DE2503989B2

DE2503989B2 - Anzeigevorrichtung mit einem GalliumphosphidkristaU

Info

Publication number: DE2503989B2
Application number: DE2503989A
Authority: DE
Inventors: Osamu Yokohama Abe; Tadao Nakamura; Tetsuo Sadamasa
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1974-07-08
Filing date: 1975-01-31
Publication date: 1979-04-05
Also published as: CA1023835A; FR2278163A1; FR2278163B1; US3997907A; IT1029416B; DE2503989A1; GB1457392A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit einem Galliumphosphidkristall, der mehrere voneinander getrennte, lumineszente pn-Übergänge aufweist, wobei ein Teil der Oberfläche des Galliumphosphidkristalls mit einer lichtabsorbierenden Schicht bedeckt ist wie sie aus IEEE Transactions on Electron Devices ED-19 (1972), 1093-1097 bekannt ist

Bei dieser bekannten rotleuchtenden Anzeigevorrichtung besteht ein Teil der Oberfläche des Galliumphosphidkristalls bedeckende lichtabsorbierende Schicht aus einer Goldlegierung, beispielsweise aus einer Goldsiliziumlegierung. Diese lichtabsorbierende Schicht dient dazu, das von den lumineszenten pn-Übergängen zu der mit der lichtabsorbierenden Schicht versehene Oberfläche des Galliumphosphidkristalls emittierte Licht zu absorbieren, um eine Leuchtanzeige zu erhalten, deren Licht ausschließlich direkt von den pn-Übergängen stammt und nicht mit dem von Oberflächen des Galliumphosphidkristalls rückreflektierten Licht vermischt ist, um somit einen scharfen Kontrast zwischen den leuchtenden und nicht leuchtenden Bereichen der Anzeigevorrichtung zu erhalten.

Während eine derart kontraststeigernde Wirkung durch die Verwendung einer lichtabsorbierenden Schicht aus einer Goldlegierung bei rotleuchtenden pn-Übergängen erreicht werden kann, ist für eine Anzeigevorrichtung mit grünleuchtenden pn-Übergängen ein ausreichend deutlicher Kontrast zwischen den leuchtenden und nicht leuchtenden Bereichen bei der Verwendung einer lichtabsorbierenden Schicht aus einer Goldlegierung nicht zu erreichen, da Goldlegierungen kein ausreichendes Absorptionsvermögen für das von grünleuchtenden pn-Übergängen ausgesandte Licht aufweisen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, bei der eingangs genannten Anzeigevorrichtung in dem Fall für einen höheren Kontrast zu sorgen, in dem die lumineszenten pn-Übergänge grünleuchtend sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für grünleuchtende pn-Übergänge die Schicht aus polykristallinem oder amorphem Silizium besteht.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfin- bo dung weist die Schicht eine Dicke von 0,3 bis 2,0 μΐη auf.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein erstes bS Ausfiihrungsbcispiel der Anzeigevorrichtung.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein /weites Aiisiuhruntisiii/isniei eier Atil

Fig.3 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Anzeigevorrichtung ähnlich der in F i g. 2 dargestellten Art

Fig.4a bis 4g zeigen im Querschnitt die einzelnen Stufen der Herstellung der Anzeigevorrichtung gemäß Fig.Z

Bei dem in F i g. 1 im Querschnitt dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Anzeigevorrichtung wird Zink selektiv in ein η-leitendes Galliumphosphidsubstrat 51 eindiffundiert das Tellur und Stickstoff enthält, so daß sich mehrere p-leitende Galliumphosphidschichten 52 ergeben und mehrere voneinander getrennte lumineszente pn-Übergänge 53 auftreten. Lichtabsorbierende Schichten 54a und 546 aus polykristallinem oder amorphem Silizium sind auf jenen Oberflächen des Substrats 51, an denen keine p-leitende Galliumphosphidschichten 52 vorgesehen sind, und auf der gegenüberliegenden Oberfläche des Galliumphosphidkristalls vorgesehen. Die von den pn-Übergängen 53 bei Anlegen einer Durchlaßspannung ausgehenden grünen Lichtstrahlen 55 werden direkt durch die p-leitenden Galliumphosphidschichten 52 nach außen abgegeben, während die von den pn-Übergängen 53 zur lichtabsorbierenden Schicht 546 gerichteten Lichtstrahlen 56 in dieser absorbiert werden. Die ebenfalls von den pn-Übergängen 53 abgestrahlten Lichtstrahlen 57 werden in den Siliziumschichten 54a absorbiert, die auf jenen Oberflächenbereichen des η-leitenden Galliumphosphidsubstrats 51 vorgesehen sind, an denen sich keine p-leitenden Galliumphosphidschichten 52 befinden. Diese lichtabsorbierenden Schichten 54a und 546 absorbieren nicht nur das von den lumineszenten pn-Übergängen ausgesandte Licht, sondern auch jenes Licht, das von außen auftrifft, so daß bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ein großer Kontrast von 200:1, selbst in einem hell erleuchteten Raum aufgrund der besseren Abschirmung gegen die Einwirkung des Lichtes von außen erreicht ist.

In F i g. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Anzeigevorrichtung dargestellt. Wiederum wird Zink in das η-leitende, Tellur und Stickstoff enthaltende Galliumphosphidsubstrat 51 zur Bildung einer p-leitenden Galliumphosphidschicht (62) eindiffuniert, so daß ein pn-übergang 63 entsteht. Die p-leitende Galliumphosphidschicht 62 wird in mehrere Bereiche 62a und 6 durch eine Mesa-Ätzung unterteilt; vgl. die Ausnehmungen 72. Eine amorphe oder polykristalline Siliziumschicht 64a wird auf die Bereiche 62a aufgebracht. Auf der diesen Bereichen gegenüberliegenden Oberfläche des η-leitenden Galliumphosphidsubstrats 51 befindet sich wiederum die Siliziumschicht 546. Wenn eine Durchlaßspannung an dem von einem Bereich 626 begrenzten Teil des pn-Übergangs anliegt, sendet dieser grünes Licht aus. Die Bereiche 62a der p-leitenden Galliumphosphidschicht 62, die mit der Siliziumschicht 64a überdeckt sind, bilden nicht leuchtende Bereiche.

F i g. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer numerischen Anzeigevorrichtung, die ähnlich der in F i g. 2 dargestellten aufgebaut ist. Sie weist acht leuchtende Bereiche 626 auf. Diese sind mit Elektroden 74 zum Anlegen der Durchlaßspannung versehen.

In den F i g. 4a bis 4g sind die Stufen der Herstellung des in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels der Anzeigevorrichtung dargestellt. Zuerst wird eine η-leitende Galliumphosphidschicht 101 mit Tellur dotiert. Eine weitere η-leitende Galliumphosphidschicht 101 ;j. die mit Tellur und Stickstoff dotiert wird, wird iiwivh epii;ui;i!es Wachstum aus tier füiv^en Phase auf

der ersten η-leitenden Galliumphosphidschicht 101 ausgebildet, so daß sich ein η-leitendes Galliumphosphidsubstrat 51 ergibt, wie es in F i g. 4a dargestellt ist Zink wird in das η-leitende Galliumphosphidsubstrat 51 eindiffuniert und bildet eine p-leitende Galliumphosphidschicht 62 mit einem pn-übergang 63, wie es in F i g. 4b dargestellt ist Eine Metallschicht 74 aus einer Gold-Berryllium-Legierung und Gold wird auf die p-leitende Galliumphosphidschicht 62 aufgedampft und dient als Elektrode, wie es in F i g. 4c dargestellt ist Die Metallschicht 74 wird entsprechend geätzt Es wird eine phosphordotierte Siliziumdioxidschicht 105 aufgebracht, die vorzugsweise aus Phosphorsilikat-Glas besteht Die Bereiche der Phosphorsilikat-Glasschicht 105, die nicht die Metallschicht 74 überdecken, werden entsprechend weggeätzt Die Ausbildung der Phosphorsilikat-Glasschicht 105 verhindert, daß die später aufgeführte amorphe Siliziumschicht 64a sich mit der Metallschicht 74 verbinden kann. Die amorphe Siliziumschicht 64a wird aufgedampft und zum Entfernen von überschüssigem Material anschließend geätzt, wie es in F i g. 4d dargestellt ist Die p-leitende Galliumphosphidschicht 62 wird einer Mesa-Ätzung unterworfen, bei der die amorphe Siliziumschicht 64a als Maske dient, wie es in Fig.4e dargestellt ist. Anschließend wird eine Ätzung zum Entfernen der gesamten Phosphorsilikat- Glasschicht 105 und des überschüssigen Materials der amorphen Siliziumschicht 64a vorgenommen wie es in F i g. 4f dargestellt ist Eine weitere amorphe Siliziumschicht 546 wird auf die gesamte gegenüberliegende 5 Oberfläche des η-leitenden Galliumphosphidsubstrats 51 aufgebracht Auf die Siliziumschicht 546 wird eine metallische Elektrodenschicht 108 aufgetragen, die aus einer Gold-Siliziumlegierung und Gold besteht, wie es in Fig.4g dargestellt ist Das Endprodukt dieses Herstel lungsverfahrens ist eine Anzeigevorrichtung, die im Aufbau dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ähnlich ist, dem jedoch die metallischen Elektrodenschicht 74 und 108 zusätzlich vorgesehen ist

Bei dem in F i g. 4 dargestellten Herstellungsverfah-

H ren werden die metallischen Elektrodeiischichten 104 vor dem Aufbringen der amorphen Siliziumschicht 106 auf dem η-leitenden Galliumphosphidsubstrat 101 ausgebildet Diese beiden Verfahrensschritte können jedoch auch vertauscht werden. Die amorphen Silizium schichten 106 und 107 können statt durch Aufdampfen im Vakuum auch chemisch niedergeschlagen werden.

Zur Herstellung der Anzeigevorrichtung der in F i g. 1 dargestellten Art wird das Zink in das n-leitende Substrat 51 selektiv eindiffundiert, wobei als Maske beispielsweise Phosphorsilikatglas, Aluminiumoxid Al₂O₃ oder Siliziumnitrid Si₃N₄ dienen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anzeigevorrichtung mit einem Galliumphosphidkristall, der mehrere voneinander getrennte, lumineszente pn-Obergänge aufweist, wobei ein Teil der Oberfläche des Galliumphosphidkristalls mit einer lichtabsorbierenden Schicht bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß für grünleuchtende pn-Obergänge die Schicht aus polykristallinem oder amorphem Silizium besteht

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht eine Dicke von 03 bis 2,0 μπι aufweist