DE2429189A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR PHOTOCATHOD INTENDED FOR TRANSMISSION OPERATION - Google Patents
PROCESS FOR MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR PHOTOCATHOD INTENDED FOR TRANSMISSION OPERATIONInfo
- Publication number
- DE2429189A1 DE2429189A1 DE19742429189 DE2429189A DE2429189A1 DE 2429189 A1 DE2429189 A1 DE 2429189A1 DE 19742429189 DE19742429189 DE 19742429189 DE 2429189 A DE2429189 A DE 2429189A DE 2429189 A1 DE2429189 A1 DE 2429189A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- substrate
- layer
- semiconductor
- thin film
- crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/34—Photo-emissive cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/12—Manufacture of electrodes or electrode systems of photo-emissive cathodes; of secondary-emission electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
- H01J2201/34—Photoemissive electrodes
- H01J2201/342—Cathodes
- H01J2201/3421—Composition of the emitting surface
- H01J2201/3423—Semiconductors, e.g. GaAs, NEA emitters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
- Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
- Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
Description
PATENTANWÄLTE IN WIESBADEN UND MÜNCHENPATENT LAWYERS IN WIESBADEN AND MUNICH
DlPL-ING. P. G. BLUMBACH -DIPL-PHYS. DR. W. WESER · DIPL-ING. DR. JUR. P. BERGEN DIPL-ING. R. KRAMERDlPL-ING. P. G. BLUMBACH-DIPL-PHYS. DR. W. WESER DIPL-ING. DR. JUR. P. BERGEN DIPL-ING. R. KRAMER
WIESBADEN · SONNENBERGER STRASSE 43 · TEL. (06121) 562943, 561998 MÖNCHENWIESBADEN · SONNENBERGER STRASSE 43 · TEL. (06121) 562943, 561998 MÖNCHEN
Ftnrrarnatriu TV C-'-" . T/r·"":.Ftnrrarnatriu TV C -'- ". T / r ·" ":.
-Jiizuuka, Japan ί-'ara I-Jiizuuka, Japan ί-'ara I
Verfahren zum herstellen einer Mr :jureh~ lichtbetrieb vorgesehenen iialbleitfci-fotokaüiotle_Method for the production of an i ialbleitfc i-fotokaüiotle_
!Ue Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer für ^/urchlichtbetrieb vorgesehenen iialbleiterfotokathode.! Ue invention relates to a method for producing a iialconductor photocathode intended for operation in transmitted light.
'■Aenn die Oberfläche von ρ-leitenden Halb leiterkristallen vie etwa iliziuni oder C: allium arsenic! und anderen geeigneten TII-V-Verbindungshalbleitern gereinigt werden und ihre Klektro· nenaffinitäten durch Alctivieren mit Oaesiuir oder · aosiuii; und Sauerstoff klein gemacht werden, werden die Elektronen, die durch einfallendes Lieht im Halbleiter angeregt werden, in ein Vakuum emitiert. Halbleiterfotokathoden dieses Typs weisen über einen weiten Wellenbereich hinwe-g eine vergleichsweise konstante Speirtralempfmdlithki.it auf; außerdem arbeiten sie hoch effizient und mit kleinen= ounkelstr..)ni.If the surface of ρ-conducting semiconductor crystals looks like like iliziuni or C: allium arsenic! and other suitable TII-V compound semiconductors are cleaned and their Klektro · affinities by activating with oesiuir or aosiuii; and Oxygen is made small, the electrons are that are excited by incident light in the semiconductor, emitted into a vacuum. Semiconductor photocathodes of this type have over a wide range of waves a comparative constant Speirtralempfmdlithki.it on; also work they are highly efficient and with small = ounkelstr ..) ni.
409883/0944409883/0944
24291392429139
Per im Durchlichtbetrieb arbeitende Fotokathodentyp wird beispielsweise in Bildaufnahmeröhren verwendet. In diesem ■ alle sind dünne Bereiche bzw. Zonen, die i^otoelektronen bilden, nötig, damit verhindert wird, daß die durch Licht angeregten Elektronen während der l-iffusion bis zur Fmissionsoberfläche bedämpft bzw. gelösfcht werden. Auch die Kristallinität muß verbessert werden, um die Diffus ions weglänge zu vergrößern. Bisher wurden Kristalle aus Galliumarsenid in dünnen Schichten auf transparenten, isolierenden Substraten wie etwa Saphir aufwachsen gelassen. Wegen des ausgeprägten Unterschiedes der Kristallstrukturen des Substrates und des Galliumarsenids wurde der schlechte Kristall gezüchtet, sobald die Schichtflicke geringer wurde. Es war also nötig, die Schicht beträchtlich dicker als die Diffus ions weglänge der elektronen auszulegen, um diesen Mangel zu beheben. Dadurch e -gab sich ein Abfall der fotoelektrischen Empfindlichkeit.Per photocathode type working in transmitted light mode, for example used in image pickup tubes. In this ■ all are thin areas or zones that form i ^ otoelectrons, necessary to prevent the electrons excited by light from reaching the emission surface during the infusion attenuated or deleted. Crystallinity must also be improved in order to increase the diffusion path length. Previously, gallium arsenide crystals were made in thin layers grown on transparent, insulating substrates such as sapphire. Because of the pronounced difference of the crystal structures of the substrate and the gallium arsenide, the bad crystal was grown as soon as the layer patches became less. It was therefore necessary to make the layer considerably thicker than the diffusion path length of the electrons, to remedy this deficiency. This resulted in a drop in photoelectric sensitivity.
Ferner ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Einzelkristallsubstrat aus Galliumphosphid mit derselben KristallstrukturFurthermore, a method is known in which a single crystal substrate from gallium phosphide with the same crystal structure
409883/Ü944409883 / Ü944
24291832429183
und einem breiten verbotenen Band Verwendet wird, und bei dem, um die Citterkonstantendifferenz zu überwinden, auf dieses Substrat eine Galliumarsenphosphor- Obergangsschicht sowie dann eine Galliumarsenid-Dünnschicht, in der ^otoelektronen gebildet werden, aufwachsen gelassen wird, !"-och haben die nach diesem Verfahren erhaltenen /otokathoden den hauptsächlichen Nachteil, daß ihre lichtempfindlichen Zonen ausgesprochen schmäler werden, weil die kurzen ^ ellenlangen des einfallenden Lichtes durch das Galliumphosphid und die Galliumarsenphosphor-Schichten absorbiert werden.and a wide forbidden band is used, and at to overcome the citter constant difference this substrate a gallium arsenic phosphor transition layer and then a gallium arsenide thin layer in which ^ otoelectrons be formed, let grow up,! "- och have the / otocathodes obtained by this process the main disadvantage that their light-sensitive zones are decidedly narrower because the short ones are very long of the incident light are absorbed by the gallium phosphide and the gallium arsenic phosphor layers.
Es wurde bereits vorgeschlagen, Galliumarsenid auf Germanium aufwachsen zu lassen, das eine ähnliche Kristallstruktur und kleine Gitterkonstantenabweichung aufweist, niesem Verfahren haftete noch der Mangel an, daß es notwendig war, die Absorption des einfallenden Lichtes dadurch zu verringern, daß das Substrat sehr dünn gemacht wurde, weil das verbotene Band von Germanium T1 66 Elektronenvolt ausmacht und wesentlich schmaler als das verbotene Band von Galliumarsenid ist.It has already been proposed to grow gallium arsenide on germanium, which has a similar crystal structure and small lattice constant deviation, and this method still lacked the need to reduce the absorption of incident light by making the substrate very thin because the forbidden band of germanium T 1 represents 66 electron volts, and is substantially narrower than the forbidden band of gallium arsenide.
409883/0944409883/0944
Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, diese und andere bekannte Nachteile zu beheben.The object of the invention is to remedy these and other known disadvantages.
Zur Lösugg der Aufgabe geht die Erfindung von einem Verfahren der eingangs genannten Art aus und ist gekennzeichnet durchTo solve the problem, the invention is based on a method of the type mentioned at the beginning and is characterized by
A. Züchten einer Halbleiterkristall-Dünnschicht mit Fotoelektronenemissionseigenschaften auf einem Substrat, dessen Kristallstruktur mit der des Halbleiterkristalls gleich oder ähnlich ist,A. Growing a semiconductor crystal thin film having photoelectron emission properties on a substrate whose crystal structure is the same as that of the semiconductor crystal or is similar
B. Züchten einer transparenten Schutzschicht auf der Dünnschicht undB. Growing a transparent protective layer on the thin film and
C. Entfernen wenigstens eines Teiles des Substrates, um dadurch einen Teil der Dünnschicht zur Verwendung als fotoelektronenemittierende Oberfläche freizulegen.C. Removing at least a portion of the substrate to thereby exposing a portion of the thin film for use as a photoelectron emitting surface.
Die Dünnschicht kann passend dotiert werden, damit sie p, oder stark p-leitend wird.The thin film can be appropriately doped so that it is p, or becomes strongly p-conductive.
Ein wichtiges erfindungsgemäßes Merkmal ist in der teilweisenAn important feature of the invention is in the partial
409883/0944409883/0944
oder vollständigen Entfernung des Substrates von der auf dem Substrat gezüchteten Kristallschicht zu sehen, wodurch eine fotoelektronenemittierende Oberfläche in den derart freigelegten Schichtbereichen gebildet wird. Wenn das Substrat nur teilweise entfernt wird, liefern die restlichen Teile zusätzliche mechanische Festigkeit.or complete removal of the substrate from the crystal layer grown on the substrate, whereby a photoelectron-emitting surface is formed in the layer areas exposed in this way. If the substrate is only partially removed, the remaining parts provide additional mechanical strength.
Das Substrat kann vorteilhafterweise nichttransparent sein, weil ein Teil desselben entfernt wird, um einen Oberflächenbereich der Schicht freizulegen, damit die fotoelektronenemittierende Oberfläche gebildet wird.The substrate may advantageously be non-transparent because part of it is removed to form a surface area of the layer so that the photoelectron emitting surface is formed.
In einem Anwendungsfall kann die Schicht mit der freigelegten Oberfläche, dem restlichen gubstratteil und der Schutzschicht in Verbindung mit einem fluorescenten Schirm oder einer fluorescenten Oberfläche über der bezeichneten freigelegten Oberfläche, Be schleunigungselektroden zwischen der freigelegten Oberfläche und dem Schirm, einer Behältniseinrichtung dafür, einer Einrichtung zum Projizieren eines BildesIn one application, the layer with the exposed Surface, the remaining substrate part and the protective layer in connection with a fluorescent screen or a fluorescent surface over the designated exposed surface, Be acceleration electrodes between the exposed Surface and the screen, a receptacle device therefor, a device for projecting an image
409883/0944409883/0944
auf die Schutzschicht und Fotoelektronenemission auf den Schirm verwendet werden.can be used on the protective layer and photoelectron emission on the screen.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil besteht darin, daß die Erfindung leicht auszuführen ist und das sich ergebende Bauelement betriebssicher und leistungsfähig ist. Der Schichtkristall kann von jeder gewünschten Dicke sein.Another advantage of the invention is that the invention is easy to carry out and the resulting device is reliable and efficient. The layered crystal can be of any thickness desired.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben und dabei auf weitere Merkmale und Vorteile eingegangen. Die Zeichnungen zeigen:The invention will be described in detail below in conjunction with the accompanying drawings and furthermore Features and benefits received. The drawings show:
Fig. IA, IB und IC ein Ausführungsbeispiel verschiedenerIA, IB and IC show an embodiment of various
Stufen bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelementes,Stages in the production of the component according to the invention,
Fig. 2 die Anwendung des nach dem erfindungs-Fig. 2 the application of the according to the invention
gemäßen Verfahren hergestellten Bauelementes in einer Fernsehkamera.according to the method produced component in a television camera.
409883/0944409883/0944
Es soll nun das Herstellungsverfahren in Verbindung mit den Pig. IA, IB und IC beschrieben werden. Die Schicht 2 wird auf einem Substrat 1 aufwachsen gelassen bzw. gezüchtet. Das Substrat 1 kann aus einem Material mit der gleichen oder einer ähnlichen Kristallstruktur wie die der Schicht bestehen, die ein Halbleiter kr istall sein kann, in der ITbto elektronen gebildet werden. Die Schicht 2 kann nach einem geeigneten Verfahren etwa aus der Dampfphase, der flüssigen Phase oder durch Aufdampfen im Vakuum auf dem Substrat 1 gezüchtet werden. Nachdem der Kristall auf dem Substrat gezüchtet ist, wird, wie die Fig. 3 zeigt, eine Schutzschicht 3 aus einem geeigneten; transparenten Material aufwachsen gelassen oder sonstwie an die Schicht 2 angefügt. Dann wird mindestens eh Teil des Substrates 1 (Fig. IC) etwa durch chemisches Ätzen entfernt. Es ist möglich, die mechanische Festigkeit der nach diesem Verfahren erzeugten Fotokathode zu erhöhen, indem ein Teil des Substrates 1, der durch die unterbrochen dargestellten Linien 1* wiedergegeben wird, stehengelassen wird.It is now the production process in connection with the Pig. IA, IB and IC are described. Layer 2 will grown or grown on a substrate 1. The substrate 1 can be made of a material with the same or a similar crystal structure as that of the layer, which can be a semiconductor crystal, in which ITbto electrons are formed. The layer 2 can be made of the vapor phase, the liquid phase or by vapor deposition using a suitable method can be grown on the substrate 1 in a vacuum. After the crystal is grown on the substrate, like FIG. 3 shows a protective layer 3 made of a suitable one; transparent material allowed to grow or otherwise attached to the layer 2 appended. Then at least part of the substrate 1 (FIG. IC) is removed, for example by chemical etching. It is possible, to increase the mechanical strength of the photocathode produced by this method by a part of the substrate 1, the is represented by the broken lines 1 *, is left to stand.
409883/0944409883/0944
In der Fig. 2 ist die nach diesem soeben beschriebenen Verfahren erhaltene Fotokathode abgebildet und innerhalb eines zylindris chen, luftdicht verschlossenen Gefäßes, das eine Bildröhre bildet, dargestellt. Die Oberfläche der Halbleiterkristallschicht 2, die durch teilweises oder vollständiges Entfernen des Substrates 1 freigelegt worden ist, wird so angeordnet, daß sie sich, wie abgebildet, einer fluorescenten Oberfläche oder einem fluorescenten Schirm 5 gegenüber befindet. Zwischen der freigelegten Oberfläche und dem Schirm ist eine Vielzahl von Beschleunigungselektroden 6, 6... angeordnet. Das Behältnis oder Gefäß 4 kann an eine Hochvakuumpumpenanlage angeschlossen sein, damit das Gas in dem Gefäß evakuiert wird. Die Oberfläche des Kristalls 2 kann gereinigt und auf bekannte Weise mit Caesium oder Caesium und Sauerstoff aktiviert werden. Das Gefäß kann dann von der Pumpenanlage abgetrennt und luftdicht verschlossen werden. Von der Linse 7 kann ein optisches Bild auf die Fotokathode und somit ein Elektronenbild auf den fluorescenten Schirm 5 projiziert werden. In Fig. 2, the photocathode obtained according to the method just described is shown and within a cylindris small, airtight vessel that forms a picture tube, shown. The surface of the semiconductor crystal layer 2, which by partial or complete removal of the substrate 1 has been exposed is arranged to face a fluorescent surface or fluorescent as shown Screen 5 is opposite. A plurality of acceleration electrodes are located between the exposed surface and the screen 6, 6 ... arranged. The container or vessel 4 can be connected to a high vacuum pump system so that the Gas in the vessel is evacuated. The surface of the crystal 2 can be cleaned and in a known manner with cesium or cesium and oxygen are activated. The vessel can then be separated from the pump system and sealed airtight. from of the lens 7, an optical image can be projected onto the photocathode and thus an electron image onto the fluorescent screen 5.
409883/0944409883/0944
Wie bereits oben beschrieben wurde, wird verfahrensgemäß eine Schicht 1 entfernt, auf der man eine Halbleiterkristallschicht, die Fotoelektronen emittiert, hatte aufwachsen lassen, um dadurch eine fotoelektronenemittierende Oberfläche in dem durch das Entfernen des Substrates freigelegten Bereich zu bilden. Deswegen kann als Substratmaterial jedes nichttransparente Material verwendet werden. Auch wenn man Materialien, deren Kristallstruktur gleich oder ähnlich der Struktur des Halbleiterkristalls 2 ist und deren Gitterkonstanten eng aneinander angepaßt sind, verwendet, ist es möglich, den Halbleiterkristall 2 extrem dünn zu machen und noch eine gute Kristallinität zu erreichen. Wenn beispielsweise der fotoelektronenemittierende Halbleiter 2 ein Galliumarsenidhalbleiter ist, können die Materialien, die den gerade beschriebenen Bedingungen genügen, Galliumarsenid, Zinkselenid, oder Germanium sein. Es können für das Substrat 1 und den Kristall 2 andere Materialien verwendet werden, was von dem Bauelementtyp und den gewünschten Funktionen abhängt.As already described above, according to the method, a layer 1 is removed on which a semiconductor crystal layer, The photoelectrons emitted had been allowed to grow, thereby creating a photoelectron emitting surface in the through removing the substrate to form exposed area. Therefore, any non-transparent substrate material can be used Material to be used. Even if you have materials whose crystal structure is the same or similar to the structure of the semiconductor crystal 2 and whose lattice constants are closely matched to one another are used, it is possible to use the semiconductor crystal 2 to make it extremely thin and still achieve good crystallinity. For example, if the photoelectron emitting semiconductor 2 is a gallium arsenide semiconductor, the materials, which meet the conditions just described, be gallium arsenide, zinc selenide, or germanium. It can other materials for the substrate 1 and the crystal 2 can be used, which depends on the type of component and the desired functions.
409 8 83/09 44409 8 83/09 44
ίοίο
Nach dem Entfernen von Substrat 1 trägt die Schutzschicht 3 den Kristall 2 und kann die Kristallschicht 2 schützen, indem sie die oberfläche derselben während des Entfernens von Substrat 1, das etwa durch Ätzen erfolgt, bedeckt. Eine geeignet dicke Schicht mit passendem Brechungsindex bewirkt, daß weniger einfallendes Licht reflektiert wird. Weil nach der Züchtung der Schicht 2 darauf die Schicht 3 gebildet wird, ist es möglich, irgendein transparentes Material ohne Einschränkungen in Bezug auf Eigenschaften wie Kristallstruktur und Gitterkonstante auszuwählen. Pur den Bereich der Durchtrittswellenlänge genügt es, die lichtempfindliche Zone des Dünnschichtkristalls 2 einzubeziehen. Die Schicht 3 kann aus Material wie beispielsweise Siliziumdioxid, Siliziummonoxid, Siliziumnitrid und Aluminiumoxid bestehen. Obwohl die lichtempfindliche Zone des Kristalls 2 im Falle von Galliumarsenid etwas schmaler ist, ist es auch möglich. Material wie etwa Galliumphosphid und Zinkselenid zu verwenden. Es ist ferner möglich, eine Vielzahl von Schichten aus den zuvor erwähnten verschiedenen Materialien zu bilden.After removing the substrate 1, the protective layer 3 carries the crystal 2 and can protect the crystal layer 2 by it covers the surface of the same during the removal of substrate 1, which is carried out, for example, by etching. One suitable thick layer with a suitable refractive index means that less incident light is reflected. Because after the Growing the layer 2 on top of the layer 3 is formed, it is possible to use any transparent material without restrictions with regard to properties such as crystal structure and lattice constant. Pur the range of the transmission wavelength it is sufficient to include the light-sensitive zone of the thin-film crystal 2. Layer 3 can be made from Material such as silicon dioxide, silicon monoxide, silicon nitride and aluminum oxide. Although the photosensitive Zone of crystal 2 is somewhat narrower in the case of gallium arsenide, it is also possible. Material such as Use gallium phosphide and zinc selenide. It is also possible to use a plurality of layers from the aforementioned different materials to form.
409883/094A409883 / 094A
Das Substrat 1 kann durch mechanisches Abschleifen teilweise oder ganz entfernt werden. Weil der Kristall 2 dadurch jedoch leicht beschädigt wird, besteht ein anderes bevorzugtes Verfahren in chemischem Ätzen. Es können verschiedene Materialien für den Kristall 2 und das Substrat 1 verwendet werden, so daß sich die leitenden und/oder Dotierstoffkonzentrationen des Kristalls und des Substrates ändern und sich Unterschiede in den Ätzgeschwindigkeiten dahingehend auswirken, daß das Substrat 1 alleine entfernt wird und der Kristall 2 im wesentlichen unbeschädigt bleibt. Auch für den Fall, daß nur ein Teil des Substrates 1 entfernt wird, wie das durch die unterbrochen dargestellten Linien 1* in Fig. IC wiedergegeben wird, wird der restliche Teil mit einer Substanz überschichtet, die der Ätzlösung widersteht und deshalb nicht geätzt wird. Eine geeignete Ätzlösung kann so angewendet werden, daß die Ätzgeschwindigkeit des Substrates 1 hoch und des Kristalls 2 niedrig ist. Es ist ferner möglich, die Unterschiede zwischen diesen Ätzgeschwindigkeiten durch örtliche Bestrahlung oder, wenn verlangt, durch elektrolytisches Ätzen zu vergrößern.The substrate 1 can be partially or completely removed by mechanical grinding. Because of this, however, the crystal 2 is easily damaged, another preferred method is chemical etching. It can be different materials for the crystal 2 and the substrate 1 are used, so that the conductive and / or dopant concentrations of the Crystal and the substrate change and differences in the etching speeds have the effect that the Substrate 1 is removed alone and the crystal 2 remains essentially undamaged. Even in the event that only one Part of the substrate 1 is removed, as shown by the broken lines 1 * in Fig. IC the remaining part is covered with a substance that is resistant to the etching solution and is therefore not etched. A suitable etching solution can be used so that the etching speed of the substrate 1 and the crystal 2 is low. It is also possible to determine the differences between these etching speeds by local irradiation or, if required, to enlarge by electrolytic etching.
409883/09 44409883/09 44
Außerdem kann es für dieselben Anwendungen wünschenswert sein, daß die elektronenemittierende Oberfläche der Schicht 2 stark p-leitend ist. Eine stark p-leitende Zone wird jedoch in der Regel mit größerer Geschwindigkeit geätzt als ehe n-leitende oder eine schwachdotierte Zone. Es ist ferner möglich, einen schwachdotierten Kristall 2 auf dem Substrat 1 zu züchten und nach Entfernen des Substrates p-leitende Dotierstoffe in den Kristall 2 einzudiffundieren, damit die Schicht 2 etark p-leitend wird.It can also be desirable for the same applications be that the electron-emitting surface of the layer 2 is strongly p-conductive. However, a heavily p-type zone becomes in usually etched at a faster rate than before n-type or a lightly doped zone. It is also possible to grow a lightly doped crystal 2 on the substrate 1 and after removing the substrate, diffusing p-type dopants into the crystal 2 so that the layer 2 is strong becomes p-conductive.
Es soll nun ein Ausführungsbeispiel beschrieben werden. Im Falle dieses Ausführungsbeispieles wurde das Substrat als Galliumarsenid hergestellt, dessen flOO) -Oberfläche oder (lOO)-B-Oberfläche etwa durch mechanisches Schleifen bzw. Polieren verspiegelt wurde. Das Substrat 1 wurde mit einerAn embodiment will now be described. in the In the case of this exemplary embodiment, the substrate was produced as gallium arsenide, its FLOO) surface or (100) -B surface was mirrored by mechanical grinding or polishing, for example. The substrate 1 was with a
3:1:1-Lösung aus H_SO., H-O und HO geätzt, dann gewa-3: 1: 1 solution from H_SO., H-O and HO etched, then
2 4 2 2 22 4 2 2 2
sehen und getrocknet. Anschließend wurde das Substrat in einer Flüssigphasenzüchteinrichtung einer Wasserstoffatmosphäre ausgesetzt. Eine zu einer vorgeschriebenen Dotierstoff -see and dried. Then the substrate was in exposed to a hydrogen atmosphere in a liquid phase cultivator. One to a prescribed dopant -
409883/0944409883/0944
menge und Galliumarsenid in der Menge, die bei der Wachstumsanfangstemperatur sättigen wird, zugegebene Gallium-Lösung, wurde auf die Wachstumsanfangstemperatur erhitzt, in Kontakt mit dem Substrat 1 gebracht und dann gekühlt, bis ein Kristall 2 gewünschter Dicke auf dem Substrat 1 aufgewachsen war. Dann wurden das Substrat 1 und die Lösung getrennt und auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Dotierstoffe wurden derart eindotiert, daß ihre Konzentration im Kristall 2 im Falle vonamount and gallium arsenide in the amount that was found at the growth start temperature saturate, added gallium solution, was heated to the growth start temperature, in contact brought with the substrate 1 and then cooled until a crystal 2 of the desired thickness was grown on the substrate 1. Then the substrate 1 and the solution were separated and cooled to room temperature. The dopants became like this doped that their concentration in crystal 2 in the case of
18 19 218 19 2
Zink etwa 10 bis 5 χ 10 Atome/cm und im Falle vonZinc about 10 to 5 χ 10 atoms / cm and in the case of
17 18 217 18 2
Silizium oder Germanium etwa Io bis Io Atome/cm betrug. Die Kristallschicht 2 ist vorzugsweise zwischen einigen Mikrometern bis zu mehreren zehn Mikrometern dick. Das Substrat und der darauf in der oben beschriebenen Weise aufwachsen gelassene Halbleiterkristall 2 wurden danach zum Erhitzen in einen Ofen gegeben. Dem Ofen wurde Argongas zugeführt, das zuj?vor durch eine Äthyltriäthyloxysilan-Lösung geschickt worden war und deren Dämpfe enthielt. Nach Erwärmen auf etwa 7000C wurde in dem Ofen durch Pyrolyse eine Schutzschicht 3 auf dem Siliziumdioxidkristall 2 ausgefällt.Silicon or germanium was around Io to Io atoms / cm. The crystal layer 2 is preferably between a few micrometers to several tens of micrometers thick. The substrate and the semiconductor crystal 2 grown thereon in the manner described above were then placed in a furnace for heating. Argon gas, which had previously been passed through an ethyltriethyloxysilane solution and contained its vapors, was fed to the furnace. After heating to about 700 ° C., a protective layer 3 was precipitated on the silicon dioxide crystal 2 in the furnace by pyrolysis.
■4 09883/0944■ 4 09883/0944
Die Behandlunge ze it reichte aus, um eine transparente und dicke Schicht 3 bilden zu können. Die Oberfläche der Schicht 3 kann, wie verlangt, z. B. an einer Glasplatte etwa mit Wachs befestigt werden. Wenn ein Teil des Substrates stehen bleiben soll, wird dieser Teil ebenfalls mit Wachs überdeckt. Dann wurde die Anordnung in eine bekannte, oben be schriebene Ätzlösung eingetaucht, um die Teile des Substrates 1 zu entfernen und aufzulösen. Wenn ferner ein η-leitendes Substrat 1 verwendet wird, ist es durch Bestrahlen möglich, nur das Substrat schnell aufzulösen. Danach wurde die erzeugte Vorrichtung bzw. das Bauelement in Wasser gesraschen und getrocknet. Eb vurden peripher Ohm*sche Kontaktelektroden angeordnet, um Kathoden zu bilden. : anach wurde die Vorrichtung bzw. das Bauelement beispielsweise in ein Gefäß, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist, eingebracht und die Oberfläche des Kristalls 2 dann mit Caesium oder Caesium und Sauerstoff aktiviert.The treatment time was sufficient to be able to form a transparent and thick layer 3. The surface of the layer 3 can, as required, e.g. B. be attached to a glass plate with wax. If part of the substrate is to remain, this part is also covered with wax. Then the assembly was immersed in a known, above-described etching solution to remove the parts of the substrate 1 and dissolve. Further, when an η-conductive substrate 1 is used, it is possible to rapidly dissolve only the substrate by irradiating. Thereafter, the device or component produced was washed in water and dried. Peripherally ohmic contact electrodes were placed to form cathodes. : Then the device or the component was, for example, placed in a vessel, as shown in FIG. 2, and the surface of the crystal 2 was then activated with cesium or cesium and oxygen.
Bezüglich des zuvor angeführten Beispieles sollte festgestelltRegarding the example given above, it should be noted
409883/0944409883/0944
werden, daß das Ätzverfahren, das Kristallwachstum, das Polieren des Substrates 1 und das Aufwachsenlassen der Schutzschicht 3 selbst sämtlich nach bekannten Verfahren vor sich gehen. Also ist nur wenig zusätzliche Ausrüstung erforderlich, um das vorgeschlagene Verfahren auszuführen. Auch brauchen die Toleranzen nicht in der üblichen Weise eingeschränkt zu werden, weil das Substratmaterial als Material mit sowohl transparenten als auch nichttransparenten Eigenschaften und ähnlichen oder gleichen Kristallstrukturen und Gitterkonetanten, die eng an die der Kris tails chicht angepaßt sind, ausgewählt werden kann und das Substrat dann entfernt wird. Die für jeden Schritt speziell angewendeten Verfahren können in jedem reputierlichen Fertigungehandbuch aufgefunden werden und sind Fachleuten bekannt. Folglich brauchen hier keine speziellen Betriebskenndaten wiedergegeben zu werden.that the etching process, the crystal growth, the The substrate 1 is polished and the protective layer 3 itself is grown on, all according to known methods walk. So little additional equipment is required to carry out the proposed method. Also need the tolerances are not restricted in the usual way, because the substrate material as a material with both transparent and non-transparent properties and the like or the same crystal structures and lattice constants which are closely matched to those of the crystal layer can be selected and the substrate is then removed. The specific procedures applied for each step can be used in any reputable Manufacturing manual and are known to those skilled in the art. As a result, no special operating parameters are required here to be reproduced.
Weil es nach dem vorgeschlagenen Verfahren möglich ist, fotoelektronenemittierende Halbleiterkristalle auf Substraten aufzuzüchten, die ihnen in der Kristallstruktur und hinsichtlichBecause according to the proposed method it is possible photoelectron emitting semiconductor crystals on substrates to raise them in crystal structure and terms
409883/0944409883/0944
der Gitterkonstanten sehr ähnlich sind, ist es möglich, Kristallschichten zu erhalten, die im wesentlichen dünn sind und gute Kristalleigenschaften bzw. eine gute Kristallinität fcrystallinity) aufweisen. Folglich können hochleistungsfähige Potokathoden für Durchlichtbetrieb hergestellt werden.the lattice constants are very similar, it is possible to have crystal layers that are essentially thin and have good crystal properties or good crystallinity fcrystallinity) exhibit. As a result, high-performance potocathodes for transmitted light operation can be manufactured.
In der voraufgegangenen Beschreibung wurde ein Aueführungsbeispiel in Anwendung de» vorgeschlagenen Verfahrens angeführt. Für den Fachmann liegen zahlreiche Abänderungen und Modifikationen auf der Hand, ohne daß dabei von dem verfahrenßgemäßen Inhalt abgewischen wird.In the foregoing description, an exemplary embodiment has been used in application of the »proposed procedure. Numerous modifications will be made to those skilled in the art Modifications are obvious without wiping away from the content according to the method.
409883/0944409883/0944
Claims (12)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6922573A JPS523263B2 (en) | 1973-06-21 | 1973-06-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2429189A1 true DE2429189A1 (en) | 1975-01-16 |
Family
ID=13396559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742429189 Pending DE2429189A1 (en) | 1973-06-21 | 1974-06-18 | PROCESS FOR MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR PHOTOCATHOD INTENDED FOR TRANSMISSION OPERATION |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS523263B2 (en) |
DE (1) | DE2429189A1 (en) |
FR (1) | FR2234646A1 (en) |
NL (1) | NL7406827A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3217405A1 (en) * | 1981-05-20 | 1982-12-09 | Naamloze Vennootschap Philips' Gloeilampenfabrieken, 5621 Eindhoven | ELECTRONIC MULTIPLICATION STRUCTURE, METHOD FOR PRODUCING SUCH A STRUCTURE AND THEIR USE IN A PHOTOELECTRIC TUBE |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5515537U (en) * | 1978-07-17 | 1980-01-31 | ||
US5060805A (en) * | 1989-06-20 | 1991-10-29 | Ebara Research Co., Ltd. | Photoelectron emitting member |
-
1973
- 1973-06-21 JP JP6922573A patent/JPS523263B2/ja not_active Expired
-
1974
- 1974-05-21 NL NL7406827A patent/NL7406827A/xx unknown
- 1974-06-18 DE DE19742429189 patent/DE2429189A1/en active Pending
- 1974-06-20 FR FR7421462A patent/FR2234646A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3217405A1 (en) * | 1981-05-20 | 1982-12-09 | Naamloze Vennootschap Philips' Gloeilampenfabrieken, 5621 Eindhoven | ELECTRONIC MULTIPLICATION STRUCTURE, METHOD FOR PRODUCING SUCH A STRUCTURE AND THEIR USE IN A PHOTOELECTRIC TUBE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS523263B2 (en) | 1977-01-27 |
JPS5019349A (en) | 1975-02-28 |
FR2234646A1 (en) | 1975-01-17 |
NL7406827A (en) | 1974-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2550056C2 (en) | ||
DE2414033C3 (en) | Process for the production of semiconductor devices having layers of an oxide of the substrate material which are selectively arranged on a surface of a semiconductor substrate | |
DE2654429C2 (en) | A method of manufacturing a photocell having a photosensitive semiconductive substrate made of the alloy Cd x Hg 1 - x Te | |
DE2734799C2 (en) | Input screen for an X-ray or gamma-ray image converter tube and method for making this input screen | |
DE3123231C2 (en) | ||
DE1952626B2 (en) | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF INSULATION LAYERS ON SEMI-CONDUCTOR SUBSTRATES BY HIGH-FREQUENCY CATHODE SPRAYING | |
EP0142114B1 (en) | Method of manufacturing a solar cell | |
EP0545388A1 (en) | Device with a luminescent material and process of its fabrication | |
DE2621165A1 (en) | PROCEDURE FOR MAKING A METAL CONTACT | |
DE2133979B2 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device | |
DE2411517B2 (en) | METHOD FOR PRODUCING A LIGHT-SENSITIVE SEMICONDUCTOR ELEMENT | |
DE3876158T2 (en) | THIN FILM ELECTROLUMINESCENCE DEVICE. | |
DE2534945B2 (en) | Light emitting diode | |
DE2527527A1 (en) | TARGET FOR PHOTOCONDUCTIVE IMAGE TUBES AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF | |
DE2430379C3 (en) | Photoelectron emission semiconductor device | |
DE1930423C3 (en) | Method for manufacturing a semiconductor component | |
DE2429189A1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR PHOTOCATHOD INTENDED FOR TRANSMISSION OPERATION | |
DE2116794B2 (en) | Photoelectric storage electrodes for television pick-up tubes | |
DE2627355A1 (en) | SOLID LIGHT-EMITTING ELEMENTS, IN PARTICULAR SEMICONDUCTOR LASERS, AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF | |
DE2721280A1 (en) | INPUT SCREEN FOR AN IMAGE AMPLIFIER | |
DE2522489C3 (en) | ||
DE2825387C2 (en) | Semiconductor light emitting element | |
DE1957335C3 (en) | Radiation-sensitive semiconductor component and its use in an image pickup tube | |
DE3823546A1 (en) | AVALANCHE PHOTODETECTOR | |
DE2101941A1 (en) | Multi-layer III V photocathode with a particularly good active layer |