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BE520677A - - Google Patents

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BE520677A
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Description


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  PROCEDE DE   PREPARATION   DE DISPOSITIFS UTILISANT DES COUCHES DE TRANSITION ENTRE SEMI-CONDUCTEURS DES TYPES P & N. 



   Le présent perfectionnement concerne l'utilisation des couches de jonction entre semi-conducteurs de conductibilité des types P & N, préparés suivant le procédé objet du brevet principal et de ses perfectionnements. pour la réalisation de transistrons de structure nouvelle. 



   Le brevet principal concerne un mode de fabrication des éléments   semi-conducteurs   comportant dans la masse au moins une couche de jonction entre une zone présentant la conductibilité du type P et une zone présentant la conductibilité du type N; les éléments   semi-conducteurs   ainsi réalisés servent à fabriquer des redresseurs et des amplificateurs à transistrons. 



   Conformément au présent   perfectionnement,,,   on réalise des transistrons de structure nouvelle dont les caractéristiques sont améliorées par rapport à celles des appareils construits suivant Part antérieur. En particulier, le coefficient   [alpha]   d'amplification du   courante   défini comme la dérivée partielle du courant de collecteur par rapport ou courant d'émetteur est sensiblement plus élevé. 



  En outre.le transistron décrit fonctionne de façon satisfaisante en haute fréquence et la densité des courants traversant les couches de jonction est uniforme sur toute leur surface. 



   Les transistrons construits conformément à 1?invention comprennent une plaquette mince de germanium mono-cristallin d'un type de conductibilité donné sur les grandes faces duquel on fixe des sphérules ou des baguettes d'impuretés d'un type de conductibilité   opposée   l'épaisseur de la   zone   de ger-   manium   ayant conservé sa conductibilité initiale étant faible par rapport à la dimension transversale de la zone de diffusion des impuretés. 

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   Pour mieux faire comprendre les caractéristiques techniques et les avantages de l'invention, on vane décrire un exemple de réalisation, étant entendu que celui-ci n'a aucun caractère limitatif quant aux modes de mise en oeuvre de l'invention et aux applications qu'on peut en faire. 



   - Les figures 1 & 2 sont respectivement des vues en élévation coupée et en plan   d'un   transistron conforme à l'invention. 



   - La figure 3 représente une vue en coupe partielle d'un transistron conforme à l'invention muni de radiateurs; des transistrons analogues à ceux des figures 1 & 2, sauf en ce qui concerne la forme des surfaces de dif-   fusion,   sont représentés sur les figures 4 & 5. 



   - Le dispositif des figures 6 & 7 est analogue à celui des figures 4 & 5, mais il comporte une électrode de collecteur de grande dimension et plusieurs électrodes d'émetteur. 



   .Afin de simplifier la description des types de transistron réalisés selon l'invention, on supposera que le semi-conducteur mono-cristallin utilisé est du germanium de conductibilité du type N et que l'impureté du type accepteur, qui permet de créer des zones de conductibilité du type P, est de l'indium de préférence; l'emploi de ce dernier élément étant avantageux dans le cas d'une production importante. 



   Il est évident que le transistron type jonction conforme à l'invention, peut être du type N - P - N. 



   Sur les figures 1 & 2, on a représenté un transistron type jonction selon   l'invention,   comprenant un mono-cristal de germanium de conductibilité du type N ayant la forme d'une plaquette carrée 1 dont l'épaisseur est inférieure à 0,1 millimètre et de préférence comprise entre   0,012   et   0,036   mm 
Les zones 2 & 3 de conductibilité du type P sont formées sur les grandes faces opposées de la plaquette, la couche de germanium de conductibilité du type N qui les sépare étant mince; son épaisseur est très inférieure à la dimension transversale des zones de conductibilité du type P, c'est-à-dire à leur dimaétre, lorsqu'elles sont circulaires. On utilise de préférence pour la constitution des zones 2 & 3, les procédés de diffusion des impuretés décrits dans le brevet principal. 



   Suivant cette méthode,qui permet de déterminer avec précision la disposition relative des zônes de différentes   conductibilités.,   la profondeur de pénétration des impuretés est contrôlée par réglage de la température et de la durée du phénomène de diffusion. 



   Les zônes de conductibilité du type P de la plaquette 1 sont obtenues en disposant sur chacune de ces grandes-faces des sphérules d'indium 4 & 5 dont on provoque la diffusion contrôlée selon la méthode citée plus haut. 



  Des fils de connexion 6 & 7 peuvent être fixés., par soudure,aux sphérules 4 & 5 au cours du processus de diffusion$ ces deux fils constituent les conducteurs de sortie d'émetteur et de collecteur. 



   Le dispositif représenté comporte une électrode de base constituée   d'une   feuille rectangulaire 8 de métal ou d'un alliage métallique convenable tel le   fernico.   La feuille 8 est percée en son centre d'une ouverture circulaire 9 de diamètre supérieur à celui de la sphérule d'indium qu'elle entoure. 



  L'électrode de base 8 est fixée à la plaquette de germanium 1 au moyen d'une soudure convenable 10. Cette dernière doit permettre d'établir entre les éléments 1 & 8 un contact franc, de faible résistance., qui ne modifie pas les caractéristiques de conductibilité de la plaquette 1. Celle-ci ayant. dans 

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 le dispositif décrit, la conductibilité de type N, on peut utiliser une sou- dure contenant une impureté du type "donneur" tel l'antimoine. 



   L'examen de la figure 1 montre que la zone 11 de conductibilité initiale. du type N, est d'épaisseur faible par rapport aux deux z8nes de conductibilité du type P. Lorsque les zones de diffusion d'impuretés sont circulaires, comme dans le cas des figures 1 & 2, l'épaisseur de la zone 11 peut être comprise entre le 1/10e et le   1/100e   du diamètre de ces deux 2ô- nes; dans le cas du transistron décrit; elle est de l'ordre de 2,5/100 mm. 



   Par suite de la méthode de fabrication employée, les régions 4 &
5 dites "émetteur" et "collecteur" ont une faible   résistivité.   Il en résulte qu'un courant d'intensité suffisante traverse l'électrode d'émetteur et qu'un assez grand nombre de porteurs de charges est fourni à la base. Il en résulte également que, dans la région dite collecteur,l'augmentation du nombre des trous positifs ou lacunes lorsque la température croît est évitée. Grâce à I' homogénéité des zones de conductibilité N & P et la forme des couches de jonc- tion entre semi-conducteurs de différents types de conductibilité, le disposi- tif décrit a des caractéristiques satisfaisantes en haute fréquence puisque tous les porteurs de charge parcourent, de l'émetteur au collecteur, des trajectoires de longueur équivalente.

   La connexion de le'électrode de base dans un circuit d'utilisation peut être réalisée par soudure sur le bord de la plaquette ou, sur ses grandes faces, en leurs parties éloignées des couches de jonction entre semi-conducteurs de type de conductibilité différents, de façon à ne pas provoquer de modification de ces jonctions P-N, ni de perturbation des trajectoires de charges électriques entre émetteur et collecteur. 



   La figure 3 représente un transistron conforme à l'invention équipé d'un système de refroidissement; il comporte plusieurs éléments identiques à ceux du dispositif de la figure 1, lesquels sont repérés par les mêmes numéros. 



  Des disques à rebord 12 qui servent de radiateurs, sont fixés par soudure aux sphérules 4 & 5 et comportent en leur centre une saillie à symétrie circulaire 13 qui facilite l'exécution des soudures. Les dimensions des radiateurs peuvent être importantes; ceux-ci peuvent faire partie de l'enveloppe; on obtient alors un ensemble analogue à celui décrit dans le premier perfectionnement -N  513.934 du   4/9/52-   au brevet principal. 



   Sur les figures 4 & 5, on a représenté respectivement en plan et en élévation un transistron analogue à celui de la figure 1, mais dont les zones de diffusion ne sont plus circulaires mais de forme allongée. Dans ce but. les sphérules 4 à 5 ont été remplacées par des bâtonnets d'impuretés du type accepteur. 



   Le dispositif des figures 6 & 7 est une polyode à jonctions; il comporte une plaquette constituée de germanium mono-cristallin 17; l'électrode de collecteur est formée par un dépôt d'impuretés de grande surface (16) tandis que plusieurs électrodes d'émetteur constituées par des bâtonnets 18 sont fixées sur la face opposée de la plaquette 17. Entre les bâtonnets 18 un ensemble d'éléments conducteurs .19.. qui peuvent être connectés par la barre 20, forment l'électrode de base. Les conducteurs 19 peuvent être en fernico; ils sont soudés à la plaquette 17 par une soudure convenable 21 dans les mêmes conditions que l'électrode 9 et la plaquette 1 de la figure 1. 



  Le dispositif des figures 6 & 7 comporte une électrode de collecteur de grande dimension qui peut être facilement refroidie par un radiateur ou un liquide réfrigérant. Puisque la dissipation de chaleur de l'électrode de collecteur est toujours relativement importante, ce montage est tout-à-fait   satisfai-   sant. 



   Bien que l'on ait décrit et représenté plusieurs formes de réalisation de   l'invention,   il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces formes particulières données à titres d'exemples et sans aucun carac- 

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Claims (1)

  1. tére restrictif et que,, par conséquent toutes les variantes ayant même principe et même objet que les dispositions indiquées ci-dessus rentreraient comme elles dans le cadre de l'inventiono- RESUME.
    Transistrons de structure nouvelle et de caractéristiques améliorées comprenant une plaquette mince de germanium mono-cristallin d'un type de conductibilité donné, sur les grandes faces de laquelle on fixe des sphérules ou des baguettes d'impuretés d'un type de conductibilité opposé, l' épaisseur de la zone de germanium ayant conservé sa conductibilité- initiale étant faible par rapport à la dimension transversale de la zone de diffu- sion des impuretéso
BE520677D 1950-09-29 BE520677A (fr)

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US596943A US2994018A (en) 1950-09-29 1956-07-10 Asymmetrically conductive device and method of making the same
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