DE1621328B2 - Process for the production of a semiconducting layer - Google Patents

Process for the production of a semiconducting layer

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DE1621328B2
DE1621328B2 DE19671621328 DE1621328A DE1621328B2 DE 1621328 B2 DE1621328 B2 DE 1621328B2 DE 19671621328 DE19671621328 DE 19671621328 DE 1621328 A DE1621328 A DE 1621328A DE 1621328 B2 DE1621328 B2 DE 1621328B2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer halbleitenden Schicht, bei dem ein binärer Halbleiter auf einen Schichtträger aufgedampft wird.The invention relates to a method for producing a semiconducting layer, in which a binary Semiconductor is evaporated onto a substrate.

Ein derartiges Verfahren ist bereits aus der USA.-Patentschrift 2936252 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren, welches zur Herstellung von Schichten aus elektrolumineszenten Materialien bestimmt ist, werden in einer ersten Verfahrensstufe elektrolumineszente Monokristalle aus den Sulfiden oder Oxiden des Kadmiums oder Zinks gebildet, wobei diese Monokristalle durch Verdampfen der Grundkomponenten in einer Schwefelwasserstoff- oder sauerstoffhaltigen Atmosphäre erzeugt werden. Diese Dämpfe werden auf einem Schichtträger bei Bedingungen niedergeschlagen, welche die Ausbildung von Monokristallen gestatten. In der zweiten Verfahrensstufe dieses bekannten Verfahrens werden die zuvor gebildeten Monokristalle im Hochvakuum verdampft und auf einen durchscheinenden Schichtträger niedergeschlagen, wobei dieser Schichtträger hinreichend erhitzt wird, um die Rekristallisation der aufgedampften Materialien zu Monokristallen zu gewährleisten.Such a method is already known from US Pat. No. 2936252. With this well-known Process which is intended for the production of layers from electroluminescent materials, In a first process step, electroluminescent monocrystals are made from the sulfides or oxides of cadmium or zinc, these monocrystals being formed by evaporation of the basic components generated in an atmosphere containing hydrogen sulfide or oxygen. These fumes are deposited on a substrate under conditions conducive to the formation of monocrystals allow. In the second process stage of this known process, the previously formed Monocrystals evaporated in a high vacuum and deposited on a translucent substrate, this substrate being heated sufficiently to allow the recrystallization of the vapor-deposited materials to ensure monocrystals.

Dieses bekannte Verfahren ist insofern nachteilig, als es einen beträchtlichen technischen Aufwand erfordert und speziell auf die Herstellung elektrolumineszenter Schichten abgestellt ist, so daß sich die mit Hilfe des bekannten Verfahrens hergestellten Erzeugnisse nicht ohne weiteres für Gleichrichter, Detektoren, Photozellen, Transistoren usw. eignen.This known method is disadvantageous in that it requires considerable technical effort and is specially designed for the production of electroluminescent layers, so that with Products manufactured with the help of the known method are not easily used for rectifiers, detectors, Photocells, transistors, etc. are suitable.

In der Technik bevorzugte Halbleiter bestehen entweder aus reinen Elementen, wie beispielsweise SiIicium, Germanium und Selen oder aus chemischen Verbindungen, wie beispielsweise Kupfer (I)-oxid, Bleisulfid, Siliciumkarbid, Bleitellurid usw.Semiconductors preferred in technology consist either of pure elements such as silicon, Germanium and selenium or from chemical compounds such as copper (I) oxide, Lead sulfide, silicon carbide, lead telluride, etc.

Bei Halbleiterwerkstoffen, wie Silicium und Germanium, spielen kleinste Spurenanteile von ausgewählten Verunreinigungen und/oder Kristallfehlstellen eine bedeutsame Rolle, um die Halbleitereigenschaften des Werkstoffes zu beeinflussen oder zu verändern.In semiconductor materials such as silicon and germanium, the smallest trace amounts of selected Impurities and / or crystal vacancies play a significant role in the semiconductor properties to influence or change the material.

Die Verunreinigungen führen zum Entstehen von relativ frei beweglichen Elektronen, welche sich unter Ladungstransport bewegen. Andererseits können die Verunreinigungen auch Elektronen aus ihrem normalerweise eingenommenen Gitterplatz entfernen, wodurch eine Fehlstelle im Gitter ausgebildet wird, die von einem benachbarten Elektron ausgefüllt wird, wodurch eine neue Gitter-Fehlstelle ausgebildet wird, die sodann ihrerseits wieder aufgefüllt wird. Die sich daraus ergebende Fehlstellen-Wanderung kommt einer elektrischen Leitung in einem Richtungssinn gleich, der demjenigen Richtungssinn entgegengesetzt gerichtet ist, der bei der Wanderung von Elektronen auftritt.The impurities lead to the creation of relatively freely movable electrons, which are located below Move cargo transport. On the other hand, the impurities can also get electrons out of their normally remove occupied lattice space, whereby a flaw is formed in the lattice, which is filled by a neighboring electron, whereby a new lattice defect is formed, which is then replenished in turn. The resulting flaw migration comes one electrical line in one sense of the direction, the opposite of that sense of direction that occurs during the migration of electrons.

Wie bereits erwähnt, erfordert das bekannte Verfahren zur Herstellung halbleitender Schichten einen beträchtlichen technischen Aufwand, der sich kostenmäßig in den relativ hohen Preisen der auf bekannte Weise erzeugten Halbleiterschichten ausdrückt.As already mentioned, the known method for producing semiconducting layers requires a considerable technical effort, which in terms of costs is reflected in the relatively high prices of the known Expresses semiconductor layers produced in a manner.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches auf technisch einfache und kostengünstige Weise die Herstellung von Halbleiterwerkstoffen bzw. halbleitenden Schichten gestattet.The invention is therefore based on the object of creating a method of the type mentioned at the outset, which in a technically simple and inexpensive way enables the production of semiconductor materials or semiconducting layers permitted.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein halbleiterbildendes Metall und ein halbleiterbildendes, unter Normalbedingungen festes Nichtmetall gleichzeitig verdampft und die Dämpfe auf einem Schichtträger, der auf einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des zu erwartenden Halbleiters gehalten wird, niedergeschlagen wer den· This object is inventively achieved in that a semiconductor-forming metal and a semiconductor forming solid under normal conditions nonmetal simultaneously vaporized and the vapors on a substrate, of the held anticipated semiconductor to a temperature below the melting point, deposited who the ·

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird alsAccording to one embodiment of the invention, as

Metall Kadmium, Zink, Gallium, Blei, Thallium, Indium oder Wismut und als Nichtmetall Bor, Arsen, Kohlenstoff, Phosphor, Schwefel oder vorzugsweise Selen verwendet.Metal cadmium, zinc, gallium, lead, thallium, indium or bismuth and as a non-metal boron, arsenic, Carbon, phosphorus, sulfur or preferably selenium is used.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, daß nach Erhalt der halbleitenden Schicht das Aufdampfen bei einer Temepratur des Schichtträgers, die oberhalb des Schmelzpunktes des zu erwartenden Halbleiters liegt, fortgesetzt wird, bis auf der amorphen halbleitenden Schicht eine kristalline Schicht erhalten wird.It has been found to be particularly advantageous that after receiving the semiconducting layer Vapor deposition at a temperature of the support which is above the melting point of the expected Semiconductor is, is continued until a crystalline layer is obtained on the amorphous semiconducting layer will.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Schichtträger nach Erhalt der halbleitenden Schicht über den Schmelzpunkt des Halbleiters erwärmt werden, bis eine amorphe und eine kristalline halbleitende Schicht auf dem Schichtträger erhalten werden.According to a further embodiment of the invention, after receiving the semiconducting Layer to be heated above the melting point of the semiconductor until one amorphous and one crystalline semiconducting layer can be obtained on the support.

Dabei hat sich herausgestellt, daß besonders gün-It turned out that particularly favorable

stige Verfahrensergebnisse dadurch erzielt werden können, daß mehr Metall, als der stöchiometrischen Menge entspricht, auf den Schichtträger niedergeschlagen wird.permanent process results can be achieved that more metal than the stoichiometric Amount corresponds to the layer substrate is deposited.

Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten halbleitenden Schichten enthalten eine dünne Schicht eines glasartigen Halbleiters, der we- . nigstens ein Metall und wenigstens ein bei Raumtemperatur festes Nichtmetall enthält. Beim Niederschlagen der verdampften Komponenten auf dem Schichtträger werden die verschiedenen Atome regellos miteinander unter Ausbildung eines kontinuierlichen und homogenen nichtkristallinen Films auf dem Schichtträger vermischt. Diese Filme können mit beliebiger Dicke erzeugt werden. Filmdicken im Bereich von etwa 1000 Angström bis zu 200 μπι und dicker sind für Halbleiterzwecke am günstigsten, aber es lassen sich auch derartige Filme herstellen, die lediglich eine Dicke von einigen 100 Angström besitzen.The semiconducting layers produced with the aid of the method according to the invention contain one thin layer of a vitreous semiconductor that we-. at least one metal and at least one at room temperature contains solid non-metal. When the evaporated components are deposited on the substrate the various atoms are randomly connected to one another, forming a continuous one and homogeneous non-crystalline film mixed on the support. These films can be used with any Thickness can be generated. Film thicknesses in the range from about 1000 Angstroms up to 200 μm and thicker are the cheapest for semiconductor purposes, but leave it alone such films can also be produced which are only a few 100 angstroms thick.

Die erfindungsgemäß hergestellten halbleitenden Schichten lassen sich am besten als glasartige Halbleiter oder Semi-Isolatoren bezeichnen. Diese Verfahrensprodukte besitzen elektrische Eigenschaften, die sich von denjenigen der reinen Komponenten oder von stöchiometrischen Verbindungen dieser Komponenten unterscheiden. Von diesen Stoffen gewonnene Röntgenstrahl-Beugungsraster erweisen sich als vom glasartigen oder nichtkristallinen Typ. Diese glasartigen Halbleiter können als thermodynamisch metastabil bezeichnet werden, wenngleich sie einen hohen Grad an phenomenologischer Stabilität besitzen und ihre Struktur bei relativ hohen Temperaturen beibehalten. In einigen Fällen ist die Kristallisationstemperatur dieser glasartigen Halbleiter höher als die der jeweiligen Einzelkomponenten.The semiconducting layers produced according to the invention can best be used as glass-like semiconductors or semi-isolators. These process products possess electrical properties that differ from those of the pure components or differ from stoichiometric compounds of these components. Obtained from these substances X-ray diffraction grids are found to be of the vitreous or non-crystalline type. This glassy Semiconductors can be described as thermodynamically metastable, although they have a high Have a degree of phenomenological stability and maintain their structure at relatively high temperatures. In some cases, the crystallization temperature of these glassy semiconductors is higher than that of the respective individual components.

Die auf erfindungsgemäße Weise hergestellten halbleitenden Schichten enthalten wenigstens ein festes oder flüssiges Metall und wenigstens ein festes Nichtmetall. Als Metalle kommen Kadmium, Zink, Gallium, Neodym, Quecksilber, Kupfer, Silber, Mangan, Aluminium und Wismut in Betracht. Als erfindungsgemäß zu verwendendes Nichtmetall sind Selen, Bor, Arsen, Kohlenstoff, Phosphor und Schwefel geeignet.The semiconducting layers produced in the manner according to the invention contain at least one solid layer or liquid metal and at least one solid non-metal. The metals cadmium, zinc, Gallium, neodymium, mercury, copper, silver, manganese, aluminum and bismuth can be considered. As according to the invention non-metals to be used are selenium, boron, arsenic, carbon, phosphorus and sulfur suitable.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Diese zeigt eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung.This shows an apparatus for carrying out the method according to the invention.

Wie der Zeichnung zu entnehmen, ruht eine Glocke 10 auf einer Grundplatte 11, welche Vakuumleitungen 12 und Regelventile 13 umschließt. Zur Erhitzung von Verdampfungstiegeln 16 und 17, welche zu verdampfende Materialien 18 und 19 enthalten, sind Widerstandsheizkreise 14 und 15 vorgesehen. An einer eine wassergekühlte Basis 21 enthaltenden HalterungAs can be seen from the drawing, a bell 10 rests on a base plate 11, which has vacuum lines 12 and control valves 13 encloses. For heating evaporation crucibles 16 and 17, which are to be evaporated Containing materials 18 and 19, resistance heating circuits 14 and 15 are provided. At a a bracket containing a water-cooled base 21

20 ist eine Wasserkühlungseinrichtung 22 vorgesehen. Ein zu bedampfender Schichtträger 23 wird von der wassergekühlten Basis 21 gehalten. Eine an der BasisA water cooling device 22 is provided. A substrate 23 to be vaporized is of the water-cooled base 21 held. One at the base

21 gelenkig angebrachte Aluminiummaske 24 dient zur Auflage auf dem Schichtträger 23, um denselben abzudecken, bis die zu verdampfenden Materialien 18 und 19 auf eine geeignete Temperatur erhitzt worden sind.21 hinged aluminum mask 24 is used to rest on the layer support 23 around the same cover until the materials to be evaporated 18 and 19 have been heated to a suitable temperature are.

Das Metall und das Nichtmetall werden jeweils in einem gesonderten Inerttiegel, beispielsweise aus Quarz oder Hartglas eingebracht. Bei der Verdampfung der Komponenten ist es vorteilhaft, die Temperatur der genannten Komponenten zwischen ihrem Schmelzpunkt und ihrem Siedepunkt zu halten. Soll beispielsweise eine amorphe Kadmium-Selen-Schicht mit etwa 20% Kadmium und etwa 80% Selen hergestellt werden, so hat sich eine Temperatur von etwa 217° C für das Selen und von etwa 322° C für das Kadmium als ausreichend herausgestellt. Soll die Selenmenge der filmartigen Schicht erhöht werden, so wird die Temperatur des Selenbehälters erhöht und/The metal and the non-metal are each in a separate inert crucible, for example from Introduced quartz or hard glass. When evaporating the components, it is advantageous to adjust the temperature to keep the components mentioned between their melting point and their boiling point. Intended to For example, an amorphous cadmium-selenium layer is produced with about 20% cadmium and about 80% selenium so has a temperature of about 217 ° C for the selenium and of about 322 ° C for the Cadmium was found to be sufficient. If the amount of selenium in the film-like layer is to be increased, see above the temperature of the selenium container is increased and /

5 oder wird die Temperatur des Kadmiumbehälters erniedrigt. Soll jedoch die Kadmiummenge in der Schicht erhöht werden, so werden die vorgenannten Temperaturänderungen im gegenteiligen Sinn ausgeführt. Soll eine sehr langsame Verdampfungsgeschwindigkeit erreicht werden, so wird die Verdampfungstemperatur einer oder beider Komponenten auf einer Temperatur unterhalb ihrer Schmelzpunkte gehalten. 5 or the temperature of the cadmium container is lowered. However, if the amount of cadmium in the Layer are increased, the aforementioned temperature changes are carried out in the opposite sense. If a very slow evaporation rate is to be achieved, the evaporation temperature becomes one or both components are kept at a temperature below their melting points.

Die Vakuumkammer wird auf einem Vakuum von etwa 2 X 10~5 bis 2 X 10~8 Torr gehalten, obwohl ein Vakuum oberhalb oder unterhalb dieses Bereiches ebenfalls zufriedenstellend verwendet werden kann. Bei den obengenannten Bedingungen wird eine Schichtdicke von etwa 5 bis 30 μπι erhalten, wennThe vacuum chamber is maintained at a vacuum of about 2 X 10 -5 to 2 X 10 ~ 8 Torr, although a vacuum may also be used satisfactorily above or below this range. With the above conditions, a layer thickness of about 5 to 30 μm is obtained if

ao die Verdampfung für eine Zeit von etwa 1 bis 3 Stunden, bei.einem Vakuum von etwa 2XlO"5 Torr durchgeführt wird. Ersichtlich hängt die Menge einer bestimmten Komponente im glasartigen Film primär von der Menge des verdampften Metalls oder Nichtmetalls ab, welche bei einem gegebenen Druck temperaturabhängig ist. Es sei angemerkt, daß eine glasartige Schicht auch durch Dampftransport oder Zerstäuben ohne Verwendung eines Vakuums gebildet werden kann.ao the evaporation is carried out for a time of about 1 to 3 hours, at.einem vacuum of about 2XlO " 5 Torr. Obviously, the amount of a certain component in the vitreous film depends primarily on the amount of the evaporated metal or non-metal, which in a It should be noted that a vitreous layer can also be formed by vapor transport or sputtering without the use of a vacuum.

Die halbleitenden Schichten können auf einen beliebigen leitenden oder isolierenden geeigneten Schichtträger aufgedampft werden. Als leitende Schichtträger kommen Messing, Aluminium, rostfreier Stahl, leitend überzogenes Glas oder Kunststoff usw. in Betracht. Als Isolatoren sind Quarz, Hartglas, Glimmer, Polyäthylen usw. geeignet. In manchen Fällen kann es zwar vorteilhaft sein, den Schichtträger vollkommen zu eliminieren.The semiconducting layers can be on any conductive or insulating suitable Layer support are vapor-deposited. Brass, aluminum, and rust-free materials are used as conductive layers Steel, conductive coated glass or plastic etc. are possible. Quartz, hard glass, Mica, polyethylene etc. are suitable. In some cases it can be advantageous to use the support to be eliminated completely.

Halbleiter sind in der Regel aus einem Metall und einem Nichtmetall zusammengesetzt. Bei der Festlegung der Grenze zwischen Metallen und Nichtmetallen dient eine als Zintl-Grenze bekannte, diagonal durch das periodische System gezogene Linie zur Trennung der Metalle von den Nichtmetallen. Gemäß der Erfindung wird wenigstens ein Element von jeder Seite dieser Linie gewählt, wobei sich die verdampften Materialien dadurch auszeichnen, daß sie nichtstöchiometrisch sind. Obwohl Halbleiter aus kristallinen Verbindungen geringe Abweichung von der Stöchiometrie aufweisen können, sind die erfindungsgemäß hergestellten Halbleiter ohne Berücksichtigung der Stöchiometrie gebildet, so daß beträchtliche Abweichungen von der stöchiometrischen Zusammensetzung entsprechender kristalliner Verbindungen die generelle Regel und eine stöchiometrische Zusammensetzung lediglich eine Ausnahme sind. Semiconductors are usually composed of a metal and a non-metal. When laying down the boundary between metals and non-metals is a diagonal boundary known as the Zintl boundary line drawn through the periodic system to separate the metals from the non-metals. According to According to the invention, at least one element is chosen from each side of this line, which evaporates Materials are characterized by the fact that they are non-stoichiometric. Although semiconductors are made of crystalline Compounds that can exhibit slight deviations from the stoichiometry are those according to the invention Manufactured semiconductors are formed without taking into account the stoichiometry, so that considerable deviations of the stoichiometric composition of corresponding crystalline compounds general rule and a stoichiometric composition are only an exception.

Die Struktur erfindungsgemäß hergestellter Halbleiter ist mehr glasartig als kristallin. Die Struktur ist durch die Abwesenheit einer intermediären oder Langbereichsordnungsphase gekennzeichnet, und die Röntgenstrahlen-Beugungsraster sind vom sogenannten glasartigen oder nichtkristallinen Typ. Diese Verbindungen können normalerweise nicht wie Gläser hergestellt werden, d. h. aus der Schmelze abgekühlt werden, und es ist nicht bekannt, daß glasartige Materialien oder Gläser jemals aus diesen Systemen hergestellt worden sind. Es liegen jedoch schon Berichte über erfolglose Versuche zur Herstellung dieserThe structure of semiconductors made according to the invention is more glassy than crystalline. The structure is characterized by the absence of an intermediate or long-range ordering phase, and the X-ray diffraction grids are of the so-called vitreous or non-crystalline type. These Connections cannot normally be made like glasses; H. cooled from the melt and it is not known that vitreous materials or glasses are ever made from these systems have been manufactured. However, there have been reports of unsuccessful attempts to produce them

Materialien vor. Insbesondere geht aus »The Structure of Glass«, Vol. 2, Seite 410, von Kolomietes et al, Consultant's Bureau, New York (1960) hervor, daß Gläser nicht erhalten werden können, wenn Kupfer, Silber, Gold, Zink, Kadmium, Quecksilber, Gallium, Indium, Thallium, Germanium, Zinn oder Blei zusammen mit Selen, Schwefel oder Arsen auf 900° C erhitzt und anschließend niedergeschlagen werden.Materials before. In particular, from "The Structure of Glass", Vol. 2, page 410, by Kolomietes et al, Consultant's Bureau, New York (1960) shows that glasses cannot be obtained when copper, Silver, gold, zinc, cadmium, mercury, gallium, indium, thallium, germanium, tin or lead together heated to 900 ° C with selenium, sulfur or arsenic and then precipitated.

Hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften lassen sich die erfindungsgemäß hergestellten Materialien als Halbleiter oder Semi-Isolatoren beschreiben, was bedeutet, daß sie ein Valenz- und Leitungsband besitzen, welches durch einen verbotenen Energiebereich abgetrennt ist. Ihre elektronischen Eigenschaften sind von denen der reinen Komponenten und von denen einer stöchiometrischen kristallinen Verbindung dieser Komponenten verschieden. Obwohl sie als thermodynamisch metastabil bezeichnet werden können, besitzen sie einen hohen Grad von phenomenologischer Stabilität und behalten ihre Struktur auch noch bei Temperaturen bei, die oberhalb der Raumtemperatur liegen. Ihre Kristallisationstemperatur liegt in manchen Fällen höher als die Kristallisationstemperatur der einzelnen Komponenten.With regard to their electrical properties, the materials produced according to the invention can be used as Semiconductors or semi-isolators describe what means that they have a valence and conduction band, which is separated by a forbidden energy range is. Their electronic properties are of those of the pure components and of those a stoichiometric crystalline compound of these components different. Though they are considered thermodynamic can be called metastable, they have a high degree of phenomenological Stability and retain their structure even at temperatures above room temperature lie. In some cases, their crystallization temperature is higher than the crystallization temperature of the individual components.

Diese glasartigen Materialien können nicht durch irgendeine Schmelztechnik, sondern lediglich durch Niederschlagen aus der Dampfphase erhalten werden. In der Tat sind viele dieser Materialien in flüssigem Zustand bis weit über den Siedepunkt einer der Komponenten hinaus unmischbar. Es wurden sogar glasartige Systeme mit einem Metallgehalt von bis zu 30 Atomprozent erhalten, ohne daß der Schichtträger unter Raumtemperatur abgekühlt wurde.These vitreous materials cannot be melted by any melting technique, but only by Precipitation can be obtained from the vapor phase. In fact, many of these materials are in liquid form State immiscible well above the boiling point of one of the components. They even became glassy Systems with a metal content of up to 30 atomic percent are obtained without the support was cooled below room temperature.

Nach einer typischen Ausführungsform der Erfindung wird aus dem Nichtmetall Selen und einer die Elemente Kadmium, Zink, Gallium, Blei, Thallium, Indium und Wismut umfassenden Gruppe von Metallen eine Gruppe von glasartigen Halbleitern gewonnen, die speziell in der Elektrophotographie verwendbar sind. Diese Verbindungen zeigen ein photoleitendes Spektralverhalten im Wellenlängenbereich von sichtbarem Licht bis einschließlich Infrarot-Licht. Die obengenannten Metalle bilden in Kombination mit Selen glasartige Halbleiter, welche eine elektrostatische Ladung aufnehmen können und bei Bestrahlung mit Licht ein elektrostatisches latentes Bild erzeugen. Dieses Bild kann in an sich bekannter elektrophotographischer Weise entwickelt werden, wie dies beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2297691 beschrieben ist.According to a typical embodiment of the invention, the non-metal is selenium and one is die Elements cadmium, zinc, gallium, lead, thallium, indium and bismuth comprehensive group of metals obtained a group of vitreous semiconductors, which are especially useful in electrophotography are. These compounds show a photoconductive spectral behavior in the wavelength range of visible light up to and including infrared light. The above metals form in combination with Selenium vitreous semiconductors that can absorb an electrostatic charge and generate an electrostatic latent image when exposed to light. This image can be developed in a known electrophotographic manner, as described, for example, in U.S. Patent No. 2297691.

Das durch gleichzeitiges Verdampfen von Wismut und Selen erhaltene Material ist für Infrarotstrahlung empfindlich und kann daher in einem elektrophotographischen System verwendet werden, welches mit Strahlung außerhalb des sichtbaren Spektrums arbeitet. Darüber hinaus kann die Kombination Wismut/ Selen auch in nichtelektrophotographischen Systemen verwendet werden; bei derartigen Systemen handelt es sich um Infrarot-Photodetektoren, Vidikons, Lichtverstärkerplatten, elektrolumineszente und andere elektro-optische Vorrichtungen.The material obtained by simultaneous evaporation of bismuth and selenium is for infrared radiation sensitive and can therefore be used in an electrophotographic system which uses Radiation outside the visible spectrum works. In addition, the combination of bismuth / Selenium can also be used in non-electrophotographic systems; acts in such systems these are infrared photodetectors, vidicons, light intensifying panels, electroluminescent and others electro-optical devices.

Bei der Verwendung in der Elektrophotographie werden die obengenannten Materialien auf einen geeigneten leitenden Schichtträger, wie beispielsweise Messing, Aluminium, rostfreier Stahl, leitend überzogenes Glas oder Kunststoff usw. aufgedampft. Auf der so erzeugten elektrophotographischen Platte wird eine gleichförmige elektrostatische Ladung durch eine Korona-Entladung erzeugt, um ihre gesamte Oberfläche zu sensibilisieren. Die Platte wird dann mit einem Bild aus aktivierender, elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise Licht, belichtet, welche die Ladung in den belichteten Bereichen des Photoleiters selektiv ausgleicht,- während in den nichtbelichteten Bereichen ein latentes elektrostatisches Bild verbleibt. Das Bild kann entwickelt oder auf ein anderes Material übertragen werden, wobei die Entwicklung durchWhen used in electrophotography, the above materials are added to an appropriate one conductive support such as brass, aluminum, stainless steel, conductive coated Vaporized glass or plastic etc. On the electrophotographic plate thus produced a uniform electrostatic charge through a Corona discharge generated to sensitize its entire surface. The plate then comes with a Image of activating electromagnetic radiation, for example light, which exposes the charge selectively equalizes in the exposed areas of the photoconductor - while in the unexposed A latent electrostatic image remains in areas. The image can be developed or on some other material be transferred, with the development through

ίο Aufbringen von feinzerteilten elektrostatischen Teilchen auf die Oberfläche des photoleitenden Materials erfolgt, um so das genannte latente Bild sichtbar zu machen. Es sei bemerkt, daß jedes geeignete Verfahren verwendet werden kann, um ein elektrostatisches Bild zu erhalten. Typische mögliche Techniken bestehen in der Verwendung einer Stiftmatrix in Form eines Stiftkopfes, Stiftröhren usw.ίο Application of finely divided electrostatic particles on the surface of the photoconductive material takes place in order to make the so-called latent image visible do. It should be noted that any suitable method can be used to obtain an electrostatic image. Typical possible techniques exist in the use of a pen matrix in the form of a pen head, pen tubes, etc.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet eine Einstellung des erzielten Ordnungsgrades, denn unterThe inventive method allows an adjustment of the degree of order achieved, because under

ao bestimmten Bedingungen kann eine zweite Phase mit ihrer Natur nach kristalliner, intermediärer oder Langbereichsordnung erhalten werden, welche zweite Phase in der glasartigen nichtkristallinen Matrix dispergiert ist. Dies kann erstens durch geeignete Ein-ao certain conditions can have a second phase with their crystalline, intermediate or nature Long-range order can be obtained, which second phase disperses in the vitreous non-crystalline matrix is. This can firstly be achieved through suitable

»5 stellung der relativen Mengen der zwei zu verdampfenden Komponenten, zweitens durch Einstellung der Temperatur des Schichtträgers oder drittens durch eine nachfolgende Wärmebehandlung erreicht werden. Derartige Zweiphasendispersionen sind als einheitlich anzusehen, sofern sie im Dampfzustand im atomaren Bereich vermischt worden sind. Abgeschiedene zweite Phasen in Oxydgläsern sind bekannt; dabei handelt es sich beispielsweise um photochrome Gläser. Diese sind jedoch gewöhnliche Oxydgläser, welche aus der Schmelze herstellbar sind.»5 position the relative quantities of the two to be evaporated Components, secondly by adjusting the temperature of the substrate or thirdly by a subsequent heat treatment can be achieved. Such two-phase dispersions are considered to be uniform if they have been mixed in the vapor state in the atomic range. Secluded second phases in oxide glasses are known; these are, for example, photochromic Glasses. However, these are ordinary oxide glasses which can be produced from the melt.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die zweite intermediäre oder Langbereichsordnungs-Phase dadurch dispergjert in der glasartigen nichtkristallinen Matrix erhalten werden, daß, wie vorstehend erwähnt, die Temperatur einer der zu verdampfenden Komponenten stärker als die Temperatur der anderen Komponente erhöht wird. Wird beispielsweise eine Kadmium-Selenschicht hergestellt, so wird das Selen auf einer Verdampfungstemperatur von 217° C gehalten und die Verdampfungstemperatur des Kadmiums auf etwa 375° C gegenüber einer normalen Verdampfungstemperatur von etwa 322° C erhöht. Diese Steigerung der Verdampfungstemperatur führt zur Ausbildung von etwa 30% einer intermediären kristallinen Phase mit Langbereichsordnung, welche in'einer glasartigen Matrix von Kadmium und Selen dispergiert ist.In the context of the method according to the invention, the second intermediate or long-range order phase can be carried out can thereby be obtained dispersed in the vitreous non-crystalline matrix that, as mentioned above, the temperature of one of the components to be evaporated higher than the temperature the other component is increased. For example, if a cadmium-selenium layer is produced, so the selenium is kept at an evaporation temperature of 217 ° C and the evaporation temperature of the cadmium to about 375 ° C compared to a normal evaporation temperature of about 322 ° C elevated. This increase in the evaporation temperature leads to the formation of about 30% of an intermediate crystalline phase with long-range order, which is in a vitreous matrix of cadmium and Selenium is dispersed.

Derartige glasartige Halbleiter besitzen die gleiche Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten wie die bisherSuch vitreous semiconductors have the same variety of possible uses as before

benutzten Halbleiter und Semi-Isolatoren. Sie sind als Photoleiter, lumineszente Materialien, elektrolumi-used semiconductors and semi-isolators. They are used as photoconductors, luminescent materials, electroluminescent

; neszente Materialien, Schaltungselemente, Supralei-; nescent materials, circuit elements, superconductors

: ter, thermoelektrische Materialien, ferroelektrische Materialien, magnetische Materialien, in elektropho-: ter, thermoelectric materials, ferroelectric materials, magnetic materials, in electropho-

tographischen Empfängern usw. verwendbar. Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und lassen die Verwendung der erfindungsgemäß erzeugten Halbleiter-tographic receivers etc. usable. The following Examples serve to further illustrate the process according to the invention and leave their use of the semiconductor produced according to the invention

schichten erkennen. Die Teile und Prozentsätze sind.recognize layers. The parts and percentages are.

soweit nicht näher bezeichnet, Gewichtsteile und Gewichtsprozente. Die folgenden Beispiele erläutern verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Unless otherwise specified, parts and percentages by weight. The following examples illustrate various preferred embodiments of the invention.

Beispiel 1example 1 Beispiel 5Example 5

Bei diesem Beispiel soll eine 7 μιη dicke halbleitende Schicht mit etwa 20% Kadmium und 80% Selen auf einen Schichtträger ausgebildet werden. Dieser Schichtträger ist eine Nesa-Glasplatte. Je 10 g an Kadmium und Selen wurden in Form von Pellets in getrennte Quarztiegel eingebracht. Die Quarztiegel wurden in eine Vakuumkammer eingebracht, in welcher ein Unterdruck von etwa 2 X 10~5 Torr erzeugt wurde. Der Schichtträger wurde auf eine wassergekühlte Basis aufgebracht, die etwa 30,48 cm oberhalb der Quarztiegel angeordnet ist und auf einer Temperatur von etwa 54° C gehalten wurde. Der Schichtträger wurde mit einer dünnen Aluminiummaske abgedeckt, welche dann entfernt wurde, als der Kadmium- und der Selentiegel ihre Verdampfungstemperatur erreichten. Das Kadmium und das Selen wurden sodann auf den Schichtträger aufgedampft, wobei durch Widerstandsheizelemente die Temperatur des Kadmiumtiegels auf etwa 322° C und die des Selentiegels auf etwa 217° C gehalten wurde. Nach etwa.2V2 Stunden war der Verdampfungsvorgang beendet. Die Vakuumkammer wurde sodann auf Raumtemperatur abgekühlt und das Vakuum wurde aufgehoben, worauf der beschichtete Schichtträger aus der Kammer entnommen wurde. Bei der Röntgenstrahluntersuchung erwies sich die erzeugte Schicht als nichtkristallin. Bei einer Überprüfung der Photoleitfähigkeitseigenschaften wurde eine Erweiterung des Empfindlichkeitsbereichs um 900 Angström in Richtung auf längere Wellenlängen ermittelt. Ferner wurde mit Hilfe der thermischen Analyse festgestellt, daß die Kristallisationstemperatur um etwa 20° C höher liegt als bei reinem Selen.In this example, a 7 μm thick semiconducting layer with about 20% cadmium and 80% selenium is to be formed on a layer support. This layer support is a Nesa glass plate. 10 g each of cadmium and selenium were placed in separate quartz crucibles in the form of pellets. The quartz crucible was placed in a vacuum chamber in which a vacuum has been produced of about 2 X 10 -5 Torr. The support was applied to a water-cooled base which is positioned approximately 30.48 cm above the quartz crucible and is kept at a temperature of approximately 54 ° C. The substrate was covered with a thin aluminum mask, which was then removed when the cadmium and selenium crucibles reached their vaporization temperature. The cadmium and selenium were then evaporated onto the substrate, the temperature of the cadmium crucible being kept at about 322 ° C. and that of the selenium crucible at about 217 ° C. by means of resistance heating elements. The evaporation process ended after about 2/2 hours. The vacuum chamber was then cooled to room temperature and the vacuum was released, and the coated support was removed from the chamber. When examined by X-rays, the layer produced was found to be non-crystalline. When the photoconductivity properties were checked, an extension of the sensitivity range by 900 Angstroms towards longer wavelengths was found. Furthermore, with the help of the thermal analysis it was found that the crystallization temperature is around 20 ° C. higher than that of pure selenium.

Beispiel 2Example 2

Das gemäß Beispiel 1 erhaltene Erzeugnis wurde durch eine Koronaentladung auf ein positives Potential von etwa 300 V aufgeladen und etwa 2 Sekunden lang einer 40,64 cm entfernten 100 Watt starken Wolfram-Lichtquelle ausgesetzt, um auf der Oberfläche der halbleitenden Schicht ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen. Darauf wird das latente Bild entwickelt, wozu auf die das Bild enthaltende Fläche ein elektroskopisches Zeichenmaterial kaskadiert wird. Das Bild wird auf ein Papierblatt übertragen und durch Wärmeeinwirkung fixiert. Die so hergestellten Kopien eines Originals besaßen eine gute Qualität.The product obtained according to Example 1 was corona discharge to a positive potential of about 300 V and for about 2 seconds a 100-watt power supply that is 16 inches away Tungsten light source exposed to a latent electrostatic on the surface of the semiconducting layer Generate image. The latent image is then developed, including on the surface containing the image an electroscopic drawing material is cascaded. The image is transferred to a sheet of paper and fixed by the action of heat. The copies of an original thus produced were of good quality.

Beispiel 3Example 3

In der in Beispiel 1 erläuterten Weise wurde eine halbleitende Schicht auf dem Schichtträger niedergeschlagen, welche Schicht eine Matrix aus glasartigem Kadmium und Selen aufweist, in der etwa 40% einer dispergierten, intermediären oder langbereichsgeordneten kristallinen Phase enthalten war. Dazu wurde der das Kadmium enthaltende Tiegel auf eine Temperatur von etwa 375° C aufgeheizt.In the manner explained in Example 1, a semiconducting layer was deposited on the substrate, which layer has a matrix of vitreous cadmium and selenium, in which about 40% of a dispersed, intermediate or long-range ordered crystalline phase was contained. This was done the crucible containing the cadmium is heated to a temperature of about 375 ° C.

Beispiel 4Example 4

Gemäß Beispiel 1 wurde auf dem Schichtträger eine Schicht aufgebracht, welche eine Matrix aus glasartigem Kadmium und Selen aufwies, die zu etwa 30% aus einer dispergierten, intermediären oder langbereichsgeordneten kristallinen Phase bestand. Dazu wurde der Schichtträger auf etwa 140° C aufgeheizt.According to Example 1, a layer was applied to the substrate, which has a matrix of vitreous Cadmium and selenium, about 30% of which were dispersed, intermediate or long-range ordered crystalline phase existed. For this purpose, the substrate was heated to around 140.degree.

Gemäß Beispiel 1 wurde auf dem Schichtträger eine Schicht aufgebracht, welche eine Matrix aus glasartigem Kadmium und Selen besaß, die zu etwa 30% aus einer dispergierten, intermediären oder langbereichsgeordneten kristallinen Phase bestand. Danach wurde der beschichtete Schichtträger etwa 5 Minuten lang auf eine Temperatur von etwa 120° C aufgeheizt.According to Example 1, a layer was applied to the substrate, which has a matrix of vitreous Cadmium and selenium possessed about 30% from a dispersed, intermediate or long-range ordered crystalline phase existed. Thereafter, the coated substrate was left for about 5 minutes heated to a temperature of about 120 ° C for a long time.

Beispiel 6Example 6

Gemäß dem Verfahren nach Beispiel 1 wurde auf dem Schichtträger eine 19 μΐη dicke Schicht aufgebracht, welche etwa 5% Blei und 95% Selen enthielt.According to the method according to Example 1, a 19 μm thick layer was applied to the substrate, which contained about 5% lead and 95% selenium.

J5 Während der Verdampfung wurde der das Blei enthaltende Tiegel auf einer Temperatur von etwa 803° C gehalten, während der das Selen enthaltende Tiegel auf einer Temperatur von 217° C gehalten wurde. Die Verdampfung war nach etwa 2 Stunden beendet. Eine Röntgenstrahlen-Beugung zeigte eine glasartige Struktur ohne kristalline Anteile. Die Absorptionskante dieses Materials trat bei etwa 1,1 μπι auf. Bei etwa 7000 Angström wurde ein Höchstwert der Photoempfindlichkeit erreicht, wobei bei 8000 Angström noch ein Drittel der Photoempfindlichkeit des Spitzenwertes beobachtet wurde. Eine stationäre Photoleitfähigkeit wurde bis über die Absorptionskante hinaus beobachtet (etwa 1,2 μΐη). Die Absorptionskante und die Photoleitungskante waren weit von den entsprechenden Kanten für PbSe und Se entfernt. Die Leitfähigkeit des glasartigen Blei-Selen-Materials lag zwischen der des Selens und der des Pb-Se. Die elektronischen Eigenschaften dieses glasartigen Materials waren deutlich von den Eigenschaften der Komponenten oder einer kristallinen Verbindung der Komponenten verschieden. J 5 During the evaporation, the crucible containing the lead was kept at a temperature of about 803 ° C, while the crucible containing the selenium was kept at a temperature of 217 ° C. The evaporation ended in about 2 hours. X-ray diffraction showed a glass-like structure with no crystalline portions. The absorption edge of this material occurred at about 1.1 μm. Photosensitivity peaked at about 7,000 angstroms, with one third of the peak photosensitivity being observed at 8,000 angstroms. A stationary photoconductivity was observed beyond the absorption edge (about 1.2 μm). The absorption edge and the photoconductive edge were far from the corresponding edges for PbSe and Se. The conductivity of the vitreous lead-selenium material was between that of selenium and that of Pb-Se. The electronic properties of this vitreous material were markedly different from the properties of the components or a crystalline compound of the components.

Beispiel 7Example 7

Der Halbleiter nach Beispiel 6 wurde gemäß des elektrophotographischen Verfahrens nach Beispiel 2 aufgeladen, belichtet und entwickelt, um eine lesbare Kopie eines Originalbildes herzustellen.The semiconductor of Example 6 was manufactured according to the electrophotographic method of Example 2 charged, exposed and developed to produce a legible copy of an original image.

Beispiel 8Example 8

Gemäß Beispiel 1 wurde auf einem Schichtträger aus Aluminium eine 24 μηι dicke Schicht mit etwa 8% Zink und 92% Selen erzeugt. Während der Verdampf ung der Komponenten wurde der das Zink enthaltende Tiegel auf einer Temperatur von etwa 411 ° C und der das Selen enthaltende Tiegel auf etwa 217° C gehalten. Die durch Röntgenstrahlen-Beugung untersuchte Schicht zeigte keine kristalline Struktur. Die Photoleitfähigkeitskante erstreckt sich im Vergleich zu glasartigem Selen um etwa 700 Angström gegen längere Wellenlängen hin. Da die fundamentale Absorptionskante von kristallinem ZnSe bei etwa 4700 Angström liegt, wird deutlich, daß die er-According to Example 1, a 24 μm thick layer with about Produces 8% zinc and 92% selenium. During the evaporation of the components, the one containing the zinc became Crucible at a temperature of about 411 ° C and the crucible containing the selenium at about Maintained 217 ° C. The layer examined by X-ray diffraction showed no crystalline Structure. The photoconductivity edge extends approximately 700 angstroms compared to vitreous selenium towards longer wavelengths. Since the fundamental absorption edge of crystalline ZnSe at is about 4700 Angstroms, it becomes clear that the

weiterte spektrale Empfindlichkeit nicht auf kristallinem ZnSe beruht.advanced spectral sensitivity not on crystalline ZnSe is based.

Beispiel 9Example 9

Das in Beispiel 8 gewonnene Erzeugnis wurde gemäß Beispiel 2 aufgeladen, belichtet und entwickelt, um eine lesbare Kopie eines Originalbildes zu erzeugen. The product obtained in Example 8 was charged, exposed and developed according to Example 2, to create a readable copy of an original image.

Beispiel 10Example 10

Gemäß Beispiel 1 wurde ein Film mit etwa 25% Kadmium und 75% Selen erzeugt. Während des Verdampfungsschritts wurde der das Kadmium enthaltende Tiegel auf einer Temperatur von 356° C und der das Selen enthaltende Tiegel auf einer Temperatur von217° Cgehalten.EineRöntgenstrahlen-Beugung zeigte das Vorliegen einer glasartigen Struktur an.According to Example 1, a film was produced with about 25% cadmium and 75% selenium. During the evaporation step the crucible containing the cadmium was kept at a temperature of 356 ° C and the crucible containing the selenium was kept at a temperature of 217 ° C. An X-ray diffraction indicated the presence of a vitreous structure.

Beispiel 11Example 11

Gemäß Beispiel 1 wurde eine Schicht mit etwa 10% Zn und etwa 90% Selen erzeugt. Der das Zink enthaltende Tiegel wurde auf einer Temperatur von etwa 385° C und der das Selen enthaltende Tiegel auf einer Temperatur von etwa 217° C gehalten. Eine Röntgenstrahlen-Beugung ergab, daß die Schicht frei von kristallinen Anteilen war.According to Example 1, a layer with about 10% Zn and about 90% selenium was produced. The one containing the zinc The crucible was kept at a temperature of about 385 ° C and the crucible containing the selenium on one Maintained temperature of about 217 ° C. An X-ray diffraction showed that the layer was free from crystalline proportions.

Beispiel 12Example 12

Gemäß Beispiel 1 wurde eine Schicht mit etwa 20 % Wismut und 80% Selen hergestellt. Der das Wismut enthaltende Tiegel wurde auf einer Temperatur von etwa 751° C und der das Selen enthaltende Tiegel auf einer Temperatur von etwa 217° C gehalten. Die dadurch gebildete glasartige Schicht wurde als elektrophotographischer Infrarot-Photoempfänger verwendet, indem die Schicht gemäß Beispiel 2 aufgeladen, belichtet und entwickelt wurde. Durch Verwendung von Filtern, welche das gesamte sichtbare Licht wegfilterten und lediglich Strahlung mit einer Wellenlänge von mehr als 8200 Angström durchließen, wurden gute Bilder erzeugt.According to Example 1, a layer with about 20% bismuth and 80% selenium was produced. The bismuth The crucible containing the selenium was kept at a temperature of about 751 ° C and the crucible containing the selenium kept at a temperature of about 217 ° C. The vitreous layer thus formed was considered to be electrophotographic Infrared photoreceiver used by charging the layer according to Example 2, exposed and developed. By using filters that remove all visible light filtered away and only allowed radiation with a wavelength of more than 8200 Angstroms to pass through produces good images.

Es wurde eine Anzahl von anderen derartigen Selen-Wismut-Schichten erzeugt, die 10 bis 30 jum dick waren und bis zu 30 Atomprozent Wismut enthielten. Ihr glasartiger Charakter wurde durch Röntgenstrahlen- und Elektronenbeugung bestätigt. Die meisten elektrooptischen Messungen wurden auf »Sandwich«-Schichten unter Verwendung von Gold- und Transparent-Elektroden durchgeführt. Für die untersuchten Zusammensetzungen lagen die Dunkelleitfähigkeiten (300° K) zwischen 10~6 Ohm "1Cm"1 und < 10"14 Ohm "1Cm"1. Eine Änderung von lediglich etwa 5 Atomprozent der Wismutkonzentration verschob die maximale spektrale Empfindlichkeit von 0,9ev auf l,8ev. Die aus Untersuchungen der spektralen Empfindlichkeit abgeleiteten Bandabstände entsprachen denen, welche aus einem Widerstandstemperaturdiagramm erhalten wurden.A number of other such selenium-bismuth layers were produced which were 10 to 30 µm thick and contained up to 30 atomic percent bismuth. Its vitreous character has been confirmed by X-ray and electron diffraction. Most of the electro-optical measurements were carried out on "sandwich" layers using gold and transparent electrodes. For the compositions examined, the dark conductivities (300 ° K) were between 10 ~ 6 ohms " 1 cm" 1 and <10 " 14 ohms" 1 cm " 1. A change of only about 5 atomic percent in the bismuth concentration shifted the maximum spectral sensitivity from 0 , 9ev to 1. 8ev. The band gaps derived from investigations of the spectral sensitivity corresponded to those obtained from a resistance temperature diagram.

Zusätzliche Messungen des μτ Produkts und der Abklingzeit τ0 bei hocheingestrahlten Photonenflüssen (kein Fangbereich) ergaben für eine Zusammensetzung eine effektive mikroskopische BeweglichkeitAdditional measurements of the μτ product and the decay time τ 0 in the case of highly irradiated photon flows (no capture range) resulted in an effective microscopic mobility for a composition

von (μπ + μρ) ~ 10"5cm2/Volt-Sekunden. Als infrarotes Detektormaterial ergab Se-Bi D*-Werte bei einer Spitzenempfindlichkeitswellenlänge (~ 1,1 μ) bis zu 7 X 10"10 cm/Watt-Sekunden m, welche im Vergleich zu den Werten für PbS-Zellen vorteilhaft sind.of (μ π + μ ρ ) ~ 10 " 5 cm 2 / volt-seconds. As an infrared detector material, Se-Bi D * values at a peak sensitivity wavelength (~ 1.1 μ) of up to 7 X 10" 10 cm / watt -Seconds m , which are advantageous compared to the values for PbS cells.

ίο Es wurden Ansprechzeiten im Bereich von 0,1 Millisekunden bis 1 Millisekunde gemessen.ίο There were response times in the range of 0.1 milliseconds measured up to 1 millisecond.

Beispiel 13Example 13

Gemäß Beispiel 1 wurde eine Schicht mit etwa 20 % Wismut und 80% Phosphor hergestellt. Der das Wismut enthaltende Tiegel wurde auf einer Temperatur von etwa 751° C und der das Phosphor enthaltende Tiegel auf etwa 187° C gehalten. Dieser Film zeigte bei Röntgenstrahlen-Beugung eine glasartige Struktür. According to Example 1, a layer with about 20% bismuth and 80% phosphorus was produced. The crucible containing the bismuth was maintained at a temperature of about 751 ° C and the crucible containing the phosphorus was maintained at about 187 ° C. This film showed a glass-like structure by X-ray diffraction .

Beispiel 14Example 14

Gemäß Beispiel 1 wurde eine Schicht mit etwa 15 % Zink und 85 % Bor erzeugt. Der das Zink enthaltende Tiegel wurde auf einer Temperatur von etwa 385° CAccording to Example 1, a layer with about 15% zinc and 85% boron was produced. The one containing the zinc Crucible was at a temperature of about 385 ° C

und der das Bor enthaltende Tiegel auf ener Temperatur von etwa 2100° C gehalten. Das Bor wurde durch Elektronenbeschuß verdampft. Bei einer Untersuchung durch Röntgenstrahlen-Beugung wurden keine kristallinen Anteile festgestellt.and the crucible containing the boron is maintained at a temperature of about 2100 ° C. The boron was evaporated by electron bombardment. When examined by X-ray diffraction were no crystalline portions found.

Beispiel 15Example 15

Gemäß Beispiel 1 wurde eine Schicht mit 25% Kadmium und 75% Schwefel erzeugt. Der das Kadmium enthaltende Tiegel wurde auf einer Temperatur von etwa 356° C und der den Schwefel enthaltende Tiegel auf einer Temperatur von etwa 100° C gehalten. Bei Untersuchungen durch Röntgenstrahlen-Beugung zeigte sich eine glasartige Struktur.According to Example 1, a layer with 25% cadmium and 75% sulfur was produced. The the cadmium The crucible containing the sulfur was kept at a temperature of about 356 ° C Keep crucible at a temperature of about 100 ° C. For X-ray diffraction examinations a glass-like structure emerged.

Beispiel 16Example 16

Gemäß Beispiel 1 wurde eine 10% Zink und 90% Schwefel enthaltende Schicht hergestellt. Der das Zink enthaltende Tiegel wurde auf einer Temperatur von etwa 385° C und der den Schwefel enthaltende Tiegel auf einer Temperatur von etwa 100° C gehal-' ten. Bei einer Untersuchung durch Röntgenstrahlen-Beugung zeigten sich keine kristallinen Anteile.According to Example 1, a layer containing 10% zinc and 90% sulfur was produced. The that The crucible containing zinc was kept at a temperature of about 385 ° C and that containing the sulfur Keep the crucible at a temperature of about 100 ° C. When examined by X-ray diffraction, no crystalline portions were found.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt, da diese lediglich zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung dienen.The invention is not restricted to the above examples, since these are merely illustrative serve the method according to the invention.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung einer halbleitenden Schicht, bei dem ein binärer Halbleiter auf einen Schichtträger aufgedampft wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein halbleiterbildendes Metall und ein halbleiterbildendes, unter Normalbedingungen festes Nichtmetall gleichzeitig verdampft und die Dämpfe auf einem Schichtträger, der auf einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des zu erwartenden Halbleiters gehalten wird, niedergeschlagen werden.1. Process for the production of a semiconducting layer, in which a binary semiconductor on a layer support is vapor-deposited, characterized in that a semiconductor-forming Metal and a semiconductor-forming non-metal which is solid under normal conditions evaporated at the same time and the vapors on a substrate kept at a temperature below the melting point of the expected semiconductor is held down. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall Kadmium, Zink, Gallium, Blei, Thallium, Indium oder Wismut und als Nichtmetall Bor, Arsen, Kohlenstoff, Phosphor, Schwefel oder vorzugsweise Selen verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the metal is cadmium, zinc, Gallium, lead, thallium, indium or bismuth and, as non-metals, boron, arsenic, carbon, phosphorus, Sulfur or preferably selenium is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erhalt der halbleitenden Schicht das Aufdampfen bei einer Temperatur des Schichtträgers, die oberhalb des Schmelzpunktes des zu erwartenden Halbleiters liegt, fortgesetzt wird, bis auf der amorphen halbleitenden Schicht eine kristalline Schicht erhalten wird.3. The method according to claim 1, characterized in that after receiving the semiconducting Layer the vapor deposition at a temperature of the support which is above the melting point of the expected semiconductor lies, is continued until the amorphous semiconducting layer a crystalline layer is obtained. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erhalt der halbleitenden Schicht der Schichtträger über den Schmelzpunkt des Halbleiters erwärmt wird, bis eine amorphe und eine kristalline halbleitende Schicht auf dem Schichtträger erhalten werden.4. The method according to claim 1, characterized in that after receiving the semiconducting Layer of substrate is heated above the melting point of the semiconductor until an amorphous and a crystalline semiconducting layer can be obtained on the support. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr Metall, als der stöchiometrischen Menge entspricht, auf den Schichtträger niedergeschlagen wird.5. The method according to claim 1, characterized in that more metal than the stoichiometric Amount corresponds to the layer substrate is deposited.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3898083A (en) * 1973-01-05 1975-08-05 Xerox Corp High sensitivity visible infrared photoconductor
JPS6333359U (en) * 1986-08-13 1988-03-03
JPH046268U (en) * 1990-12-25 1992-01-21
DE102006009396B4 (en) * 2006-03-01 2012-08-16 Diehl Metall Stiftung & Co. Kg Brass alloy and synchronizer ring

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