DE1489319A1 - Halbleiterlichtquelle - Google Patents

Description

Fairohll d Camera & F 6980 1 / Ω Q ο ι ο Instrument Corporation τ?,./wir '^ ν*» >? \g

300 Robbine Lane irr/nie Syosset, Long Island, New York

HalbleiterliohtQuelle

Die Erfindung besieht eich auf ein Halbleiterbauelement, dae als Halbleiterliohtquelle bei einer Matrieenanordnung von pn-ObergHngen verwendet wird.

Informationen, Insbesondere digitale Daten, können auf einem Speiohermlttel, beispielsweise fotografischem jiaterial, mit Hilfe einer Kathodenstrahlröhre oder eines Elektronenstrahl-Erseugungssystems gespeichert werden. In solchen Systemen wird der Strahl in die Datenspeioherstellung abgelenkt, und ein Film wird dadurch beliohtet, dafl der Strahl in dieser lage eingeblendet wird. Der Elektronenstrahl und das Speicher· mittel können in einer Vakuumkammer angeordnet sein, oder der Elektronenstrahl kann Teil einer Kathodenstrahlröhre sein, deren Stirnseite mit dem Speiohermlttel optieoh gekoppelt ist. Auier 4er Strahlalilenkung sind auoh andere Verfahren verwendet worden, um Alt relative Einstellung des Speloherwandlere und des Spelohermlttels vorsunehmen, beispielsweise sla System, wie ·· in «tr UBA-Patentsohrlft Dr. 3 084 334 beeohrieben ist.

Si· Slektroaenatrahlsysteme sind »ei manohen Anwendungen durohaus betriebsfähig und auoh sweekmaeelg, jedooh haben sie den laehtell, dal sie die gleloke DateapoeitioÄ nleht genau i»i wiederholt einkaltea kOanea. AuJerdem haben ils gespelekertaa fmakte kelae gleiskaallge Dlektevertelluag von Fumkt s« Pamkt mad Imnerkalb elaes elaselaen Punktee, eo dal die Zuverlässigkeit der Ableeuag herabgeeetst ist. Sohlieilioh sind komplislerte optleehe Systeme erforderlieh, um die Stirnseite

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der Kathodenstrahlröhre auf dem fotografischen Mittel abzubilden oder aber es sind komplizierte Vakuumkammern, Transport- und Steuerungsvorgänge erforderlich, um das Mittel in die gleiche Vakuumkammer zu bringen wie das Elektronenstrahl- £rzeugungssystem.

Die Nachteile der bisher verwendeten Systeme zur Strahleinstellung werden erfindungsgemäß behoben durch die Verwendung einer Matrize sehr kleiner stationärer Lichtquellen, welohe selektiv erregt werden können, um einen Punkt in einer gegebenen Datenposition zu registrieren. Dabei entfallen die bisherigen Probleme der genauen Einstellung, denn wenn die Lichtquelle einmal hergestellt ist, sind die Datenpositionen festgelegt, und jede Datenposition kann genau und wiederholt eingehalten werden. Bisher scheiterte eine solche Lösung schon allein an praktischen Gegebenheiten, da keine Lichtquellen so klein hergestellt werden konnten, daß für die Speicherung praktisch verwendbare Dichten zur Verfugung standen, ohne komplizierte optische Systeme zu verwenden. Selbst wenn man aber aufwendige optische Systeme verwendete, waren die Speiohergesohwindigkeiten der mit Lichtpunkten arbeitenden Einriohtungen ungenügend. Auoh konnten eolohe Lichtquellen, wie z.B. eine Anordnung von Gasentladung*zellen, nioht zu lioktemlttierenden Bereichen zusammengesetzt werden» welohe ile erforderliohen sehr kleinen Dimensionen hatten, beispielweise etwa 5 χ 10"' <mj die Arbeitsgeschwindigkeit soloher dezentladungezellen 1st verhältniemäfig gering. Eine typisohe tasentladungszelle als Lichtquelle 1st in der UBA-Fateatsohrift Ir. 2 933 648 (A.D. Beatley) vom 9. April 1960 »eeomrleten. Ibalioae laehteile trete» bei der Terweaemag TtB auf*

Irflnsttngsgema· wird «la· Lieatfuelle mit tor erforierlieke» geringen Abmessung dacuroh geschaffen, da· eine integrierte Matrlseneohaltung tob sehr kleinen pn-Ubergängem verwendet wird, welche selektiv zur Liohtemieeion erregt werden kennen

BAD ORIGINAL

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Me Tatsache, daß eine Liohtemiseion infolge mikroplasmatieoher Erscheinungen in pn-Übergängen stattfindet_t bei denen Lawineneffekte auftreten, war der Wissenschaft bereits bekannt. Entspreohende Ausführungen finden sich beispielsweise bei Ghynoweth und MoKay "Photon Emission from Avalanche breakdown in Silicon", Phyeical Review, 102, 369 (1956). Biese Emission wurde ewar als eine recht interessante Ersoheinung gewertet, jedoch wurden praktische Nutzanwendungen nur in geringem Maße gesogen. Dies mag insbesondere auf die allgemeine Ansicht zurUckzuftthren «ein, daß die Liohtausbeute zu gering ist, um nutBliche Effekte hervorzubringen. Die Erfindung beruht demgegenüber auf der gegenteiligen Erkenntnisι erfindungsgemäß wird ein Silisium-Halbleiterkörper verwendet, um eine technisch verwendbare, nützliche Liohtmenge zu emittieren. Gegenüber der bisherigen Teohnik werden dabei insbesondere dadurch erhebliohe Verbesserungen erreicht, daß alle optischen Systeme «wischen der Lichtquelle und dem Speiohermittel entfallen und die Lichtquelle sehr nah an dem Speiohermittel angeordnet wird, um praktisch eine Kontaktspeloherung zu e ritual ten. Ausserdem werden die pn-übergänge mit einer hohen Konsentration von Dotierungsmitteln in der Näh· der Oberfläche des Halbleiterkörper· dotiert, um eine maximale Ausbeute des Vorganges der Liohterzeugung su erhalten. Diese hohe Konsentration an Dotierungsmitteln in der Nähe der Oberfläche führt dazu, daß der Lawlnendurohsohlag nur in der Nähe der Oberfläche des Halbleiterkörper· auftritt} es wird daher nur ein Minimum an Lioht durch den Halbleiterkörper absorbiert. Die vorteilhafte folge ist, daß die kurzen Wellenlängen, die im allgemeinen am wirksamsten bei der Exponierung photografisoher Speiohermittel sind, duroh den Halbleiterkörper nloht wesentlich beelnträohtlgt werden. Die Begrenzung des Lawinendurohschlages auf die Oberfläche hat ferner die erwünschte Folge, daß der Energieverlust, der bei der Erzeugung nutzloser mikroplaematieoher Erscheinungen unter der Oberfläche eintritt, sehr gering gehalten wird. Das von dem pn-übergang emittierte Lioht erzeugt Lichtpunkte gleichmäßiger Diohte sowohl von Punkt zu Punkt als auch Innerhalb jedes Punktes.

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Wie erwähnt, wird bei der Einrichtung gemäß der Erfindung vorzugsweise ein Siliziumkörper verwendet. Dadurch kann man bei der Hereteilung der Lichtquelle alle diejenigen Vorteile ausnutzen, die die Flanarteohnologie gestattet. Sie Einrichtung kann in der Maeaenhereteilung erzeugt werden, und zwar mit einem hohen Grad von Automation und Zuverlässigkeit. Im Hinblick auf die körperliche Ausbildung der Einrichtung sind kaum Grenzen gesetzt.

Außer dem erwähnten Vorteilen der zweckmäßigen Herstellung, der Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Einstellung, des Fortfalles komplizierter optisoher Einrichtungen oder Vakuumanlagen, der Ausbildung einer sehr kleinen Lichtquelle mit gutem Wirkungsgrad und der Ausbildung von Punkten glelohmässiger Sichte hat die erfindungegemäße Lichtquelle den Vorteil einer Ausschalt- und Einsohaltzeit von weniger als fünf Nanosekunden, so daß sioh eine verhältnismäßig hohe Arbeitsgeschwindigkeit ergibt. Hinzu kommen naturgemäß nooh die Vorteile der Festkörper-Bauelemente, insbesondere also die lange Lebensdauer und die latsaohe, daß keine mechanisch bewegten Teile vorhanden sind.

Eine Einriohtung gemäß der Erfindung enthält eine Anordnung von pn-Ubergängen, welche in einer regelmäßigen Matrize angeordnet sind, beispielsweise einer x-y-Matrize, welche so geschaltet ist, daß jeweils ein einzelner Übergang zugänglich 1st. Außerdem 1st eine Erregung vorhanden, durch die bei einer x-y-Matrize ein Signal an eine bestimmte Reihe und Spalte angelegt werden kann, so daß der gewählte pn-übergang erregt wird. Sa das Bauelement als Lichtquelle verwendet werden soll, sind die Übergänge inebesondere mit einer hohen Konzentration an Sotierungsmitteln in der Nahe der Oberfläche des Halbleiterkörper· dotiert, und die Erregung erregt die Übergänge derart, daß ein Lawineneffekt auftritt.

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Di· Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Zum besseren Verständnis wird «in bestimmtes Ausführung· b«iapi«l dargestellt und beschrieben, und ·· werden susätsliohe Abänderungen angegeben« Sie Erfindung lat Jedooh nioht auf die beaohriebenen Ausfttnrungsbeispielo und Merkmal· besohränkt.

?ig. 1 ««igt im weeentllohen sohematieoh «inen pn-übergang in der Arbeitsweise gemäS der Erfindung.

Fig. 2 seigt im Diagramm den Gradienten der Dotierungskonzentration yon der Oberfläche eines Halbleiterkörper· in das diffundierte Gebiet.

Pig. 3 seigt aohematisoh, wie ein quadratischer Übergang but Abbildung eines kreisförmigen Liohtfleoks führt.

Fig. 4 ssigt stark vergrößert eine Drauf·ioht auf einen Teil einer x-y-Matrise.

Figuren 5 und 6 seigen Schnitte der x-y-Matrise naoh den Linien 5-5 bsw. 6-6 der Fig. 4.

Bei dem Ausftlhrungs bei spiel in Flg. 1 ist nur ein einsiger pn-übergang 10 dargestellt. Dieser Übergang 10 trennt einen Körper θ eines ersten Leitfähigkeit·type von einem Qebiet 14 eines sweltcn, entgegengesetzten Leitfähigkeitetyp·, das duroh bekannte Verfahren dsr thermischen Diffusion ausgebildet ist. Der Körper 8 ist rorsugsweise ein p-Halbleiter, beispielsweise aus Sllisium, das mit Bor, Aluminium, Indium oder Gallium dotiert 1st, während das Gebiet 14 ein η-Gebiet let und ale Dotierungsmittel Phoephor, Arsen oder Antimon enthält. Für die Zweoke der Liohtemiesion wird rorsugswelse Phosphor für da· n-Geblet 14 und Bor für das p«Gebiet 8 verwendet. Etwa 0,1 bi· 0.3 Mikron entfernt von der Oberfläche 16 hat die Konsentration

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an Bor ihren höoh*t«n Wert von etwa 7 ζ 10 Atomen je oom,

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während Phosphor dort in der Größenordnung von 10 bis 10 Atomen je oom anwesend ist. Diese Konsentration in dem Körper nimmt bei gröberer Entfernung von dem Punkt an der Oberfläche, bis su dem sich dsr Übergang srstreokt, in Riohtung in den

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Halbleiterkörper scharf ab. Die geringere Konzentration in den weiter unterhalb liegenden Teilen des Körpers θ bestimmt die Spannung, bei der der Lawinendurohsehlag erfolgt· Sie Konsentratlonererteilung let in dem Diagramm der Fig. 2 dar·» gestellt, welohee nachfolgend noch erläutert wird·

Ein besondere wichtiges Merkmal des Überganges gemäS der Erfindung ist die Änderung dee Konsentrationsgradienten über dem Übergang τοη der Oberfläche bis zn einer Tiefe von 5 (fünf) Mikron oder weniger, gemessen τοη der Oberfläche sum Inneren. An der Oberfläche hat der erfindungsgemäße Übergang einen Konsentratlonsgradlenten, weloher bei 4- x 10 bis 7 x 10 ' dotierende Atome/om -cm liegt, so daß sich eine Durchschlagspannung τοη etwa 5 - 6 YoIt ergibt, während bei 5 Mikron oder weniger Entfernung τοη d«r Oberfläche der Konsentrationsgradient über dem Übergang in der Größenordnung von etwa 2,5 x 10 * bis 2,0 χ 10 * dotierende Atome/om -cm liegt, so daß aioh ein Durchschlag bei etwa 8-9 Volt ergibt. Bei «einer beTor-Kugten Ausftihrungsform der Erfindung tritt der 8-9-Voit-Durohsohlag und der sugehörlge Konsentratioitsgradient bei 1 Mikron oder weniger Entfernung τοη der Oberfläche &uf.

Die erforderliche Änderung des Konsentratlonsgradienten mit der Tiefe wird dadurch erreicht, daß die Dotierungskonzentration mit der Tiefe auf einer Seite oder auf beides Seiten des Überganges abnimmt. Der Gradient der Dotierungskonsentration hat bei wenigstene der niedriger dotierten Seite de· Überganges einen Maximalwert in der Nähe der Oberfläohe, so daß der Maximalwert des Gradienten der Dotierungskonzentration in einem Gebiet liegt, dae sioh τοη der Oberfläohe bie 0,5 Mikron τοη der Oberfläohe des Halbleiterkörper erstreokt. Bei einer beTorsugten praktisohen Aueführungeform tritt da« M^Tjmn« der Dotierung und des Gradienten der Dotierungskonsentration in einem Gebiet τοη 0,1 bis 0,3 Mikron τοη der Oberfläche auf. Dabei nimmt die Konsentration Torxugswelse mit einem Konsentrationsgradlenten τοη wenigstens 7 x 10 ab, sweokmäßig bei etwa 1,5 x 10 dotierende Atome/om -om. Der

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stark· Gradient an der Oberfläche wird in «reter Linie durch Abkürzung der Diffusionsseit erreicht. Die genaue Diffusionseeit hangt ab von der Oberfläohenkonsentration, der Oxydstärke, der Temperatur und dem verwendeten Dotierungemittel.

Es braucht nur eines der Leitfähigkeitsgebiete des Überganges den beschriebenen Konsentrationegradisnten aufzuweisen. Xm allgemeinen ist es asweckmässig, daB der andere Leitfähigkeitstyp eine Konsentration aufweist, dis wenigstens eine Größenordnung und vorsugsweiee «wei Größenordnungen oder mehr größer als die leicht dotierte Seite des Überganges ist. Es ist nioht erforderlich, daS dieser Leitfähigkeitstyp βcharf abnimmt* Die Anwesenheit wenigstens eines scharf abnehmenden Leitfähigkeitstype führt dasu, daß der Funkt des Lawinendurohsohlage genau unter Kontrolle gehalten werden kann, wobei lediglich ein einsiger genau kontrollierter Diffusionsβohritt Ycrsunehmen ist. Es kann in bestimmten Fällen sweokmässig sein, beide Gebiete mit soharf abnehmenden Konsentrationsgradlenten In der Nähe der Oberfläche auszubilden. In diesem Fall haben beide Gebiete die Tendens, den Bereich der niedrigsten Durchschlagespannung in die Nähe der Oberfläche su verlegen.

Eine bevorsugte Ausbildung ist in Fig. 4 dargestellt, bei der die Tiefe des Gebietes 64 etwa 2-4 Mikron beträgt, mit einer Oberfläohenkonsentration in der Größenordnung τοη etwa 10 bis 10 ^ dotierende Atome/cm⁵. Das Gebiet 60 hat eine Ober-

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fläohenkonsentratlon in der Größenordnung τοη etwa 10 bis

10 und eine Tiefe in der Größenordnung von etwa 0,7 bis 1,5 Mikron.

Die angegebenen Einselheiten und Merkmale der Ausbildung des Überganges sind Ausführungsbeispiele der allgemeineren Lehre nur Ausbildung der Dotierungskonsentration, duroh die erreicht wird, daß ein Lawinendurohsohlag so nahe wie möglioh an der Oberfläche, und swar vorsugsweiee innerhalb von 0,5 Mikron erfolgt, während ein Lawinendurohsohlag in Abständen

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τοη mehr ale 10,5 Mikron praktisch nicht mehr auftritt. Die« wird duroh einen honen Konzentrationegradienten über dem Übergang an der Oberfläche erreicht« eo daß »ioh eine niedrige Duroheohlagsspannung und ein hoher Konzcntratlonsgradlent bei wenigetene einem der Gebiete parallel zu dem pn-übergang einwärts τοη der Oberfläche zum Inneren ergibt.

Die Einrichtung, duroh die der pn-übergang yeranlaßt wird, naoh Art eine· Lawineneffektee au arbeiten, ist in ?ig. 1 eohematieoh dargestelltι sie enthält eine Energiequelle 18, welohe eine Spannung»- oder Stromquelle sein kann und über dem.pn-übergang 10 zwischen einem Aneohluflstreifen 22 und einer leitfähigen Schicht 24 ttber Schalter 30 bzw. 32 liegt. Der AnsohluSstreifen 22 kann beispielsweise so hergestellt sein, wie es in der USA-Patentsohrift 2 961 877 (Robert I. Hoyoe), ausgegeben am 25. April 1961, besehrieben ist. Naoh diesem Verfahren wird eine isolierende Oxydsohioht, z.B. Schicht 16, auf der Oberfläche ausgebildet, und es wird dann selektiT ein Teil der Sohioht ttber dem p-0eblet 14 entfernt. Anschließend wird ein Metallbelag, beispielsweise aus Aluminium, auf die gesamte Oberfläche des Halbleiterkörpere und die Isolierschicht aufgebracht, und es werden dann überflüssige oder unerwünschte Teile durch fotografische Verfahren entfernt, so daß lediglich der AnsohluSstreifen 22 zurückbleibt. Die Oxydeohicht 16 isoliert den Ansohlufistreifen 22 gegenüber der Oberfläche des Halbleiterkörpere, außer an derjenigen Stelle, wo er mit dem n-debiet 14 in Eontakt steht.

Die Sohalter 30 und 32 sind eohematieoh als einfach· Sehaltarme dargestellt, jedoch wird man in der Praxis, wenn eine groSe Zahl τοη pn-Übergängen in einer Geeaatanordnung Torhanden 1st, die Sohalter in bekannter Weise als Transittorsohaltungen oder siliziumgeeteuerte öltiohriohtereohaltkreiee ausbilden, welohe die Energiequelle 18 selektiT an einen pnübergang anschalten können. Man kann eine groBe Zahl τοη pn-Übergängen, τοη denen einer in Pig. 1 gezeigt ist, herstellen und nebeneinander anordnen. Duroh selektlree Schließen

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dtr Sohalter, wtloht ait ditetn eineelnen Einheiten suaaaatnarbeiten, werden tin odtr mthrtrt dieser übergänge nach dtm Sοh*Itprogramm erregt.

Pig. 3 Btigt dtn Halbleiterkörper β und »einen pn-Übtrgang suaaamtn alt tinta Sptiohermittel 34, beiepieleweiee fotografisohem Material. BtI ditetm Auaftthrungtbtitpitl hat dtr Übergang 10 tint quadratische odtr rtohttokigt Fora. Falls erforderlich, kann tr auoh jedt andtrt swtokaäsaigt Fora haben. Selbst wtnn abtr tint quadratiaohe Form rtrwtndtt wird, ist es möglioh, tint kreisförmige oder punktförmige Btllehtung auf dta fotografieoben Material 34 eu erhalten. DIt Ausbildung tinte Punktes wird dadurch erreioht, daß das fotografisohe Mattrial in tintr btttlernten Entfernung τοη dtr llnlenförmigen Lichtquelle dta Überganges angeordnet ist, so daß die Lambtrtsohe Ausbreitung des Liohtts τοη jedem Funkt auf dta Uafang des Überganges zur Kombination in dtr Emulsionsfläohe fuhrt und sioh das gewünschte kreisförmige odtr punktförmige Schwäreungsprofil ergibt. Ee hat sieh gezeigt, daS btl einem quadratischen Übergang mit $ ζ 10""* oa Kantenlänge das fotografische Material etwa 7*5 - 25 ζ 10"* ta τοη dtr Obtrfläohe dta Körpers 8 entfernt sein kann· Dtr btTorsugte Abttand ist 12,5 - 15 x 10 oa. BtI dieser Fora und die« •ta Abttand wird tin Fltok b«w. Funkt auf dta fotografischen Mattrial 34 tritugt, dtssen optisohes Sohwäraungaprofll 20 χ 10~⁵ ta Durohmesser beim Funkt dtr 5Q^ig«n Durchlässigkeit beträgt und dtr tint flaoht Spitst τοη ungefähr 12,5 x 10~⁵om Durohmesser hat. Die gesamte Fläche, dit τοη dtr Lichtquelle eingenommen wird, kann 25 x 10 oa odtr wtnlgar bttragtn, wtnn dit Liohttaittion tntlang dta Uafang dt· Überganges erfolgt.

ΒβτοΓ dit Wirkungsweise dtr in dtn Figuren 1 und 3 dargestellten Sinriohtungen naher besohrieben wird, seien noch einigt grundsäteliohe Fragen la Zusammenhang alt dtn pn-Übergängen und dtr Ausnutsung dta Lawineneffektes erörtert. Eint wtatntlioht Ubtrltgung, auf dtr dit Erfindung btruht, lat

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die Darstellung einer Festkörper-Lichtquelle, beispielsweise eines Lioht-Impulsgebers aus Silizium, der sehr kleine Lichtpunkte erzeugen kann* Eine Erzeugung von Licht in einem Festkörper-Bauelement findet statt, wenn in dem pn-übergang ein Lawinendurohschlag erfolgt, wobei keine zerstörenden Wirkungen eintreten. Um eine solche Arbeitsweise zu ermöglichen, muß der Gradient des Dotierungsprofils des Überganges so gewählt sein, daß der Durchschlag in erster Linie durch Lawinenmultiplikation erfolgt, und nicht duroh Feldemission, welohe überwiegt, wenn die Durohsohlagsspannung des Überganges unter einen vorgegebenen Wert fällt. Die Feldemission setzt den Wirkungsgrad der Erzeugung sichtbaren Liohts herab. Der jeweilige Wert der optimalen Durchsohlagsspannung ändert sich abhängig τοη dem Konzentrationsgradienten des Überganges. In jedem Fall 1st eine Spannung erforderlich, die oberhalb der Feldemissione-Durohbruohsspannung liegt, um einen guten Wirkungsgrad zu erhalten. Bei den erwähnten Konzentrationen liegt das Optimum bei etwa 5 1/2 bis 6 Volt.

Der grundsätzliche Vorgang, der mit einiger Wahrscheinlichkeit für die Emission von Lioht aus dem Übergang, in dem ein Lawineneffekt stattfindet, ursäohlioh ist, ist das Freiwerden τοη Strahlungsenergie, wenn "heiße" geladene Träger den Übergang unter dem Einfluß eines kräftigen elektrischen Feldes durchqueren. Diese Träger haben eine breite Energie-Terteilung, und die spezielle Verteilung τοη Photonen, die bei den StrahlungSTorgängen emittiert werden, 1st daher Terhältnismäßig weit. Wenn die Strahlung tief in der Masse des Siliziums auftritt, werden die meisten der Photonen kurzer Wellenlängen duroh das Silizium absorbiert, und das emittierte Lioht liegt dann großenteils im roten und infraroten Teil des Spektrums.

Die Erfindung macht sich die beschriebenen Erscheinungen in der Weise zunutze, daß eine optimale Spannung an den übergang angelegt wird, und außerdem der Übergang so ausgebildet wird,

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dafi der Lawinendurchschlag swangsläufig Innerhalb eines Mikron oder weniger von der Oberflftohs dee Sllisiumkörpers auftritt, bo daß die kurien Wellenlängen nioht absorbiert werden. Auf diese Weise liegt ein beträchtlicher Teil des erzeugten Lichtes in dem Blau-Ctrün-Bereioh des Spektrums, und das emittierte Lioht erscheint dsm Auge als warmes Weiß. Eine Ausbildung des Überganges, bei der der Lawinendurohsohlag in der Nähe der Oberfläohe auftritt, bedingt eine Dotierungakonsentration, die am höchsten in der Nähe der Oberfläche des Überganges ist. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, hat die Konsentration der Dotierung eines der Gebiete ein Konsentrationsprofil, das von dsr Oberfläohe abwärts entlang des Überganges die Form einer verhältnismäßig sohmalsn Kurve mit eoharfer Spitse hat. Dabei ist von wesentlicher Bedeutung, daß die Spitse so nahe wie möglich an der Oberfläche des Halbleiterkörper· liegt und daß sis verhältnismäßig schmal ist. Bei Verwendung von n-Dotierungen kann err«*bht werden, daß Ais Spitze unmittelbar bei der Obsrfläohs auftritt. Je größer die Breite der Spitse ist, umso tiefer dringt der Lawinendurohsohlag bei Verstärkung des Strom·· in den Halbleiterkörper einj ein solches tisfes Eindringen hat die Folge, daß Licht nur mit schlechtem Wirkungsgrad ereeugt wird.

Wenn man das emittierte Lioht unter einem Mikroskop betrachtet, erscheint es als eine gleichmäßige linienförmige Quelle mit einer Breite von ungefähr 3000 Xf sie tritt entlang der Linie auf, in der der pn-übergang die Oberfläche des Bauelement· sohnsidst. Die Helligkeit einseiner gesättigter mlkroplasmatisohsr Erscheinungen liegt bei sohätsüngswslse 5 Lambert bei normalen Stromdiohten. Eine solohs Helligkeit würde wahrscheinlich nioht erreicht werden, wenn naoh den Lehren des Standee der Technik vorgegangen würde und optisohs Systeme sur fokussierung des Liohtee verwendet würden. Im Gegensatz hlersu wird bei der Belichtung eines Spelohermediums, beispielsweise eines fotografischen Filmes, im kontakt oder fast Im Kontakt mit dem mlkroplasmatlsohsn Bereioh eine sehr wirksame Art der Speicherung erreioht.

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Ια Betrieb wird der ixt den Figuren 1 und 3 dargestellte pn-übergang durch Sehließen der Schalter 30 und 32 selektiv erregt. Diese Erregung bewirkt, daß an dem übergang eine Oegenepannung auftritt, deren Höhe ausreicht, ua da· Auftreten des Lawineneffektes zu erreichen· Bein Auftreten dieses Effektes tret/ίβη lichtemittierende mlkroplaamatisehe Erscheinungen entlang dem pn-übergang 10 auf. Der pn-übergang ist in einem geeigneten Abstand von dem fotografischen Material 34 (Pig· 3) angeordnet, so daß eine Belichtung des fotografischen Materials erfolgt und ein kleiner Punkt ausgebildet wird. Dieser durch die Belichtung erseugte Punkt repräsentiert einen gespeicherten Datenwert·

Die obige Beschreibung eines vereinfachten AusfUhrungsbeispiels der Erfindung besog sioh auf einen pn-übergang in der Größenordnung von etwa 10"' oder mehr om, der Licht aussenden kann und insbesondere als Regietrierwandler sur Belichtung von fotografieehern Material und sur Bildung eines runden Beliohtungspunktes aus einem quadratischen Übergang geeignet ist· Die Wirksamkeit der Liohtemission wird erhöht dureh eine besondere Dotierungsart, bei der die höohste !Concentration des Dotierungemittels sehr nah an der Oberfläehe des Halbleiterkörpers liegt und einen Konsentrationsgradienten von der Oberfläche abwärts normal eu der Halbleiterplatte von dem Rand des Überganges hat, weloher eine Kurve mit einer schmalen Spitse darstellt. Außerdem erfolgt die Registrierung auf dem fotografischen Material ohne alle optisohen Mittel.

Ein praktisches Ausflihrungsbeispiel der Erfindung, bei dem weitere Einzelheiten und susätsliohe Merkmale der Erfindung auftreten, ist in den Figuren 4 bis 6 dargestellt, welehe eine x-y-Matrise von pn-Übergängcn selgen. Die Matrise kann mit einer neuen, der Erfindung angepaßten teohnieohen Ausführung der Erregung versehen sein. Sie kann mit Hilfe der bekannten Flanarteehnologle hergestellt werdenι dadurch ist

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e» möglich, eine Matrlse mit einer großen Zahl τοη Einheiten bei hoher Zuverlässigkeit und unter Anwendung satsweiser Herstellung der Halbleiterkörper bsw. Halbleiterplatten auszubilden. Eine Massenherstellung iet muglioh. Sie Auebildung der Verbindungen der einselnen pn-Übergänge, durch die die Matrise gebildet ist, erfolgt duroh Diffusion und Vakuumauftragung, bo daß die Verbindungen der gesamten Matrize ebenfalls satzweise in einem verhältnismäßig einfachen Verfahren hergestellt werden können«

Die Ausbildung der Verbindungen, die bei dem Ausführungsbeispiel naoh den Figuren 4 bis 6 verwendet werden, ist im einseinen in der USA-Patentanmeldung Ser. Ho· 103 564 der Anmelderin "Solid State Circuit with Crossing Leads and Method for Making Same*, angemeldet am 17.4.1961, beschrieben. Trotz der vielen Kreuzungen wird ein niedriger Geeamt-Verbindungswiderstand in den Reihen und Spalten einer großen Zahl x-y-verbundener pn-Übergänge erreicht. Die Ausbildung eines derart niedrigen Verbindungswlderstandes ist τοη besonderer Bedeutung bei der x-y-Anordnung τοη pn-Übergängen. Wenn der pn-übergang und die Verbindungen einen hohen Geeamtwideretand haben, wurde eine entsprechend stärkere Energiequelle notwendig sein, damit die erforderliche Energie an den letsten pn-übergang in der Reihe angelegt werden kann. Eine derart starke Energiequelle wäre jedooh τοη Haohteil, well dann der erste pn-übergang in der Reihe die Tendeni sum Aufträten τοη Durchschlagen haben würdet um daher stärkere Energiequellen au renneiden, müßte die Zahl der in Reihe geschalteten pn-Übergänge begrenst werden. Die niederohaigen Kreuzungeverbindungen gemäß der Erfindung führen la vorteilhafter Weise au niedrigen Verbindungswiderständen und setsen den EnergieTerbraueh herab, so das »ehr pn-Übergänge In Reihe geschaltet werden können.

Unter Berücksichtigung der obigen Gesichtspunkte werden nachfolgend weitere Einzelheiten des Aufbaues eines Aueführungsseispiels der Erfindung gegeben. Die x-y-Matrise der figuren

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4 bis 6 enthält einen Hai blei terkörper 50, welcher aus einer Einkristall-Halbleiterplatte aus n~Silizium besteht und Pho·- phor, Antimon oder Areen als Dotierungemittel enthält. Sie Dotierung dee Halbleiterkörper 50 kann durch Einbau von Dotierungemitteln während dee Kristallwaohsturne oder ansohließend durch in der Technik bekannte Verfahren herbeigeführt werden, beispielsweise durch Diffusion. Der Halbleiterkörper 50 weist eine größere Zahl von Zellen auf, beispielsweise 52, 54, 56 und 58. Diese Zellen sind im wesentlichen in gleicher Weise aufgebaut und in einer x-y-Matrize angeordnet. In Flg. 4 sind nur Tier dieser Zellen dargestellt, jedoch sind in der Praxis in vielen fällen beispielsweise oder mehr dieser Zellen in einem einzigen Halbleiterkörper mit integrierter Schaltung vorhanden. Die dargestellten Zellen 52 und 54 haben einen Mittelpunktabstand von 45 ^x 10""' cm, und die Zellen 52 und 58 haben den gleichen Abstand. Die Zellen und 53 liegen in einer ersten Spalte, während die Zellen 54 und 56 in einer anderen Spalte liegen. Die Zellen 52 und 54 liegen in einer ersten Reihe, während die Zellen 56 und 58 in einer anderen Reihe liegen. Dieee Bezeiohnungsweise kann naturgemäß auch geändert oder umgekehrt werden, und sie wird im vorliegenden Fall nur aus Definitionsgründen und zur Erleichterung der Beeohreibung benutzt.

Bei der Beeohreibung der Sohnittdarstellungen der Figuren 5 und 6 ist su berücksichtigen, daß alle Zellen im weeentHohen identisch aufgebaut sind, so das die Beschreibung einer Zelle genügt, da sie sich in gleioher Welse auoh auf alle anderen Zellen der Matrize bezieht. Zelle 52 weist ein Gebiet 60 eines ersten Leitfähigkeitstype auf, z.B. p-Leitfähigkelt, wie sie duroh Diffusion von Aluminium, Indium oder vorzugsweise Bor erzeugt werden kann) diese Leitfähigkeit ist der n-Leitfähigkeit des Halbleiterkörper 50 entgegengesetzt. Alle p-Oebiete der Matrize, beispielsweise das Gebiet 60, können duroh die bekannten Verfahren der fotografie und Diffusion gleichzeitig

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ausgebildet werden, wie ·■ beispielsweise In der USA-Patentsohrift Nr. 3 108 339 (Gordon £· Moort und Robert N. Noyoe) rom 29· Oktober 1963 besohrieben let· Dae Patent gehört der Anmelderin. Kurs sueammengefaet wird dabei in der Regel so τοrgegangen, dafi bei Verwendung eine· Silisiumplättohens als Halbleiterkörper auf der Oberfläche 62 duroh Oxydierung des Halbleiterkörper« 60 eine Oxydaaeke auegebildet wird, und dann werden beetiamte Teile des Oxyds duroh fotografische Verfahren selektiv entfernt, und ewar dort, wo die p-Geblete 60 aussubilden sind. Der Halbleiterkörper 50 wird dann in einen Diffusionsofen gebracht und das erforderliche Dotierung*· mittel eingeführt, so daß sieh eine Vielsahl Ton p-Gebieten ergibt.

Innerhalb jedes Gebietes 60 ist ein sohUaselförmlges Gebiet angeordnet, dessen Leitfähigkeitstyp dem des Gebietes 60 entgegengesetBt ist, beispielsweise ^Leitfähigkeit, die duroh Verwendung von Antimon, Arsen oder vorsugsweiee Phosphor als Dotierungsmittel erseugt wird. Diese Gebiete können ejfcenfalls gleichseitig duroh fotografische und Diffusionsverfahren hergestellt werden, die bereite im Zusammenhang mit dem Gebiet besohrleben wurden. Das p-Gebiet 60 und das n-Geblet 64 enthalten Dotierungskonsentrationen, wie eis im Hinbliok auf die figuren 1 bis 3 beschrieben wurden, so dafi sieh ein pn-übergang ergibt, welcher sur Emittierung von Licht geeignet ist, wenn Lawineneffekte auftreten.

Gleichseitig mit den n-Gebieten 64 werden swei Teile 68 und aus hoch leitfähigem Halbleitermaterial innerhalb des aktiven p-Gebietes 60 der Zelle 52 ausgebildet. Die hooh 1eitfähigen Teile 68 und 70 bilden reohteokige Gebiete, die sieh über einen wesentlichen Teil der Zelle 52 erstrecken. Sie sind stark dotiert, damit sie die geforderte hohe Leitfähigkeit erhalten· In den Figuren 4 und 5 sied diese Gebiete mit ■+

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beselohnet, um ansudeuten, dal ·1· tin· höh· Leitfähigkeit besltsen. Das Gebiet 64 tmd die Teilt 68 und 70 haben 1* weeentllohen di· gleichen Botierungskonscntratloncnt so deJ ■it bei allen Zellen der Hatrlse gleichzeitig ausgebildet kennen.

Wenn der Halbleiterteil der Matrii· ausgebildet ist, ist ·· nur nooh erforderlioh, di· leitfähigen Streifen auf anbringen, und die Mfttriie iet rolletändlg berge·teilt. Wie aue «em Fl* guren 4 und 6 hervorgeht, verbinden die durablaufenden leitfähigen Streifen 72 beetiaate Zellen, beispielsweise die Zellen 52 und 58 einer Spalte. D*bei iet bei den n-Gebieten jeder Zelle wenigsten· ein Teil de· Oxyde tob ihrer Oberfläohe (beiepieleweiee duroh fotografieohe Verfahren) entfernt «or* den» eo deJ die durchlaufenden leitfähigen Streifen 72 mit allen freiliegenden flächen der Oebiete 64 ia Kontakt stehen und eine gruflere Zahl aufeinanderfolgender Gebiete 64 r*rbinden. Bei des dargestellten AuefOhrungabeiayiel eind die Streifen 72 rerhältniemäflig eohmal, wenn eie sieh in der Mähe der lichtemittierende» überginge swieehen dem gebieten 60 und 64 befinden, während ei· außerhalb der Zellen breiter eind. Auf dieee Weise 1st erreloht, da» die leitfähigen Streifen die Llehtemisslon möglich*t wenig beeinträchtigen, während der Widerstand der Streifen gering gehalten wird.

Sie durchlaufenden leitfähigen Streifen 72 werden roreugeweiee derart auegebildet, öafi aunaohst ein Toll des Oxyde 74 ▼on der Oberfläohe 62 dort entfernt wird, wo es über dea Ge* biet 64 liegt. Diese selektive Entfernung des Oxyds kann duroh bekannte fotografieohe Verfahren erfolgen. laoh ier Sntfernung der betreffenden Teile des Oxyde 74 können die durohlaufenden leitfähigen Streifen 72 duroh Vakuumrrerdamffang aufgebracht werden. Hierfür stehen wenigstens swei bekannt· Verfahren sur Verfügung. Kaoh dem ersten Verfahren wird die gesamt· Oberfläohe der Xatrlse aunftehst mit dem leitfähig« Metall

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bedeckt, aia· λ« dl· Streifen hergestellt werden sollen, und ·■ werden ansohlloBcnd di· ttbcrsehfissigen Teile durch fotografieoho Verfahren atlcktir entfernt. Alternativ können au oh dl· IcI-IfHhIgMi Streifen unmittelbar durch Vakuumverdampfung durch «in· Präslsionsmaalc· «raeugt werden, ««loh· öffnungtn dort aufweist, wo dl· ltitfählgen Streifen ausgebildet werden ■ollan. SI· Kaaka wird auf da· Halbleiterplättohen aufgelegt. da« leitfähig* Material verdampft uni durch dl« Maak· auf dem Halbleiterkörper niedergeschlagen· lach Abeohluß der Vakuum« auftragUBg der Streifen 72 «lad die n-Ctefelete 64 elektrieeh miteinander rerbunden.

Wie au· den figuren 4 und 6 ferner erkennbar let, können gleichseitig mit der Ausbildung dar durchlaufenden leltfihlgen Streifen 72 mehrere kurse leltfthlg· Streifen 76, 78 und 80 ausgebildet werden. Diese kursen leitfähigen Streifen atehen mit ihren Enden mit den leitfählgen Halbleiterteilen 68 und 70 in Kentakt, so dal eine grufler· Zahl von p~acbi«t«n 60 über eine Verbindung niedrigen Widerstandes in Reihe geschaltet wird. Die leltfMhlgen Streifen 76, 78 und 80 bilden susammen mit den leltflhlg«n Teilen 68 und 70 einen durchlaufenden Leiter, wclohcr unter den Streifen 72 kreusend hindurchgeführt 1st und diesen gegenüber durch die Oxydsohloht 74 isoliert 1st. Si· Oxydsohloht 74 kann Tor, während oder nach der Diffusion der Gebiete 60 und 64 und der diffundierten fell· 68 und 70 ausgebildet werden, und sie kann aus dem gleichen Oxyd bestehen, welches als Masks während der Diffundierung dieser Ocbletc rerwendet wurde. Einigt Teile der Schicht 74 sind aueammengesetste Schichten, welche bei den aufeinanderfolgenden Schritten des Wachstums sinsr Ansahl Ton Oxydsohlchton entstanden« Sie In den Torliegcnden Schnitten dargestellte fern der Oxydsohloht 74 ist sum Zweck der Xrleiohterung der Besohreibung stark rcrelnfacht dargestellt« Sie kursen leitfähigen Streifen 76 hie 80 sind gegenüber dem Halbleitermaterial durch die OxydscMoht 74 isoliert, auBer

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•η denjenigen Stellen, «ο si· sit dta Gebieten 60 und dta ltitfähigen Teilen 68 und 70 Im Kontakt et eben. Di« durohlaufenden leitfähigen Streifen 72 eind in gleicher Weite duroh die Oxydsohloht 74 isoliert, außer an denjenigen Stellen, wo «ie alt den Gebieten 64 in Kontakt etehen.

Ebeneo wit dit durchlauftadta leitfähigen Streifen 72 können auoh die kargen leitfMhigen Streifen 76, 78 und 80 duroh Vakuumverdampfung und fotografische Verfahren auegebildet werden. Dabei kann 4a« Oxyd 74» da« über dta Enden der Ttile 68 und 70 und eine« ftil dt· öebietee 60 liegt, eelektir entfernt werden, und «war gleiohseitig mit der Entfernung dta Oxyde· über dta Otbltt 64· Aneehliefiend an dit Entftrauag dt· Oxydee werden dit leitfähigen Streifen 76, 78 und 80 duroh Vakuumverdampfung glelohaeitig alt der Ausbildung dtr durehlaufenden leitfähigen Streifen 72 duroh da· gleiohe Verfahren autgtbildtt. AlIt Verfahrenseehritt· sur Entfernung tob Oxyd, dit sur Verbindung dtr Zellen notwendig eind, werden daher glti ohst 1 tig Yorgtnomata, und t· wtrdtn dann all· ltltfMhigtn Streifen dtr Matrist gltlehstitig hergestellt, to dal die Ausbildung dtr gtaaatta Vtrbindungtn dtr Matrise la tlnfaohtr und «weokmäfliger Weise la eines eineigen Arbeitsgang erfolgen kann.

Im Rahmen dtr Erfindung let ·· auoh möglich, dit 1titenden Halbleiterteile 68 und 70 au· Material rom Leitfähigkeit·- typ p+ aussubllden. Slat aolohe Auebildung wurde bedingen, daJ Alt Heratellungswelse geringfügig geändert wird. Ia ditaem fall würden dit p+-Ttile 68 und 70 nach dtr Auebildung dtr p-OtDittt 60 daduroh ftrtiggettellt werden, da· da· Oxyd nur ttbtr «ta noch auMubildtndea teilen 68 und 70 etlektir tntftrnt wird und anBohlltStnd sueatilich Dotierungemitttl tindiffundiert wir«. IMLt Heretellung dt· Halbleiterteil· «tr Siariohtung wird dann daduroh abgeiohloesen, dal da« n-atbitt 64 in der beeohritbtnea Wtlet auegebildet wir«·

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Im Betrieb wird elae Energiequellt, beispielsweise «la· Stroe- oder 3pannungs<iuelle, dureh tia (nicht dargeateilt··) logleohea Sohaltayetem «a elae größere Aaaahl τοπ Kontakten angeschlossent die Kontakt· 88 eiad alt dea durelil«af«Bdea leitfMhigea Streifen 72 verbunden, welohe die Gebiete 64 la Spalttn verbinden. Sie gleiche Quelle wird auoh an «la· grtfastr· Saal tob Kontakten 90 angeeohlosscn, welohe nit dea kuraea leitfählgea Streifen 76 verbünd·η «lad, die ihrerseits mit den leitfllilgea Teilen 68 und 70 la Verbindung stehen. Sie logieohe Schaltung ermöglicht, dal ein durohlaufeader leitfthiger Streifen «ad elae Reihe kurier leitfihlger Streifen uad leltfMhiger Teile gl«ioha«ltig erregt warden. lur dlejeaige Seile» die an de« Schnittpunkt der Reihe und der Spalte der erregten leitftthlgea Wege liegt, wird erregt. Xa der au· Slllalu* b«*t«headea Lichtimpulequell· wird dann die aelektlT erregte Zelle aur Llohtemiaaloa reraalaBti da eie unmittelbar aa dea fotografiaobea Material liegt» wird ela fe«lioht«t«r Punkt eraeugt# Ia der beschriebenes Wei·· iet also eiae z-x>Hatrlse aue pa-üherg&agea gebildet· la der ela oder eehrere pn-überg&nge eelektir erregt werden k0an«n. 91· Matrl·· kann la größeren Stttokaahlea biw. la Maaeeapro-Auktion h*rg«etellt werden, und awar naoh Amt Yerfahren der Planarteohaologie, welohe dafür bekannt let, daß eie elae höh· Aufbringung «ad aurerlKaalg· Einrichtungen liefert.

Die Brfinduag 1st nicht auf die beaehriebenea uad dargestellten Ausführung·beiaplel· besehränkt) insbesondere ktfaaea la Rahaea dea Srfindungsgsdaakens duroh Anwendung faohaännisoh«r Kenntnis auoh andere Bauarten oder andere Betriebsweisen Tor· gesehen werden, Auoh können andere Dotierungskomentrationen rerwendet werdea, welohe au einer anderea Färbung des Lieht· führen, da· τοη den Zellen ausgesandt wird. Auoh lat ea möglich, p-Verumrelaigungen an Stall· der n-Verunreinigungen Torauaehea und umgekehrt.

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BtI dta Festkörper-Bauelement gemäß dtr Erfindung sind iss. besondere dl· folgendtn Merkmal· und Vorteilt herrorsuhetent Et itt tint tthr klein· Lichtquell· gesohaffen, dtrtn öröfle nur wenige Tautendetel tlnta Centimeter· betragtj auf dtr Batlt dtt Silieiuat Itt tint Ftttkurptrllthtqutllt alt gutem Wirkungsgrad gttohafftni bei dem trfindungtgtoaB Torgetthtntn Regietrierwandler Itt kein optisches System notwendig, urn tint gtnaut Lagt dtt Regietrierpunktee und die rorgesehene Verteilung bew. Dichte dtr Punkte tu erreichen| trflndungtgtBaJ Itt tint x-y-Matriee aus pn-Übergängen getohafftn, in dtr eineeine oder mehrere dtr pn-tfbtrgängt sugänglith tindf duroh dit rorgttthtnt Art dtr Verbindung kann tint rtehttoklgt Matrlit aut pn-übtrgängtn In bttondtrt rorttilhafttr Weise Terbunden werden; dit Pestkbrperaatriie kann in grötttrtn Stüekeahlen und unter Anwendung dtr Planarteehnologie hergestellt werden.

BAD ORIGINAL

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Claims (15)

- 21 Patentansprüche

1. Halbleiter-Anordnung, insbesondere Halbleiterliohtquelle für Speiohcrsweeke, gekennzeichnet duroh einen Körper aus Halbleitermaterial, In den tin· integrierte Matrize au» pn-Üborgängen ausgebildet iet, welche in Reihen und Spalten angeordnet und naoh dim x-y-Systea yorbunden sind, und «in· Erregung, duroh die bestimmte Reihen und Spalten und dementsprechend bestimmte pn-übergang· erregt werden.

2. Halbleiter-Anordnung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Erregung ao stark iet, daß ein Lawineneffekt in dem erregten pn-übergang auftritt» und daß die Anordnung al« Lichtquelle arbeitet» in der der pn-übergang Lioht emittiert·

3. Halbleiter-Anordnung naoh Anspruch 2, dadurch gekennseiohnet, dafi die pn-Übergänge an einem Gebiet eines ersten Leitfähigkeitetyp· liegen, wobei die Dotierungskonzentration am größten in der Sähe der Oberfläche des Gebietes 1st, und ein «weites Gebiet entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps an das erste Gebiet angr«nst, so dafi ein Lawinenduroheohlag in der Iahe der Oberfläche auftritt und nur ein geringer Teil τοη Lioht kurser Wellenlänge duroh das Halbleitermaterial absorbiert wird.

4. Halbleiter-Anordnung naeh Anspruch 3, dadurch gekennseiehnet, daß der Halbleiterkörper aus Silisium besteht, und dafi das erste Gebiet gegenüber dem Halbleiterkörper den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweist, innerhalb des Halbleiterkörper· ausgebildet 1st und sich su seiner Oberfläche erstreckt, und dafi das swelte Gebiet, das den gleichen Leitfähigkeitetyp wie der Halbleiterkörper hat, Innerhalb des ersten Gebietes ausgebildet ist und sioh ebenfalls sur Oberfläche erstreckt«

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5. Halbleiter-Anordnung naoh einem der Ansprüehe 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierungskonzentration des Gebietes vom ersten Leitfähigkeitetyp in einem Abstand von weniger als einem Mikron unterhalb der Oberfläche den höchsten Wert hat.

6. Halbleiter-Anordnung naoh Anspruoh 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gradient der Sotierungakonzentration in Abwärtsriohtung von der Oberfläche die Form einer Kurve mit einer scharfen Spitze hat, wobei die Spitze weniger als ein Mikron τοη der Oberfläche entfernt 1st.

7· Halbleiter-Anordnung naoh einem der Ansprüohe 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Gebiete eine solohe Dotierungskonzentration aufweist, daß ein Lawinendurohsohlag innerhalb von 0,3 Mikron Abstand von der Oberfläche auftreten kann, während ein Lawinendurohsehlag bei größeren Abständen als 10,3 Mikron praktisch nicht mehr auftritt.

8. Halbleiter-Anordnung nach einem der Ansprüohe 3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierungemittel in den erwähnten Gebieten so verteilt sind, daß der Eonsentrationegradient über dem Übergang an der Oberfläche wenigstens bei 7,0 χ 10 * dotierende Atome/om -cm liegt, und ein Konzentrationegradient über dem Übergang τοη wenigstens etwa 2,0 χ 10 dotierenden Atomen/om -cm bei weniger als etwa 3 Mikron von der Oberfläche vorhanden ist·

9. Halbleiter-Anordnung naoh Anspruoh 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Konzentrationsgradient über dem Übergang an der Oberfläche in der Größenordnung von 7,0 χ 10²' bis 4-,O χ 10 * dotierende Atome/oa -cm und der Koazentrationsgradient über dem Übergang bei weniger als 5 Mikron von der Oberfläche in der Größenordnung von ungefähr 2,0 χ 10 * bis 2,5 x 10²* dotierende Atome/011 -on liegt.

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10..Halbleiter-Anordnung naoh einem der Ansprüche 3 bis 9, daduroh gekennzeichnet, daß der Gradient der Dotierungskonzentration über dem Obergang an der Oberfläche eo bemeseen ist, daß die Burohsohlagaspannung weniger ale etwa 6 ToIt beträgt» und der Gradient der Dotierungskonzentration über dem Übergang bei weniger al· etma 5 Mikron von der Oberfläche eo bemessen ist, daß die Durohsahlagsspannung größer als etwa 7 Volt ist.

11. Halbleiter-Anordnung naoh einem der Ansprüche 1 bis 10, daduroh gekennaeichnet, daß jeder pn-übergang ein p-Gebiet und ein n-Geblet hat, und die pn-Übergänge in Reihen und Spalten angeordnet sind, wobei die Gebiete vom einen Leitfähigkeit» typ in Reihen und die Gebiete rom anderen Leitfähigkeitstyp in Spalten verbunden sind, und daß durchlaufende leitfähige Streifen eine größere Zahl von ersten Gebieten verbinden, und mehrere leitfähige Halbleiterteile in dem Halbleiterkörper vorhanden sind, mit denen kurse leitfähige Streifen verbunden sind, welche eine größere Zahl anderer Gebiete verbinden, wobei die kurzen leitfähigen Streifen die leitfähigen Halbleiterteil· berühren und daduroh durchlaufende Leiter bilden, und daß eine Isolierschicht vorhanden 1st, welche die kursen und die durchlaufenden Streifen von dem Halbleiterkörper trennt, außer an denjenigen Stellen, an denen die Streifen dl· leitfähigen Halbleiterteile berühren, und daß dl· Reihen und Spalten mit einer Erregerquelle verbunden sind, welohe bestimmte Reihen und Spalten erregt.

12. Halbleiter-Anordnung naoh Anspruch 11, daduroh gekenn-■eiohnet, daß die leitfähigen Halbleiterteil· dl« entgegengesetzte Leitfähigkeit wie die eine Gruppe der Halbleitergebiete haben und In einen der Gebiete unterhalb der durohlaufenden leitfähigen streifen liegen und von diesen durch ein· Isolierschicht getrennt sind«

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13· Halbleiter·«Anordnung naoh einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigetens eines der Gebiete eines bestimmten Leitftthigkeitetyps eine hohe Konsentration an Dotierungemitteln in der Nähe der Oberfläche des Halbleiterkörpers hat, und daß durch die Erregung eine Spannung angelegt werden kann, duroh die in den pn-übergängen ein Lawineneffekt herbeigeführt wird.

14· Halbleiter-Anordnung naoh einen der Ansprüohe 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einem fotografischen Medium sum Zweck der Speicherung τοη Informationen angeordnet ist.

15. Halbleiter-Anordnung naoh Anspruch 14, dadurch gekennseiohnet, daß die aus pn-Übergängen bestehende Matrize in einem Abstand von etwa 5 bis 23 x 10 ' em von dem fotografischen Medium entfernt angeordnet ist.

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