DE935382C

DE935382C - Spitzengleichrichter hoher Stabilitaet und Leistung

Info

Publication number: DE935382C
Application number: DES26A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Phil Seiler
Original assignee: Standard Elektrizitaetas Gesellschaft AG
Current assignee: Standard Elektrizitaetas Gesellschaft AG
Priority date: 1949-10-06
Filing date: 1949-10-06
Publication date: 1955-11-17

Description

Spitzengleichrichter hoher Stabilität und Leistung Die bekannten Spitzengleichrichter, welche mit Hilfe von Halbleitersubstanzen, wie z. B. Silizium oder Germanium, dargestellt werden, erfordern außerordentlich feine Spitzenkontakte. Diese Kontakte bestehen im allgemeinen aus angespitzten dünnen Drähten und werden federnd gegen eine geeignete Stelle des Detektors gedrückt. Die Kontaktierung durch die Spitze ist außerordentlich empfindlich und, wie es in der Natur der Sache liegt, mechanischen und thermischen Einflüssen unterworfen. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des Detektors in Frage gestellt, und es sind deshalb mehrfach Vorschläge gemacht worden, den Halbleiter-Metallkontakt in möglichst punktförmiger Ausdehnung auf eine andere zuverlässigere Weise zu bewerkstelligen. So wurde bereits vorgeschlagen, Halbleiterschichten, die auf einer geeigneten Unterlage niedergeschlagen wurden, zunächst mit einem dünnen isolierenden Häutchen zu überziehen. Durch elektrische Entladungen oder in einer anderen bekannten Weise wurden in diesem isolierenden Häutchen Poren erzeugt und durch diese Poren hindurch der punktförmige Kontakt mit der Halbleiterschicht bewerkstelligt, indem durch Aufdampfen oder auf elektrolytischem Wege die Poren mit Metallpropfen ausgefüllt wurden, die durch die feine Öffnung hindurch Kontakt zur Halbleiterschicht ergaben. Ein Mangel solcher Detektoren besteht darin, daß sie erhebliche, durch das dünne isolierende Häutchen bedingte Kapazität besitzen. Um diesen Mangel zu beheben, wird gemäß der Erfindung der Aufbau von Spitzengleichrichtern in der Weise bewerkstelligt, daß der Halbleiter als dünne Schicht auf einem Isolator, z. B. Aluminium-Oxyd, keramische Massen od. dgl., von zweckmäßigerweise zylindrischer Form, und zwar auf der Mantelfläche des Zylinders, diesen ganz oder streifenweise bedeckend, niedergeschlagen wird und daß von einem auf einer Zylinderstirnseite, zweckmäßig in deren Mittelpunkt angebrachten Metallkontakt dünne, linienartige 'Metallstreifen von dem Metallkontakt bis zu der auf dem Zylindermantel niedergeschlagenen Halbleiterschicht geführt werden, während eine metallische Bedeckung der anderen Stirnseite des Zylinders mit allen Punkten der Halbleiterschicht längs des Umfanges der Stirnseite Kontakt hat, sei es, daß diese Stirnseite mit einer metallischen Auflage versehen oder aber auf einem metallischen Trägerkörper befestigt ist. Der dünne; linienartige Metallstreifen soll mit der ebenfalls nur dünnen Halbleiterschicht einen möglichst punktartigen Kontakt ergeben, wie er durch die bekannten, bereits erwähnten angespitzten dünnen Drähte erzielt wird.
Es kann zweckmäßig sein, von dem Kontakt im Mittelpunkt der zuerst genannten Zylinderstirnseite aus auch mehrere linienartige Metallstreifen zum Halbleiterrand hin anzubringen. Diese verschiedenen Streifen sind dann parallel geschaltet. Durch entsprechendes Aneinanderfügen in Richtung der Zylinderachse läßt sich sehr einfach eine Reihenschaltung durchführen.
Die den angespitzten Drähten entsprechende Kontaktgabe bei der gekennzeichneten Anordnung ist nun gegeben durch die Dicke der Halbleiterschicht und die Breite des linienartigen, zum Metallkontakt führenden Metallstreifens. Im allgemeinen wird also der Kontakt mit der Halbleiterschicht durch ein, wenn auch sehr kleines Rechteck dargestellt, dessen Abmessungen durch Halbleiter, Schichtdicke und -breite des Metallstreifens gegeben sind. Um wirklich punktförmigen Kontakt zu erhalten, kann die gekennzeichnete Anordnung auf die folgende Weise verbessert werden. Auf der für die Kontaktgabe vorgesehenen Stirnseite wird auf die Halbleiterschicht durch Aufdampfen, Elektrolyse od. dgl. eine Schicht eines Isolators von solchem Bedeckungsgrad aufgebracht, daß zwischen den Partikeln der Isolierschicht hindurch ein Durchgriff bzw. Kontaktgabe vom Metallstreifen zur Halbleiterschicht erfolgt. In diesem Fall wird durch die zur Metallelektrode führenden Linienartigen Metallstreifen ein aus vielen Punkten bestehender Kontakt gebildet, deren jeder der Spitze bei den bekannten Spitzenkontakten entspricht.
Die Anordnung sei an Hand der Abbildungen noch näher erläutert. In Abb. i ist mit i der Zylinder bezeichnet, auf dessen Mantelfläche die Halbleiterschicht 2 niedergeschlagen ist. Ein Streifen dieser Schicht ist auf der Vorderseite entfernt, um den Mantel des Isolierkörpers i in der Darstellung herauszuheben. Zweckmäßig wird zur Herstellung solcher als Pillen bezeichneter Gleichrichter ein längerer Stab, der etwa aus Aluminium-Oxyd bestehen kann, mit halbleitendem Material überzogen, also z. B. siliziert, germaniert oder boriert. Mit der Diamantsäge können dann Pillen geeigneter Länge von dem Stab abgeschnitten werden. Man erreicht auf diese Weise, daß die Stirnseiten der Pillen vom Halbleitermaterial freibleiben. Mit 3 ist eine auf der einen Zylinderstirnseite angebrachte Metallelektrode bezeichnet, die längs der Ausdehnung der Halbleiterschicht am Zylinderumfang mit dieser an allen Stellen Kontakt hat. Auf der oberen Zylinderseite ist mit 4 ein im Mittelpunkt angebrachter Metallkontakt dargestellt, von welchem vier linienartige mit 5 bezeichnete Kontaktstreifen bis zur Halbleiterschicht hingeführt sind. In Abb.2 ist mit a in stark vergrößertem Maßstab die Breite eines linienartigen Metallstreifens dargestellt; während b die Dicke der Halbleiterschicht auf dem Zylinderumfang bezeichnet. Auf der Schnittfläche der Halbleiterschicht ist nun ein Isolierstoff in einer solchen Schichtstärke niedergeschlagen, daß zwischen den mit 6 bezeichneten Partikeln hindurch der Metallstreifen zum Kontakt mit der Halbleiterschicht kommt. Auf diese Weise sind also punktartige Kontakte, wie sie für das zuverlässige Funktionieren des Spitzengleichrichters erforderlich sind, gewährleistet. Durch Aneinanderfügen solcher Pillen nach Abb. i, bei welchen der Metallkontakt 4 mit der Elektrode 3 der nachfolgenden Pille Kontakt in der Weise und mit solchem räumlichem Abstand zu geben hat, daß nicht etwa die Schnittflächen der Halbleiterschichten sich direkt berühren, wird in einfacher Weise eine Reihenschaltung der Detektoren durchgeführt.
Verwendet man z. B. Silizium als Halbleitermaterial, das wesentlich temperaturbeständiger ist als etwa Selen, so lassen sich auf diese Weise GleichrichterhöhererLeistungmitZeitkonstantenherstellen, welche wesentlich kleiner sind als etwa diejenigen von Selen oder Kupferoxydulgleichrichtern. Auch ist die Kapazität der gekennzeichneten Spitzengleichrichter nur sehr klein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Spitzengleichrichter hoher Stabilität und Leistung, bei welchem die Gleichrichtung mittels einer Halbleiterschicht erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter als dünne Schicht auf einem Isolator, z. B. Aluminium-Oxyd, keramische Massen od. dgl. von zweckmäßigerweise zylindrischer Form, und zwar auf der Mantelfläche des Zylinders diese ganz oder streifenweise bedeckend, niedergeschlagen ist und daß von einem auf einer Zylinderstirnseite, zweckmäßig in deren Mittelpunkt angebrachten Metallkontakt eine oder mehrere dünne, linienartige Metallstreifen von diesem Kontakt bis zur Halbleiterschicht geführt sind, während eine metallische Bedeckung der anderen Stirnseite des Zylinders mit allen Punkten der Halbleiterschicht am Zylinderumfang Kontakt hat, sei es, daß diese Stirnseite mit einer metallischen Auflage versehen ist oder auf der ganzen Fläche, mindestens aber längs des Umfanges auf einem metallischen Trägerkörper befestigt ist.
2. Spitzengleichrichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Schnittfläche der Halbleiterschicht und die linienartigen Metallstreifen eine dünne, poröse Isolierschicht von solchem Bedeckungsgrad angebracht ist, daß durch sie hindurch der Metallstreifen vielfachen punktförmigen Kontakt mit der Halbleitersubstanz hat.
3. Spitzengleichrichter nach Anspruch z oder a, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Reihenschaltung die zylindrischen pillenartigen Elemente in Richtung der Zylinderachse aneinandergefügt sind.