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L'invention concerne une diode semi-condcutrice ainsi qu'un montage muni d'une telle diode, comportant un mono-cristal semi-conducteur à électrode de base et à contre-électrode formant une jonction avec l'électrode de base. Un s'est déjà efforcé de réduire la capacité d'une diode semi-conductrice, capacité qui est déterminante pour la fréquence maximum à laquelle la diode semi- conductrice est utilisable. A '.!et effet, on a réduit- t'AU minime l'épaisseur du cristal semi-conducteur, ce qui entraîne cependant en pratique des difficultés de construction, par exemple pour l'appli cation du contact de base.
La Demanderesse a décrit ailleurs une diode semi-conduc- trice comportant un monocristal semi-conducteur, dont l'épaisseur
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ext p111s ,#rr;<3e que la. longueur de diffusion caractéristique des porteurs de charge ,ainoritDi--es, la durée de vie des porteurs charge minoritaires (tant réduite jusqu'à environ 5t,fl sec ou raoins, de préférence à 1 fû sec ou zr!oins, dè sorte que la capacité est essentiellement déterminée par la durée de vie des porteurs de charge minoritaires et non plus par l'épaisseur du cristal, qui ,est cependant encore importante pour la résistance de la diode.
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L'inve.i3.tion fournit une autre solution pour éviter les- dites difficultés de construction, dans le cas d'une' diode pour
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hautes fréquences* Elle tire parti du fait, oue lorsau'une base et une contre-électrode sont appliquées sur un monocristal semi-
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conducteur, alors oue la zone .liée à la contre-électrode est séparée de celle de l'électrode de base par une jonction, tandis qu'une tension de polarisation appropriée par rapport à l'élec-
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trode de base est appliquée à la contre-eiectrode, il se produit une charge spatiale sous l'effet de laquelle des porteurs de charge libres sont prélevés du cristal- Lorsqu'on augmente la tension de polarisation, la distance entre le limite de la zone de charge spatiale de la contre-électrode augmentera égaleinent.
Suivant l'invention, on a appliqué sur le cristal.une ' seconde contre-électrode de même type de conduction que la première contre-électrode, oui forme également avec.l'électrode de base une onction, le tout' de façon que la-résistance de la matière cristalline entr les jonctions et la distance entre les contre- électrodes soient choisies de façon que lors de l'application à
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l'un'"' des contre-électrodes d'une tension de polarisation inférieur!" à la tension de àisruption, il se forme autour de cette électrode une plage de chrrKe spatiale, qui s'étend jusqu'à l'être contre- électrode ou jUq11' proiit4 de cel.e-ci Le cristal peut c i,orter deiix fzcettes parallèles, les ontr-1tr08e5 µtant appliquées chaevnn sur l'une de ces. facettas.
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A mesure que la résistivité de la matière du cristal entre 1 et. jonctions' augmente, l'effet de charge spatiale devient plus prononce pour une valeur donnée de la tension de polarisation* -De ce fuit,le cristal peut être assez épais, ce qui facilite sa fabrication; lorsqu'on utilise un montage dans lequel l'une des contre-électrodes sert à engendrer une plage de charge spatiale qui s'étend jusau'à la jonction avec l'autre contre-électrode, ou jusqu'à proximité de cette jonction, la capacité de la diode est réduite, de sorte que la diode fonctionne comme si elle comportait un cristal mince.
L'une:,des contre-électrodes, utilisée pour engendrer la plage de charge spatiale, a de préférence, une plus grande surface que l'autre, et de plus, elle s'étend jusque plus près de l'électrode de base que l'autre contre-électrode, pour faire en sorte qu'à l'endroit où la distance entre la limite de la zone de charge spatiale et la jonction correspondant à l'autre contre-électrode, cette limite et cette jonction soient approximativement parallèles. la partie du cristal, voisine de la connexion de base, comporte, de préférence, de plus grandes impuretés et partant une plus basse résistance; cette partie peut s'étendre jusqu'à proxi- mité des jonctions ou au moins de la jonction la plus proche, sans cependant atteindre ces jonctions.
Cette partie peut comporter par exemple une impureté d'arsénium ou d'antimoine, tandis que les contre-électrodes peuvent comporter de l'indium*
Dans une forme de réalisation.avantageuse, le mono- cristal est réalisé sous forme d'un cylindre droit à base circulaire, sur lequel les contre-électrodes sont appliquées chacune sur l'une des faces terminales parallèles, alors que l'électrode de base s'étend sur la surface cylindrique.-
L'invention concerne en outre un montage comportant une diode semi-condcutrice telle que décrite ci-dessus, dans lequel une tension de, polarisation est applicuée à l'une des contre- électrodes, de sorte qu'il se forme une zone de chcrpe spatiale, qui s'étend jusqu'à la jonction avec l'autre contre-zone,
ou jusqu'à
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proximité de cette jonction.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre consent l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant eu- texte oue du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fige 1 représente une diode avec montage conforme à l'invention.
Les figs. 2 et 3 sont respectivement une coupe transver- sale (II-II) et une vue de profil d'une diode avec ce montage-
La fige 1 représente un mono-cristal 1 du type n, d'une épaisseur de, par exemple 0,0125 mm, et 'à grande réistivité, par exemple de 30 ohms cm, sur lequel sont appliquées une électrode de base 2 et une contre-électrode en indium 3, qui forme une zone p avec jonction 4 dans la zone n du cristal, Une seconde contre- électrode en indium 5, à seconde jonction 6, est appliquée sur la surface du cristal, en regard de celle sur laquelle est appliquée '1'* électrode 3, le tout de façon que les électrodes 3 et 5 soient approximativement équidistantes de l'électrode de base 2.
Une zone 7,reliée à l'électrode de base 2, comportant une grande impureté du type n et donc à faible résistivité, est appliquée entre les jonctions 4 et 6 d'une part et l'électrode de base 2 d'autre part.
Comme impureté du type n, on utilise par exemple de l'antimoine- Des procédés pour appliquer l'électrode de base 2, les contre- électrodes 3 et 5 avec leur jonction 4 et 6 et la zone 7 sont connus.
Lorsqu'à l'aide d'une source de tension de polarisation 9, on applique à la contre-électrode 3 une tension négative par rapport à l'électrode de base, il se forme entre les contre-élec- trodes 3 et 5 une zone de charge spatiale dont la limite est de plus en plus éloignée de l'électrode 3 à mesure oue la tension de polarisation négative augmente. Le dessin représente deux de ces zones 10, correspondent à des valeurs différentes de la tension
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oue l'épaisseur active de la diode est également très petite. La limite 11 peut même toucher la jonction 6.
Un circuit 12, compor- tant une source de courant à redresser, est inséré entre les électrodes 2 et 5.
Il va de soi que le cristal peut également être en une matière du type p à grande résistance ohmicue, dans laquelle les impuretés des électrodes 3 et 5 doivent être du type n, et la tension de polarisation à l'électrode 3 donc positive* Les jonctions 4 et 6 peuvent également être choisies plus près dans le voisinage de la base 2, de sorte au'il ne faut pas prévoir la zone 7.
Les fig. 2 et 3 représentent un perfectionnement de l'exemple de réalisation représenté sur la fige 1: la limite 11 et la jonction 6 sont approximativement parallèles dans le voisinage de la plus courte distance entre les deux. Le mono-cristal 1 affecte une forme cylindrique et la jonction 4 s'étend sur une plus grande surface que dans le cas de la fige 1. L'électrode de base 2 est disposée en forme d'anneau autour de la surface cylin- drique du cristal 1, tout comme la zone 7 à résistivité réduite qui se rapproche très près de la jonction 4. Les électrodes 3 et 5 sont centrées, de sorte que la partie centrale des limites de char- ge spatiale 10, respectivement 11, sont approximativement planes et parallèles à la jonction 6.
Il va de soi, qu'au lieu des diodes, munies d'électrodes constituées par des alliages, telles que représentées sur les fig. 1, respectivement 2 et 3, on peut également utiliser des cristaux npn, respectivement pnp du type obtenu par croissance..