DE2714682C2

DE2714682C2 - Lumineszenzvorrichtung

Info

Publication number: DE2714682C2
Application number: DE2714682A
Authority: DE
Inventors: Josuke Sanda Hyogo Nakata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1976-04-01
Filing date: 1977-04-01
Publication date: 1983-09-15
Also published as: CA1073999A; US4152711A; DE2714682A1

Description

dadurch gekennzeichnet, daß die Verarmungszone den Strompfad vollständig umgibt

Z Lumineszenzvorrichtung nach Anspruch 1. bei der der PN-Lumineszenzübergang eben ausgebildet ist und bei der die Steuereinrichtung einen Halbleiterbereich vom entgegengesetzten Leitungstyp wie das getrennte Gebiet aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterbereich der Steuereinrichtung als ebene, gitterförmige Struktur parallel zu dem PN-Lumineszenzübergang im getrennten Gebiet eingebettet ist, wobei jede Gittermasche einen Teil des Strompfades ringförmig umgibt

Die Erfindung betrifft ein-ϊ Lumineszenzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanst uches 1.

Aus der DE-OS 22 35 866 ist eine Lumineszenzvorrichtung eier eingangs genannten Art bekannt, bei der der Strompfad zwischen den beiden ohmschen Kontakten relativ lang ist und mittels einer auf einer Oberflächenseite angebrachten Steuerelektrode und einer durch diese hervorgerufene Verarmungszone gesteuert wird. Das Abschalten des Sirompfades erfolgt daher relativ langsam.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Lumineszenzvorrichtung, die eine höhere Steuergeschwindigkeit besitzt.

Diese Aufgabe wird bei einer Lumineszenzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Bei der Erfindung umgibt also die Verarmungszone vollkommen den Strompfad, der zwischen den beiden ohmschen Kontakten verläuft, wodurch eine hohe Steuergeschwindigkeit erreicht werden kann.

Eine vo. teilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Patentanspi uch 2 angegeben.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsföfffi einer Lumineszenzvorrichtung,

F i g. 2 ein Ersatzschaltbild für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1,

Fig.3A, 3B und 3C Schnitte zur Erläuterung des Arbeitsprinzips der Steuereinrichtung bei der Lumineszenzvorrichtung nach Fig. I.

F i g. 4 und 5 Kennlinien der Lumineszenzvorrichtung nach Fig. 1,

F i g. 6A einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Lumineszenzvorrichtung,

F i g. 6B einen Schnitt längs B-B in F i g. 6A,
F i g. 6C eine Aufsicht in Richtung Cin F i g. 6A,
Fig.7A und 7B den Fig.6A und 6B ähnelnde Darstellungen einer dritten Ausführungsform einer Lumineszenzvorrichtung und

F i g. 8 eine F i g. 1 ähnelnde Darstellung einer vierten Ausführungsform einer Lumineszenzvorrichtung.

ίο In den Figuren sind gleiche oder einander ähnelnde Elemente mit jeweils gleichen Bezugsziffern bezeichnet F i g. 1 zeigt eine Lumineszenzvorrichtung mit an

diese angeschlossenen äußeren Schaltungselementen.

Die Lumineszenzvorrichtung umfaßt ein Substrat 10 aus einem Halbleitermaterial, bei der dargestellten Ausführungsform aus Galliumarsenid (GaAs), das eine zentrale Halbleiterschicht 12 mit hohem spezifischem Widerstand bzw. niedriger Fremdatomkonzentration und vom N~-Leitf ähigkeitstyp, eine auf der einen, d. h. der gemäß F i g. 1 oberen, Hauptfläche des Substrats 10 angeordnete P-Halbleiterschicht 14, die mit der N--Halbleiterschicht 12 unter Bildung eines PN-Obergangs in Berührung steht, und eine N⁺-Halbleiterschicht 18 aufweist, die einen niedrigen spezifischen Widerstand bzw. eine hohe Fremdatomkonzentration besitzt und die in Berührung mit dem Substrat 10 auf dessen anderer bzw. untere- Hauptfläche angeordnet ist. Der PN-Übergang 16 bildet den Lumineszenzübergang. Weiterhin ist eine P⁺-Halbleiterschicht 20 in Form eines Ringwulsts in der N--Halbleiterschicht 12 angeordnet, um mit dieser einen PN-Übergang 22 zu bilden und außerdem einen zwischen P⁺- und N+ -Schichten 14 bzw. 18 verlaufenden Kanal 24 zu umschließen. Die ringförmige P⁺-Schicht 20 besitzt einen niedrigen spezifischen Widerstand bzw. eine hohe Fremdatomkonzentration und bildet eine Steuer- bzw. Gate-Halbleiterschicht.

Gemäß F i g. 1 ist eine Elektrode 26 in ohmschem Kontakt mit der N+ -Schicht 18 ac^eordnet, während der Elektrode 26 gegenüberliegend auf der P-Schicht 14 in ohmschem Kontakt mit dieser eine Elektrode 28 angeordnet ist, die ein zentrales Fenster 30 aufweist, durch weiches das am PN-Lumineszenzübergang 16 emittierte Licht nach außen abgestrahlt werden kann.

Außerdem ist eine ringförmige Steuerelektrode 32 in ohmschem Kontakt mit der Schicht 20 angeordnet.

Für die Betätigung der Lumineszenzvorrichtung 40 wird eine Haupt-Gleichspannungsquelle 50 über einen strombegrenzenden Widerstand 52, einen Schalter 54.

se eine positive Klemme 28a und eine negative Klemme 26a über die Elektrode 28 und die Elektrode 26 geschaltet, wobei die Spannung derart an die beiden Elektroden angelegt wird, daß die Klemme 28a gegenüber der Klemme 26a positiv ist. Außerdem ist eine variable Steuer-Gleichspannungsquelle 56 über einen Schalter 58 an eine mit der Steuerelektrode 32 verbundene Klemme 32a sowie die Klemme 26a angeschlossen, wobei die Spannung derart gewählt wird, daß die Klemme 32a gegenüber der Klemme 26a

negativ wird. Dies bedeutet, daß der PN-Übergang 22 in Sperrichtung vorgespannt ist.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 entspricht dem Ersatzschaltbild gemäß F i g. 2, in welchem die Lumineszenzvorrichtung 40 durch das übliche Symbol für derartige Elemente dargestellt ist.

Vv vn sich bei der Vorrichtung gemäß F i g. I die Schalter 54 und 58 in Offenstellung befinden, bildet sich <-■ m screen end einem in thermischem Gleichgewichts/!!·

stand entwickelten Diffusionspotential eine Verarmungsschicht zu beiden Seiten jedes PN-Obergangs 16 und 22 In F i g. 1 geben die gestrichelten Linien 42 und 44 die Endflächen der Verarmungsschicht an, welche sich in der N--Halbleiterschicht 12 und in der P-Schicht 14 um den PN-Übergang 16 ausbildet, während die gestrichelte Linie 46 eine Fndfläche der Verarmungsschicht angibt, die sich in der Schicht 12 neben dem PN-Übergang 22 ausbreitet

Wenn bei de" Vorrichtung gemäß F i g. 1 der Schalter 58 in Offenstellung bleibt während der Schalter 54 geschlossen wird, wird Ober die Elektrode 28 und die Elektrode 26 eine Durchlaßspannung angelegt Unter diesen Bedingungen fließt auf die in F i g. 3A durch die Pfeile angedeutete Weise ein Strom durch das Substrat 10 von der Elektrode 28 zur Elektrode 26. Wenn an die Steuerelektrode 32 keine äußere Spannung angelegt ist besitzt die Verarmungsschicht 46 nur eine geringe Ausbreitung neben dem PN-Übergang 22. Der von der Halbleiterschicht 20 in der N'-Halbleiterschicht 12 umschlossene Kanal 24 entspricht daher praktisch dem Kanal bei der Vorrichtung gemäß F! g. 1. Dies bedeutet daß der Kanal 24 offen bleibt

Der Durchlaßstrom I_A fließt somit auf die in F i g. 3A durch die Pfeile angedeutete Weise von der Elektrode 28 zur Elektrode 26 des Substrats 10, so daß in unmittelbarer Nähe des PN-Übergangs 16 Licht emittiert wird, welches aufgrund der Rekombination von Überschußlöchern und Überschußelektronen entsteht Das emittierte Licht wird durch das Fenster 30 nach außen abgestrahlt

Wenn die Klemme 32a offen bzw. unterbrochen ist, wird die emittierte Lichtmenge durch den Widerstandswert des Widerstands 52 und die Spannung der Quelle 50 begrenzt.

Wenn an die Steuerelektrode 32 eine Spannung unterhalb der für das Abschalten des Durchlaßstroms in der Vorrichtung erforderlichen Abschaltspannung angelegt wird, breitet sich die um die ringförmige Schicht 20 herum vorhandene Verarmungsschicht 46 in der N - - Halblewerschicht 12 gemäß F i g. 3B aus.

Wenn die Abschalt- bzw. Sperrspannung an die Steuerelektrode 32 angelegt ist. breitet sich die Verarmungsschicht 46 in der N--Halbieiterschicht 12 so weit aus, wie dies F i g. 3C zeigt.

Die graphische Darstellung von Fig.4 veranschaulicht die Kennlinie der Vorrichtung gemäß Fig. I. In F i g. 4 ist der Durchlaßstrom l_A auf der Ordinate in Abhängigkeit von einer auf der Abszisse aufgetragenen Durchlaßspannung V_AK aufgetragen, die an die Elektroden 28 und 26 angetegt wird, wobei eine an die Steuerelektrode 32 und die Elektrode 26 angelegte Steuerspannung V_Ok als Parameter herangezogen wird. D:e Kurve G\ ist eine Kennlinie für die Steuerelektrode 32 im Offenzustand gemäß F i g. 3A, während die Kurve G₂ eine Kennlinie für die Steuerelektrode 32 darstellt, wenn an diese, wie in Verbindung mit F i g. 3B beschrieben, eine Spannung unterhalb der Abschaltbzw. Sperrspannung angelegt ist. Bei unveränderter Steuerspannung Vgk ist der Durchlaßstrom der Kennlinie G\ höher als derjenige der Kennlinie Qi- Wenn auf vorher in Verbindung mit F i g. 3C beschriebene Weise die Sperrspannung an die Steuerelektrode 32 angelegt wird, ergibt sich die Kennlinie G₃. Anhand dieser Kennlinie G% ist ersichtSich, daß der Durchlaßstrom Ia bis zur Durchbruchspannung Vb einen sehr niedrigen Wert aufweist

In Fig. 5 sind füi einen konstanten Wert der Durchlaßspannung Vak zwischen der Elektrode 28 und der Elektrode 26 der Durchlaßstrom U auf der Ordinate und die Steuerspannung Vgk auf der Abszisse aufgetragen.

Wenn gemäß F i g. 5 die Spannung an der Steuerelektrode 32 relativ zur Elektrode 26 in negativer Richtung erhöht wird, nimmt der Durchlaßstrom Ι_Λ allmählich ab, bis er bei der Sperrspannung Vci/rpraktisch zu 0 wird.
Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich,

ι ο daß das Lumineszenz-Ausgangssignal mittels der Größe der Sieuerspannung kontinuierlich gesteuert werden kann.

Für die Herstellung der zweiten Ausführungsform einer Lumineszenzvorrichtung gemäß Fig.6 wird zunächst ein Substrat 18 aus Halbleitermaterial, bei der dargestellten Ausführungsform aus Galliumarsenid (GaAs) vom N⁺-Leitungstyp und mit hoher Fremdatomkonzentration von 10¹⁹ Atome/cm³ oder mehr, vorbereitet Sodann wird Galliumarsenid (GaAs) durch epitaxiales Aufwechsen auf der einen Hauptfläche, d. h. auf der gemäß Fig.6A oberer Hauptfläche des Substrats 18 aus einer gasförmigen Phase ausgebildet um eine N--Halbleiterschicht 12 auszubilden, die eine niedrige Fremdatomkonzentration von beispielsweise ίο-'⁵—10¹⁶ Atome/cm³ und daher einen hohen spezifischen Widerstand besitzt Als für die Bildung einer Diffusionsmaske geeignetes Material wird beispielsweise ein Gemisch aus Siliziumdioxid und Siliziumnitrid (S1O2 — S13N4) in an sich bekannter Weise auf die freie Fläche der gezüchteten Schicht 12 aufgetragen, wonach der aufgebrachte Film nach Fotolithographie- und Ätzverfahren zu einer Anzahl von Maskenabschnitten an den Stellen umgebildet wird, an denen in den folgenden Verfahrensstufen die in Fig.6B durch die Kreise angedeuteten Kanäle 24 ausgebildet werden sollen.

Hierauf wird in die mit den Maskenabschnitten versehene Oberfläche der gezüchteten Schicht 12 Zink (Zn) eindiffundiert um eine Steuer-Halbleitersrhicht 20 auszubilden, die einen durch den schraffierten Abschnitt in Fig.6B dargestellten, zentralen netzförmigen Absc-'-nitt auf der Schicht 12 bildet Diese Schicht 20 vom P⁺-Leitungstyp besitzt eine hohe Fremdatomkonzentration von z. B. 10" Atome/cm³ oder mohr. Nach der

·»' Entfernung der Diffusionsmaskenabschnitte wird erneut Galliumarsenid epitaxial auf der gesainten Oberfläche der N--Halbleiterschicht 12 nach einem Gaszüchtungsverfahren zum Aufwachsen gebracht um eine N--Halbleiterschicht auszubilden und dabei die Schicht 20 mit einem PN-Übergang 22 in die miteinander verbundenen N--Halbleiterschichten einzubetten und gleichzeitig in der netzförmigen Schicht 20 eine Anzahl von Kanälen 24 auszubilden. Die zuletzt genannte, auch mit 12 bezeichnete, gezüchtete Schicht besitzt eine Fremdatomkonzentration von 10¹⁵—10¹⁶ Atome/cm³, während die Kanäle 21 einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von etwa 100 μπι haben.

Nach dem Affwachsverfahren wird eine zweckmäßig mit Silizium dotierte N-Halbleiterschicht 12' aus Galliumarsenid (JaAs) auf der N--Halbleiterschicht 12 gezüchtet, worauf eine zweckmäßig mit Silizium dotierte P-Galliumarsenid-Schinht 14 auf ähnliche Weise auf der N-Halbleiterschicht 12' gezüchtet wird, um dazwischen einen die Lumineszenz bewirkenden PN-Lumineszenzübergang 16 zu bilden. Die N-Schicht 12' besitzt eine Fremdatomkonzentration von etwa 10¹⁷—10¹⁸ Atome/cm³, während die P-Schicht 14 eine Fremdatomkonzentration von etwa 10¹⁸Atome/cm³ hat.

Anschließend wird Zink bis zu einer vorbestimmten Tiefe in die Oberfläche der P-Halbleiterschicht 14 eindiffundiert, um eine P+-Halbleiterschicht 14' mit hoher Fremdatomkonzentration von etwa 10" Atome/cm³ auszubilden.

Die andere Hauptfläche des Substrats 18 wird zur Verringerung seiner Dicke auf eine vorbestimmte Größe geläppt, um dadurch den elektrischen und thermischen Widerstand zu verringern.

Danach wird der Umfang der N ⁺-Halbleiterschicht ίο ίβ mesaförmig weggeätzt, bis die P + -Schicht 20 am Außenumfangsteil der geätzten Oberfläche der N--Halbleiterschicht 12 freigelegt ist. Im Anschluß hieran wird eine Gold/Zink-Legierung unter Vakuum auf vorbestimmte Oberflächenabschnitte der P ⁺ -HaIbleiterschicht 14' und der P⁺-Halbleiterschicht 20 aufgedampft, während eine Gold/Germanium-Legierung auf ähnliche Weise auf einen vorbestimmten Oberflächenabschnitt der N+ -Halbleiterschicht 18 aufgedampft wird. Die aufgedampften Legierungsschichten werden gesintert, so daLJ sie die Elektroden 28. 26 und 32 auf den zugeordneten Halbleiterschichten bilden. Die Elektrode 28 weist gemäß F i g. 6C ein zentrales Fenster 30 mit Kreisform auf.

Danach werden die Elektroden 26. 28 und 32 elektrisch mit nicht dargestellten äußeren Zuleitungen verbunden. Schließlich wird die gesamte Anordnung in eine durchsichtige Vergußmasse eingekapselt. Wahlweise kann die Anordnung luftdicht in ein mit einer optischen Linse versehenes Gehäuse eingeschlossen werden.

Eine Anzahl von Lumineszenzvorrichtungen der \ erstehend in Verbindung mit F i g. 6 beschriebenen Art kann gleichzeitig auf einem einzigen Plättchen aus Halbleitermaterial ausgebildet werden. In diesem Fall wird nach dem Einkapseln ein Diamant-Griffel benutzt. um das Plättchen bzw. die Scheibe in die einzelnen Lumineszenzelemente zu unterteilen.

Die auf beschriebene Weise mit Silizium dotierte Lumineszenzvorrichtung spricht auf einen Durchlaßstrom, der von der Elektrode 28 zur Elektrode 26 durch das Elemen* fließt, unter Emission von Infrarotstrahlung mit einem Spitzenwert bei einer Wellenlänge von etwa 940 nm an. Diese Strahlung kann durch einen in das Fenster 30 eingesetzten Leuchtstoff 48 für das unbewaffnete Auge sichtbar gemacht werden.

Damit mit der Steuerspannung die Lichtemission auch tatsächlich beendet werden kann, müssen die Kanäle so ausgebildet sein, daß sie gemäß Fig. 3C abgeschnürt werden. Aus diesem Grund müssen die Fremdatomkonzenrationen der N--Halbleiterschicht 12 und der Durchmesser der Kanäle 24 so gewählt werden, daß die Kanäle 24 mit einer unter der Durchbruchspannung für den Obergang 22 liegenden Spannung abgeschnürt werden können. «

Es soll nun die Herstellung der dritten Ausführungsform gemäß F i g. 7 beschrieben werden. Zunächst wird ein N--Substrat 12 aus Galliumarsenid hergestellt, das einen nahen spezifischen Widerstand bzw. eine niedrige Fremdatomkonzentration besitzt, worauf auf der einen Hauptfläche, d.h. gemäß Fig. 7A auf der oberen Hauptfläche des Substrats 12. eine entsprechend mit Silizium dotierte N-Halbleiterschicht 12' durch epitaxia-I es Aufwachsen aus einer flüssigen oder gasförmigen Phase gezüchtet wird. Hierauf wird die andere Hauptfläche des N--Substrats 12 zur Verringerung seiner Dicke auf einen vorbestimmten Wen geläppt. Anschließend wird ein elektrisch isolierender Film 60 auf die beiden freiliegenden Flächen der N-Halbleiterschicht 12' und des N--Halbleitersubstrats 12 aufgetragen, indem auf diese Teile nach dem chemischen Bedampfungsverfahren Siliziumdioxid (S1O2) und Siliziumnitrid (SIsN₄) aufgedampft werden. Dieser Isolierfilm 60 dient dabei auch als Diffusionsmaske. Sodann werden nach Fotolithographie- und Ätzverfahren diejenigen Abschnitte des Isolierfilms 60 abgetragen, unter denen eine P-Schicht 14 und eine P⁺-Schicht 20 ausgebildet werden sollen. Der abgetragene Abschnitt des Isolierfilms 60 auf der Substratunterseite ist gitterförmig bzw. netzförmig, wie dies durch den schraffierten Teil von F i g. 7B angedeutet ist.

Danach wird über die Diffusionsmasken 60 Zink sowohl in die N-Schicht 12' als auch in das ^-Halbleitersubstrat 12 eindiffundiert, um sowohl die an die Schicht 12' angrenzende P-Schicht 14 als auch die an das ^-Halbleitersubstrat 12 angrenzende, gitterförmiap bzw. netzfornii^e P⁺-Schicht 20 auszubilden. Dadurch wird ein PN-Lumineszenzübergang 16 zwischen der N-Schicht 12' und der P-Schicht 14 gebildet und ein PN-Übergang 22 zwischen dem N--Substrat und der netzförmigen P+ -Schicht 20 geformt. Innerhalb der netzförmigen P +-Schicht 20 werden dabei mehrere, von dieser Schicht umschlossene Kanäle 24 ausgebildet.

Zur Bildung einer N+ -Halbleiterschicht 18, welche in mehrere Halbleiterabschnitte unterteilt ist. wird Fremdstoff, wie Schwefel, Tellur. Cadmium oder dgl. nach einem lonen-lmplantationsverfahren, gefolgt von Glühen, in einen Teil der Oberfläche der von der netzförmigen Halbleiterschicht 20 umschlossenen Kanäle 24 eingeführt. Die resultierende N+ -Schicht 18 besitzt einen niedrigen spezifischen Widerstand bzw. eine hohe Fremdatomkonzentration.

Zur Fertigstellung einer Lumineszenzvorrichtung werden die Elektroden bei der Anordnung gemäß F i g. 7 auf ähnliche Weise, wie vorher in Verbindung mit Fig.6 beschrieben, in ohmschem Kontakt mit den zugeordneten Teilen gebracht. Insbesondere werden zu diesem Zweck geeignete metallische Werkstoffe, z. B. eine Gold/Germanium-Legierung und/oder eine Gold/ Zink-Legierung, im Vakuum auf die freiliegenden Oberflächen der P + -Schicht 20 bzw. der N+ -Schicht 18 aufgedampft. Nachdem vorbestimmte Abschnitte des aufgedampften Metallfilms nach fotolithographischen Ätzverfahren abgetragen worden sind, wird die untere Hauptfläche des Substrats 12 mit einem elektrisch isolierenden Film 60' beschichtet, der beispielsweise aus Siliziumdioxid bestehen kann. Nach dem gleichen Verfahren werden auch im Isolierfilm 60' Kontaktlöcher für die Elektroden 26 bzw. 32 ausgebildet. Es ist jeaoch darauf hinzuweisen, daß kein Kontaktloch in den Abschnitten des Isolierfilms 60' ausgebildet wird, unter denen die netzförmige Schicht 20 zwischen der Schicht 18 liegt. Anschließend wird erneut ein metallischer Werkstoff wie Gold auf den Isolierfilm 60' und die Koptaktlöcher aufgedampft, um die auf Abstand stehenden Elektroden 28 durch das auf den Isolierfilm 60' aufgedampfte Metall elektrisch miteinander zu verbinden.

Im Anschluß hieran werden wiederum nach Fotolithographie- und Ätzverfahren die zusammenhängenden Elektroden 28 gemäß F i g. 7A von den Elektroden 32 getrennt und elektrisch isoliert.

r.?r auf der Schicht 14 befindliche Isolierfilm 60 wird ;.'jf finnliche Weise mit einem Kontaktloch versehen, 'vorauf ein metallischer Werkstoff, etwa eine Gold/ Zink-Legierung oder Aluminium, im Vakuum sowohl

auf den Isolierfilm 60 als auch auf die Schicht 14 aufgedampft wird. Sodann wird die auf diese Weise aufgedampfte metallische Schicht mit einem zentralen Fenster 30 versehen. Dieses in Fig. 7A dargestellte Fenster 30 dient zur Abstrahlung des am PN-Übergang 16 emittierten Lichts nach außen.

Abschließend wird die so gebildete Anordnung auf die in \':rbindung mit F i g. 6 beschriebene Weise in ein geeignetäs Gehäuse eingekapselt.

Bei der Vorrichtung gemäß F i g. 7 ist die netzförmige Schicht 20 zur Hauptflache hin an der Seite der Elektrode 26 angeordnet. Die Kanäle 24 können dabei in Abhängigkeit von der Anlegung einer Sperrspannung an der Steuerelektrode 32 ihre Querschnittsfläche verändern, um auf diese Weise einen zwischen den Elektroden 28 und 26 fließenden Kanalstrom und somit das Lumineszenz-Ausgangssignal zu steuern.

Anstatt den PN-Übergang 22 in der N--Halbleiterschicht 12. d. h. dem Substrat, auszubilden, kann dieser auch in der P-Halbleiterschicht angeordnet sein, in welcher dann auch der Kanal vorgesehen ist. Gewünschtenfalls kann weiterhin ein PN-Übergang 22 sowohl in der N- als auch in der P-Halbleiterschicht angeordnet sein, um das Lumineszenz-Ausgangssignal dann mittels zweier Steuerelektroden zu steuern.

Obgleich die Erfindung vorstehend in Verbindung mit der Steuerung der Verarmungsschicht mittels einer über einen PN-Übergang angelegten Sperrspannung dargestellt und beschrieben wurde, kann die Steuerung des Lumineszenz-Ausgangssignals ersichtlicherweise auch unter Heranziehung einer Verarmungsschicht erfolgen, die gemäß F i g. 8 von einer Schottkyschen Sperrschicht herrührt.

Die Anordnung gemäß Fig.8 unterscheidet sich

ίο hauptsächlich darin von derjenigen gemäß Fig. 1, daß gemäß Fig.8 die Steuerelektrode 32 aus einem metallischen Werkstoff besteht, der sich für die Bildung einer Schottkyschen Sperrschicht eignet, so daß auch dabei eine Verarmungsschicht 46 gebildet wird.

Weiterhin hat die Elektrode 28 kein Fenster, so daß das am PN-Lumineszenz-Übergang 16 emittierte Licht über die Seitenflächen des Elements 40 nach außen abgestrahlt wird.

Bei der Lumineszenzvorrichtung gemäß der Erfindung kann nich' nur die Emission und Löschung des Lichts mittels einer Steuerspannung gesteuert werden, vielmehr kann auch das Lumineszenz-Ausgangssignal mittels eines Steuersignals mit hoher Geschwindigkeit moduliert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lumineszenzvorrichtung, bestehend

— aus einem Halbleitersubstrat mit einem PN-Lumineszenzübergang,

— aus ohmschen Kontakten für die beiden an den PN-Lumineszenzübergang angrenzenden P- und N-leitenden Halbleiterzonen und

— aus einer Steuereinrichtung, mit der in einem von dem PN-Lumineszenzübergang getrennten Gebiet des Halbleitersubstrats eine Verarmungszone gebildet wird, um die Querschnittsfläche des Strompfades zwischen den ohmschen Kontakten zu steuern,