162129. lajstromszámú szabadalom • Memóriával rendelkező szimmetrikusan vezetőképes áramkapcsoló félvezető eszköz

162129 9 , 10 A szilárd halmazállapotú félvezető anyagok úgy választhatók meg, hogy olyan intramolekuláris sáv-struktúrát érjünk el, amelyben — nemrendezett, láncos, ill. gyűrűs struktúra, vagy — nem-rendezett, atomos struktúra folytán — számos az áramhordozókat fékező szórócentrum van, és ez fokozható ugyanannak az anyagnak különböző módon való kezelésével, mint például szennyezett anyagok felhasználásával, az alapanyagra való leválasztással, különböző szennyeződések hozzáadásával; oxidok bejuttatásával teljes tömegükbe és/vagy a felületükbe, ill. belső felületükbe; mechanikus úton gépi megmunkálással, homokfuvatással, ütéssel (impacting), hajlítással, maratással, vagy ultrahatásnak kitéve; fizikai rácsdeformációkat létrehozva metallurgiailag hőkezeléssel és hirtelen hűtéssel, vagy nagy energiájú a, ß, vagy y-sugarakkal való besugárzással; kémiai úton oxigén, salétromvagy fluorhidrogénsav, kén, klór, szén, arany, nikkel, vas vagy mangán zárványok, vagy pedig alkáli-, ill. alkáliföldfémvegyületeket tartalmazó ionos összetett zárványok segítségével; villamos úton villamos impulzusokkal; vagy mindezek kombinációjának alkalmazásával. A találmány szerinti szilárd halmazállapotú félvezető anyagok lehetnék test, vékony lemez vagy réteg, vagy film formájúak, és áramkapcsoló funkciójukat teljes tömegükben, vagy a felületeiken, ill. belső felületeiken, vagy ezek kombinációiban fejthetik ki. A legerőteljesebb kapcsoló működés a felületeken, ill. a belső felületeken érhető el. A felületen lehet egy film, amely tartalmazhat oxidokat, és az ilyen test, vékony lemez vagy réteg, vagy film vastagsága alapjában véve monomolekuláris vastagság, amely néhány ezred, vagy néhány tized milliméter, vagy még nagyobb vastagságig terjedhet. Villamosan vezető elektródokat használunk fel a szilárd halmazállapotú félvezető anyag sorbakötésére a villamos terhelőáramkörben, és az áram útja keresztülvezethet az anyagon, beleértve belső felületeit ill. külső felületeit vagy rétegeit, vagy annak felületei, ill. rétegei mentén haladhat. A félvezető anyagok, valamint azok belső felületeinek, felületeinek és filmjeinek jellege és vastagsága, továbbá az elektródok távolsága és az elektródok alkalmazási módja hatással van a végső eredményre, és a találmány szerinti szilárd halmazállapotú félvezető eszközök szinte minden igény kielégítésének megfelelően alakíthatók ki. Az eddig ismeretes szilárd halmazállapotú félvezető eszközök számos különböző működési elmélete jelentett ugyan előrelépést, de úgy tűnik, hogy egyik elmélet sem képes tökéletesen megmagyarázni a találmány szerinti szilárd halmazállapotú félvezető eszközök működését. A találmány szerinti szilárd halmazállapotú félvezető eszközök elmélete, vagy elméletei nem bizonyítottak, de különböző elméletek, ill. feltevések felállíthatók abból a célból, hogy megkísérelhessük e találmány tárgyának további megértését. A találmánnyal összhangban levő lehetséges elméletek egyik példája az, hogy léteznek olyan áramvezetést gátló szóró centrumok, ill. állapotok a félvezető anyagban, valamint annak felületein, és a félvezető anyag, ill. az azzal kapcsolatban levő elektródok közötti belső felületeken, amelyek a félvezető anyagban létrehozott villamos tér vezérlésének hatására fékezik, ill. tovább engedik az áramhordozókat. Az ilyen szilárd halmazállapotú félvezető eszrközökben az áramhordozókat villamos térrel úgy szabályozhatjuk, hogy azok szabad, szinte fémes vezetési állapotban maradnak, a vezetési állapotban levő szabad áramhordozókat pedig úgy szabályozzuk más villamos térrel, hogy ezzel csökkentjük kihasználtságukat, és olyan félvezető vagy dielektromos, ill. záró állapotot nye^rünk, amely alapjában véve korlátlan ideig fennmarad. Az is lehetséges, hogy rendkívül gyors és reverzibilis változás áll be a félvezető anyag fázisában, ill. állapotában, annak teljes tömegében, vagy az ahhoz kapcsolódó elektródok közvetlen közelében, mint például egy kristályállapot (ahol ez vezető állapot) és egy amorf állapot (ahol ez szigetelő állapot) közötti fázis, vagy állapotváltozás, és/vagy egy meglágyult, vagy megolvadt, vagy folyékony állapot (ahol ez vezető állapot) és egy szilárd állapot (ahol ez szigetelő állapot) közötti fázis-, ill. állapotváltozás, és/vagy a kirstályszerkezet és méret, és a kristályok közötti viszonyok megváltozása, és áramhordozókkal, valamint az áramhordozókat fékező szórócentrumokkal végbemenő félvezető típusú működés valószínűleg jelen van valamelyik vagy mindegyik fázisban vagy állapotban. Az is lehetséges, hogy a félvezető anyagok és azok belső felületei, ill. felületei — különösen ahol oxidokat tartalmaznak — úgy működnek, hogy erősen lokalizált villamos terek jönnek létre, és bizonyos körülmények között az alagút-hatás fellépése valószínű. Az anyagokba és felületeikre bevitt szennyeződések, hibahelyek és ionok valószínűleg úgy működnek, mint az áramhordozók szabályozható fékező szóró centrumai és valószínűleg a tértöltést is befolyásolják. Az is lehetséges, hogy a félvezető anyagok és az elektródok közötti kontaktusok, amelyek alapvetően nemegyenirányító típusúak, azaz ohmikus érintkezések, és egyenirányítás nélkül vezeti az áramot bármelyik, vagy mindkét irányba, bizonyos villamos terek hatására képesek arra, hogy az elektródokon keresztül áramhordozókat injektáljanak a félvezető anyagba, ill. az árarnhordozókat rekombinálják. Az is lehetséges, hogy töltések a félvezető anyag és az azzal kapcsolatos elektródok közötti belső felületeken potenciálfalat hoznak létre, és éz záró állapotot eredményez és valószínű, hogy külső villamos potenciál, mint például az alkalmazott feszültség úgy hat, mintha lecsökkentené a potenciálfalat azáltal, hogy elválasztja a töltéshordozókat rekombinációs centrumaiktól, és ez alapjában véve szabad áramfolyás számára vezető állapotot biztosít. Űgy tekinthető, hogy vezető állapotban emittált töltéshordozók van-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 # 5