DE2629785A1 - Monolithisches polychromes halbleitergebilde - Google Patents
Monolithisches polychromes halbleitergebildeInfo
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Description
PHF.75.557
G C NTH £ R <ΚΑ· DAV1O Kiam/Avdv
"Monolithisches polychromes Halbleitergebilde"
Die Erfindung bezieht sich auf ein
monolithisches polychromes Halbleitergebilde mit mehreren elektrolumineszierenden Dioden, die in
verschiedenen Wellenlängenbereichen emittieren, welches Gebilde aus einem Substrat besteht, auf
dem mindestens zwei epitaktische Schichten aufeinander angebracht sind.
Die Erfindung bezieht sich auch auf
ein Verfahren zur Herstellung dieser monolitischen Halbleiteranordnung.
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Die elektrolumineszierenden Dioden werden
zur sichtbaren Abbildung, vor allem bei den Techniken zur Datenverarbeitung, benutzt. Ein binärer logischer
Zustand kann mittels einer elektrolumineszierenden Diode sichtbar gemacht werden, die zwei Zustände
einnehmen kann, und zwar den Zustand "beleuchteter
Indikator" und den Zustand "unbeleuchteter Indikator". Im Falle einer starken Umgebungsbeleuchtung können
jedoch die auf das optische System des Indikators ausgeübten Reflexionseffekte Interpretationsfehler
mit sich bringen. Aus diesem Grunde werden vorzugsweise die unterschiedlichen logischen Zustände mit
Hilfe von Indikatoren verschiedener Farbe, z.B. eines roten und eines grünen Indikators, sichbar gemacht.
Eine erste Möglichkeit besteht darin, dass nebeneinander die erforderlichen Indikatoren angeordnet
werden, die je eine eigene Umhüllung Und ein eigenes optisches System enthalten. Der Umfang einer
derartigen Anordnung bereitet bald grosse Schwierigkeiten.
Um diesen Nachteil zu beheben, wurde versucht, Anordnungen herzustellen, die zwei aufeinander
liegende Indikatoren enthalten, von denen
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der eine im roten und der andere im grünen Bereich emittiert, wobei für den einen Indikator ein Material
benutzt wird, das für das vom anderen Indikator emittierte Licht durchlässig ist.
Eine derartige Anordnung ist insbesondere
in der französischen Patentschrift 2.θ6°-·256 beschrieben
Die Durchlässigkeit der grünes Licht emittierenden Zonen ist jedoch nicht vollkommen. Ausserdem erfordert
die Herstellung der Struktur eine Vielzahl mit grosser Genauigkeit durchzuführender Vorgänge, um
Materialien mit abwechselnden Leitungstypen zu erhalten, damit Übergänge mit einer hohen Strahlungsausbeute sowie einer befriedigenden Durchlässigkeit
erhalten werden. Diese Anordnungen erfordern weiterhin in bezug auf die Kontaktierung auf verschiedenen
Ebenen Gravier- und lokalisierte Ätzvorgänge, die Risiken und viele Schwierigkeiten mit sich bringen.
Die Erfindung bezweckt, die vorgenannten Nachteile der bekannten Anordnungen zu beseitigen
und ein Gebilde elektrolumineszierender Dioden verschiedener Farben zu schaffen, die in demselben
monolitischen Substrat mit flacher Struktur integrierrt sind, wobei zu deren Herstellung bei der Herstellung
von Halbleiteranordnungen, wie Transistoren oder
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integrierten Schaltungen, übliche Techniken
Anwendung finden.
Anwendung finden.
Es sei bemerkt, dass der Ausruck
"verschiedene Zusammensetzung", der nachstehend
für eine Halbleiterverbindung angewandt wird, auf Materiale bezogen ist, die einen oder mehr
verschiedene Bestandteile oder dieselben Bestandteile in verschiedenen Anteilen oder verschiedene Dotierungselemente enthalten, die bewirken, dass sie verschiedene Emissionsspektren ehthalten. Weiter ist
unter dem Ausruck "Grosse der verbotenen Bandbreite" eines Materials der Abstand zwischen den Energieniveaus zu verstehen, die der minimalen Energie der Rekombinationsübergänge im Inneren dieses Materials entsprechen, wobei bekanntlich diese Übergänge je nach den vorherrschenden Bedingungen zwischen dem Leitungsband und dem Valenzband oder zwischen dem Band und einem Verunreinigungspegel oder zwischen Verunreinigungspegeln auftreten.
für eine Halbleiterverbindung angewandt wird, auf Materiale bezogen ist, die einen oder mehr
verschiedene Bestandteile oder dieselben Bestandteile in verschiedenen Anteilen oder verschiedene Dotierungselemente enthalten, die bewirken, dass sie verschiedene Emissionsspektren ehthalten. Weiter ist
unter dem Ausruck "Grosse der verbotenen Bandbreite" eines Materials der Abstand zwischen den Energieniveaus zu verstehen, die der minimalen Energie der Rekombinationsübergänge im Inneren dieses Materials entsprechen, wobei bekanntlich diese Übergänge je nach den vorherrschenden Bedingungen zwischen dem Leitungsband und dem Valenzband oder zwischen dem Band und einem Verunreinigungspegel oder zwischen Verunreinigungspegeln auftreten.
Nach der Erfindung ist das monolitische polychrome Halbleitergebildet mit mehreren elektrolumineszierenden
Dioden, die in verschiedenen
Wellenlängenbereichen emittieren, welches Gebilde· durch ein flaches Substrat gebildet wird, auf dem
Wellenlängenbereichen emittieren, welches Gebilde· durch ein flaches Substrat gebildet wird, auf dem
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mindestens zwei epitaktische Schichten aufeinander angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass
die in verschiedenen Bereichen emittierenden Dioden durch diffundierte Zonen gebildet werden, die sich
bis innerhalb der epitaktischen Schichten verschiedener Zusammensetzungen von gesonderten nahe
beieinander liegenden Oberflächenteilen her erstrecken, die sich an der Oberfläche derselben Emissionsebene
befinden, wobei jede Schicht eine verbotene Bandbreite aufweist, die kleiner als die der darüber liegenden
Schicht ist.
Da die verschiedenen Zonen bis innerhalb der Schichten verschiedener Zusammensetzungen und
verschiedener Grossen der verbotenen Bandbreite diffundiert werden, emittieren die wirksamen Teile
dieser Zonen:·, die an die Übergänge grenzen, in verschiedenen Wellenlängenbereichen. Da die verschiedenen
emittierenden Zonen nebeneinander liegen, werden die Nachteile infolge der aufeinander
angebrachten, Lichtstrahlung verschiedener Farben emittierenden Zonen vermieden. Die von einem in
einer tiefen epitaktischen Schicht liegenden Teil emittierte Lichtstrahlung durchläuft nur die
obere(n) epitaktischen(n) Schicht(en), die infolge ihrer grösseren verbotenen Bandbreite durchlässig sind.
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Der Unterschied zwischen den verbotenen Bandbreiten einer unterliegenden Schicht und einer
diese bedeckenden Schicht bewirkt, dass die Rekombinationsstrahlungszentren auf die erste Schicht
beschränkt werden, was auf die infolge des Unterschiedes in der verbotenen Bandbreite vorhandene Potentialsperre
zurückzuführen ist. Die Emission, die einer bis zu einer tiefen Schicht diffundierten und sich
durch andere weniger tiefe Schichten erstreckenden Zone entspricht, ist also auf die tiefe Schicht
beschränkt und ihre Farbe wird lediglich durchdas Material dieser tiefen Schicht bestimmt.
Das Gebilde der Dioden, die nicht aufeinander liegen, sondern gesondert und genau
definiert sind, ist sehr gut sichtbar und vermeidet jede Gefahr vor Interpretationsfehlern der Farbe.
Die Emissionen von Lichtstrahlungen
verschiedener Farben ergeben sich in sehr nahe beieinander liegenden Ebenen und treten durch dieselbe
ebene Oberfläche heraus, wodurch es einfacher wird, ein Schutzmaterial oder ein gemeinsames optisches
System an der gewünschten Stelle anzubringen, was eine Verbesserung der Sichtbarkeit zur Folge hat.
Ausserdem sei bemerkt, dass, wie aus der nachstehenden Beschreibung hervorgeht, für die
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Herstellung der Anordnung nur auf bewährten Techniken basierende Vorgänge erforderlich sind, während die
lokalisierten Ätzvorgänge und die Gravierbehandlungen völlig entbehrt werden können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Tiefe jeder diffundierten Zone zwischen dem Übergang und der oberen Fläche der epitaktischen
Schicht, an der der Übergang gelegen ist, mindestens gleich einer Diffusionslänge der Minoritätsladungsträger
in diesem Teil der Zone, was einer optimalen Rekombinationswirkung entspricht.
Das Gebilde nach der Erfindung wird
vorzugsweise aus Materialien hergestellt, die wegen ihrer günstigen Elektrolumineszenzeigenschaften
bekannt sind und leicht als epitaktische kompatibele Schichten abgelagert werden können, wie die Halbleiterverbindungen
mit mindestens einem Element der Spalte III des Mendeleevschen Systems und mindestens
einem Element der Spalte V; die epitaktischen Schichten sind vorzugsweise derart dotiert, dass die
den N-Leitfähigkeitstyp aufweisen, während die öiffundierten Zonen zur Bildung des Übergangs den
P-Leitfähigkeitstyp aufweisen.
Wenn versucht wird, ein Leuchtgebilde\.
zur Abbildung zweier Farben, und zwar Rot und Grün,
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herzustellen, enthält das genannte Gebilde vorteilhafterweise
zwei epitaktische Schichten, und zwar eine obere epitaktische Schicht aus einer Verbindung
mit mindestens Gallium und Phosphor, z.B. Galliumphosphid (GaP), die vorzugsweise mit Stickstoff
dotiert ist, um grünes Licht zu emittieren, und eine unterliegende Schicht aus einer Verbindung mit
mindestens Gallium und Arsen, z.B. Galliumarsenidphosphid (GaAs P ) (mit x^0,6), die derart dotiert
wird, dass ein rotes Licht emittiert wird, wobei das Substrate, auf dem die letztere Schicht abgelagert
wird, aus z.B. Galliumphosphid besteht. In diesem Falle sind die Bedingungen in bezug auf die Farbe, den
Unterschied der verbotenen Bandbreiten und die Kompatibilität der Kristallgitter kombininiert.
Ausserdem finden diese Materialien in der Praxis vielfach bei der Herstellung bisher bekannter
Halbleiteranordnungen auf dem Gebiet der Optoelektronik Anwendung.
Es versteht sich, dass, wenn die Abmessungen der Maschen der Kristallgitter der
Materialien benachbarter Schichten es erfordern, zwischen diesen Schichten Schichten einer zwischenliegenden
Zusammensetzung angebracht werden. Nach den bekannten Techniken ändert sich vorzugsweise
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die Zusammensetzung dieser Einfangschichten allmählich von einer Schicht zu der andern.
Nach einer Abwandlung wird für mindestens eine der Schichten eine III-V-Verbindung mit Aluminium
verwendet. Z.B. wird eine Schicht aus Galliumarsenid (Ga1 Al As mit y^0,6) hergestellt, die ein gelbes
Licht emittiert, oder mit y / ö,4, wobei ein rotes Licht emittiert wird.
Andere III-V-Verbindungen können auch verwendet werden, unter denen u.a. erwähnt werden:
für eine Emission grüner Farbe InAlP, GaAlP, für eine Emission gelber Farbe GaInP.
Nach einer Weiterbildung wird für die
tiefste Schicht ein Material verwendet, dass im nahen Infrarot emittiert, während eine Schicht aus einem
Material zur Umwandlung von Wellenlängen auf der entsprechenden Diffusionsfläche angebracht wird. Die tiefste
Diode emittiert auf diese Weise eine Infrarotstrahlung, für die die obere« Schicht durchlässig ist, während
das umwandelnde Material die Infrarotstrahlung absorbiert und im sichtbaren Spektrum wiederemittiert.
Z.B. wird ein diffundierter Übergang ;in einer tiefen Schicht aus Galliumarsenid oder aus Gallium-Indiumarsenid
(GaInAs) gebildet, während eine Schicht aus einem umwandelnden Material, wie YQ 32,Yb0 1*>Έτο 01FT
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das grünes Licht emittiert, auf der dem genannten Übergang entsprechenden Diffusionsfläche der Zone
angebracht wird.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung besteht das Substrat, auf dem die
epitaktischen Schichten angebracht sind, aus einem Material niedrigen spezifischen Widerstandes,
das übrigens ein günstiges Verhalten in bezug auf die epitaktischen Ablagerungen aufweist. Ein Anschluss
ist auf dem Substrat angebracht und es sind Anschlussmittel für jede der Flächen der diffundierten Zonen
vorgesehen. Z.B. weist das Substrat einen spezifischen Widerstand zwischen 0,05 und 5 Jl-cm auf, während eine
metallische Schicht auf der der Emissionsfläche gegenüberliegenden
Fläche abgelagert ist. Auf der Emissionsoberfläche sind Kontakte mit jeder diffundierten Zone
über Metallisierungsschichten angebracht, die derart positioniert sind, dass die Abdeckung der Emissionsfläche
auf ein Mindestmass beschränkt wird. So wird eine Anordnung erhalten, die für zwei emittierte
Farben über zwei nnabhängige Verbindungen und einen Verbxndungspunkt gesteuert wird.
Nach einer anderen besonderen Ausführungsform besteht das Substrat, auf dem die epitaktischen
Schichten angebracht sind, aus einem Material mit hohem
e η ο a β a
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spezifischem Widerstand, das den Charakter eines Halbisolators hat. Isolierzonen, die isolierende Trennwände
zwischen den diffundierten elektrolumineszierenden Zonen bilden, erstrecken sich von der Oberfläche der
Emissionsebene bis innerhalb des genannten Substrats. Die Isolierzonen werden durch bekannte Techniken
erhalten. Diese Zonen sind z.B. diffundierte Zonen von einem dem der epitaktischen Schichten entgegengesetzten
Leitfähigkeitstyp, die mit diesen Schichten
gegebenenfalls in der Sperrichtung polarisierte Übergänge bilden, um die Isolierung sicherzustellen.
Die elektrolumineszierenden Dioden sind z.B. in Gebieten isoliert, die auf dem Substrat
gebildet werden, wodurch sie über zwei Klemmen nur gesteuert werden können, wenn die Anordnung nur zwei
Dioden enthält: daher enthält die Anordnung Mittel, mit deren Hilfe die zwei Dioden parallel geschaltet
werden, die Licht verschiedener Farben emittieren, wobei die zwei Dioden gegensinnig zueinander geschaltet
werden. So wird eine Diode in der Durchlassrichtung polarisiert und emittiert ihre Strahlung, während die
andere in der Sperrichtung polarisiert wird und keine Strahlung aussendet.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung der oben angegebenen Anordnung.
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Nach der Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterstruktur, die ein Gebilde elektrolumirieszierender
Dioden enthält, die in verschiedenen Wellenlängenbereichen emittieren, dadurch gekennzeichnet,
dass durch Epitaxie in aufeinanderfolgenden
Schichten auf einem ebenen Substrat Materialien mit immer grosser werdender verbotener Bandbreite abgelagert
werden, wonach nacheinander Verunreinigungen, die den dem der genannten Schichten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp
herbeiführen, von der Oberfläche der oberen epitaktischen Schicht her gemäss nahe beieinander
liegenden Flächen und bis zu verschiedenen die verschiedenen abgelagerten Schichten erreichenden
Tiefen diffundiert werden.
Bei diesem Verfahren werden nur Epitaxin- und Dfffusionstechniken verwendet, die bereits bei
der Herstellung von Dioden, Transistoren oder integrierten Schaltungenbbnutzt werden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemässen Verfahrens werden die verschiedenen
epitaktischen Schichten in einem einzigen kontinuierlichen Arbeitsgang abgelagert, während dessen die
Anteile der verschiedenen Quellen abzulagernder Elemente als Funktion der Änderung der Zusammensetzung
der Materialien der aufeinanderfolgenden
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Schichten geändert werden. Z.B. werden Schichten aus GaAsP und GaP auf einem Substrat aus GaP oder aus GaAs
unter Zwischenfügung von Einfangsschichten mit einer
.sich allmählich ändernden Zusammensetzung in einem einzigen Epitaxievorgang entweder aus der Dampphase
oder aus der Flüssigkeitsphase abgelagert.
Die Erfindung kann bei der Herstellung von"polychromen Leuchtgebilden, von Indikatoren und
von Abbildungsanordnungen, insbesondere von Anordnungen zur Sichtbarmachung logischer Zustände verwendet werden.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden
näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch und im Schnitt ein Gebilde elektrolumineszierender Dioden nach der
Erfindung nach einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 schematisch und im Schnitt ein Gebilde elektromumineszierender Dioden gemäss der
Erfindung nach einer zweiten Ausführungsform, und
Fig. 3 eine Draufsicht auf das gleiche
Bilde, das im Schnitt längs der Linie II-II in Fig.2
dargestellt ist.
In der nachstehenden Beschreibung sind die gewählten Materialien III-V-Verbindungen, von
denen das Gap als Material für das Substrat und das
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GaAsP als Material für die epitaktischen Schichten verwendet wird, aber es leuchter ein, dass die
beschriebenen Vorgänge genau analog wären, wenn andere Verbindungen angewandt werden wurden.
Nach Fig. 1 besteht die Struktur des Gebildes von Dioden nach der Erfindung aus einem
Substrat 1, das mit zwei aufeinander angebrachten epitaktischen Schichten 2 und 3 vom N-Leitfähigkeitstyp
überzogen ist. In diesen Schichten 2 und 3 sind die Inseln k und 5 vom P-Leitfähigkeitstyp gebildet,
die mit den Schichten 2 und 3 vom N-Typ die Übergänge
J1 und Jp bilden. Der tiefe übergang J1 emittiert
z.B. im roten und der "Übergang J„ im grünen Bereich.
Um dieses Gebilde elektrolumineszierender Dioden in integrierter Form zu erhalten, wird von
einem Substrat 1 aus z.B. Galliumphosphid (GaP) vom N-Leitfähigkeitstyp ausgegangen, das mit Schwefel
oder Tellur in einer Ladungsträgerkonzentraton von 2.10 bis 7·10 Atomen/cm3 dotiert ist und somit
einen spezifischen Widerstand zwischen 0,1 und 0,3-D-.cm
aufweist. Auf diesem Substrat 1 wird eine erste epitaktische Schicht 2 aus GaAsP angewachsen und
auf dieser Schicht 2 wird allmählich eine neue epitaktische Schicht 3 aus GaP gebildet. In der Praxis
werden, weil für 1 GaP, für 2 GaAsP und für 3 GaP
/ Λ Λ »\ rt
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verwendet wird, die genannten Schichten auf etwas verschiedene Weise und in einem einzigen Arbeitsgang
erhalten. Tatsächlich wird dazu übergegangen, auf dem
Substrate 1 eine sogenannten Eingangsschicht anzuwachsen,
wobei eine Schicht aus GaAs P/ Λ \ verwendet wird,
wobei y sich allmählich von 0 bis 0,35 ändert, wonach auf dieser Eingangschicht eine epitaktische Schicht 2
aus GaAsn rtc^n Ac angewachsen wird. Nachdem die
gewünschte Dicke von GaAsP erhalten ist, wird allmählich die Arsenkonzentration von 0,35 auf 0 herabgesetzt,
wodurch eine neue Einfangschicht erhalten wird, so dass schliesslich die obere Schicht 3 aus GaP
erhalten wird. Die Schicht 2 kann mit Tellur mit einer Konzentration zwischen 6.10 und 2.10 Atomen/cm3
und die Schicht 3 kann mit Schwefel mit einer Konzentration zwischen 4.10 und 10 Atomen/cm3 dotiert
sein. Die N-Dotierung kann gegebenenfalls durch Dotierungsverunreinigungen, wie Silizium, erhalten werden
Durch geöffnete Fenster 6 und 7 in einer
vorher auf der Oberfläche der Schicht 3 abgelagerten Oxidschicht 8 werden mindestens zwei diffundierte
Inseln vom P-Leitfähigkeitstyp gebildet, von denen die eine (4) tief ist und die Schicht 2 erreicht und in
diese Schicht eindringt und die andere (5) oberflächlich ist und in der Schicht 3 liegt.
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-1ο- ΡΗΙΓ.75·557
16.6.76
Diese Inseln h und 5 sind durch übliche
Diffusionsvorgänge erhalten, wobei die verwendete Dotierungsverunreinigung meistens Zink ist, aber auch
Cadmium, Beryllium oder Mangan sein kann.
Bei einer Zinkdiffusion wird die Konzentration
der verwendeten Verunreinigungen in dem Bereich
1q 20 . . zwischen 10 und 10 Atomen/cnr und vorzugsweise
gleich 2.10 Atomen/cm3 gewählt.
Kontaktstellen 9 und 10 werden auf;den
Inseln h bzw. 5 gebildet- , während eine weitere
Kontaktstelle, die in der Figur nicht dargestellt ist, auf der Aussenfläche des Substrats 1 gebildet wird.
Bei der zweiten Ausführungsform nach
den Figuren 2 und 3 sind die zwei in demselben Gebilde integrierten Dioden gegeneinander in Gebieten isoliert,
die auf demselben Substrat gebildet sind, wobei durch diese Isolierung die genannten Dioden getrennt und
abwechselnd gesteuert werden können.
Nach diesen Figuren besteht die Struktur des Gebildes nach der Erfindung aus einem Substrat 11,
das mit zwei aufeinander angebrachten epitaktischen Schichten 12 und 13 vom N-Leitfähigkeitstyp überzogen
ist.
Eine isolierende Trennwand i4,'die stark
mit P-Verunreinigungen dotiert ist, unterteilt diese
609884/0830
-17- PHF.75.557 16.6.76
Schichten in zwei Abteile oder Gebiete, in denen zwei kokalisierte P-leitende Inseln 15 und 16
gebildet werden. Diese Inseln 15 und 16 bilden mit den Schichten 12 bzw. 13 die Übergänge J„ bzw. J>
Der tiefe Übergang J emittiert z.B. im roten und
3
der Übergang Jr im grünen Bereich.
der Übergang Jr im grünen Bereich.
Um dieses Gebilde integierter lumineszierender -Dioden zu erhalten, wird von einem Substrat
aus halbisolierendem Galliumphosphid (GaP) mit einem
h 17 spezifischen Widerstand zwischen 10 und 10 -0_.cm
ausgegangen. Auf diesem Substrat 11 werden durch Epitaxie die Schichten 12 und 13 angewachsen. Die Schicht
12 kann aus GaAsP bestehen und sich in der Schicht aus GaP fortsetzen. Diese beiden Schichten können
in einem einzigen Arbeitsgang erhalten werden, wie dies im vorhergehenden Beispiel der Fall ist, und ihre
Verunreinigungskonzentration sowie ihr spezifischer Widerstand können gleich denen im vorhergehenden
Beispiel sein.
Durch tiefe Diffusion vom P-Verunreinigungen von dem geöffneten Fenster 17 in der vorher abgelagerten
Schicht 18 her wird die isolierende Trennwand 14 gebildet. Diese Trennwand, die sich bis in das Substrat
11 erstreckt, bildet mindestens zwei Gebiete.
-18- PHF.75·557
16.6.76
In ein erstes Gebiet und von einem
geöffneten Fenster 19 in der Oxidschicht 18 her
wird die tiefe Insel 15 vom P-Typ eindiffundiert, die in die Schicht 12 eindringt und mit dieser den
Übergang J„ bildet. In ein zweites Gebiet und von einem geöffneten Fenster 20 in der Oxidschicht 18
her wird die Insel 16 vom P-Typ eindiffundiert, die auch in die Schicht 13 eindring^ und mit dieser
den übergang J^ bildet.
Die Inseln 14, 15 und 16 werden durch
übliche Diffusionsvorgänge erhalten, wobei das Dotierungselement meistens Zink ist. Bei einer
Zinkdiffusion kann die Verunreinigungskonzentration
19
z.B. in der GrossenOrdnung von 5*10 Atomen/cm3
für die Insel ~\h und zwischen 10 und 10 Atomen/cm3
für die Inseln 15 und 16 liegen und z.B. 2.10 Atome/cm3 betragen.
Kontaktstellen 21, 22, 23 und Zh werden auf die Insel 15} auf der Schicht 12 des ersten
Gebietes, auf der Schicht 13 und der Insel 16 des zweiten Gebietes gebildet.
Die elektrischen Verbindungen zwischen diesen unterschiedlichen Kontaktstellen werden z.B.
mit Hilfe drahtförmiger Verbindungsleiter 25 und
hergestellt, die durch Löten oder Thermokompression befestigt werden.
A ä A Λ Α ι J /K Λ Jt
-Λ?- PIiF. 75.557
16.6. / 6
Bei einer Abwandlung können die draht-
förmigen Verbindungsleiter durch in der gleichen Ebene
liegende Verbindungen ersetzt werden, die durch z.B. Metallisierung im Vakuum erhalten werden.
609884/0830
Claims (1)
- -20- PHF.75.55716.6.76PATENTANSPRÜCHE:/i,\ Monolitisch.es polychromes Gebilde, das mehrere elektrolumineszierende Dioden enthält, die in verschiedenen Wellenlängenbereichen emittieren, welches Gebilde, durch ein Substrat gebildet wird, auf dem mindestens zwei aufeinander liegende epitaktische Schichten angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die in verschiedenen Bereichen emittierenden Dioden durch diffundierte Zonen gebildet werden, die sich bis innerhalb der epitaktischen Schichten verschiedener Zusammensetzungen -von gesonderten nahe beieinander liegenden Oberflächenteilen auf der Oberfläche derselben Emissionsebene her erstrecken, wobei jede Schicht eine verbotene Bandbreite aufweist, die kleiner als die der daraufliegenden Schicht ist.2. Gebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für die genannten Schichten verwendeten Materialien III-V-Verbindungen vom N-Leitfähigkeitstyp sind, während die verschiedenen diffundierten Zonen vom P-Leitfähigkeitstyp sind.3. Gebilde nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der oberen epitaktischen Schicht eine Verbindung mit mindestens Ga und P ist und sin grünes Licht emittiert, während609884/0830-21- PHP.75.557 16.6.76das Material der unterliegenden Schicht eine Verbindung mit mindestens Ga und As ist und ein rotes Licht emittiert.k. Gebilde nach einem der Ansprüche 2 und 3> dadurch gekennzeichnet, dass die Vergrösserung dererbotenen Bandbreite zwischen einer Schicht und der oberen Schicht auf einen Zusatz von Aluminium zu der Zusammensetzung zurückzuführen ist.5. Gebilde nach einem der Ansprüche 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, dass es eine obere Schicht aus GaP, die derart dotiert ist, dass sie ein grünes -1 Licht emittiert; und eine unterliegende Schicht aus GaAs1 P mit χ \ 0,6 enthält, die derart dotiert ist, dass sie ein rotes Licht emittiert.6. Gebilde nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die in der tiefsten Schicht gebildete Diode ein infrarotes Licht emittiert, eine Schicht zur Wellenlängenumwandlung auf der dieser Diode entsprechenden Diffusionsfläche angebracht ist.7· Gebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Substrat einen niedrigen spezifischen Widerstand aufweist, es Anschlussmittel auf einerseits dem Substrat und andererseits auf jeder der Flächen der diffundierten Zonen enthält.r> η r\ Ω ή ι 1 Λ Λ Λ Λ2623785-22- PHF.75.557 16.6.768. Gebilde nach, einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Substrat einen hohen spezifischen Widerstand aufweist, wodurch, es einen halbisolierenden Charakter erhält, Isolierzonen, die eine isolierende Trennwand zwischen den diffundierter: elektroiLumineszierenden Zonen bilden, sich von der Oberfläche der Emissionsebene bis innerhalb des genannten Substrats erstrecken. 9· Gebildet nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel enthält, mit deren Hilfe zwei Dioden parallel geschaltet werden, die Lichtstrahlungen verschiedener Farben emittieren, wobei eine Diode in der Durchlassrichtung und die andere in der Sperrichtung polarisiert wird. 10. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterstruktur, die ein Gebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 9 enthält, dadurchgekennzeichnet, dass durch Epitaxie auf einem flachen Substrat aufeinanderfolgenden Schichten aus Materialien abgelagert werden, deren verbotene Bandbreite immer grosser wird, wonach, nacheinander Verunreinigungen, die den dem der genannten Schichten entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp herbeiführen, von der Oberfläche der oberen epitaktischen Schicht her gemäss nahe beieinander liegenden Flächen und bis zu verschiedenen,die verschiedenen abgelagerten Schichten erreichenden Tiefen diffundiert werden.JLlLeerseite
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR7521402A FR2317774A1 (fr) | 1975-07-08 | 1975-07-08 | Ensemble monolithique semiconducteur polychrome |
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- 1976-07-08 JP JP8044476A patent/JPS5210090A/ja active Pending
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| IEEE Transactions on Electron Devices, ED-22(1975) 29-32 * |
Also Published As
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| JPS5210090A (en) | 1977-01-26 |
| FR2317774A1 (fr) | 1977-02-04 |
| GB1551942A (en) | 1979-09-05 |
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| FR2317774B1 (de) | 1977-12-16 |
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| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: H01L 27/15 |
|
| 8181 | Inventor (new situation) |
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| D2 | Grant after examination | ||
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| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |