallel zu den Schichtebenen erzeugt wird, wobei die Schichtstruktur auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt der Metallschicht, jedoch unter dem Schmelzpunkt der Halbleiterschichten erhitzt wird; daß die Erhitzung solange durchgeführt wird, bis sich die Metallschicht am heißen Ende der Schichtstruktur gesammelt hat, und daß die Schichtstruktur auf Raumtemperatur abgekühlt wird um die beiden Halbleiterschichten zu verbinden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Schichtstruktur (7J5> 75* 77)* an dem sich das Metall der Metallschicht angesammelt hat, entfernt wird.
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It
Leerseite
DE19651514368 1964-09-10 1965-09-08 Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung Pending DE1514368A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US39541964A 1964-09-10 1964-09-10
US395420A US3301716A (en) 1964-09-10 1964-09-10 Semiconductor device fabrication

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