DE1097568B - Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem gleichmaessig gesinterten Koerper aus Erdalkalititanaten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem gleichmaessig gesinterten Koerper aus ErdalkalititanatenInfo
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft die Herstellung einer Halbleiteranordnung, ζ. Β. eines Gleichrichters oder eines
Kondensators mit einem Halbleitermaterial bzw. einer Sperrschicht als Dielektrikum, mit einem gleichförmigen
Körper aus einem Material mit hoher Dielektrizitätskonstante und den Eigenschaften eines Halbleiters,
auf welchem leitende Elektroden angebracht sind.
Solche Anordnungen können als Gleichrichter, Thermistoren, Varistoren, Kondensatoren oder in
Form von deren Kombinationen Verwendung finden.
Es ist bereits eine Halbleiterschaltdiode bekannt, die zum Speichern von Information verwendet wird.
Bei dieser bekannten Diode ist auf einem Halbleiterkörper mit einer n- und einer p-leitenden Zone ein
Ferroelektrikum angebracht. Die Leitfähigkeit des Oberflächenbereichs wird durch Erzeugung einer Inversionsschicht
geändert, so daß dadurch auch die Leitfähigkeit zwischen zwei Anschlußpunkten geändert
wird. Ferner ist ein Halbleiterkörper mit zwei Zonen aus p-leitendem und η-leitendem Material mit
einem dazwischenliegenden, gleichrichtenden Schichtübergang bekannt. Auf diesem Halbleiterkörper ist
eine ferroelektrische Schicht aufgebracht, die durch eine Elektrode abgedeckt ist. Durch Polarisation des
polarisierbaren, elektrisch leitenden Ferroelektrikums wird über das zugeordnete elektrische Feld die Leitfähigkeit
der unmittelbar darunterliegenden Teile des Halbleiterkörpers beeinflußt.
Ferner ist bereits eine Halbleiteranordnung mit nichtlinearer Kennlinie bekannt, die aus halbleitendem
Material hoher Dielektrizitätskonstante besteht. Diese besitzt entweder eine verhältnismäßig dicke, wirksame
Sperrschicht oder eine verhältnismäßig große, angespitzte Elektrode.
Außerdem ist es bekannt, einen Isolierkörper sehr hoher Dielektrizitätskonstante aus einer Mischung aus
Bariumtitanat und Strontiumtitanat und Oxyden der seltenen Erden dadurch herzustellen, daß die gepreßte
Mischung auf einen Kohlenstoffblock in einen gasbeheizten Ofen gebracht und dort in einer oxydierenden
Atmosphäre mit einem Sauerstoffüberschuß bei
einer Temperatur von etwa 1360° C gebrannt wird. Die so hergestellten Stoffe haben eine sehr hohe Dielektrizitätskonstante
von etwa 20000, einen Leistungsfaktor von weniger als 13% und einen Widerstand von mehr als 20 MOhm. Diese Stoffe besitzen
keine Halbleitereigenschaften.
Ziel des Verfahrens nach der Erfindung ist die Schaffung einer Halbleiteranordnung mit einem Kontakt
zwischen einem Halbleiterkörper und einer leitenden Elektrode, der die elektrischen Eigenschaften
dieser Anordnung festlegt. Eine solche Anordnung soll besonders kompakt sein und kann als Gleichrichter
oder als Kondensator mit hohen Kapazitätswerten Verfahren zur Herstellung
einer Halbleiteranordnung mit einem
gleichmäßig gesinterten Körper
aus Erdalkalititanaten
Anmelder:
Globe-Union Inc.,
Milwaukee, Wis. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. K. Boehmert
und Dipl.-Ing. A. Boehmert, Patentanwälte,
Bremen 1, Feldstr. 24
Rolland R. Roup und Jack St. Clair Kilby,
Milwaukee, Wis. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden
sind als Erfinder genannt worden
dienen, dessen elektrische Verluste ausreichend klein sind.
Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der gesinterte Körper durch
allseitige Reduktion in einer reduzierenden Atmosphäre zu einem η-leitenden Halbleiterkörper mit einer
Dielektrizitätskonstante von etwa 6000 umgewandelt wird, daß auf diesen Halbleiterkörper zwei Elektroden
aus Silber, Platin, Zink oder Graphit so aufgebracht werden, daß zwischen mindestens einer Elektrode
und dem Halbleiterkörper eine isolierende Grenzschicht von etwa 0,0025 mm Dicke entsteht.
Diese Sperrschicht hat die gleichen chemischen Eigenschaften wie der Halbleiter selbst. Es wird angenommen,
daß diese Schicht durch positive Ladungen in dem Halbleiter und unbewegliche negative Ladungen
auf der inneren Oberfläche der leitenden Elektrode gebildet wird, welche bewirken, daß diese Schicht als
Isolator wirkt. Die Dicke einer solchen Sperrschicht wird in erster Linie durch die Dielektrizitätskonstante
des Halbleitermaterials und die Anzahl der überschüssigen Trägerionen in dem Halbleitermaterial bestimmt.
Diese Dicke ist außerordentlich gering. Die Kapazität an einer einzigen Sperrschicht nimmt mit
der Quadratwurzel der Dielektrizitätskonstante zu und ist dieser nicht direkt proportional, wie dies sonst
allgemein der Fall ist. Es wird daher als zweckmäßig angesehen, für eine hohe Dielektrizitätskonstante zu
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sorgen sowie für eine kleine Anzahl überschüssiger außerdem ein Diagramm, das mit der Querschnittsfreier Ladungsträger, um zu verhindern, daß die ansicht ausgerichtet ist und die Ladungsverteilung
Sperrschicht so dünn wird, daß sie durch rohe poly- und relative Dicke der Sperrschicht an diesem Überkristalline
Oberflächen verdeckt wird. gang darstellt,
Die erfindungsgemäß hergestellte gleichförmige 5 Fig. 10 einmal eine vergrößerte Seitenansicht eines
Halbleiteranordnung besteht aus gesinterten Metall- üblichen Kondensators mit zwei Elektroden, die durch
oxyden mit hoher Dielektrizitätskonstante. Die hierbei ein Isoliermaterial voneinander getrennt sind, und
verwendeten Materialien und Brennverfahren ergeben darunter, mit dieser Darstellung ausgerichtet, ein Diaeinen
η-leitenden Halbleiter, bei dem die Anzahl der gramm der Ladungsverteilung und relativen Potenfreien
Elektronen in ihrer Anzahl begrenzt ist. io tialtrennung in einem solchen Kondensator,
Die Elektrode kann auf den Halbleiter durch be- Fig. 11 ein Diagramm der Kurve des Gleichstromkannte
Metallisierverfahren, beispielsweise durch Auf- querwiderstandes bei verschiedenen Temperaturen der
brennen von Silber oder Platin, Aufdampfen von Halbleiteranordnungen nach Fig. 1 und 2, wobei auf
Zink, durch Auftragen von Graphitwiderstandsfarbe der Abszisse die Temperatur in Grad Celsius und auf
und durch andere bekannte Verfahren aufgebracht 15 der Ordinate der prozentuale Widerstand bei einer
werden. Temperatur von 25° C dargestellt ist,
Die extrem dünne Sperrschicht (Isolationsschicht), Fig. 12 ein Diagramm, vertikal im logarithmischen
die unterhalb der leitenden Elektrode liegt, ist wesent- Maßstab, das die Gleichstromableitung bei verschiedelich
für die Kapazität der Halbleiteranordnung, diese nen angelegten Spannungen einer solchen Anordnung
kann daher leicht durch Vergrößern der Oberfläche 20 zeigt, wobei auf der Abszisse die angelegte Spannung
erhöht werden. Eine waffelartige Musterung oder in Volt und auf der Ordinate der in Sperrichtung
eine aus Vertiefungen und Erhöhungen bestehende fließende Strom in Mikroampere aufgetragen ist,
Oberfläche vergrößert die Kapazität der Halbleiter- Fig. 13 ein Diagramm, in dem der Temperaturanordnung stark, ohne daß der Durchmesser des koeffizient der Kapazität und die Kurve des Leistungs-Schal telementes vergrößert werden muß. Es ist nicht 25 faktors eines solchen Elementes angegeben sind, wobei notwendig, daß die Elektroden auf gegenüberliegenden auf der Abszisse die Temperatur in Grad Celsius, auf Seiten des Halbleiters angebracht werden, da der Teil der Ordinate links die prozentuale Kapazität bei des Halbleiterkörpers zwischen diesen und den Sperr- 25° C und auf der Ordinate rechts der Leistungsfaktor schichten als Leiter dient. in Prozent angegeben ist,
Oberfläche vergrößert die Kapazität der Halbleiter- Fig. 13 ein Diagramm, in dem der Temperaturanordnung stark, ohne daß der Durchmesser des koeffizient der Kapazität und die Kurve des Leistungs-Schal telementes vergrößert werden muß. Es ist nicht 25 faktors eines solchen Elementes angegeben sind, wobei notwendig, daß die Elektroden auf gegenüberliegenden auf der Abszisse die Temperatur in Grad Celsius, auf Seiten des Halbleiters angebracht werden, da der Teil der Ordinate links die prozentuale Kapazität bei des Halbleiterkörpers zwischen diesen und den Sperr- 25° C und auf der Ordinate rechts der Leistungsfaktor schichten als Leiter dient. in Prozent angegeben ist,
Wenn die Halbleiteranordnung als Kondensator 30 Fig. 14 ein Diagramm, das den Gleichspannungs-Verwendung
finden soll, dann bilden die Sperrschicht koeffizienten zeigt, sowie eine Kurve des Leistungsten
unter zwei leitenden Elektroden auf dem gleich- faktors eines solchen Elementes bei verschiedenen
förmigen Halbleiterkörper zwei durch den Halbleiter- Spannungen, wobei auf der Abszisse die angelegte
körper in Reihe geschaltete Kapazitäten. Daher ist die Spannung in Volt und auf der Ordinate der prozen-Gesamtkapazität
kleiner, als sie mit nur einer Sperr- 35 tuale Wert des Gleichspannungskoeffizienten vom
schicht wäre. Man kann jedoch eine der Sperrschichten Wert bei einer Spannung Null und auf der rechten
dadurch kurzschließen, daß man die Leitfähigkeit in Ordinate der Leistungsfaktor in Prozent aufgedieser
Sperrschicht vergrößert. Dies läßt sich auf ver- tragen ist.
schiedene Weise erreichen, beispielsweise dadurch, Zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung
daß man die Elektrode abschleift, oder dadurch, daß 40 sei die Herstellung einer Halbleiteranordnung mit
die leitende Elektrode mit einem niedrigschmelzenden hoher Sperrschichtkapazität beschrieben. Eine solche
Lötmittel überzogen wird. Dies beeinflußt den Über- als Kondensator dienende Halbleiteranordnung begang an der Sperrschicht oder den Kontakt in einer steht aus einer Scheibe 10 von etwa 6,35 mm Durch-Weise,
die bis jetzt nicht bekannt ist, und zerstört messer und einer Dicke von etwa 0,64 mm mit veraber
ihre Isolierwirkung. Dadurch wird die Kapazität 45 silberten Flächen 12. Nicht dargestellte Drahtverungefähr
verdoppelt. Eine solche Halbleiteranordnung bindungen sind mit den versilberten Flächen durch
muß so betrieben werden, daß die das Lötmittel ent- Anlöten oder Anzementieren verbunden. Die Scheibe
haltende Seite positiv ist, um niedrigste Verluste zu 10 wurde aus einer Mischung mit den folgenden Beerhalten.
Wird eine dieser Sperrschichten beseitigt, so standteilen hergestellt:
ergibt sich ein Gleichrichter. In den Figuren zeigt 50 Bariumtitanat 84 5 %
ergibt sich ein Gleichrichter. In den Figuren zeigt 50 Bariumtitanat 84 5 %
Fig. 1 eine Seitenansicht einer gemäß dem Ver- Strontiumtitanat
15%
fahren nach der Erfindung hergestellten Halbleiter- Eine Mischung von Oxyden '
anordnung^ der seltenen Erdmetalle 0,5%
Fig. 2 eine Schnittansicht der Fig. 1 längs der
Linie 2-2, 55 Diese Mischung wurde zu einer Scheibe geformt
Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Halbleiter- und in Luft bei einer Temperatur von etwa 1343° C
anordnung, hergestellt nach dem Verfahren nach der für etwa 1Zz Stunde gebrannt. Die Scheibe 10 ist da-
Erfindung, nach kein Halbleiter, sondern hat die Eigenschaften
Fig. 4 eine Schnittansicht der Fig. 3 längs der eines Isolierstoffes und kann als Dielektrikum verLinie
4-4, 6ö wendet werden. Die Scheibe wird dann bei etwa
Fig. 5 eine Seitenansicht einer weiteren Anordnung, 1176° C in einer Wasserstoffatmosphäre für etwa
Fig. 6 eine Schnittansicht längs der Linie 6-6 von V2 bis 1 Stunde gebrannt. Durch die Reduktion in der
Fig. 5, ■ Wasserstoffatmosphäre erhält die Scheibe 10 HaIb-
Fig. 7 eine Seitenansicht einer weiteren Anordnung, leitereigenschaften. Diese Reduktion und das Brenn-
Fig. 8 eine Seitenansicht längs der Linie 8-8 von 65 verfahren "bestimmen die Anzahl der im Überschuß
Fig. 7, auftretenden freien Elektronen in dem Körper. Es er-
Fig. 9 einmal eine stark vergrößerte Querschnitts- gibt sich ein η-leitender Halbleiter mit nur wenigen
ansicht der Verbindungslinie zwischen dem Metall überschüssigen Ladungsträgern. Die Scheibe wird da-
und dem Halbleiterkörper der nach dem erfindungs- durch zu' einem gleichförmigen Halbleiter mit einer
gemäßen Verfahren hergestellten Anordnung und 70 Dielektrizitätskonstante von etwa 6000.
Nach Reduktion der Scheibe 10 werden deren Oberflächen zur Herstellung der Elektroden 12 auf bekannte
Weise mit einer Silberfarbe bestrichen, und die Scheibe wird erneut entweder in Luft oder in
Stickstoff bei etwa 732° C gebrannt.
Im unteren Teil der Fig. 9 ist schematisch die Verteilung der positiven und negativen Ladungen an einer
der Sperrschichten zwischen dem Halbleitermaterial 10 und einer der Metallelektroden 12 dargestellt. Die
negativen Ladungen befinden sich auf der Oberfläche des Metalls 12. Eine gleich große Anzahl positiver
Ladungen ist über einen schmalen Bereich in der Nähe der Oberfläche des Halbleiters verteilt, wie im Diagramm
gezeigt, und an die negativen Ladungen gebunden. Sie bilden eine extrem dünne, isolierend
wirkende Schicht. Die Dicke dieser Sperrschicht — durch T dargestellt — liegt in der Größenordnung
von 0,0025 mm. Die Verteilung der Ladungen in einem gewöhnlichen Kondensator und in einem Dielektrikum
24 mit zwei darauf angebrachten Metallelektroden 26 ist schematisch in Fig. 10 unten gezeigt.
Dabei sind die positiven und negativen Ladungen durch die Dicke des Dielektrikums 24 voneinander getrennt,
während in der Sperrschichtkapazität die Ladungen durch eine sehr dünne Schicht voneinander
getrennt sind. Da es aber zwei solcher Sperrschichten gibt, sind die beiden so gebildeten Kapazitäten durch
das halbleitende Material miteinander verbunden. Die Gesamtkapazität beträgt daher im allgemeinen etwa
die Hälfte der Kapazität einer einzelnen Sperrschicht. Jede dieser Sperrschichten wirkt auch als Gleichrichter.
Die Schichten können auch als Kapazität mit parallel geschaltetem Widerstand angesehen werden.
Die effektive Dicke T jeder Sperrschicht ist eine Funktion der Dielektrizitätskonstanten und der Anzahl
der überschüssigen Ladungsträger in dem Halbleiter 10. Daher soll die Dielektrizitätskonstante so
groß wie möglich sein, damit die Sperrschicht nicht so dünn wird, daß sie durch die rohe polykristalline
Oberfläche des Halbleiterkörpers verdeckt wird. Die Kapazität dieser Halbleiteranordnung nimmt mit der
Quadratwurzel der Dielektrizitätskonstanten zu, anstatt, wie es sonst bei Kondensatoren der Fall ist,
direkt zu ihr proportional zu sein.
Um die Eigenschaften einer Halbleiteranordnung gemäß Fig. 1 und 2 zu bestimmen, werden Zuleitungen
an den Elektroden 12 angebracht. Zur Bestimmung der Kurve des Gleichstromableitwiderstandes von
Fig. 11 werden 4,4 Volt Gleichspannung angelegt. Für
die Kurve des Querstromes, der über der angelegten Spannung aufgetragen wird, gemäß Fig. 12 beträgt
der Widerstand 10 Megohm bei 2,5 Volt, 1 Megohm bei 4,25 Volt, 0,1 Megohm bei 5,75 Volt. Zum Bestimmen
der Werte für die Diagramme der Fig. 13 und 14 wird eine Normalbrückenschaltung bei 1 kHz
betrieben. In den Diagrammen der Fig. 13 und 14 stellt die obere Kurve jeweils die Kapazitätskurve und
die untere Kurve den Leistungsfaktor dar. Diese Diagramme zeigen, daß der aus reduziertem Titanat bestehende
Kondensator der Fig. 1 und 2 in Schaltungen mit bis zu 4 Volt gute Eigenschaften aufweist. Bei
einer Oberfläche von 6,452 cm2 werden Kapazitätswerte zwischen 0,25 Mikrofarad und 10 Mikrofarad
erreicht.
Der Bariumtitanat und Strontiumtitanat enthaltende Halbleiter 10 gehört zu den Oxydhalbleitern. Hierzu
gehören ferner MnO, Fe2O3, NiO, Cu5O, TiO2 sowie
etwas komplizierter aufgebaute Oxyde wie ZnFe2O4, LaMnO3 und SrTiO3. Die hier verwendeten
Materialien enthalten Bariumtitanat allein oder modifiziert durch Zugaben von anderen Materialien
einschließlich von Erdalkalititanaten, Zirkonaten und Stannaten. Es wird angenommen, daß die Zugabe von
Oxyden der seltenen Erden einen η-leitenden Valenzhalbleiter ergibt. Werden keine seltenen Erden zugesetzt
und erfolgt die Reduktion bei einer höheren Temperatur, beispielsweise bei etwa 1343° C, dann
wird ausreichend Sauerstoff aus dem Kristallgitter entfernt und damit ein geeigneter Halbleiter gebildet.
Beim Oxydieren (beim Brennen in Luft) ist ein Temperaturbereich zwischen etwa 1232 und 1371° C
brauchbar. Beim Reduzieren (Brennen in Wasserstoff) ist ein Temperaturbereich zwischen 1149 und 1232° C
günstig, wenn ein Zuschlag von seltenen Erden verwendet wird.
Für die Metallelektroden 12 kann aufgebranntes Silber, aufgebranntes Platin oder aufgedampftes Zink
verwendet werden. Die kleinen Unterschiede, die sich bei den verschiedenen Verfahren zum Aufbringen des
Metalls auf den Halbleiter ergeben, rühren offensichtlich von einer Reoxydation des Halbleitermaterials
her, welche während des Aufbrennens des Metalls vor sich geht. Dieser Unterschied kann zu einem gewissen
Ausmaß dadurch kompensiert werden, daß der vorhergehende Reduktionsschritt des Halbleiters entsprechend
gesteuert wird. Für gute Ergebnisse ist also ein bestimmtes Verfahren zum Metallisieren der
Außenflächen nicht erforderlich.
In der ersten abgewandelten Ausführungsform des Schaltelementes gemäß Fig. 3 und 4 wird eine Schicht
14 eines niedrigschmelzenden (bei 124° C) Lötmetalls auf einer der Silberelektroden 12 aufgebracht. Dieses
Lötmetall scheint die Eigenschaften des Schichtüberganges zwischen der Elektrode 12 und dem Halbleiter
10 in einem solchen Ausmaß zu zerstören, daß die Sperrschicht unterhalb der Elektrode kurzgeschlossen
wird. Daher wird die Kapazität der Halbleiteranordnung verdoppelt, die dadurch gleichzeitig die Eigenschaften
eines Gleichrichters erhält. Aus diesem Grund muß die mit Lötmetall bedeckte Seite 14 positiv
gegenüber der anderen sein, wenn die Anordnung als Kondensator verwendet werden soll, damit die Verluste
gering bleiben. Diese Halbleiteranordnung kann daher sowohl als Gleichrichter als auch als Kondensator
verwendet werden.
Die Halbleiteranordnung nach den Fig. 5 und 6 besteht aus einem Halbleiterkörper 16, der mit einer
Reihe von Vertiefungen 18 auf der Oberfläche versehen worden ist. Im übrigen ist dieser Halbleiter 16
der gleiche wie der Halbleiter 10. Unter den Silberelektroden 20 wird eine Sperrschicht mit wesentlich
größerer Oberfläche als die der Anordnungen nach Fig. 1 und 2 bei gleichen äußeren Abmessungen gebildet.
Außer einem solchen Waffelmuster ist jedes andere Muster mit Erhöhungen und Vertiefungen
brauchbar. Da die Sperrschicht ziemlich dünn ist, wird die Kapazität durch die Oberfläche der Scheibe
bestimmt, wenn die Erhebungen und Vertiefungen mindestens mehrmals so dick sind wie die Dicke der
Sperrschicht. Das Waffelmuster braucht nicht auf beiden Seiten des Halbleiters 16 angebracht zu
werden. Halbleiteranordnungen, die nur auf einer Seite dieses Waffelmuster aufweisen, haben eine
Sperrschichtkapazität von 0,4 Mikrofarad gegenüber 0,25 Mikrofarad bei gleichem Durchmesser und ebener
Oberfläche.
In Fig. 7 und 8 ist ein weiterer Halbleiterkörper 10 dargestellt, auf dessen einer Fläche ein Paar von
Metallelektroden 22 mit einem kleinen Abstand voneinander in der bekannten Weise angebracht ist. Da
die Gesamtkapazität durch die dünne Sperrschicht unter jeder Metallelektrode bestimmt wird, ist es nicht
notwendig, die Elektroden auf gegenüberliegenden Seiten des Halbleiters 10 anzubringen. Anordnungen,
deren Elektroden auf der gleichen Fläche liegen, "haben θ daher auch die gleiche Kapazität, gleichgültig, ob
diese Elektroden auf gegenüberliegenden Flächen oder auf der gleichen Seite des Halbleiters liegen. Liegen
jedoch die Elektroden in der gleichen Ebene, dann ergibt sich eine Erhöhung im Widerstand des leitenden
Teiles des Halbleitermaterials, der die beiden Schichten miteinander verbindet, wegen der größeren Länge
dieser Strecke. Daher ist der Leistungsfaktor bei einer Halbleiteranordnung, deren Elektroden in einer Ebene
liegen, höher.
Mit Ausnahme der Halbleiteranordnungen nach Fig. 3 und 4 werden die bisher beschriebenen als
symmetrisch bezeichnet. Diese besitzen zwei gegenüberliegende, gleichrichtende Übergänge auf dem
Halbleiterkörper und zeigen daher für den Strom in beiden Richtungen die gleiche Kennlinie. Hat einer
dieser Kontakte Gleichrichtereigenschaften und der andere nicht gleichrichtende, kann die Anordnung
(wie die der Fig. 3 und 4) als Gleichrichter dienen. Daher werden solche Anordnungen als asymmetrisch
bezeichnet. Wie sich aus Fig. 12 ergibt, ist der Leckstrom stark von der angelegten Spannung abhängig.
Daher lassen sich Halbleiteranordnungen mit solchen Eigenschaften als Varistoren verwenden. Bei Verwendung
eines Halbleiters mit einem großen Temperaturkoeffizienten
der Dielektrizitätskonstante zeigt die Halbleiteranordnung Eigenschaften, die deren
Verwendung als Thermistor ermöglichen. Die Halbleiteranordnungen können scheibenförmig oder auch
rechteckförmig hergestellt werden, und zwar mit oder ohne mehrfache Schichten sowie mit oder ohne mehrfache
Scheiben. Sie könnten auch rohrförmig ausgebildet sein mit inneren und äußeren Elektroden.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem gleichmäßig gesinterten
Körper aus Erdalkalititanaten, z. B. Gleichrichter oder Kondensator, dadurch gekennzeichnet, daß der
gesinterte Körper durch allseitige Reduktion in einer reduzierenden Atmosphäre zu einem n-leitenden
Halbleiterkörper mit einer Dielektrizitätskonstante von etwa 6000 umgewandelt wird, daß auf
diesem Halbleiterkörper zwei Elektroden aus Silber, Platin, Zink oder Graphit so aufgebracht
werden, daß zwischen mindestens einer Elektrode und dem Halbleiterkörper eine isolierende Grenzschicht
von etwa 0,0025 mm Dicke entsteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einer Mischung der
Titanate von Barium, Strontium und Kalzium und den Zirkonaten von Barium und Magnesium sowie
aus Spuren einer Mischung von Oxyden der seltenen Erden geformt wird, daß das Bariumtitanat
vorherrschend gewählt wird, daß anschließend dieser Körper in Luft bei einer Temperatur zwischen
1232 und 1371° C und dann zur gleichmäßigen Reduktion des ganzen Körpers in Wasserstoff
bei einer Temperatur zwischen 1149 und etwa 1238° C für eine Dauer von einer halben bis einer
Stunde gebrannt wird und daß dann Silberelektroden mittels Metallfarbe auf den Oberflächen dieses
Körpers aufgebracht und bei einer Temperatur nicht über 871° C zu Elektroden so gebrannt werden,
daß eine dünne Sperrschicht mit Isoliereigenschaften unter den Elektroden gebildet wird, ohne
daß sich die chemische Zusammensetzung des reduzierten Körpers ändert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des gesinterten
Körpers nur teilweise reduziert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe der seltenen Erden nicht
größer als 10% gewählt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Körper noch andere Erdalkalititanate
zugesetzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Körper Stannate zugesetzt
werden/
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Körper Kalzium-Zirkonat
zugesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht niedrigschmelzenden
Lötmetalls auf einer der Elektroden aufgebracht wird, um die Sperrschicht kurzzuschließen.
9. Elektrisches Schaltelement nach Anspruch 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens, eine
Oberfläche des Körpers mit Vertiefungen versehen ist und daß mindestens eine der Elektroden auf
dieser mit Vertiefungen versehenen Oberfläche angebracht ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung S 530 VIIIc/21g
Deutsche Patentanmeldung S 530 VIIIc/21g
kanntgemacht am 22. 2.1951);
USA-Patentschriften Nr. 2 520376, 2 791 758,
791 759.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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GB2958/56A GB832063A (en) | 1955-05-27 | 1956-01-30 | Electrical circuit elements |
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DE (1) | DE1097568B (de) |
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