DE1764958B1 - Steuerbares elektronisches festkoerperbauelement und ver fahren zum herstellen - Google Patents

Description

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Schaltvorgang eine unter Umständen beträchtlich behält und welches sich mit besserer Reproduziererhöhte Temperatur annimmt. barkeit herstellen läßt.

Ein anderes Bauelement, das als ohmscher Wider- Diese Aufgabe wird bei einem steuerbaren elektro-

stand arbeitet, besteht aus einem zugleich als Steuer- nischen Festkörperbauelement, bei dem auf einer elektrodenisolator dienenden Ferroelektrikum-Kri- 5 halbleitenden Schicht, an die beabstandete, die Enden

stallsubstrat mit einer aufgedampften Dünnschicht eines Stromweges durch die Schicht bildende Elek-

aus Halbleitermaterial, an deren Enden eine Quellen- troden angeschlossen sind, eine isolierende, ferro-

und eine Abflußelektrode angeschlossen sind. Durch elektrische, an den Stromweg angrenzende Schicht

spontane Polarisation des ferroelektrischen Gitter- angeordnet ist und bei dem auf der der halbleitenden materials wird dabei die Dichte der freien Ladungen id Schicht gegenüberliegenden Oberfläche der isolieren-

und damit die Leitfähigkeit des Widerstandes ge- den, ferroelektrischen Schicht eine Elektrode zum

steuert. Dieses bekannte Bauelement hat viele wün- Steuern des Stromflusses durch den Stromweg ange-

schenswerte Eigenschaften. Es hat hohe Widerstands- bracht ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die

Verhältnisse von mindestens 1000:1. Es ist bis hinauf beiden Schichten Teile eines einkristallinen Körpers

zu hohen Frequenzen frequenzunabhängig. Sein 15 aus ferroelektrischem Material sind.

Widerstand kann durch teilweises Schalten auf mitt- Der Widerstand des Bauelements wird dadurch

lere Werte der Ferroelektrikum-Polarisation auf be- gesteuert, daß die Polarisation des unter der Steuer-

liebige Zwischenwerte eingestellt werden. Seine elektrode oder dem Gitter befindlichen Teils des

Schaltzeit beträgt in der Größenordnung von Mikro- Ferroelektrikumkörpers verändert wird, so daß in

Sekunden. Schließlich benötigt es nur geringe Schalt- 20 dem den Stromweg bildenden Halbleiterteil eine

leistungen in der Größenordnung von Milliwatt. An- größere oder kleinere Anzahl von Ladungen indu-

dererseits hat dieses Bauelement den Nachteil, daß ziert wird. Durch die Anzahl der Ladungen im

sein Speicherungszustand mit der Zeit langsam ab- Stromweg wird der Widerstand gegen den Stromfluß

klingt und daß es durch Umgebungseinflüsse in seiner bestimmt. Stabile Betriebszustände werden dadurch

Leistung beeinträchtigt wird. 25 erhalten, daß das Ferroelektrikum vollständig ent-

Ferner ist ein steuerbares Halbleiterbauelement be- weder positiv oder negativ polarisiert wird, während

kannt (USA.-Patentschrift 2 791 758), bei welchem mit unvollständiger Polarisation Zwischenzustände

sich auf einem Halbleiterkörper eines Leitungstyps erhalten werden können.

eine Schicht aus Halbleitermaterial des entgegenge- In spezieller Ausgestaltung der Erfindung kann der setzten Leitungstyps befindet, welches zwischen zwei 30 einkristalline Körper ein flaches Plättchen sein, und Elektroden einen leitenden Kanal bildet. Zwischen die Schichten sind parallel zu dessen Hauptflächen diesen beiden Elektroden ist eine Steuerelektrode angeordnet und haben im wesentlichen die gleiche angeordnet, welche von dem Kanal durch eine isolie- Ausdehnung. Der einkristalline Körper kann in berende, ferroelektrische Schicht, welche beispielsweise kannter Weise aus Bariumtitanat bestehen. Ferner aus Bariumiitanat bestehen kann, getrennt ist. Durch 35 kann der einkristalline Körper aus einem halbleiten-Anlegen einer Steuerspannung läßt sich die ferro- den Innenkern und einer diesen Kern im wesentelektrische Schicht polarisieren, wobei die Polarisa- liehen umgebenden isolierenden ferroelektrischen tion nach Entfernen der Steuerspannung aufrecht- Außenschicht bestehen, und am Umfang des Kernes erhalten bleibt und die auf den Kanal einwirkende können zwei beabstandete, die Enden eines Strom-Polarisationsspannung dessen Leitfähigkeit beein- 40 weges durch den Kern bildende Elektroden angeflußt. Auf diese Weise läßt sich der Kanal in unter- bracht sein. Hierbei kann der Kern insbesondere schiedliche Leitfähigkeitszustände schalten. durch eine reduzierte und die Außenschicht durch

Ferner ist ein steuerbares elektronisches Fest- eine oxydierte Form des Materials des einkristallinen körperbauelement bekannt (deutsche Patentschrift Körpers gebildet werden. Ein derartiges Bauelement 950 301), welches durch eine Tellurschicht gebildet 45 kann beispielsweise durch Reduktion eines vorbewird, welche als eine Elektrode eines Kondensators reiteten einkristallinen Plättchens aus oxydiertem wirkt, dessen Dielektrikum durch ein an die Tellur- Bariumtitanat in einer heißen Wasserstoffatmosphäre schicht angrenzendes ferroelektrisches Material ge- und anschließende Reoxydation des äußeren Teiles bildet wird, auf dessen der Tellurelektrode gegen- erhalten werden. Allerdings ist es aus der deutschen überliegenden Seite eine metallische Steuerelektrode 50 Auslegeschrift 1 097 568 bekannt, eine scheibenförangebracht ist. Mit Hilfe einer dieser Elektrode zu- mig gepreßte Mischung aus Bariumtitanat, Strontiumgeführten Steuerspannung läßt sich wiederum das titanat und Oxyden seltener Erden in einer Wasser-Ferroelektrikum polarisieren, wobei die Polarisie- Stoffatmosphäre zu brennen, um durch die dabei rungsspannung den Leitungszustand der Tellurschicht erfolgende Reduktion eine Umwandlung der Scheibe bestimmt. Auch dieses Bauelement läßt sich unter 55 in einen η-leitenden Halbleiter zu bewirken.
Ausnutzung der dielektrischen ferroelektrischen Sätti- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können gung in zwei stabile Leitungszustände umschalten, auf verschiedenen Teilen der Außenschicht beiderdie nach Entfernen der Steuerspannung erhalten seits des Stromweges zwei metallische Steuerelektrobleibt. den angebracht sein, die entweder symmetrisch oder

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung 60 nichtsymmetrisch ausgebildet sind. Mit dieser Mehrin der Schaffung eines steuerbaren elektronischen elektrodenanordnung lassen sich mehr als zwei Fesikörperbauelements, welches bei einem hohen stabile Leitungszustände des Elements erreichen, wie Schaltverhältnis und weitgehender Frequenzunabhän- in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsgigkeit sowie kurzer Schaltzeit und geringer Schalt- beispielen im einzelnen erläutert ist. Es zeigt
leistung in seinen Eigenschaften stabiler ist als die 65 F i g. 1 einen Querschnitt eines Körpers aus dielekbekannten Bauelemente und insbesondere seinem trischem, ferroelektrischem Material für die Herstel-Schaltzustand auch nach Verschwinden der Steuer- lung eines Bauelements gemäß einer Ausführungsspannung praktisch unverändert über lange Zeit bei- form der Erfindung,

Fig. 2 eine entsprechende Darstellung des Körpers wird auf die freiliegende Bodenfläche der Isolier-

nach F i g. 1, nachdem dessen Außenteil in die halb- schicht 2' eine Steuer- oder Gitterelektrode 10 in

leitende Form umgewandelt worden ist, Form eines dünnen Goldfilmes aufgedampft.

Fig. 3 einen Schnitt des Körpers nach Fig. 2, Sodann werden z. B. durch Löten Zuleitungsdrähte

nachdem bestimmte Teile davon entfernt worden 5 12' und 14' an den Metallschichten 6 und 8 sowie

sind, ein weiterer Zuleitungsdraht 16' an der Schicht 10

F i g. 4 eine Darstellung des Körpers nach F i g. 1 befestigt.

mit angebrachten Elektroden, Der zwischen den Endelektroden 6 und 8 befind-F i g. 5 eine Strom-Spannungs-Kurvenschar für das liehe Teil der Schicht 4' bildet den Stromweg des Bau-Bauelement nach F i g. 4, io elements. Durch Erhöhen der Anzahl von Majoritäts-F i g. 6 eine Darstellung des Körpers nach F i g. 1 ladungsträgern in diesem Stromweg wird dessen nach dessen Umwandlung in halbleitende Form, Widerstand erniedrigt, so daß der bei Anlegen einer F i g. 7 eine der F i g. 6 entsprechende Darstellung Spannungsdifferenz zwischen den beiden Endelektrodes gleichen Körpers, nachdem dessen Außenmantel den fließende Strom sich entsprechend erhöht. Bei in die isolierende Form zurückgewandelt worden ist, 15 Verringern der Anzahl von Ladungsträgern im F i g. 8 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Stromweg oder Kanal erhöht sich dessen Wider-F i g. 7, stand, so daß der Stromfluß sich entsprechend ver-

F i g. 9 eine der F i g. 8 entsprechende Darstellung, ringert.

die einen weiteren Verfahrensschritt bei der Her- Im Betrieb des Bauelements wird dieses, wenn dem

Stellung des erfindungsgemäßen Bauelements ver- 20 Gitter 10 ein positiver Impuls von für das vollstän-

anschaulicht, dige Schalten des Ferroelektrikums ausreichender

F i g. 10 eine der F i g. 9 entsprechende Darstellung Größe zugeführt wird, in den maximalen EIN-Zu- _Λ

des Bauelements mit angebrachten Elektrodenzulei- stand mit einer der Kurve A in F i g. 5 entsprechen- ^

tungen, wobei die Arbeitsweise des Bauelements ver- den Strom-Spannungs-Kennlinie geschaltet. Bei Er-

anschaulicht ist, 25 höhen der Spannung zwischen den Endelektroden 6

Fig. 11 eine Querschnittsdarstellung einer anderen und 8 fließt durch die Schicht 4' ein entsprechend

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bau- erhöhter Strom. Wenn dann ein ausreichend großer

elements, Spannungsimpuls entgegengesetzter Polarität zuge-

F i g. 12 eine Strom-Spannungs-Kurvenschar für führt wird, wird der ferroelektrische Körperteil 2'

dasBauelementnachFig.il, 30 im entgegengesetzten Sinne polarisiert, so daß im

Fig. 13 eine Querschnittsdarstellung einer wei- Kanalteil der Schicht 4'positive Ladungen (+) indu-

teren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bau- ziert werden und das Bauelement in den maximalen

elements und AUS-Zustand, entsprechend der durch die Kurve C in

Fig. 14 eine Strom-Spannungs-Kurvenschar für Fig. 5 angedeuteten Kennlinie, geschaltet wird,

das Bauelement nach Fig. 13. 35 Wenn der Gitterelektrode 10 Spannungsimpulse

Das erfindungsgemäße Bauelement läßt sich gemäß zugeführt werden, deren Größe nicht ausreicht, um

einem Ausführungsbeispiel wie folgt herstellen. Als das Ferroelektrikum vollständig zu schalten, erhält

Ausgangsmaterial eignet sich ein Einkristallplätt- man Zwischenzustände, wie durch die Kurve B in

chen 2 (Fig. 1) aus oxydiertem Bariumtitanat-Isola- Fig. 5 angedeutet.

tor. Geeignete Körper sind im Handel erhältlich, 40 Bei dem erfindungsgemäßen Bauelement wird ein obwohl sie unter Umständen nicht die gezeigte Form einziges Material mit durchgehendem kristallinen haben. Wie in F i g. 2 angedeutet, wird ein Außen- Gefüge für sowohl den Ferroelektrikumteil als auch mantel 4 des Körpers durch ein- bis mehrstündiges den Halbleiterteil verwendet. Durch diese Struktur Erhitzen in einer Wasserstoffatmosphäre auf 500 bis des Bauelements werden diejenigen Zustände elimi- ä 900° C in den halbleitenden Zustand übergeführt, 45 niert, die früher an der Grenzfläche zwischen Halb- ' wobei, wie angenommen wird, eine Materialform mit leiter und Ferroelektrikum vorhanden waren. Sauerstoff-Leerstellen entsteht. Der Außenmantel ist Gemäß einer anderen Ausführungsform der Ern-halbleitend. Ein sichtbares Zeichen der Umwand- findung besteht das Bauelement aus einem Körper lung oder Reduktion ist die Änderung der Farbe aus einkristallinem ferroelektrischem Material mit von Hellgelb in Dunkelbraun. Auch andere Metho- 50 einem Innenkern mit Halbleitereigenschaften und den der Reduktion können verwendet werden. einem Außenmantel mit Isoliereigenschaften, wobei Wie in F i g. 3 angedeutet, wird z. B. durch Schlei- der Kern mit zwei beabstandeten, die Enden eines fen oder durch Maskieren und Ätzen mit Phosphor- den Kern durchsetzenden Stromweges bildenden säure der gesamte halbleitende Außenmantel 4 des Elektroden kontaktiert und auf einem oder mehreren Körpers mit Ausnahme eines oberen Schichtteils 4' 55 Teilen des Mantels über dem Stromweg mindestens entfernt, so daß ein Verbund- oder Schichtkörper, eine metallische Steuer- oder Gitterelektrode angebestehend aus einem Teil des ursprünglichen Isolier- bracht ist.

materials in Form einer Schicht 2' und der Halb- Der Widerstand dieses Bauelements wird dadurch

leiterschicht 4', zurückbleibt. gesteuert, daß die Polarisation des unter der Gitter-

Wie in F i g. 4 gezeigt, werden dann an den beiden 60 elektrode (bzw. den Gitterelektroden) befindlichen

Enden der Schicht 4' Elektroden 6 und 8 angebracht, Teiles des ferroelektrischen Außenmantels verändert

was durch Aufbringen von Magnesiumfilmen an den wird, so daß in dem den Stromweg bildenden HaIb-

beiden Enden der Schicht 4', Bedecken dieser Magne- leiterteil eine größere oder geringere Anzahl von

siumfilme mit Goldfilmen und anschließendes Sintern Ladungen induziert werden. Die Anzahl der Ladun-

bei ungefähr 400° C in einer neutralen Atmosphäre, 65 gen im Stromweg bestimmt den Widerstand gegen

z. B. in Stickstoff, geschehen kann. Man kann jedoch den Stromfluß. Stabile Betriebszustände werden da-

auch anderweitige Metalle verwenden. durch erhalten, daß das Ferroelektrikum vollständig

Ebenfalls mit Hilfe üblicher Maskierverfahren positiv oder negativ polarisiert wird, während mit

unvollständiger Polarisation Zwischenzustände er- Auf den Teil 7 der Isolierschicht 6 zwischen den

halten werden können. eingeätzten öffnungen 8 und 10 wird wiederum

Auch für diese Ausführungsform wird ein einziges mittels üblicher Maskierverfahren eine Gitterelek-Material mit durchgehendem kristallinem Gefüge für trode 16 in Form eines dünnen Goldfilmes auf-

sowohl den Ferroelektrikumteil als auch den Halb- 5 gedampft.

leiterteil verwendet. Der Halbleiterteil ist vollständig Wie in F i g. 10 gezeigt, werden elektrische Zuin den Ferroelektrikumteil eingebettet und von die- leitungsdrähte 18,20 und 22 an den Elektroden 12, sem umgeben. Bei dieser Ausführungsform werden 14 bzw. 16 z. B. durch Anlöten befestigt,
die durch das Einfangen von freien Ladungsträgern Der zwischen den Elektroden 12 und 14 befindbedingten Effekte, die bei freiliegender Halbleiter- iq liehe Teil des Halbleiterkerns 4' dient als Stromweg oberfläche auftreten, vermieden. Ebenso werden auch oder Kanal des Bauelements. Durch Erhöhen der die Zustände vermieden, die sich an der Grenzfläche Anzahl der Majoritätsladungsträger in diesem Stromzwischen Halbleiter und Ferroelektrikum ergeben. weg wird der Widerstand des Stromwegs erniedrigt,

Zur Herstellung eines solchen Bauelements ver- so daß sich der bei einer gegebenen Spannungswendet man gemäß einem Verfahrensbeispiel einen 15 differenz zwischen den beiden Elektroden 12 und 14 Körper aus einkristallinem ferroelektrischem Material fließende Strom entsprechend erhöht. Bei Verringewie Bariumtitanat. Das Material des gesamten Kör- rung der Anzahl der Ladungsträger im Stromweg pers wird zunächst, z. B. durch ein Reduktionsver- oder Kanal erhöht sich der Widerstand des Stromfahren, in eine Form mit Halbleitereigenschaften um- weges, so daß der Stromfluß sich entsprechend vergewandelt. Anschließend wird lediglich ein Außen- 20 ringert.

mantelteil des Körpers in seinen vorherigen Isolier- Fig. 11 veranschaulicht eine weitere Ausführungszustand zurückgewandelt. Zur Vervollständigung des form, bei der das Bauelement dem nach Fig. 10 Bauelements wird der Kernteil mit zwei beabstande- ähnlich ist, jedoch eine zweite Gitterelektrode 26 hat, ten Elektroden, welche die Enden eines Stromweges die auf der Oberfläche der Isolierschicht 6 direkt durch den Halbleiterkern bilden, versehen, und es 25 gegenüber der ersten Gitterelektrode 16 angebracht werden auf über dem Stromweg befindliche Teile des ist. Die Elektrode 26 hat die gleiche Flächenaus-Ferrodielektrikum-Außenmantels ein oder mehrere dehnung wie die Elektrode 16 und ist mit einem Metallfilme aufgebracht, die ein oder mehrere Gitter- Zuleitungsdraht 28 versehen,
elektroden bilden. Die Arbeitsweise des Bauelements nach Fig. 11

Im einzelnen gestaltet sich das Herstellungsver- 30 ist anders als die des Bauelements nach Fig. 10. fahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel wie folgt. Die Strom-Spannungs-Kennlinien des Bauelements Wiederuni ist ein geeignetes Ausgangsmaterial ein für den Fall, daß dieses symmetrisch aufgebaut ist einkristallines Plättchen 2 aus oxydiertem Barium- und die Gitter gleiche Steuerwirkung haben, sind in titanat-Isolator, wie er, obwohl nicht unbedingt in Fig. 12 gezeigt. Wenn beide Gitter mit positiven der gezeigten geometrischen Form, im Handel er- 35 Impulsen (+) beaufschlagt sind, arbeitet das Bauhältlich ist. Wie in F i g. 6 gezeigt, wird der Körper element mit einer der Kurve E entsprechenden Kenndurch 12- bis 17stündiges Erhitzen in einer Wasser- linie, in welchem Fall der Kanal maximale Leitstoffatmosphäre auf 600 bis 900° C vollständig in fähigkeit hat. Wenn beide Gitter mit negativen den Halbleiterzustand reduziert, wobei, wie ange- Impulsen (—) beaufschlagt sind, ergibt sich die der nommen wird, eine Materialform mit Sauerstoff- 40 Kurve G entsprechende Kennlinie. In diesem Fall Leerstellen entsteht. Der Körper ist jetzt insgesamt hat der Kanal minimale Leitfähigkeit. Wenn ein n-halbleitend. Sichtbares Zeichen für die erfolgte Gitter mit positivem und das andere Gitter mit Reduktion ist ein Wechsel der Farbe von Hellgelb negativem Impuls beaufschlagt ist, ergibt sich die in Dunkelbraun. Wie in F i g. 7 und 8 gezeigt, wird der Kurve F entsprechende Kennlinie. In diesem Fall ein Außenmantel 6 mit einer Dicke von 0,025 bis 45 Hegt die Leitfähigkeit des Kanals zwischen den durch 0,1 mm (1 bis 4 Mil) des umgewandelten Körpers 4 die Kurven E und G gegebenen Zuständen,
nach Fig. 6 durch Reoxydation in die Ferrodielek- Das symmetrische Zweigitter-Bauelement hat getrikumform zurückgewandelt. Die Reoxydation er- genüber dem Eingitter-Bauelement den Vorteil, daß folgt durch einige Minuten langes Erhitzen in Luft es für tertiäre Speicher- oder Logikfunktionen verbei 700° C. Sichtbares Zeichen der Rückwandlung 50 wendet werden kann, da sämtliche drei Zustände ist ein Wechsel der Farbe von Dunkelbraun zurück stabile, zwangläufig sich einstellende Zustände sind, in Hellgelb. die durch vollständiges Schalten des Gitterf erroelek-

Man kann auch mit anderen Reduktions- und trikums erhalten werden.

Oxydationsmethoden arbeiten und die Dauer und Das symmetrische Zweigitter-Bauelement läßt sich

Temperaturen der Verfahrensschritte verändern, um 55 auch unvollständig polarisieren, um eine beliebige

Bauelemente mit anderen Eigenschaften zu erhalten. Anzahl von Zwischenzuständen zu erhalten.

Wie in Fig. 9 gezeigt, werden auf der einen Fig. 13 veranschaulicht eine andere Ausführungs-Kristallfläche in dichtem Abstand voneinander zwei form des erfindungsgemäßen Zweigitter-Bauelements. Öffnungen 8 und 10 durch Maskieren und Durch- Dabei ist das zweite, mit dem Zuleitungsdraht 32 ätzen des isolierenden Außenmantels bis zum Halb- 60 versehene Gitter 30 in seiner Fläche kleiner oder leiterkern mit Phosphorsäure gebildet. Als nächstes größer als das erste Gitter 16, so daß sich also werden auf das Kernmaterial 4' am Boden der Öff- unsymmetrische Steuerelektroden ergeben und das nungen 8 und 10 Magnesiumfilme 12 bzw. 14, bei- Bauelement folglich vier vollständig stabile Betriebsspielsweise durch Aufdampfen im Vakuum, aufge- zustände, entsprechend den verschiedenen Kombibracht. Dann wird auf den Magnesiumfilm ein Gold- 65 nationen von maximaler positiver oder negativer film aufgebracht, und die Filme werden bei ungefähr Polarisation der Gittermaterialien, aufweist, wie 400° C in einer neutralen Atmosphäre, z. B. in Stick- durch die Strom-Spannungs-Kennlinienschar in stoff, gesintert. Fig. 14 angedeutet.

In Fig. 14 ergibt sich die KurveH, wenn beide Gitter positiv gepulst sind. Die Kurve/ ergibt sich, wenn das steuerungseffektivere Gitter (in diesem Fall das großflächigere Gitter 16) positiv und das weniger steuerungseffektive Gitter (in diesem Fall das kleinflächigere Gitter30) negativ gepulst ist. Die Kurve/ ergibt sich, wenn das steuerungseffektivere Gitter negativ und das weniger steuerungseffektive Gitter positiv gepulst ist. Die Kurve K ergibt sich, wenn beide Gitter negativ gepulst sind.

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Auch dieses unsymmetrische Zweigitter-Bauelement kann unvollständig polarisiert werden, um eine beliebige Anzahl von Zwischenzuständen zu erhalten.

Das Bauelement nach Fig. 13 eignet sich unter anderem für quaternäre Logik- und Speicherfunktionen.

Statt Bariumtitanat kann man für sowohl das Ferroelektrikum als auch den Halbleiter auch andere bekannte Ferroelektrika, z. B. Materialien vom Perovskite-Oxydtyp verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1 2 Patentansprüche· und das Umwandeln in die halbleitende Form durch Erhitzen in einer reduzierenden Atmo-

1. Steuerbares elektronisches Festkörperbau- Sphäre erfolgt.

element, bei dem auf einer halbleitenden Schicht, 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch

an die beabstandete, die Enden eines Stromweges 5 gekennzeichnet, daß das Zurückwandeln des

durch die Schicht bildende Elektroden ange- Außenmantels in den Isolierzustand durch

schlossen sind, eine isolierende, ferroelektrische, Oxydieren erfolgt, an den Stromweg angrenzende Schicht angeordnet ist und bei dem auf der der halbleitenden

Schicht gegenüberliegenden Oberfläche der iso- io

lierenden ferroelektrischen Schicht eine Elektrode
zum Steuern des Stromflusses durch den Stromweg angebracht ist, dadurch gekenn- Die Erfindung betrifft ein steuerbares elektronizeichnet, daß die beiden Schichten (4', 2', 7) sches Festkörperbauelement, bei dem auf einer halb-Teile eines einkristallinen Körpers aus ferroelek- 15 leitenden Schicht, an die beabstandete, die Enden irischem Material sind. eines Stromweges durch die Schicht bildende Elek-

2. Festkörperbauelement nach Anspruch 1, da- troden angeschlossen sind, eine isolierende, ferrodurch gekennzeichnet, daß der einkristalline elektrische, an den Stromweg angrenzende Schicht Körper ein flaches Plättchen ist und die Schich- angeordnet ist und bei dem auf der der halbleitenden ten (2', 4') parallel zu dessen Hauptflächen ange- 20 Schicht gegenüberliegenden Oberfläche der isolierenordnet sind und im wesentlichen gleiche Aus- den, ferroelektrischen Schicht eine Elektrode zum dehnung haben (F i g. 4). Steuern des Stromflusses durch den Stromweg ange- λ

3. Festkörperbauelement nach Anspruch 1, da- bracht ist. " durch gekennzeichnet, daß der einkristalline Elektronische Festkörperbauelemente stehen in Körper aus Bariumtitanat besteht. 25 Form von Dioden und Trioden für Verstärkungs-,

4. Festkörperbauelement nach Anspruch 1, Schwingungserzeugungs- und Schaltzwecke sowie in dadurch gekennzeichnet, daß der einkristalline Form von klassischen Schaltungselementen wie Körper aus einem halbleitenden Innenkern (4') ohmschen Widerständen und Kondensatoren zur und einer diesen Kern (4') im wesentlichen um- Verfügung. Es ist jedoch wünschenswert, auch Baugebenden, isolierenden, ferroelektrischen Außen- 30 elemente für anderweitige Funktionen, die früher schicht (6, 7) besteht und daß am Umfang des mit Festkörperbauelementen nicht zufriedenstellend Kernes (4') zwei beabstandete, die Enden eines realisiert werden konnten, zur Verfügung zu haben. Stromweges durch den Kern (4') bildende EIek- Dazu gehören diejenigen Funktionen, bei denen das troden (12,14) angebracht sind (Fig. 9 bis 11 Bauelement als Reaktion auf Eingangsgrößen wie und 13). 35 Spannungen oder Ströme sich in seinen Eigenschaf-

5. Festkörperbauelement nach Anspruch 4, ten ändern muß, wobei diese Änderung auch nach dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (4') durch Verschwinden der Eingangsgrößen erhalten bleieine reduzierte und die Außenschicht (6, 9) durch ben soll.

eine oxydierte Form des Materials des einkristal- Derzeit ist ein Bauelement, dessen elektrischer

linen Körpers gebildet sind. 40 Widerstand durch Anlegen eines kurzzeitigen elektri-

6. Festkörperbauelement nach Anspruch 4, sehen »Setzsignals« über einen abstufbaren Bereich dadurch gekennzeichnet, daß auf verschiedenen einstellbar ist, für Anwendungszwecke wie Gedächt-Teilen der Außenschicht (7, 6) beiderseits des nis-, Speicher-, Zähl- und Schaltanordnungen von Stromweges zwei metallische Steuerelektroden Interesse. Ein spezieller Anwendungsfall ist die ύ (16,26,32) angebracht sind (Fig. 11 und 13). 45 »vollelektronische« Abstimmung oder Kanalwahl in

7. Festkörperbauelement nach Anspruch 6, Fernsehempfängern.

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektro- Ein derartiges Bauelement mit einer ausreichend

den (16, 26, 32) bezüglich ihrer Steuereigenschaf- großen Anzahl von stabilen Zuständen kann über ten entweder symmetrisch oder nichtsymmetrisch eine geeignete Lastschaltung eine spannungsabhänzueinander sind. 50 gige Kapazität für die Wahl verschiedener Frequen-

8. Verfahren zur Herstellung eines steuerbaren zen oder eine spannungsabhängige Verstärkungselektronischen Festkörperbauelements nach An- schaltung für die Lautstärkeregelung in einem sprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Heimempfänger oder anderweitigen Gerät steuern, einkristallinen Körper aus ferroelektrischem, iso- Steuerbare Widerstände können auch Speicherfunklierendem Material das gesamte Körpermaterial 55 tionen ausüben, wenn sie nach Abschalten der in eine halbleitende Form umgewandelt wird; daß Energiezufuhr in dem gewünschten Zustand verdann lediglich ein Außenmantel des Körpers in bleiben. Zum Auslesen des gespeicherten Wertes seinen vorherigen Isolierzustand zurückgewandelt wird den entsprechenden Elektroden eine Spannung wird; daß an dem nicht zurückgewandelten halb- zugeführt, wobei das Auslesen zerstörungsfrei erfolgt, leitenden Teil des Körpers zwei beabstandete, 60 Es gibt eine Reihe von bekannten Lösungsvordie Enden eines Stromweges durch den diesen schlagen für derartige steuerbare Bauelemente. Bei-Teil bildende Elektroden angebracht werden; und spielsweise läßt sich ein derartiges Bauelement mitdaß auf mindestens einen Teil des Außenmantels tels feldinduzierter Ionenbewegung in einem Festüber dem Stromweg ein als Steuerelektrode die- körper vom Diodenzustand in einen Widerstandszunender Metallfilm aufgebracht wird. 65 stand schalten. Jedoch ist für viele Zwecke die

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch Ionenbewegung zu langsam, und außerdem erfordert gekennzeichnet, daß als Material für den ein- der Ionenbewegungsvorgang eine verhältnismäßig kristallinen Körper Bariumtitanat verwendet wird große Schaltleistung, so daß das Bauelement beim

ORiSiMAL IrICPECTED