DE2235502A1

DE2235502A1 - Elektrolumineszierende halbleiteranordnung

Info

Publication number: DE2235502A1
Application number: DE2235502A
Authority: DE
Inventors: Julian Robert Anthony Beale
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-07-28
Filing date: 1972-07-20
Publication date: 1973-02-08
Also published as: FR2147309B1; AU4483172A; JPS5128518B1; IT969519B; NL7210170A; AU464570B2; US3821774A; GB1393536A; FR2147309A1; DE2235502C3; CA984945A; DE2235502B2

Description

PHB. 32173'

GONTHER M. DAVID τ«/™.

Pateniassessor .-■.■■

Anmelder: N.V. PHILIPS' GLOEiLAMPENFABRIEKEN : · .

Akte: PHB-32.173 Anmeldunfl vom· ig. Juli 1972 -

Elektrolumineszierende Halbleiteranordnung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektro-*

lumineszierende Halbleiteranordnung mit einem lumineszierenden Halbleiterkörperteil von einem ersten Leitfähigkeitstyp mit einem grossen Bandabstand und einem Halbleiterkörperteil mit einem kleinen Bandabstand, der sich in der Nähe des Teiles mit dem grossen Bandabstand befindet und mit diesem Teil einen schroffen HeteroÜbergang bildet, an dem die Halbleiterbandstruktur unterbrochen ist. In diesel" Anordnung wird die Lumineszenz in dem Teil mit dem grossen Bandabstand durch Injektion von Ladungsträgern vom entgegen*

gesetzten Leitfähigkeitstyp in diesen Teil aus dem Teil mit dem kleinen Bandabstand herbeigeführt. Unter "Ladungsträgern vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp" sind hier Ladungsträger zu verstellen, die in dem Teil vom ersten

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Leitfähigkeitstyp Minoritätsladungsträger sind.

Es sind bereits elektrolumineszierende Dioden mit einem einkristallinen Körper aus Halbleitermaterial, z.B. Galliumphosphid, bekannt, in denen ein erster Teil des Körpers vom ersten Leitfähigkeitstyp einen pn-Ubergang mit einem zweiten Teil des Körpers vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp bildet. Bei geeigneter Vorspannung in der Durchlassrichtung des pn-Ubergangs werden Ladungsträger vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp über den Übergang in den ersten Teil vom ersten Leitfähigkeitstyp injiziert und erzeugen die Lumineszenz in dem ersten Teil durch Rekombination mit Majoritätsladungsträgern dieses ersten Teiles. Die Charakteristiken der erzeugten Lumineszenz werden durch die Dotierungs- und Anregungspegel in diesem Material bestimmt. Insbesondere setzt der Bandabstand des Halbleitermaterials annähernd der Energie der Rekombinationslumineszenz aus einem bestimmten Halbleitermaterial eine obere Grenze. Auf diese Weise ist eine zweckmässige elektrolumineszierende rotes Licht emittierende Diode aus einkristallinem Galliumphosphid mit Zink- und Sauerstoffrekombinationszentren auf tiefen Pegeln in dem verbotenen Band erhalten.

Die Herstellung elektrolumineszierender Anordnungen, die Licht kürzerer Wellenlängen, und zwar grünes und blaues Licht, emittieren, hat ziemlich viel Schwierigkeiten bereitet. Der Bandabstand von Galliumphosphid ist etwa 2,26 eV bei 30O⁰K, so dass aus diesem Material durch

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Injektionselektrolumineszenz kein blaues Licht erhalten werden kann. Obgleich grüne Lumineszenz aus Galliumphosphiddioden mit untiefen Stickstoffrekombinationszentren, erhalten werden kann, ist die äussere Quantenausbeute durch thermische Löschung durch andere unerwünschte Dotierungszentren in dem Material niedrig.

Bei der Herstellung elektrolumineszierender Anordnungen, die solche kürzere Wellenlängen emittieren, wurde bereits an Halbleitermaterialien mit grösseren Bandabständen von z.B. mindestens 2,5 eV gedacht.

II VI

In A B -Verbindungen, wie Zinksulfid, Cadmiumsulfid und Zinkselenid, ist der Bandabstand genügend gross, um eine zweckmässige Lumineszenz kürzerer Wellenlänge zu erhalten. Die lumineszierenden Zentren können sich genügend tief in dem verbotenen Band .befinden, um eine erhebliche thermische Löschung zu verhindern.

Der Effekt unerwünschter Dotierungen in dem

Halbleitermaterial kann also auf ein Mindestmass beschränkt werden. Es ist aber bekannt, dass es besonders schwierig und unter gewissen Umständen sogar unmöglich ist, einen pn-Ubergang in derartigen Halbleitermaterialien anzubringen dies scheint auf Kompensation der eingeführten Donatoroder Akzeptorverunreinigung durch das automatische Auftreten von Gitterfehlern zurückzuführen zu sein.

Da pn-Ubergänge oft nicht in Halbleitermaterialien mit gewünschten grossen Bandäbsbänden gebildet werden können, besteht ein lebhaftes Interesse für die elektri-

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sehen und elektrooptischen Eigenschaften von HeteroÜbergängen, die diese Materialien enthalten. In Anordnungen mit derartigen HeteroÜbergängen werden Minoritätsladungsträger aus einem Material in das lumineszierende Halbleitermaterial mit dem grossen Bandabstand injiziert, damit die darin Lumineszenz erzeugen.

In einer bekannten Ausführungsform einer Anordnung mit einem HeteroÜbergang werden die Minoritätsladungsträger aus einer halbdurchlässigen Metallelektrode, die z.B. aus Gold besteht, Über eine dünne Isolierschicht in das Halbleitermaterial mit dem grossen Bandabstand, z.B. Cadmiumsulfid, injiziert. Eine derartige Anordnung erfordert das Anbringen einer sehr dünnen Isolierschicht, z.B. aus

Silj.ka oder Calciumfluorid, von etwa 100 A, damit "Tunnelung" der Ladungsträger von dem Metall zu dem Halbleitermaterial ermöglicht wird. Im allgemeinen ist die Injektion klein wegen Feinlunker in der Isolierschicht und wegen des Vorhandenseins schneller strahlungsloser Rekombinationszentren an den Grenzflächen zwischen den verschiedenen Materialien. Statt der üblichen Vorspannung in der Durchlast richtung wurde vorgeschlagen, über der Anordnung ein grosses Wechselstromfeld anzulegen. Das Feld ist derartig, dass während des einen halben Zyklus genügend Energiebandkrümmung verursacht wird, um eine Ladungsinversionsschicht an der Oberfläche des Halbleitermaterials durch Tunnelling oder eine Lawinenvervielfachung zu erzeugen. Während des anderen halben Zyklus bewegen sich auf diese Weise in der Inversion;

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schicht angehäufte Minoritätsladungsträger in dem Inneren des Halbleiters, wo sie rekombinieren und eine Lumineszenz erzeugen. Die äussere Quantenausbeute bleibt jedoch niedrig«

Elektrolumineszierende Anordnungen mit einem HeteroÜbergang, über den die Minoritätsladungsträger aus einem Halbleitermaterial mit kleinem Bandabstand, wie Silicium, injiziert werden, sind erwünscht. So könnten z.B. verschiedene logische und Speieherfunktionen mit derartigen Lichtquellen mit einem HeteroÜbergang kombiniert werden, indem sowohl diese Funktion als auch der Siliciumteil der Lichtquellen als Teile desselben Siliciumsubstrates einer integrierten Schaltung angebracht werden. Viele ,Typen Halbleiter- Halbleiter-Dioden mit schroffen Heteroütergangen wurden bereits vorgeschlagen und erprobt. Die Halbleiterbandstruktur ist an dem HeteroÜbergang unterbrochen. Die Injektion von Ladungsträgern aus dem Teil mit kleinem Bandabstand in den Teil mit dem grossen Bandabstand ist mit der üblichen Neigung eines derartigen Übergangs im Widerspruch^ So ist z.B. der Wirkungsgrad einer Injektion von Löchern? aus p-leitendem Silicium in eine n-leitende II-VI-Halbl^iterschicht wegen des grossen Schrittes zwischen den Valenzbändern des Siliciums mit niedrigem spezifischem Widerstand und dem η-leitenden Material mit grossem Bandabstand niedrig. Der Wirkungsgrad kann dadurch vergrössert werden, dass die Oberfläch© des Materials mit dem grossen Bandabstand isolierend gemacht oder diesem Material ein grosser Widerstand erteilt wird, wobei die Injektion

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von Löchern durch thermische Emission sowie durch Tunnelung erhalten wird. Diese Strukturen weisen aber auch die Nachtelle eines niedrigen Injektionsverhältnisses und hoher strahlungsloser Rekombinationsgeschwindigkeiten bei Oberflächenzuständen auf. Sogar beim Betrieb unter Lawinenbedingungen mit Vorspannung in der Sperrichtung bleibt der Wirkungsgrad niedrig. Ferner kann die hohe Lawinenspannung _t die für eine derartige elektrolumineszierende Anordnung benötigt wird, höher als in zugehörigen Schaltungen angewandte Spannungen sein.

Nach der vorliegenden Erfindung enthält eine elektrolumineszierende Halbleiteranordnung einen lumineszierenden Halbleiterkörperteil vom ersten Leitfähigkeitstyp mit grossem Bandabstand und einen Halbleiterkörperteil mit kleinem Bandabstand, der sich in der Nähe des Teiles mit dem grossen Bandabstand befindet und mit diesem Teil einen schroffen HeteroÜbergang bildet, an dem die Halbleiterbandstruktur unterbrochen ist, und ist diese Anordnung dadurch gekennzeichnet, dass eine Transiatoretruktur vorgesehen ist, die sich in der Nähe des Teiles mit dem grossen Bandabstand befindet und die den Teil mit dem kleinen Bandabstand und die elektrischen Anschlüsse für diesen Teil enthält, welche Transistorstruktur eine erste Anordnung zum Erzeugen eines Stromes von Ladungsträgern vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp in deni Teil mit dem kleinen B&ndabstand bildet, ferner eine zweite Anordnung, mit deren Hilfe in dem Teil mit dem kleinen Bandabstand in der Nähe des Teiles mit dem

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grossen Bandabstand ein derart hohes elektrisches Feld, zur Erhöhung der Energie der von der ersten Anordnung erzeugten Ladungsträger, erzeugt wird, dass lieisse Ladungsträger vom erwähnten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aus dem Teil mit dem kleinen Bandabstand in den Teil mit dem grossen Bandabstand vom ersten Leitfähigkeitstyp injiziert werden, um darin Lumineszenz herbeizuführen, sowie Mittel in der¹ Nähe des Teiles mit dem grossen Bandabstand, um heisse Ladungsträger vom erwähnten entgegngesetzten Leitfähigkeitstyp, die nicht dauernd in den Teil mit dem grossen Bandabstand injiziert werden, zu extrahieren. Unter dem Ausdxmck "mit diesem Teil einen

schroffen HeteroÜbergang bildend, an dem die Bandstruktur des Halbleiters unterbrochen ist" sind hier auch·Strukturen zu verstehen, in denen eine dünne Schicht zwischen den Teilen mit grossem und mit kleinem Bandabstand vorhanden

ist und einen physischen Kontakt zwischen diesen Teilen verhindert; eine derartige dünne Schicht kann aus einer dünnen Metallelektrode bestehen, die, wie nachstehend beschrieben wird, einen gleichrichtenden Übergang mit dem Teil mit dem kleinen Bandabstand bilden und als Kollektor der genannten Transistorstruktur dienen kann.

Der Ausdruck "heisse" Ladungsträger ist in der Halbleitertechnik bekannt als Bezeichnung für Ladungsträger die eine mittlere Energie aufweisen, die die der Halbleitergittertemperatur beträchtlich überschreitet und z.B. der einer Trägertemperatur entspricht, die gleich einem Viel-

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fachen der Gittertemperatur ist. Es sei bemerkt, dass bei gewissen bekannten elektrolumineszierenden Dioden mit einem HeteroÜbergang der obenbeschriebenen Art, für die ein Lawinenbetrieb vorgeschlagen wird, neisse Ladungsträger in Halbleitermaterial mit einem grossen Bpndabstand aus Halbleitermaterial mit einem kleinen Bandabstand injiziert werden. In diesem Falle sind aber die Ladungsträger in dem Lawinendurchschlag eines in der Sperrichtung vorgespannten Übergangs erzeugt sowie erhitzt, so dass die Grosse des Trägerstromes nicht unabhängig von dem Ausmass der Erhitzung der Träger bestimmt werden kann; der Lawinendurchschalg erzeugt Elektron-Loch-Paare, so dass Minoritätssowie Majoritätsladungsträger erhitzt werden; der schroffe Hetero-Ubergang zwischen der Halbleitermaterialion mit groesem und mit kleinem Bandabstand wird in der Sperrichtung bis zum Durchschlag vorgespannt; es sind keine Mittel vorgesehen, um erhitzte Minoritätsladungsträger, die nicht dauernd in den Teil mit dem grossen Bandabstan' injiziert werden, zu extrahieren.

Bei der elektrolumineszierenden Halbleiteranordnung nach der vorliegenden Erfindung bildet die erwähnte Transistorstruktur eine erste Anordnung zum Erzeugen und eine zweite Anordnung zum Erhitzen der injizierten Minoritätsladungsträger. Die Grösee des Stromes von Mjnoritätsladungsträgern, der von der einen Anordnung erzeugt wird, kann also weniger abhängig von dem Ausinass der Erhitzung dieser Ladungsträger von der genannten anderen

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Anordnung bestimmt werden. Die Grosse des Stromes injizierter Minoritätsladungsträger kann also derart gesteuert werden, dass bei einem akzeptablen Leistungsgrad eine genügende Lichtausbeute erzeugt wird. Der HeteroÜbergang zwischen den Teilen mit kleinem und grossem Bandabstand kann in der Durchlassrichtung vorgespannt werden, um Injektion in den Teil mit dem grossen Bandabstand zu erleichtern. Es sind Mittel vorgesehen, um heisse Minoritätsladungsträger, die nicht dauernd in den Teil mit dem grossen Bandabstand injiziert werden, zu extrahieren, so dass derartige Träger keine Raumladung bilden, die das hohe elektrische Feld neutralisiert, das' die Ladungsträger erhitzt. Ferner werden die Ladungsträger vom erwähnten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp von dieser Struktur der Anordnung erzeugt und erhitzt, ohne dass dieselbe Struktur auch Ladungsträger vom ersten Leitfähigkeitstyp erzeugt und erhitzt, wie dies bei Erzeugung von Paaren bei Lawinendurchschlag der Fall ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Teil mit dem kleinsten Bandabstand aus Silicium, weil sowohl die Herstellung von Silicium als auch die Herstellung der Halbleiteranordnungen mit Silicium als Ausgangs-. material bekannt und verhältnismässig billig sind.

Das hohe elektrische Feld, das die Ladungsträgei erhitzt, kann praktisch senkrecht, oder in gewissen Fällen, sogar praktisch parallel zu der erwähnten Oberfläche erzeugt worden.

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In gewissen Fällen kann die Transistorstruktur an der Oberfläche des Teiles mit dem kleinen Bandabstand in der Nähe des Teiles mit dem grossen Bandabstand die Quelle, die Senke und den Kanal eines Feldeffekttransistors enthalten, welcher Kanal aus einer untiefen Oberflächenschicht vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp in einem Teil des Teiles mit dem kleinen Bandabstand vom ersten Leitfähigkeitstyp besteht. In einer besonderen Ausführungsform bestehen die Quelle und die Senke aus Metallelektroden, die gleichrichtende Schottky-Ubergänge mit dem Teil des Teiles mit dem kleinen Bandabstand vom ersten Leitfähig-: keitstyp bilden. Bei einer anderen Ausführungsform enthalten die erwähnte Quelle und Senke Quellen- und Senkenelektroden, die mit den Quellen- und Senkengebieten vom erwähnten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, die sich in dem Teil des Teiles mit dem kleinen Bandabstand vom ersten Leitfähigkeitstyp befinden, einen Kontakt herstellen Die untiefe den Kanal bildende Oberflächenschicht kann in gewissen Fällen eine Inversionsschicht sein, die an der Oberfläche des Teiles mit dem kleinen Bandabstand durch Ladungen an oder in der Nähe dieser Oberfläche Induziert ist. Die erwähnte untiefe Oberflächenschicht kann aber ein mit Verunreinigungen dotiertes Halbleitergebiet sein, das vorzugsweise z.B. durch implantierto Verunreinigungen vom erwähnten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp gebildet wird. Die Implantation kann durch übliche Implantation von Verunreinigungsionen vom erwähnten entgegengesetzten Leit-

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fähigkeitstyp an der Oberfläche des Teiles mit dem kleinen Bandabstand, an der der Teil mit dem grossen Bandabstand angebracht "werden muss, durchgeführt werden, Bei einer anderen Ausführungsform wird die Implantation durch Ionenbeschuss einer Schicht mit einer Verunreinigung vom erwähnten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp an der erwähnten Oberfläche durchgeführt, welcher Beschuss derartig ist, dass durch Energieübertragung Verunreinigungsatome von der Schicht in die Oberfläche des Teiles mit dem kleinen Bandabstand hineingeschossen werden, um die untiefe Oberflächenschicht zu bilden.

Ein derartiger Feldeffekttransistoi bildet Mittel zum Injizieren heissor Träger vom erwähnten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, wobei daa beim Betrieb erzeugte hohe elektrische Feld zwischen der Quelle und der Senke benutzt wird. Dieses Feld liegt, gleich wie der Trägerdrift in dieser Anordnung, praktisch zu der genannten Oberfläche parallel. Die Temperatur der Ladung träger vom ersten Leitfähigkeitstyp, die in Richtung des hohen elektrischen Feldes fliessen, kann auf ein Vielfaches der Gittei temperatur erhöht werden. Das hohe elektrische Feld kann

h 5 -/ in der Grössenordnung von 10 oder 10 V/cm liegen. Die Quelle bildet die eine Anordnung zur Erzeugung des Trägerstromes und die Senke bildet die Mittel zum Extrahieren derjenigen heissen Ladungsträger vom erwähnten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, die nicht dauernd injiziert lierden.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Transistorstruktur ein invertierter bipolarer Transistor mit Kollektor-, Basis- und Emitterelektrodenanschlüssen, welcher Transistor einen Kollektor enthält, der sich an der Oberfläche des Teiles mit dem kleinen Bandabstand in der Nähe des Teiles mit dem grossen Bandabstand befindet und durch ein Basisgebiet vom ersten Leitfähigkeitstyp von einem von der Oberfläche abgekehrten Emittergebiet vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp getrennt ist. Ein derartiger Transistor bildet ein zweckmässiges Mittel zum Injizieren heisser Träger vom erwähnten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, wobei das hohe elektrische Feld verwendet wird, das beim Betrieb an dem in der Sperrichtung vorgespannten Kollektor-Basis-Ubergang erzeugt wird. Dieses Feld liegt praktisch parallel zu der erwähnten Oberfläche und beschleunigt die Ladungsträger zu der erwähnten Oberfläche. So ist es z.B. möglich, Löcher innerhalb etwa 300 - JfOO A von der genannten Oberfläche um etwa 2 V zu beschleunigen. Dieser Abstand ist noch viel grosser als die mittlere freie Weglänge für heisse Löcher in z.B. Silicium (und zwar etwa 100 A), aber die maximale Energie, die ein Loch bei einer Kollision verlieren kann, ist die optische Phononenenergie (63 meV), vorausgesetzt, dass die Spannung unterhalb des Schwellwertes für ionisierende Kollisionen liegt. Auf diese Weise kann ein derartiges erhitztes Loch vielen Kollisionen unterworfen werden und noch genügend Energie übrigbehalten, um die Grenze zu dem Teil mit dem grossen Bandabstand zu

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überschreiten. Diejenigen Ladungsträger, die diese Grenze nicht überschreiten oder nicht in dem Material mit dem grossen Bandabstand bleiben können, werden von der Kollektor-Elektrode abgeführt» Ein hoher Wirkungsgrad der Injektion ist von Bedeutung beim Erhalten einer hohen Lichtausbeute für die elektrolumineszierende Anordnung.

In einer Ausführungsform eines derartigen invertierten bipolaren Transistors ist der erwähnte Kollektor eine Metallelektrodenschicht, die einen gleichrichtenden Übergang mit dem Basisgebiet bildet. Diese Metallelektroden-

-- ο schicht kann dünn (z.B. höchstens 200 A) sein und kann die

ganze Oberfläche des Teiles mit dem kleinen. Bau !abstand bedecken, die sich in der Nähe des Teiles mit dem grossen Bandabstand befindet. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass der Effekt von Löchern, z.B. Feinlunkern, in einer derartigen Schicht nicht notwendigerweise ungünstig ist, so dass die Metallelektrodenschicht unterbrochen sein kann (z.B_o in Form eines dickeren feinen Netzwerkes auf dem Teil mit dem kleinen Bandabstand), wobei der Teil mit dem kleinen Bandabstand mit dem Teil mit dem grossen Bandabstan« an der Stelle von zwischen diesen Teilen liegenden Öffnungen in dieser Elektrode in Kontakt ist. Bei einer anderen Ausführungsform eines derartigen invertierten bipolaren Transistors besteht der erwähnte Kollektor aus einer untiefen Oberflächenschicht vom erwähnten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, die an die erwähnte Oberfläche grenzt, ! und aus dickeren Kollektorkontaktgebieten vom erwähnten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp„ die in einiger Ent-

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fernung voneinander auf der untiefen Oberflächenschicht angebracht sind und die die Mittel bilden, mit deren Hilfe die heissen Ladungsträger, die nicht dauernd in den Teil mit dem grossen Abstand injiziert werden, extrahiert werden. Die genannte untiefe Oberflächenschicht kann eine Dicke von z.B. höchstens 200 A aufweisen. Diese Oberflächenschicht kann in gewissen Fällen eine Inversionsschicht sein, die an der Oberfläche durch Ladungen an oder in der Nähe der Oberfläche induziert ist. Die Oberflächenschicht kann aber ein Halbleitergebiet sein, das durch Verunreinigungen dotiert ist und eine den Leitfähigkeitstyp bestimmende Verun-

18 reinigungskonzentration von mindestens 5 x 10 Atomen/cm³ aufweisen kann. Zur Bildung dieser untiefen Oberflächenschicht des Kollektors kann entweder eine Verunreinigungsionenimplantation oder eine Verunreinigungseinschussimplantation verwendet werden. Voneinander getrennte gut leitende Teile des Basisgebietes können sich in der Nähe des Eraitter-Basis-Ubergangs unter den voneinander getrennten Kollektorkontaktgebieten befinden, welche gut leitenden Teile die Injektion aus dem Emittergebiet von Minoritätsladungsträgern in die unter den Kollektorkontaktgebieten liegenden Teile des Basisgebietes herabsetzen. Ein gut leitender schmaler Teil des Basisgebietes kann sich in der Nähe des Kollektorgebietes befinden und von dem Emitter-Basis-Übergang getrennt sein, welcher gut leitende schmale Teil dazu dient, in der Nähe der Oberfläche das unter Sperrvorapannung an dem Kollektor-Baais-Ubergang erzeugte elektrische Feld zu konzentrieren*

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Wenn eine derartige invertierte bipolare Transist orstruktur mit Kollektor- und Emittergebieten vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp und einem Basisgebiet vom ersten Leitfähigkeitstyp in der Nähe des Teiles vom ersten Leitfähigkeitstyp mit dem grossen Bandabstand angebracht wird, wird eine Vierschicht-pnpn-Transistorstruktur erhalten, die- interessante elektrische Eigenschaften als Steuerelement aufweist. Eine derartige Struktur kann bei Vorspannung auf übliche Weise eine Stromverstärkung von mehr als 1 aufweisen und kann auf einen Zustand mit höherem Strom und niedrigerer Spannung geschalten werden, derart, dass die Stromverstärkung gleich 1 ist. Dieser Effekt könnte bei einem eingebauten Speicher benutzt werden.

Der Teil mit dem kleinen Bandabstand kann"ein Teil eines Halbleitersubstrats aus einem Material mit einem kleinen Bandabstand sein und das Substrat kann Gebiete einer integrierten Schaltung enthalten, von der die Transistorstruktur ein Schaltungselement zum Erzeugen einer Lichtausbeute bildet. Das Substrat kann eine Feststoffreihe derartiger elektrolumineszierender Anordnungen enthalten, die je eine derartige Transistorstruktur zum Injizieren heisser Minoritätsladungstxⁿäger besitzen. Die integrierte Schaltung kann ein Halbleiterspeichersystem enthalten. Venn das Substrat aus Silicium besteht, kann eine derartige Integration verschiedener logischer und Speicherfunktionen für Feststof iViedergabe auf verhältnismässig einfache und billige Weise erhalten werden. Für grosse Reihen elektro-

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lumineszierender Halbleiteranordnungen bilden die Kosten des Halbleitermaterials einen wichtigen Faktor. Die Materialkosten können dadurch niedrig gehalten werden, dass ein gemeinsames Siliciumsubstrat bei der Herstellung des Teiles mit dem kleinen Bandabstand verwendet und das Material mit dem grossen Bandabstand in Form von Schichtteilen hergestellt wird an den Stellen, an denen sie zum Erzeugen von Lumineszenz an der Oberfläche des Siliciumsubstrats benötigt werden. .

Der Teil mit dem grossen Bandabstand kann z.B. aus η-leitendem Zinksulfid, Cadmiumsulfid, Zinkselenid, Zinkoxyd, oder gegebenenfalls sogar Siliciumcarbid bestehen, Er kann in Form eines Schichtteiles auf einem Substrat mit einem kleinen Bandabstand angebracht werden und eine Dicke von z.B. mindestens 1 /tun und höchstens 2 /um aufweisen.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind

in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figuren 1 und 2 eine Draufsicht auf bzw. einen Querschnitt durch einen Teil einer elektrolumineszierenden Anordnung nach der Erfindung;

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen wirksamen Teil derselben Anordnung in bezug auf ein Energiepegeldiagramrn;

Fig. h einen Querschnitt durch einen wirksamen Teil einer anderen elektrolumineszierenden Halbleiteranordnung nach der Erfindung in bezug auf ein Energiepegel-

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diagramm, und

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer elektrölumineszierenden Anordnung nach der Erfindung.

Die elektrolumineszierende Halbleiteranordnung nach den Figuren 1-3 enthält ein Halbleitersubstrat 1 aus einem Material mit kleinem Bandabstand, und zwar Silicium, und auf einem Teil der Oberfläche 2 des Substrats 1 einen Halbleiterschichtteil 3 aus lumineszierendem Material mit einem grossen Bandabstand, und zwar Zinkselenid. Der Schichtteil 3 weist den n-Leitfähigkeitstyp auf und hat eine Dicke zwischen 1 und 2 /um. Ein Teil des Schichtteiles 3 befindet sich auf einer dicken Isolierschicht 15 rings um eine öffnung 16 in der Isolierschicht 15· Die Isolierschicht 15 kann aus Siliciumoxyd bestehen und bedeckt einen grossen Teil der Oberfläche 2 des Substrats 1. Ein Teil des Schichtteiles 3 befindet sich in der öffnung 16 in dieser Schicht 15 und bildet dort einen schroffen HeteroÜbergang mit dem Siliciumsubstrat 1. Die Halbleiterbandstruktur ist an dem HeteroÜbergang unterbrochen, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, die die Anordnung mit angelegten Vorspannungen zeigt. In Fig. 3 bezeichnen E bzw. E die Valenz- bzw. Leitungsbänder. E (i) ist das verbotene Band (Bandabstand) in dem Siliciumsubstrat 1 ,' während E

(3) das verbotene Band im Zinkselenidschichtteil 3 bezeichnet. Die verschiedenen Teile der Anordnung sind in Fig. 3» wie in den Figuren 1 und 2, mit den gleichen Bezugsziffern

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bezeichnet.

Eine halbdurchlässige Elektrode 11 bildet einen Kontakt mit der Oberfläche des Zinkselenidschichtteiles 3i die von dem Siliciumsubstrat 1 abgekehrt ist. Diese Elektrode 11 ist genügend dünn, um das aus dem Schichtteil 3 an der Öffnung 16 emittierte Licht durchzulassen. Ein verdickter Teil 17 dieser Elektrode 11 liegt auf dem Teil des Schichtteiles 3 auf der Isolierschicht 15· Dieser verdickte Teil 17 ermöglicht es, einen Anschlussleiter an die Elektrode 11 anzuschliessen.

Eine Transistorstruktur h,5»6 befindet sich in dem Siliciumsubstrat 1 an der Stelle des Zinkselenidschichtteiles 3 an der Öffnung 16. Die Transistorstruktur k,5»6 ist ein invertierter bipolarer Transistor, der ein p-leitendes Kollektorgebiet 6 enthält, das auf der Oberfläche 2 liegt und durch ein η-leitendes Basisgebiet 5 von einem von der Oberfläche abgekehrten p-leitenden Emittergebiet k getrennt ist; es bestehen Elektrodenverbindungen 12, 13 und 1^ mit den Kollektor-, Basis- bzw. Emittergebieten 6, 5t bzw. k.

Der Emitter-Basis-Ubergang der Transistorstruktur J*, 5»6 bildet eine erste Anordnung zum Erzeugen in dem Basisgebiet 5 aus dem Emittergebiet 4 eines Stromes von Löchern, die in bezug auf den n-leitendon Zinkselenidschich teil 3 sowie in bezug auf das Siliciumbasisgebiet 5 Minoritätsladungsträger sind. Eine zweite Anordnung befindet sich an dem in der Sperrichtung vorgespannten Kollektor-

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Basis-Übergang zum Erzeugen in dem Siliciumsubstrat in der Nähe des Zinkselenidschichtteiles 3 eines derart hohen elektrischen Feldes zur Erhöhung der auf diese Weise erzeugten Löcherenergie, dass, wie mit Pfeilen in Fig. 2 angedeutet ist, heisse Löcher aus dem Siliciumsubstrat 1 in den n-leite,nden Zinkselenidschiehtteil 3 an der Öffnung 16 injiziert werden, welche Löcher eine Lumineszenz in dem Zinkselenidschichtteil 3 erzeugen. Das Kollektorgebiet 6 und seine Elektrodenverbindung 12 bilden Mittel, mit deren Hilfe erhitzte Löcher, die nicht dauernd in den Zinkselenidschichtteil 3 injiziert werden, extrahiert werden. Um die Löcherinjektion in den Schichtteil 3 zu fördern, ist der HeteroÜbergang in der Durchlassrichtung mittels einer zwischen der Elektrode 11 und dem Kollektorelektrodenanschluss 12 angelegten Spannung vorgespannt. Wenn der. HeteroÜbergang in der Durchlassrichtung vorgespannt wird, wird ein Teil der Sperre für Löcher innerhalb des Zinkselenidschichtteiles 3 herabgesetzt, wie mit der Krümmung in E in Fig. angegeben ist. .

Der Pfeil a in Fig. 3 gibt den Durchgang heis-

ser Locher an, die aus dem Siliciumsubstrat 1 in den Zink-

» selenidschichtteil 3 injiziert werden. Der Pfeil b_ gibt den Durchgang von Löchern an, die innerhalb der Kollektorübergangserschöpfungsschicht in dem Siliciumsubstrat 1 zuviel Energie verlieren und also die Sperre in dem Zinkselenid nicht übei-winden; diese Löcher werden von dem Kollektor des Transistors abgeführt. Die Löcher verlieren

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Energie durch PhononenkoHisionen in dem Siliciumsubstrat 1. Der Effekt derartiger Kollisionen bei der beliebigen Verteilung der Löchergeschwindigkeit ist nicht auf den Pfeilen a. und Jb in Fig. 3 angegeben. Um zu verhindern, dass zuviel Energie durch ionisierende Kollisionen verloren geht. soll die zwischen dem Kollektor und der Basis angelegte Sperrspannung nicht mehr als etwa 3 V betragen. Der erwähnte Kollektor 6 besteht aus einem untiefen p-leitenden Halbleiteroberflächenteil 71 der an die erwähnte Oberfläche 2 grenzt, und aus dickeren p-leitenden Kollektorstreifengebieten 8, die sich über das Schichtgebiet 7 erstrecken. Die Kollektorstreifengebiete 8 und die mit diesen Gebieten verbundene Elektrode 12 extrahieren Löcher, die nicht dauernd in das Zinkselenidmaterial mit grossem Bandabstand injiziert werden. Das Kollektorschichtgebiet 7 weist eine

Dicke von weniger als 200 A, und eine Akzeptorkonzentration von etwa 10 Atomen/cm³ auf und ist durch Akzeptorionenimplantation an der Oberfläche 2 des Siliciumsubstrats 1 angebracht, bevor der Zinkselenidschichtteil 3 angebracht wird.

Voneinander getrennte gut leitende Teile 9

des Basisgebietes 5 befinden sich in der Nähe des Emitter-Basis-Ubergangs unterhalb der voneinander getrennten Kollektorstreifenkontaktgebiete 8; diese gut leitenden Teile setzen die Löcherinjektion aus dem Emictergebiet k in die unterhalb der voneinander getrennten Kollektorkontaktftpbiete 8 liegenden Teile des Basisgebiotos 5 herab. Eine dor-

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artige Basis/gebietinjektion fördert die Löcherinjektion in den Zinkselenidsclaiclifrteil 3 und die Lichtausbeute der Anordnung nicht. Ein schmaler .gut leitender Teil 10 des Basisgebiei;es befindet isiirfi in der Nätoe ides XoliLelctorsehiehtgebietes 7 rand' ist iron dem Emitter—Basis-übergang getrennt. Dieser sclmale gut leistende Teil 10 diejrfc dazu, in der Nähe dea? Oberfläche 2 das an dem KoIle2ktor-Basis— Übergang unter Sp err vor spannung erzeugte el-ekiris-cne F«JLd zu konzentrieren, wie in Fig. 3 angegeben, wodurch eine zweckmässigere Erhitzung dex· Löcher in der Nähe der Oberfläche 2 erzielt wird.

Wie die Draufsicht nach Fig. 1 zeigt, erstrecken sich die voneinander getrennten Kollektorstreifenkon— taktgebiete 8 auf einer Seite des mittleren Teiles der Anordnung und enden in einem gemeinsamen Oberflächengebiet ρ grossen Flächeninhalts des Siliciumsubstrats 1. Dieses Oberflächengebiet ρ ist mittels der Kollektor-Elektrode 12 in Form einer Metallschicht in einer öffnung 18 in einem Teil der Isolierschicht 15 kontaktiert, welche nicht von dem Zinkselenidschichtteil 3 bedeckt ist.

Die Basisgebietteile 9 unterhalb der Kollektor— kontaktgebiete 8 erstrecken sich auf einer Seite des mittleren Teiles der Anordnung unterhalb des Oberflächengebie-r tes ρ . Die Bäsisgebietteile 9 und 10 erstrecken sich auch auf der gegenüber liegenden Seite und die beiden Teile'9 und 10 enden in einem gemeinsamen Oberflächengebiet η grossen.Flächeninhalts des Siliciumsubstrats 1. Dieses

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Oberflächengebiet η wird mittels der Basis-Elektrode 13 in Form einer Metallschicht in einer Öffnung 19 in einem Teil der Isolierschicht 15 kontaktiert_r welche nicht von dem Zinkselenidschichtteil 3 bedeckt ist. Das Emittergebiet k ist mittels Metallschichtelektroden lh auf der gegenüberliegenden Oberfläche des Substrates 1 kontaktiert.

Das Basisgebiet 5 des Transistors kann aus einer aus η-leitendem Silicium bestehenden epitaktischen Schicht mit einem hohen spezifischen Widerstand gebildet sein, die auf einem gut leitenden p-Typ Siliciumträger angebracht ist. Der p-leiteiJle Träger bildet das Emittergebiet k und der Emitterübergang endet an der Oberfläche 2, indem gut leitende p-Typ diffundierte Wandgebiete ρ tibex' die Dicke der η-leitenden epitaktischen Schicht angebracht sind. Die Teile 9 des Basisgebietes können durch eine diffundierte vergrabene Schicht an der Grenzfläche zwischen der epitaktischen Schicht und dem Träger gebildet werden. Die Teile 10 des Basisgebietes 5 und d e Teile 7 und 8 des Kollektorgebietes 6 können durch Ionenimplantatioi angebracht werden, bevor der Zinkselenidschichtteil 3 angebracht wird.

Es ist einleuchtend, dass die Emitter-Elektrode auch an der Oberfläche 2 des Substrats 1 angebracht worden könnte, wenn dies nicht von dem Zinkselenidschichtteil 3 bedeckt ist; diese Elektrode könnte dann die Wandgebiete ρ kontaktieren. Statt eines p-leiteriden Trägers, dor das Emittergebiet h bildet, kann in diesem Falle der Emitter Ί

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aus p-leitenden ¥andgebieten und einer p—leitenden vergrabenen Schicht bestehen.

Die in Fig. h gezeigte Anordnung ist gleich der· in den Figuren 1 - 3 .dargestellten Anordnung, mit dem Unterschied, dass die untiefe Kollektoroberflächenschicht durch eine dünne Metallschichtelektrode M auf der Ober—, fläche des Siliciumsubstrats 1 ersetzt ist, dass die Kollektorkontaktgebiete 8 und die gut leitenden Basisgebietteil© 9 weggelassen sind, und dass der Teil mit dem grossen Bandabstand aus Zinksulfid besteht. Entsprechende Teile dieser Anordnung sind in Fig. h mit den gleichen Bezugsziffern wie in den Figuren 1—3 bezeichnet. Wie in Fig. h dargestellt ist, ist die Halbleiterbandstruktur an dem HeteroÜbergang zwischen dem Zinksulfidschichtteil 3 und dem Siliciumsubstrat 1 unterbrochen, welcher HeteroÜbergang sich an der Stelle befindet, an der die Metallschicht M vorhanden ist. Die Metallschicht M weist eine Dicke von etwa

100 A auf und bildet einen gleichrichtenden Ubr rgang mit dem gut leitenden Teil TO des n—leitenden Basisgebietes 5· Auf diese Weise bildet die Schicht M den Kollektor der Transistorstruktur 4,5jM und dieser Übergang liefert unter Sperrvorspannung das erforderliche hohe elektrische Feld zur Ex-höhung der Energie der Löcher, die von dem Emitter h emittiert werden, so dass heisse Löcher aus dem Siliciumsubstrat 1 in den η-leitenden Zinksulfidschichtteil 3 injiziert werden und darin eine Lumineszenz herbeiführen. Die Metallschicht M ist derart dünn, dass heisse Löcher

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durch diese Schicht hindurch injiziert werden können, aber derart dick, dass sie eine Elektrode bildet, die genügend ist, um die heissen Löcher, die nicht dauernd in den Schichtteil 3 injiziert werden, abzuführen. Es hat sich herausgestellt, dass der Effekt von Feinlunkern auf die Charakteristiken der Anordnung nicht notwendigerweise ungünstig ist, so dass die Metallelektrodenschicht M in Form eines feinen Netzwerks ausgebildet werden kann, wobei das Silicium und das Zinksulfid an den feinen Offnungen in der Schicht M miteinander in Kontakt sind.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beispielsweise an Hand der Fig. 5 beschrieben.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine

weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen elektrolumineszierenden Anordnung. Die Teile dieser Anordnung, die Teilen der Anordnung nach den Figuren 1 und 2 entsprechen, sind in Fig. 5 mit den gleichen Bezugsziffern wie in den Figuren 1 und 2 bezeichnet. In dieser Anordnung wird das hohe elektrische Feld, das zur Erhitzung der Ladungsträger dient, praktisch parallel zu der Hauptoberfläche 2 des Siliciumsubstrats 1 erzeugt. Das Substrat 1 enthält eine Transistorstruktur 20,22,21. Die Transistorstruktur 20,22,2 enthält an der Siliciumoberflache 2 eine Quelle 20, eine Senke 21 und einen Kanal 22 eines Feldeffekttransistors, der sich in dem Silicium in der Nähe des Teiles 3 mit dem grossen Dandabstand befindet. Der Kanal 22 ist eine untiefο

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Oberflächenschicht vom p-Leitfähigkeitstyp in einem Teil des Substrats 1 mit dem kleinen Bandabstand vom n-Leitfähigkeitstyp. Die Quelle und die Senke 20 bzw. 21 enthalten Quellen- und Senkenelektroden 23 bzw. 24, die mit Quellen- und Senkengebieten 20 bzw. 21 einen Kontakt bilden, welche Gebiete vom p-Leitfähigkeitstyp sind und sich in dem nleitenden Teil des SiIiciumsubstrats 1 befinden. Die μη-" tiefe Oberflächenschicht 22, die den Kanal bildet, ist ein mit Verunreinigungen dotiertes Halbleitergebiet, das vorzugsweise z.B. durch implantierte Akzeptorverunreinigungen, z.B. Bor, gebildet wird. Die Implantation kann durch die übliche Technik zur Implantation von Akzeptorve runreinigungsionen an der Oberfläche 2 des Substrats 1 mit dem kleinen Bandabstand an der Stelle durchgeführt werden, an der der Teil 3 mit dem grossen Bandabstand angebracht werden muss. In einer anderen Ausführungsform wird die Implantation durch einen Ionenbeschuss einer Schicht von Akzeptorverunreinigungen an der Oberfläche 2 durchgeführt, welcher Beschuss derartig ist, dass, durch Energieübertragung, Verunreinigungsatome aus der Akzeptorschicht in die Siliciumoberfläche 2 hineinschiessen, um die untiefe Oberflächenschicht 22 zu bilden. Die Länge des Kanals 22 zwischen dem Quellengebiet 20 und dem Senkengebiet 21 ist vorzugsweise in der Grössenordnung von Submikrons, um ein hohes elektrisches Feld zwischen diesen Gebieten 20 und 21 zu erhalten. Die Gebieto 20 und 21 können durch Akzeptorverunreinigungsdiffusion gnbildeb werden. - ·

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Ein derartiger Feldeffekttransistor liefert

Mittel zum Injizieren heisser Löcher, wobei das hohe elektrische Feld benutzt wird, das beim Betrieb zwischen der Quelle und der Senke erzeugt wird. Dieses Feld liegt praktisch parallel zu der Oberfläche 2, gleich wie der Trägerdrift in dieser Anordnung. Die Temperatur der Löcher, die zu dem hohen elektrischen Feld fliessen, kann auf eixi Vielfaches der Gittertemperatur erhöht werden. Das hohe elek—

k 5 trische Feld kann in der Grössenordnung von 10 bis IO V/cm liegen. Die Quelle 20,23 bildet die Anordnung zum Erzeugen des Löcherstromes und die Senke 21,24 bildet die Mittel zum Extrahieren der erhitzten Löcher, die nicht dauernd in den Teil 3 mit dem grossen Bandabstand injiziert werden.

Der Teil 3 mit dem grossen Bandabstand kann eine Schicht aus η-leitendem Zinksulfid,, -Selenid oder -Oxyd oder z.B. Cadmiumsulfid sein. Der Schichtteil 3 wird in einem Fenster 25 in der Isolierschicht 15 an der SiIiciumoberflache 2 niedergeschlagen. Das Fenster 25 befindet sich an der Stelle der Kanalschicht 22, in der der Löcher— strom erhitzt wird. Gerade an der Stelle dieses Fensters 25 werden heisse Löcher in den Teil 3 mit dem grossen Bandabstand injiziert· Eine halbdurchlässige Elektrode 11 bildet einen Kontakt mit der Oberfläche des Schichtteiles 3· die von dem Sillciumsubstrat 1 abgekehrt ist. Diese Elektrode 11 1st genügend dünn, um Licht durchzulassen, das von dem SchlchttoiL 3 In der Niiho dos Funsters 25

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emittiert wird. Ein verdickter Teil der Elektrode 11 befindet sich in einiger Entfernung von dem Fenster 25 und schafft die Möglichkeit zum Anschluss eines Zufuhrleiters an die Elektrode 11. Um die Löcherinjektion in den Schichtteil 3' zu fördern, ist der HeteroÜbergang zwischen dem Schichtteil 3 und dem Substrat 1 in der Durchlassrichtung mittels einer an die Elektrode 11 angelegten Spannung vorgespannt, um die Sperre für Locher zu verringern.

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Claims

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- 28 - ' PATENTANSPRÜCHE .

M.J Elektrolumineszierende Halbleiteranordnung mit einem lumineszierenden Halbleiterkörperteil von einem ersten Leitfähigkeitstyp mit einem grossen Bandabstand und einem Halbieiterkörperteil mit einem kleinen Bandabstand der sich in der Nähe des Teiles mit dem grossen Bandabstand befindet und mit diesem Teil einer schroffen HeteroÜbergang bildet, an dem die Halbleiterbandstruktur unterbrochen ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Transistorstruktur in der Nähe des Teiles mit dem grossen Bandabstand vorhanden ist, die den Teil mit dem kleinen Bandabstand und Elektrodenanschlüsse an diesen Teil enthält und die eine erste Anordnung zum Erzeugen eines Stromes von Ladungsträgern vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp in dem Teil mit dem kleinen Bandabstand bildet, ferner eine zi^eite Anordnung, mit deren Hilfe in dem Teil mit dem kleinen Bandabstand in der Nähe des Teiles mit dem grossen Bandabstand ein derart hohes elektrisches Feld, zur Erhöhung der Energie der von der ersten Anordnung erzeugten Ladungsträger, erzeugt wird, dass heisse Ladungsträger vom erwähnten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aus dem Teil mit dem kleinen Bandabstand in den Teil mit dem grossen Bandabstand vom ersten Leitfähigkeitstyp injiziert werden und darin eine Lumineszenz herbeiführen, und Mittel in der Nähe des Teiles mit dem grossen Bandabstand, mit deren Hilfe heisse Ladungsträger vom erwähnten entgegengesetzten Leitfähigketstyp, die nicht dauernd in den Teil mit dem grossen

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Bandabstand injiziert werden, extrahiert werden» 2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Transistorstruktur an der Oberfläche des Teiles mit dem kleinen Bandabstand in der liähe des Teiles : mit dem grossen Bandabstand die Quelle, die Sejüsie und den Kanal eines Peldefi" ekttransästors enthält * welcher Kanal aus einer untiefen Oberflächenschicht vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp in einem Teil des Teiles mit dem kleinen Bandabstand vom ersten Leitfähigkeitstyp besteht, 3» Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich-

f net, dass die erwähnte Quelle und die erwähnte Senke Quel— j len- und Senkenelektroden enthalten, die mit Quellen-" und 1 Senkengebieten vom erwähnten entgegengesetzten Leitfähig-■ keii;styp einen Kontakt bilden» welche Gebiete sich in dem

Teil des Teiles vom ersten Leitfähigkeitstyp mit dem _· kleinen Bandabstand befinden.

' 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3> dadurch

) gekennzeichnet, dass die erwähnte untiefe Oberflächenschichi ) ein Halbleitergebiet ist, das durch implantierte Verunrei-

j nigungen vom erwähnten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp,

j gebildet wird.

[ 5· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

i net, dass die Transistorstruktur ein invertierter bipolarer

1 Transistor mit Kollektor-, Basis- und Emitter-Elektroden-

' anschlüssen ist, welcher Transistor einen Kollektor enthält,

I der sich an der Oberfläche des Teiles mit dem kleinen Band-

r abstand in der Nähe des Teiles mit dem grossen Bandabstand

{ befindet und durch ein Basisgebiet vom ersten Leitfähig-

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ORIGINAL INSPECTED

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keitstyp von einem von der Oberfläche abgekehrten Emittergebiet vom erwähnten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp getrennt ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte Kollektor eine dünne Metallelektrodenschicht ist, die einen gleichrichtenden Übergang mit dem Basisgebiet bildet.

7. Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte Kollektor aus einer untiefen Oberflächenschicht vom erwähnten entgegengesetzten Leitiähigkeitstyp, die an die erwähnte Oberfläche grenzt, und aus dickeren Kollektorkontaktgebieten vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp besteht, die voneinander getrennt auf der untiefen Oberflächenschicht angebracht sind, welche Kollektorkontaktgebiete die Mittel bilden, mit deren Hilfe Minoritätsladungsträger, die nicht dauernd in das Material mit dem grossen Bandabstand injiziert worden, extrahiert werden.

8. Anordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte untiefe Oberflächenschicht eine

ο
Dicke von höchstens 200 A aufweist.

9* Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte untiefe Oberflächenschicht eine den Leitfähigkeitstyp bestimmende Verunreinigungskonzentratlon von mindestens 5 · 10 Atomen/cm³ aufweist· 10. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 ^dA9 9» dadurch gekennzeichnet, da*· die erwähnte untiefe Ober-

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flächenschicht ein implantiertes Gebiet ist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 1O, dadurch gekennzeichnet, dass voneinander getrennten gut leitenden Teile des Basisgebietes in der Nähe des Emitter-Basis—Übergangs unterhalb der voneinander getrennten Kollektorkontaktgebiete liegen, welche gut leitenden Teile die Injektion aus dem Emittergebiet von Minoritätsladungsträgern in die unterhalb der voneinander getrennten Kollektorkontaktgebiete liegenden Teile ,des Basisgebietes herabsetzen.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein schmaler gut leitender Teil des Basisgebietes in der Nähe des Kollektorschichtgebietes vorhanden und von dem Emitter—Basis-Ubergang getrennt ist, welcher schmale gut leitende Teil dazu dient, das an dem Kollektor-Basis-Ubergang unter'Sperrvorspannung erzeugte elektrische Feld zu konzentrieren.

13· Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Teil mit dem kleinen Bandabstand einen Teil eines Halbleitersubstrats aus einem Material mit einem kleinen Bandabstand'bildet, welches Substrat Gebiete einer integi*ierten Schaltung enthält, von der die Transistorstruktur ein Schaltungselement zur Lieferung einer Lichtausbeute ist.

14. Anordnung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Schaltung eine Halbleiterspeichervorrichtung enthält.

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15· Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material mit dem kleinen Bandabstand Silicium ist.

16. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass der Teil mit dem grossen Bandabstand aus η-leitendem Zinksulfid, Cadmiumsulfid, Zinkoxyd oder Zinkselenid besteht. ·
17· Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Teiles mit dem grossen Bandabstand höchstens 2 /um ist.

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