DE1932065A1 - Lichtelektrischer Wandler - Google Patents

Lichtelektrischer Wandler

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DE1932065A1 DE19691932065 DE1932065A DE1932065A1 DE 1932065 A1 DE1932065 A1 DE 1932065A1 DE 19691932065 DE19691932065 DE 19691932065 DE 1932065 A DE1932065 A DE 1932065A DE 1932065 A1 DE1932065 A1 DE 1932065A1
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Description

Amtliches Aktenzeichen:
Neuanmeldung
Aktenzeichen der Anmelderin: Docket OW 968 001
Lichtelektrischer Wandler
Die Erfindung betrifft lichtelektrische Wandler bestehend aus einem Halbleiterkörper mit zwei durch Elektroden kontaktierten Halbleiterzonen unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps, wobei über die Elektroden zugeführte elektrische Energie als elektromagnetische Strahlungsenergie abgestrahlt oder zugeführte elektromagnetische Strahlungsenergie als elektrische Energie an den Elektroden abgegeben wird.
Das Prinzip der Wirkungsweise derartiger lichtelektrischer- Wandler ist hinreichend bekannt. Als Ausführungsbeispiele derartiger bekannter Wandler seien beispielsweise die Halbleiter-Fotoelemente, die als Infrarot-Fühler verwendet werden, und beispielsweise lichtemittierende Dioden genannt.Die Nachteile derartiger bekannter Wandler liegen darin, daß die mit dem Halbleiterkörper zu verbindenden Elektroden in den meisten Fällen wenigstens teilweise im vorgegebenen Strahlengang, also an der Fläche des verwendeten Halbleiters angeordnet sind, an der die Strahlungsenergie zugeführt oder abgestrahlt wird. Außerdem ist in vielen Fällen
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die Verbindung zwischen Halbleiterkörper und Elektroden unzuverlässig. In den Pign. 1 bis 3 ist eine bekannte Anordnung von Fotodioden in einer matrixförmigen, monolithischen Struktur 10 dargestellt. Diese Struktur setzt sich aus einem N-dotierten Halbleiterkörper 11 und mehreren diffundierten, P-dotierten Zonen 12A - 12L zusammen. Jede der diffundierten Zonen bildet mit dem Halbleiterkörper 11 einen PH-Übergang. Jeder dieser Übergänge zeigt den bekannten lichtelektrischen Effekt, der darin besteht, daß beispielsweise im Infrarot-Bereich liegendes auf die Oberfläche 13 fallendes Licht abgefühlt wird. Zu diesem Zweck ist jede diffundierte, P-dotierte Zone an der Oberfläche 13 mit einer drahtförmigen Elektrode 14A - 14L verbunden. Der gemeinsame M-dotierte Bereich des Halbleiterkörpers ist mit einer gemeinsamen, drahtförmigen Elektrode 15 verbunden. Jedes Wandlerelement der Struktur 10 liefert zwischen seiner ihm zugeordneten Elektrode und der gemeinsamen Elektrode ein elektrisches Signal, wenn. Licht auf die diffundierte Zone an der Oberfläche 13 auftrifft. Das Auftreffen der Lichtstrahlen auf der Oberfläche 13 ist'im ver- i größerten Teilschnitt der Figur 2 durch die Pfeile A angedeutet. -. Die mit den P-dotierten Zonen verbundenen Elektroden l4A und 14B schirmen einen Teil der Lichtstrahlen A ab, so daß auf der Oberfläche 13 entsprechende Schatten abgebildet werden, die die Gesamtempfindlichkeit und insbesondere die Empfindlichkeit des betroffenen Wandlerelementes herabsetzen. Aus dem vergrößerten Teilschnitt der Fig.3 ist zu ersehen, daß die Verbindung zwischen Elektroden und Halbleiterkörper nicht einwandfrei ist. Nach der Diffusion der P-dotierten Zone 16 werden die Elektroden 14 in Kontakt mit der Oberfläche der Zone 16 gebracht und durch einen Lötpunkt 18 befestigt. Die Schnittlinie des Lötpunktes vor einem noch durchzuführenden Ätzprozeß ergibt sich in Figur 3 aus der strichpunktierten Linie 19· Durch einen Ätzprozeß soll eine optimale Durchbruchsspannung der Fotodiode gewährleistet werden. Das Ätzmittel greift die Lötpunktverbindung an. Daraus ergibt sich,,; daß die P-dotierte Zone 16 und/oder die Lötverbindung 18 teilweise abgeätzt
Docket OW 968 ool 909883/1521
wird, was durch die ausgezogene Linie 19' angedeutet ist. Auch die Elektrode 14 wird durch das Ätzmittel angegriffen, was durch die Vertiefungen 20 angedeutet ist. Daraus ist zu ersehen, daß die mechanische Festigkeit der Verbindung wesentlich verringert ist, so daß Mangel auftreten können.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Wandler besteht darin, daß die Elektrode eine Vergrößerung der Abmessungen des Wandlers bedingt. Dieser Nachteil ist beispielsweise aus der in Fig. 1 dargestellten Struktur zu ersehen.
Es ist das Ziel der Erfindung, lichtelektrische Wandler der genannten Art anzugeben, bei denen die erforderlichen Elektroden bei geringstmöglichem Platzbedarf nicht im effektiven Strahlengang zu liegen kommen. Gleichzeitig soll eine zuverlässige elektrische und mechanische Verbindung der Elektroden mit dem Halbleiterkörper gewährleistet sein.
Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß sich von einer ersten, lediglich der Zufuhr und dem Anschluß der Elektroden dienenden Fläche eine Öffnung in Richtung einer zweiten, für den Wandlereffekt vorgesehenen Fläche des Halbleiterkörpers erstreckt, daß im Bereich der Wandung der Öffnung eine gegenüber dem Halbleiterkörper entgegengesetzt dotierte Zone eindiffundiert ist und daß diese Zone über die Öffnung mit der einen und der Halbleiterkörper selbst mit der anderen Elektrode verbunden ist.
Besondere Vorteile ergeben sich dann, wenn sich die Öffnung durch den gesamten Halbleiterkörper hindurch erstreckt und/oder wenn die beiden Flächen des Halbleiterkörper planparallel sind.
Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich dann, wenn in einem Halbleiterkörper mehrere derartige Wandler angeordnet sind. Auf diese Weise lassen sich eine Vielzahl von Wandlern in belie-
Docket ow 968 ooi 909883/1521
- 4 biger Anordnung in monolithischer Struktur verwirklichen.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele ergeben sich dadurch, daß die öffnungen aus zylindrischen Bohrung bestehen, deren im Bereich ihrer Wandung liegende diffundierte Zone über einen geeigneten Stift als Elektrode kontaktiert ist, wobei sich dieser Stift nicht über die erste, dem Wandlereffekt zugeordnete Fläche hinaus erstreckt. Hierbei ist die Verbindung zwischen Elektrode und ψ diffundierter Zone besonders einfach herzustellen, wenn Durchmesser von Bohrung und Stift so gewählt sind, daß ein Passitz auftritt»
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich dadurch, daß der Stift in die Bohrung eingelötet ist oder daß der.Stift einen an der ersten Fläche anliegenden und seine Lage definierenden Ansatz aufweist, der die auftretenden Strahlen nicht behindert.
Zur Erreichung einer definierten Arbeitsweise ist es auch von Vorteil, wenn der Halbleiterkörper zur Verhinderung unerwünschter Strahlenwege teilweise mit einer strahlenundurchlässigen Schicht . versehen ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine bekannte Anordnung
einer Reihe von lichtelektrischen Wandlern in monolithischer Bauweise, die Fühler im infraroten Spektralbereich darstellen,
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht entlang Linie 2-2 der Anordnung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine wesentlich vergrößerte Schnittansicht eines der Wandlerelemente, ·
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Fig. 4 eine teilweise gebrochene perspektivische Ansicht
einer erfindungsgemäßen Wandleranordnung,
Fig.5 eine Schnittansicht eines der Wandlerelemente der Anordnung gemäß Fig. 4,
Fign. 6-8 Schnittansichten verschiedener Ausführungsbeispiele
erfindungsgemäßer Wandler,
Fign. 9a - 9d Schnittansiehten weiterer Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Wandler,
Fig. 10 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wandlers,
Fign. 11 + 12 Schnittansichten eines erfindungsgemäßen Wandlers
in verschiedenen Herstellungsstufen,
Fign. 13a + 13bSchnittansichten zweier Ausführungsbeispiele, die nach zusätzlichen Herstellungsstufen aus der Anordnung gemäß Fig. 12 entstanden sind,
Fign. 14,15+l6aSchnittansichten eines erfindungsgemäßen Wandlers
in verschiedenen Herstellungsstufen,
Fig. l6b eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wandlers und
FignV 17 +18 zwei weitere Abwandlungen eines erfindungsgemäßen " Wandlers.
In der folgenden Beschreibung sind für sich entsprechende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet. Das in Figur 4 dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel stellt eine mit dem Bezugszeichen 21 versehene monolithische Struktur dar. Diese monolithische Struktur besteht aus einer symmetrischen Anordnung von 4x4 lichtelektrischen- Wandlern 22A - 22P. Wandler 22A ist in Figur 5 im Schnitt vergrößert herausgezeichnet. Die monolithische Struktur 21 setzt sich aus einem Halbleiterkörper 23 zusammen, der eine erste, beispielsweise N-leitende Zone 23' aufweist. Bei sämtlichen Wandlern 22A - 22P findet die Lichtwirkung auf der Vorderseite 24 des HaIb-Docket OW 968 ooi 9 09883/1521
leiterkörpers 23 statt. Der Halbleiterkörper ist mit einer der Anzahl der zu bildenden Wandler entsprechenden Anzahl von Bohrungen 25 versehen, die sich von der Rückseite ins Innere des Halbleiterkörpers erstrecken und vorzugsweise durch den gesamten Halbleiterkörper bis zur Vorderseite verlaufen. Durch die Wandungen der Bohrungen sind im betrachteten Beispiel F^dotierte, die Bohrungen röhrenförmig umschließende Zonen 27 in den HaIb-
^ leiterkörper 23 eindiffundiert. Jede der röhrenförmigen P-dotierten Zonen 27 bilden mit der IJ-dotierten Zone 23'des Halbleiterkörpers 23 einen PN-Übergang, der den erwünschten lichtelektrischen Effekt aufweist. In jede Bohrung ist als eine Elektrode ein passender Stift 28 eingeführt, der den elektrischen Kontakt zur P-dotierten Zone im Bereich der Bohrung herstellt. Die Stifte 28 treten lediglich an der Rückseite des Halbleiter^ körpers 23 aus diesem heraus und stören somit den Strahlengang an der Vorderseite 24 des Halbleiterkörpers nicht, an der der eigentliche lichtelektrische Effekt stattfindet. Eine für sämtliche Wandler gemeinsame Elektrode 29 ist mit der N-dotierten Zone 23' des Halbleiterkörpers 23 über eine Leitung 29 mit Masse verbunden. Auch dieser Elektrodenanschluss stört den Strahlen-
) gang auf der Vorderseite des Halbleiterkörpers nicht.
Im betrachteten Ausführungsbeispiel der Fig. 4 stellt jeder Wandler 22A- 22P eine Fotozelle dar, die bei auf der Vorderseite einfallendem Licht an den zugeordneten Elektroden ein elektrisches Signal erzeugt. Insbesondere ist das spezielle Ausführungsbeispiel geeignet, im Bereich der diffundierten Zonen 27 auf der Vorderseite einfallende infrarote Strahlen abzufühlen. Schließlich handelt es sich beim betrachteten Ausführungsbeispiel um Wandler, bei denen der lichtelektrische Effekt inferster Linie in dem den der Vorderseite liegenden Gebiet der-diffundierten Zone 23 stattfindet, im Gegensatz zu anderen Wandlerartens bei denen der lichtelektrische Effekt in erster Linie den dem in der Vorderseite 24 liegenden Teil des eigentlichen PN-überganges
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stattfindet. Die die Erfindung kennzeichnenden Merkmale treffen jedoch für beide Wandlerarten zu, was sich aus der nachfolgenden - Beschreibung ergibt.
Wie Fig. 5 zeigt, besteht die Elektrode bevorzugterweise aus einem länglichen, zylindrischen Stift 28. Die Durchmesser der Bohrung 25 und des Stiftes 28 sind so aufeinander abgestimmt, daß der Stift aufgrund der Reibungskraft in der Bohrung 25 gehalten wird und gleichzeitig den Kontakt zur diffundierten Zone 27 herstellt. Das eine Ende des Stifts 28 ist zugespitzt, um seine Einführung in eine geeignete, nicht dargestellte Buchse zu erleichtern, über die der Wandler mit einem Detektor, beispielsweise einem elektrischen Messinstrument I und einem Schalter S verbunden ist. Das obere Ende des Stiftes 28 weist vorzugsweise keinen Kopf auf und liegt unterhalb der Vorderseite 24 bzw. in der Ebene der Vorderseite. Dieser Aufbau hat den Vorteil, daß praktisch die durch den Pfeil A angedeutete Strahlung auf die gesarate, in der Vorderseite 24 liegende diffundierte Zone 27 einwirken kann. Durch Anwendung geeigneter Maskierungstechniken bei der Diffusion der Zone 27 kann der in der Vorderseite des Halbleiterkörpers liegende Teil dieser Zone in beliebiger Weise ausgebildet werden. Ba Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 hat dieser Teil der diffundierten Zone die Form eines Kreisringes. Im allgemeinen kann man feststellen, daß es vorzuziehen ist, wenn der in der Vorderseite des Halbleiterkörpers endende Teil der diffundierten Zone größer ist als der in der Rückseite 26. Selbstverständlich kann es in bestimmten Fällen vorteilhaft sein, diese Größenverhältnisse umzukehren oder sie einander anzupassen.
Das Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. 6 zeigt einen Stift 28A, der auf der lichtelektrisch wirkenden Vorderseite 24 in einem Flachkopf 31 mit dem Durchmesser D endet, der etwas größer als der Durchmesser der Bohrung 25a ist. Bei geeigneter Wahl des DurchmessersD und des Durchmessers der diffundierten Zone 27 kann der Kopf 31 an der Vorderseite 24 anliegen, ohne daß er eine Behin-Docket OW 968 001 9 098 8 3/1521
derung für die auftretenden Lichtstrahlen bedeutet. Der Kopf 31 ist vorgesehen, um die Herstellung des Wandlers zu erleichtern und eine genaue Einstellung des Stiftes 28A zu gewährleisten.
Auch der im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 verwendete Stift 28B weist einen Kopf 31 auf. Der Durchmesser des Stiftes 32 selbst ist geringer als der Durchmesser der Bohrung 25B. Es muß ein geeignetes, elektrisch leitendes Bindemittel vorgesehen werden, über das | der Stift 28B mechanisch festgelegt und seine leitende Verbindung zur diffundierten Zone 27 hergestellt wird. Es ist beispielsweise eine Lötmittelverbindüng 33 vorgesehen. Zu diesem Zweck wird der Stift 28b zunächst mit einer .Lötmittelschicht versehen. Nach der' Einführung des Stiftes 28B in die Bohrung 25B erfolgt eine Erwärmung, so daß das Lötmittel kurzzeitig verflüssigt und die gewünschte Verbindung hergestellt wird.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist als Elektrode ein drahtförmiger, an seinem oberen Ende umgebogener Leiter 34 vorgesehen, der über eine Lötmittelverbindung 33' mit der diffundierten Zone verbunden ist. Es wird nunmehr Bezug genommen auf die Fign. 9a 9d, in denen erfindungsgemäße Wandler dargestellt sind, die an " ihrer. Vorderseite 24 elektrische Energie in Lichtenergie umwandeln. Fig. 9a zeigt ein. Wandlerpaar 35» 36 aus einer aus Reihen und Spalten bestehenden Wandleranordnung,. Jeder dieser Wandler stellt eine lichtemittierende Diode dar. Die Bohrungen 25 in der diffundierten Zone 27 erstrecken sich durch den gesamten Halbleiterkörper 23 von der Rückseite 26 bis zur Vorderseite 24. Die Stifte 28 weisen keinen Kopf auf und stören somit die durch Pfeile A angedeutete Lichtabstrahlung von der Vorderseite 24 nicht. Der Stift könnte auch, was nicht dargestellt ist, einen Kopf aufweisen, der entweder aus lichtdurchlässigem Material besteht oder dessen Abmessungen so gewählt sind, daß die Lichtabstrahlung nicht behindert wird. Das Wandlerpaar der Fig. 9b entspricht im wesentlichen dem inFig. 9a dargestellten Wandlerpaar. Die Bohrungen 25 erstrecken sich jedoch von der Rückseite 26 ausgehend nur teii-Docket ow 968 ooi ; Ϊ9 Ö 9 8 8 3 /15 2 1 /"\'~""' ■:-■
weise durch den Halbleiterkörper 23· Die in den Pign. 9c und 9d dargestellten Wandler unterscheiden sich von den entsprechenden der Pign. 9a und 9b lediglich dadurch, daß Halbleiterkörper 23' und diffundierte Zonen 27 entgegengesetzt dotiert sind.
Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines lichtelektrischen Wandlers zur Umwandlung von elektrischer Energie in Licht. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt ein Lichtaustritt lediglich im Bereich der Sperrschicht. Die Anordnung zeigt ein Wandlerpaar 37 und 38 mit jeweils einem PN-Übergang zwischen der Zone 23' und der jeweils zugeordneten diffundierten Zone 27. Die Bohrungen 25 liegen wiederum im Bereich der diffundierten Zone 2.7. Die Stifte 28 stehend in leitender Verbindung mit der Zone 27. Zwischen einer gemeinsamen Elektrode 29 und den durch die Stifte gebildeten Elektroden 28 ist eine Signalquelle 39 in Verbindung mit einer Schalteinrichtung 40 angeordnet. Von der Signalquelle 39 über die Elektrode 29 und die zugeordneten Elektroden 28 an den Halbleiterkörper 23' und die diffundierten Zonen 27 angelegtes, geeignet gewähltes, elektrisches Signal bivirkt, daß an der Vorderseite 24 im Bereich der PN-übergänge, wie beispielsweise durch Pfeile A dargestellt, inkohärentes Licht ausgesendet wird. Um zu verhindern, daß auch von den an der Rückseite 26 des Halbleiterkörpers liegenden PN-Übergängen Licht nach hinten austritt, kann die Rückseite mit einer elektrisch isolierenden, lichtundurchlässigen Schicht 41 versehen werden.
Selbstverständlich kann der Wandler gemäß Fig. 10 auch so ausgebildet sein, daß er bei Anlegen' eines geeigneten elektrischen Signals kohärentes Licht aussendet. Derartige Wandler werden allgemein als Festkörper-Laser bezeichnet.
Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Wandler sind in den Pign. 11 - 13b und in den Pign. 14 - l6b einzelne Verfahrensschritte zur Herstellung zweier erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele dargestellt. Fig. 11 zeigt im Querschnitt einen Halbleiterkörper Docket ow 968 001 909883/1521
42 eines bestimmten Leitfähigkeitstyps. Dieser Halbleiterkörper 42 wird, was in Fig. 12 dargestellt ist, mit einer Bohrung. 25 versehen. Bei diesem Verfahrensschritt kann die bekannte Maskierungs- und Ätztechnik, das Elektronenstrahlbohren usw. angewendet werden. Im nächsten Verfahrensschritt wird der mit Bohrungen versehene Halbleiterkörper 42 für das Diffusionsverfahren vorbereitet. Dabei wird die Oberfläche 43 alleine oder in Verbindung mit der Oberfläche 44 mit einer für das Fotoätzverfahren
ψ geeigneten Maske versehen, die nach der Diffusion wieder entfernt wird. Bei der Diffusion wird im Bereich der Bohrungen 25 eine zum Halbleiterkörper entgegengesetzte Leitfähigkeit aufweisende Zone 27 eindiffundiert. In den Fällen, in denen lediglich die Oberfläche 43 maskiert wird, muß die Dauer des Diffusionsprozesses so lang gewählt werden, daß die Störstellen ]ängs des gesamten, die Bohrung 25 umgebenden Gebietes eindiffundieren. Dabei wird die in die Bohrung 25 einzuführende Elektrode von dem nicht von der Diffusion betroffenen Teil 42\ des Halbleiterkörpers 43 elektrisch isoliert. In den Fällen, in denen beide Oberflächen 43 und 44 maskiert werden, erfolgt die Diffusion gleichzeitig von beiden Seiten und die Dauer des Prozesses wird so gewählt, daß sich die resultierenden Diffusionsfronten treffen. In den Fign. 13a und 13b sind die erfindungsgemäßen Wandler als diskrete Elemente hergestellt. Die zuzufügenden Elektroden 28 und 29 sind lediglich gestrichelt dargestellt. In den Fällen, in denen der Wandler aus einem diskreten Element besteht und in denen eine flächenhafte Lichtwirkung auftritt, ist an der für die Lichtwirkung zuständigen Oberfläche 43 keine Maskierung während des Diffusionsprozesses erforderlich. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Figur 13a dargestellt. In den Fällen, in denen die Liehtwirkung lediglich längs einer Linie, also längs eines PN-überganges stattfindet, ist auch auf der Oberfläche, an der die Lichtwirkung stattfindet, eine Maskierung während des Diffusionsprozesses erforderlich. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Fig. 13b dargestellt.
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- li -
Das sich aus den Fign. 14 ·- l6b-er.gebende Ausführungsbeispiel' besteht aus einem-Wandlers, der in einem Epitaxie- Diffusions-Prozeß hergestellt wird. Ausgangspunkt ist ein in Pig. 14 dargestellter Halbleiterkörper 45 " - eines bestimmten Leitfähigkeitstyps. Auf der Oberfläche 46 dieses Halbleiterkörpers wird in bekannter Weise eine 'Schicht 45' gleichen Leit-fähigkeitstyps epitaktisch aufgewachsen. Anschließend wird- dieser Halbleiterkörper
■"'45 wie bereits anhand der Fign.' 11 - 13b beschrieben, mit- einer Bohrung- 25" versehen, was in Fig.. 15 dargestellt ist. Anschließend wird, wie in Fig. l6a öder l6b dargesteilt., durch ■ Anwendung der bekannten Maskierüngs- und Diffusionstechnik in den Halbl.eiterzoneh 45fx und 45r! eine diffundierte Zone 27 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps erzeugt. Fig. l6a zeigt beispielsweise eine
:li'chfemittierende Diode, bei der eine flächenhafte Lichtwirkung " Λ"'auftritt. Die Elektroden 28 und -2-9 und, falls 'erforderlich eine Abschirmschieht 41' sind gestrichelt angedeutet. Selbstverständ-" 'lieh 'ist in diesem Beispiel'die Fläche .24.die Vorderseite, an der die Eichtwirkung stattfindet.Die Oberfläche 24 ist dabei geläppt oder poliert, um den Lichtübergang- zu, verbessern..In den
' Fällen"in denen derartige Wandler · in monolithischer-Struktur ■■^--hergestellt werden, müssen beide Zonen 45' und 45'' während des
'■ Diffusionsprozesses ·markiert werden, so daß sieh- eine Struktur gemäß'Fig. 16b ergibt. - - ."-. ', --. .- . - .. ·,
Figur 17 zeigt einen-Festkörper-Laser 50, der- innerhalb einer monolithischen-Struktur mit mehreren derartigen Elementen angeordnet ist. Das Verfahren-zur-Herstellung dieses Ausführungsbeispiels entspricht- im .we-s^ntliehen dem .anhand der Fig. 14 - l6b ; beschriebenen Verfahren. Der Austritt' des: Laserstrahls, erfolgt dabei entlang des PN-Üb erganges, was durch .die Pfeile .A dar gestellt ist.* - ■■■ - ;- j· . : - · -· : . - -:.; . .
Figur 18 zeigt einen Festkörper-Laser 5;G'- als diskretes Element. Das Herstellungsverfahren entspricht im wesentlichen dem anhand der Fign. 11 - 13a beschriebenen Verfahren. Der Wandler besteht Docket ow 968 ooi ;" \ ~ : -9>0 S 8 8 3 / 1 5 2 1 - : . ■
- 42 -
aus einem Halbleiterkörper 42', der beispielsweise N-dotiert ist. Eine Bohrung 25 erstreckt sich zwischen den beiden sich gegenüberliegenden: Oberflächen 26 und .26a. Im Bereich der Bohrung 25 ist' eine P-do:tierte Zone- 27 eindiffundiert. Auf diese Weise wird ein PN-Übergang erzeugt, der beispielsweise -an/den Seitenflächen 24 und 24a" an' die Ober-flache; des Halbleitepkorpers tritt. An diesen Stellen wird· bei Anlegen geeigneter Spannungen an die Elektroden 28 und 2-9 kohärentes -Licht ausgesendet. Durch. geeignete Abschirmschichten kann der Lichtaustritt.an b;estdmmt-ejn Stellen verhindert werden; '■-.'' . . .. ; . ^ . . ^,
Erfinduhgsgemäße Wandler können als Einz.elelemente ausgebildet sein. Es kann-aber 'auch-eine. ..große Anzahl yon Wandlern in beliebiger Konfiguration in einer monolithischen Struktur vereinigt sein. Durch geeignete 'Ansteuerungen lassen sich auf diese Weise beliebige Abfühleinrichtungen für elektromagnetische .Strahlen oder auch beliebige Licht- Anzeigeeinrichtungen.;verwirklichen.
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Claims (8)

1332065 - 13 PATENTANSPRÜCHE
1.■ Lichtelektrischer Wandler bestehend aus einem Halbleiterkörper mit zwei durch Elektroden kontaktierten Halbleiterzonen unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps, wobei über die Elektroden zugeführte elektrische Energie als elektromagnetische Strahlungsenergie abgestrahlt oder zugeführte elektromagnetische Strahlungsenergie als elektrische Energie an den Elektroden abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich von einer ersten, lediglich der Zufuhr und dem Anschluß der Elektroden dienenden Fläche eine Öffnung in Richtung einer zweiten, für den Wandlereffekt vorgesehenen Fläche des Halbleiterkörpers erstreckt, daß im Bereich der Wandung der Öffnung eine gegenüber dem Halbleiterkörper entgegengesetzt dotierte Zone eindiffundiert ist und daß diese Zone über die Öffnung mit der einen und der Halbleiterkörper selbst mit der anderen Elektrode verbunden ist.
2. Lichtelektrischer Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Öffnung durch den gesamten Halbleiterkörper hindurch erstreckt.
3. Lichtelektrischer Wandler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flächen des Halbleiterkörpers planparallel sind.
4. Lichtelektrischer Wandler nach den Ansprüchen 1 bis_ 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Halbleiterkörper mehrere derartige Wandler angeordnet sind.
5. Lichtelektrischer Wandler nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen aus zylindrischen Bohrungen bestehen, deren im Bereich ihrer Wandung liegende diffundierte Zone über einen geeigneten Stift als Elektrode kontaktiert ist, wobei sich dieser Stift nicht über
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die erste, dem Wandlereffekt zugeordnete Fläche hinaus erstreckt.
6. Lichtelektrischer Wandler nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß Durchmesser von Bohrung und Stift so gewählt sind, daß ein Passitz auftritt.
7· Lichtelektrischer Wandler nach Anspruch 5S dadurch gekenn-P zeichnet, daß der Stift in die Bohrung eingelötet ist.
8. Lichtelektrischer Wandler nach Anspruch 6 und 7j dadurchgekennzeichnet, daß der Stift einen an der ersten Fläche anliegenden und seine Lage definierenden Ansatz aufweist, der die auftretenden Strahlen nicht behindert.
9· Lichtelektrischer Wandler nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurpfh gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper zur Verhinderung unerwünschter Strahlenwege teilweise mit einer strahlenundurchlässigen Schicht versehen ist.
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