DE2756426A1 - Halbleiteranordnung mit passivierungsschicht - Google Patents

Halbleiteranordnung mit passivierungsschicht

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DE2756426A1 DE19772756426 DE2756426A DE2756426A1 DE 2756426 A1 DE2756426 A1 DE 2756426A1 DE 19772756426 DE19772756426 DE 19772756426 DE 2756426 A DE2756426 A DE 2756426A DE 2756426 A1 DE2756426 A1 DE 2756426A1
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Description

PHF. 76 612.
2756428
VA/EVH.
-J-
Halbleiteranordnung mit Passivierungsschicht
Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiteranordnung mit einem einkristallinen Halbleiterkörper aus einem ersten Halbleitermaterial mit einem an eine Oberfläche grenzenden ersten Halbleitergebiet von einem ersten Leitungstyp, das mit einem ebenfalls an die Oberfläche grenzenden zweiten Halbleitergebiet vom zweiten Leitungstyp einen an der Oberfläche endenden pn-Ubergang bildet, wobei
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PHF. 76 612.
2756428
-Z- 5.11.77.
das erste Halbleitergebiet an der Oberfläche wenigstens teilweise mit einer Passivierungsschicht aus polykristallinCB Halbleitermaterial überzogen ist.
Eine Anordnung der beschriebenen Art ist aus der niederländischen Patentanmeldung 7 6θ4 699 bekannt;
Zur Passivierung von Halbleiteroberflachen werden in der Halbleitertechnik verschiedene Verfahren angewandt. Das bekannteste dieser Verfahren besteht darin, dass die Halbleiteroberfläche mit einer Schicht aus elektrisch isolierendem Material, z.B. einer Siliziumoxidschicht, tiberzogen wird. Dieses Verfahren wird insbesondere bei Anordnungen vom planaren Typ angewandt.
Dieses Passivierungsverfahren weist jedoch «ehrere Nachteile auf. So enthalten dielektrische Isolierschichten aus Siliziuraoxid oft Ladungen, insbesondere in Form von Alkaliionen. Diese Ladungen können die Feldstärke an der Oberfläche ändern und auch können sich Ladungen entlang der dielektrischen Schicht verschieben. Dies kann zu Unstabilitäten führen. Man hat versucht, in dieser Hinsicht durch Anwendung mehrerer aufeinander liegender Schichten eine Verbesserung zu erzielen.
Dies macht die Anbringung derartiger Passivierungsschichten jedoch kompliziert.
Weiter ist das genannte Passivierungsverfahren weniger effektiv, wenn das zu passivierende Halbleitermaterial
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5.11.77. - 3Γ-
kein Silizium, sondern z.B. eine halbleitende III-V-Verbindung ist. Es stellt sich heraus, dass in diesem Falle die Rekombinationsgeschwindigkeit an der Oberfläche im Vergleich zu der unüberzogenen Halbleiteroberfläche nur wenig herabgesetzt wird, während häufig Hystereseerscheinungen bei Änderung des elektrischen Feldes über dem pn-Ubergang auftreten.
In der niederländischen Patentanmeldung 7 6o4 ist ein Passivierungsverfahren beschrieben, bei dem auf einem Halbleitersubstrat ein polykristalline halbisolierende Schicht, z.B. eine polykristalline Siliziumschicht mit hohem spezifischem Widerstand, die mit einer Isolierschicht überzogen ist, erzeugt wird. In Abhängigkeit von den verwendeten Materialien weist dieses Verfahren mehrere Nachteile auf. So ist es schwierig, der polykristallinen Schicht einen Widerstandswert zu erteilen, der einerseits genügend reproduzierbar ist und andererseits genügend hoch ist, um unerwünscht hohe Leckströme zu vermeiden, und genügend niedrig ist, um etwaige Oberflächenladungen abzuleiten.
Die Erfindung bezweckt u.a., die genannten bei bekannten Passivierungsverfahren auftretenden Nachteile zu vermeiden oder wenigstens in erheblichem Masse zu verringern. Dabei hat die Erfindung zum Zweck, eine gassivierende Schicht zu erhalten, bei der lunenladungen an der Oberfläche abgeleitet werden können, die auf reproduzierbare Weise
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PHF. 76 612
erzeugt werden kann und die die Oberflächenrekombination erheblich herabsetzt.
Der Erfindung liegt u.a. die Erkenntnis zugrunde, dass dies durch eine besondere Wahl von Materialeigenschaften und Dotierungen erzielt werden kann.
Eine Halbleiteranordnung der eingangs erwähnten Art ist dazu nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungsschicht den ersten Leitungstyp aufweist und aus einem zweiten von dem ersten verschiedenen Halbleitermaterial besteht, dessen Bandabstand grosser als der des ersten Halbleitermaterials äst.
Die Anordnung nach der Erfindung wirkt wie folgt. An der Grenzfläche zwischen dem ersten und dem zweiten Halbleitermaterial vom gleichen Leitungstyp befindet sich eine Potentialsperre, die verhindert, dass Minoritätsladungsträger aus dem ersten Material in das zweite Material mit grösserem Bandabstand eindringen. Die Rekombinationsgeschwindigkeit an der Oberfläche des ersten Gebietes ist erheblich herabgesetzt und von den Umgebungsbedingungen praktisch unabhängig.
In der Anordnung nach der Erfindung ist die Passivierungsschicht polykristallin, wobei die Korngrösse der polykristallinen Schicht sehr verschieden sein kann. Unter Umständen kann die Passivierungsschicht sogar amorph sein und in der vorliegenden Anmeldung sind unter dem Ausdruck
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PHF. 76 612.
2756A26
5.11.77.
"polykristalline Schicht" daher auch amorphe Schichten zu verstehen. Unter diesen Umstanden besteht eine grosse Wahlfreiheit in bezug auf die zu verwendenden Materialien. Sowohl der Halbleiterkörper als auch die Passivierungsschicht können aus elementaren Halbleitern, aus halbleitenden Verbindungen oder aus halbleitenden festen Losungen bestehen, wobei das Kristallgitter des Halbleiterkörpers und das des Materials der Passivierungsschicht stark voneinander verschieden sein dürfen, weil die Passivierungsschicht polykristallin ist. Es ist als überraschend zu betrachten, dass eine derartige Grenze zwischen einem einkristallinen Substrat und einer polykristallinen Passivierungsschicht trotz der in der Struktur auftretenden Störstellen dennoch zu einer sehr niedrigen Rekombinationsgeschwindigkeit und zu einer gr'ossen Unempfindlicnkeit !für 'die Ümgebungsbedingungeh führt. , >
Es hat sick herausgestellt, dass es zum Erhalten eines optimalen Sperreneffekts erwünscht ist, dass der Bandabstand des zweiten Hälbleitenriaterials mindestens 0,08 eV grosser ais der des ersten Materiale ist, obgleich auch kleinere Bandabstandsunterschiede einen merklichen günstigen Effekt hkberi.! 'ι~''-' ":!-:r 'Jl'Mii!W"
Nach einer wöit&ren bevorzugten 'Ausführungsform ist die Dptierungskönzdntratiori der Passivierungsschicht nahezu gleich der Dotierungskonzentration des ersten Gebiet es
·.:, hui r.
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- % - 5.11.77.
in der Nähe der Oberfläche. Nach dieser bevorzugten Ausführungsform wird die durch den Übergang gebildete Sperre für die Minoritätsladungsträger des ersten Gebietes optimal ausgenutzt. Dabei werden mit Vorteil die Passivierungsschicht und das erste Gebiet mit demselben Dotierungsstoff dotiert, wodurch die Herstellung vereinfacht wird.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Passivierungsschicht ausser auf dem ersten Gebiet auch teilweise auf dem zweiten Gebiet, wobei dieser Teil der Passivierungsschicht den zweiten Leitungstyp aufweist.
Eine andere in technologischer Hinsicht günstige bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Teil der Passivierungsschicht auf dem zweiten Gebiet erstreckt, wobei dieser Teil der Passivierungsschicht den zweiten Leitungstyp aufweist.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch eine elektrolumineszierende Diode nach der Erfindung,
Fig. 2 schematisch einen Schnitt durch eine Photodiode nach der Erfindung,
Fig. 3 einen Schnitt durch einen Phototransistor nach der Erfindung, und
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PHF. 76 6i2.
5.11.77.
Fig. h einen Schnitt durch einen photovoltaischen Generator nach der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine elektrolumineszierende Diode aus Galliumarsenid. Das Substrat 11 ist eine n-leitende Scheibe aus Galliumarsenid mit einer Dotierungskonzentration von etwa 10 Atomen pro cm3. Das Substrat 11 ist mit einer η-leitenden Schicht 12 aus polykristallinem Galliumphosphid (GaP) mit einer Dicke von etwa 1,5/um und einer Schwefeldotierung von etwa 10 Atomen pro cm3 überzogen.
Eine Siliziumnitridmaske 13f deren Dicke 0,10/um bis 0,12/um beträgt, ist auf der Oberfläche der Anordnung vorhanden. In der Öffnung 14 der genannten Maske grenzt an die Oberfläche ein Teil 12b der Schicht 12, dessen Leitungstyp durch eine Uberdotierung mit Zink in den p-Typ umgewandelt ist.
Unter dem Teil 12b befindet sich ein ebenfalls mit Zink dotiertes p-leitendes Gebiet 15 (das erste Gebiet), das mit dem η-leitenden Substrat 11 (dem zweiten Gebiet) einen pn-Ubergang bildet. Ein kammförmiger Metallkontakt ist auf dem Teil 12b der Schicht 12 innerhalb der Öffnung 14 der Maske 13 erzeugt. Der genannte Kontakt, der durch aufgedampftes Aluminium gebildet ist, ist bei 17 in Fig. 1 als Querschnitt seines mittleren Zweiges dargestellt. Die Anordnung wird schliesslich durch eine Metallschicht 18 vervollständigt, die das Substrat 11 kontaktiert und mit der
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- Sr - 5.11.77.
die Anordnung auf einem Metallträger festgelötet ist, wobei die genannte Metallschicht 18 z.B. durch eine Gold-Germanium-Legierung gebildet wird.
Im Vergleich zu einer bekannten Anordnung (d.h. einer Anordnung ohne die Passivierungsschicht 12) ist in der obenbeschriebenen Anordnung nach der Erfindung der Lumineszenzgrad um etwa 50% erhöht.
Nach einer Abwandlung wurde das Substrat 11 aus homogenem Material durch eine Schicht aus Galliumarsenid ersetzt, deren Leitungseigenschaften denen des Substrats gleich sind, wobei die genannte Schicht aus Galliumarsenid epitaktisch auf einem hochdotierten η-leitenden Substrat z.B. aus der flüssigen Phase durch eine bekannte Technik abgelagert wurde, wobei diese epitaktische Schicht eine Dicke von 20 Aim bis 40/um aufwies. Unter diesen Bedingungen ist die Qualität des Materials, in dem der Elektrolumineszenzeffekt auftritt, derart, dass die Quantumausbeute der Anordnung annähernd den Wert 100% erreicht; dies im Gegensatz zu einer Quantumausbeute von nur 50% bei Anwendung eines homogenen aus einem einkristallinen Stab gesägten Substrats.
Die Anordnung nach Fig. 1 kann wie folgt hergestellt werden.
Die Schicht 12 wird auf dem Substrat 11 aus Galliumarsenid aus der Gasphase abgelagert, wobei nacheinander, in demselben rohrförmigen Raum, die Reaktion von in Wasserstoff verdünntem PC1_ mit einer festen Quelle von GaP
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PHF. 76 612. 9 5.11.77.
bei 86O°C auftritt und dann das abgelagerte GaP mit den Substrat bei 77O°C reagiert. Der Partialdruck vpn PCI» in Wasserstoff ist derart eingestellt, dass eine Wachstumsgeschwindigkeit von etwa 0,2 /Um/nin erhalten wird. Im allgemeinen ist es nicht erforderlich, während der Ablagerung der Schicht, die von sich selbst bereits eine η-Typ—Dotierung von etwa 10 Atomen pro cm3 aufweist, einen Dotierungsstoff zuzusetzen. Die Dicke des Filmes 12 ist nicht kritisch; sie beträgt z.B. 1,5 /um.
Der nächste Schritt ist die Ablagerung einer Siliziumnitridschicht mit einer Dicke von etwa 0,1yum auf derselben aktiven Oberfläche der Scheibe, was durch chemische Reaktion zwischen SiRY und NH_ in Stickstoff bei 78O°C erfolgt; dieses Verfahren ist allgemein bekannt. Auf der Oberfläche der Scheibe wird dann' ein photoempfindlicher Lack angebracht, in dem die nötigen Offnungen durch Photoätzen gebildet werden, derart, dass die Öffnung 1Ί in der Maske 13 aus Siliziumnitrid durch Photoätzen in einem Plasma nach einer bekannten Technik gebildet werden kann. Die von dem Photolack befreite Scheibe wird dann einer Zinkdiffusion unterworfen, wobei die feste Quelle reinen Zinks mit der Scheibe während 60 Minuten auf 700°C gebracht wird. Auf diese Weise wird durch Umwandlung.der p-Leitungstyp durch Diffusion von Zink in den Teil 12b der Schicht und durch diesen Teil hindurch über eine Tiefe von 3/Um in
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PHF. 76 612. -W- 5.11.77-
das Substrat 11 aus Galliumarsenid zur Bildung des Gebietes erhalten. Nach dem Aufdampfen des Kontakts 17 wird die Anordnung auf bekannte Weise fertiginontiert.
Die "Verbesserung der Lichtleistung, die von der an Hand der Fig. 1 beschriebenen Anordnung emittiert wird, ist der Kombination von zwei Faktoren zuzuschreiben: Nach der Erfindung setzt der Übergang zwischen dem Teil 12b der Schicht 12 und dem Gebiet 15 in erheblichem Masse die (nichtstrahlende) Oberflächenrekombination der Minoritätsladungsträger h,erab, die in diesem Falle aus Elektronen bestehen, die in das Gebiet 15 injiziert werden, während sich übrigens unter Berücksichtigung der genannten Rekombi— nationsherabsetzung die Möglichkeit ergibt, die Dicke des Gebietes 15 auf einen Wert herabzusetzen, der etwa mit der Diffsuionslänge der Ladungsträger übereinstimmt oder kleiner a]s diese Diffusionslänge ist. Dadurch ist das so erhaltene dünne Gebiet 15 weniger stark absorbierend für die ani.ttierte Strahlung.
Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine Photodiode
nach der Erfindung, die speziell für den Empfang von Lichtsignalen mit einer Wellenlänge von 1,06/Um angepasst ist.
Diese Photodiode wurde auf folgende Weise hergestellt. Aus der Gasphase wurde auf einem η-leitenden Substrat aus Galliumarsenid eine Schicht 22 aus Ga/1 \In As epitaktisch abgelagert, wobei y etwa gleichmässig und gleich
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PHF. 76 612.
- V* - 5.11.77.
13
ist; dazu wurden gesonderte Indium- und Galliumquellen in einem HCl und AsH_ enthaltenden Gasstrom verwendet.
Die abgelagerte Schicht 22 weist eine Dicke
von etwa 10/um und eine verbotene Bandbreite von etwa 1,15 eV auf. Um eine Schicht 22 mit hoher Kristallgüte zu erhalten, wird während desselben Vorgangs eine Zwischenschicht 23 aus GaZ1 \In As angewachsen, wobei y sich regelnlässig von 0$ bis 17$ von dem Substrat bis zu der Schicht 22 ändert, in der der Wert y dann weiter konstant gehalten wird. Die Schicht 22 und die Zwischenschicht 23 sind beide n-leitend und die Dotierungskonzentration der genannten Schichten ist möglichst niedrig, was in der Praxis dadurch erzielt wird, dass diesen Schichten keine Dotierungsstoffe zugesetzt werden. Unter diesen Bedingungen weisen die genannten Schichten eine Dotierungskonzentration von etwa 10 bis 10 Atomen pro cm3 auf und dieser Wert ist für die beschriebene Anwendung geeignet.
Nach der Erfindung wird aus der Gasphase bei 76o°C auf der Schicht 22 eine Passvierungsschicht 2h aus n-leitendem polykristallinem Galliumarsenid mit einer Dicke von
1 /um und mit einer Dotierungskonzentration von etwa 10 Atomen pro cm3 erzeugt. Die Schicht 2k wird schliesslich mit einer Maske 25 aus Siliziumnitrid überzogen, deren Dicke etwa 0,1 /um beträgt und die durch das an Hand des Beispiels nach Fig. 1 beschriebene Verfahren gebildet wird. Über eine in dieser Maske 25 vorgesehene Öffnung 27 werden
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5.11.77.
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durch Diffusion von Zink bei 70O0C während 10 Minuten ein Teil 24b der Schicht 2h und ein Gebiet 28 mit einer Dicke von etwa 1 /um p-leitend gemacht. Auf diese Weise weist die Schicht 2h überall den gleichen Leitungstyp und praktisch die gleiche Dotierungskonzentration wie die darunterliegende Substratoberfläche auf.
Die Anordnung nach Fig. 2 wird durch einen ringförmigen Metallkontakt 29, der den Umfang des Teiles 24b der Passivierungsschicht 2h kontaktiert und durch Aufdampfen einer Aluminiumschicht und durcli Photoätzen die gewünschte Konfiguration erhält, und durch eine legierte Metallschicht mit der die Anordnung auf einem Metallträger festgelötet werden kann, vervollständigt; die genannte Schicht 30 ist z.B. eine aufgedampfte Zinnschicht.
Die obenbeschriebene Anordnung weist eine sehr grosse Empfindliclikeit von 600 itiA pro Watt einfallender Strahlung mit einer Wellenlänge von 1,06/iim auf, während bekannte Siliziumphotodioden im allgemeinen nur eine Empfindlichkeit von nicht mehr als hOO mA pro Watt aufweisen.
An Hand der Fig. 3, die im Querschnitt einen Phototransistor zeigt, wird nun ein anderes Anwendungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Ein n-leitendes Siliziumsubstrat 31 mit hoher Dotierungskonzentration ist mit einem Kontakt 32 versehen, der durch eine aufgedampfte Goldschicht an der unteren Fläche des genannten Substrats
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gebildet wird. Die dem Kontakt 32 gegenüber liegende Oberfläche des Substrats 31 ist mit einer epitaktischen Schicht aus η-leitendem Silizium überzogen, deren Dicke 15/Um bis 20/um und deren spezifischer Widerstand 2 -Λ .cm bis 5*«- «cm betragen. Nach einer bekannten selektiven Diffusionstechnik wurden nacheinander ein p-leitendes Basisgebiet 3^ mit einer Dicke von 6/Um und ein η -leitendes Emittergebiet mit einer Dicke von 5/uni gebildet.
In der während dieser Vorgänge gebildeten Oxidschicht 36 werden durch Photoätzen eine Öffnung, die einen grossen Teil des Basisgebietes 3'+ an der Oberfläche der Struktur freilegt, und eine Öffnung für den durch aufgedampftes Aluminium gebildeten Emitterkontakt 37 erhalten. Eine Passivierungsschicht 38 ist auf dem freigelegten Teil des Basisgebietes 3^ erzeugt, während, wie in Fig. 3 dargestellt ist, diese Passivierungsschicht von dem Kollektor— Basis-Ubergang und von dem Emitter-Basds-Ubergang durch die Oxidschicht 36 getrennt ist.
Nach der Erfindung wird die Passivierungsschicht durch eine Schicht aus p-leitendom polykristallinem Galliumphosphid (GaP) gebildet, deren Dicke etwa 1,5 /um beträgt und die aus der Gasphase durch ein bekanntes Verfahren bei einer Temperatur von vorzugsweise 75O°C abgelagert wird und z.B. mit Zink bis zu einer Dotierungskonzentration von
16 τ
etwa 10 Atomen pro cm dotiert ist.
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Die Passivierungsschicht 38 wird durch Maskierung mit Hilfe eines photoempfindlichen Lacks und durch Atzen in einem Gasplasma nach einer bekannten Technik in die gewünschte Form gebracht. Die Anordnung wird weiter mittels bekannter Techniken mit Kontakten versehen und fertigmontiert.
Die Anordnung der obenbeschriebenen Art eignet sich besonders gut zur Anwendung in Verbindung mit einer lichtemittierenden Diode aus Galliumarsenid, wobei die genannte Kombination unter der Bezeichnung "Photokoppelanordnung" bekannt ist. Die Anwendung der Erfindung ist besonders günstig bei der genannten Kombination, denn die Passivierungsschicht 38 weist eine sehr geringe Absorption in bezug auf die von1 der lichtemittierenden Diode emittierte —I Strahlung auf und setzt die Oberflächenrekombinations-
— E geschwindigkeit der Basis des Phototransistors auf etwa C. β in*
^Z. ^-er-v^cm/sec herab, was für das Erhalten einer guten
H) Gl Empfindlichkeit der Basis-Kollektor-Diode der Struktur
C .
wesentlich ist, wobei die genannte Empfindlichkeit dank der Undurchdringlichkeit der Passivierungsschicht 38 stabil ist.
Im Vergleich zu einem Phototransistor, der mit einer Schicht aus dielektrischem Material passiviert ist, ist schliesslich ein wichtiger Vorteil der Struktur nach der Erfindung, dass die Anordnung nach der Erfindung für hohe Spannungen zwischen dem Lichtemitter und dem Lichtempfänger
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in einer Photokoppelanordnung besonders unempfindlich ist. Dies lässt sich dadurch erklären, dass die Ionenladungen, die in dem durchsichtigen Harz, das den Emitter von dem Empfänger trennt, auftreten können, leicht abgeleitet werden können; die genannten Ladungen werden von jedem Pol der Schaltung elektrostatisch angezogen und können über das Basisgebiet des Phototransistors dadurch entfernt werden, dass die Passivierungsschicht 38 genügend elektrisch leitend ist. Im Falle eines Phototransistors mit bekannter Struktur, mit einer Schicht aus dielektrischem Material verkleidet, können sich dagegen die genannten Ionenladungen in der Nähe des Basisgebietes anhäufen und das Potential desselben beeinflussen, wodurch erklärt wird, dass die Oberflächeneigenschaften der Basis dieses Phototransistors nicht stabil sind, was dadurch auch für die elektrischen Eigenschaften der Anordnung zutrifft.
Fig. h zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar einen photovoltaischen Generator. Die Anordnung wird durch ein η-leitendes Substrat Ή aus Galliumarsenid mit einer massigen Dotierungskonzentration von etwa 5 · 10 Atomen pro cm3 gebildet. Auf einer Hauptoberfläche des genannten Substrats Ή ist eine p-leitende Schicht hZ aus polykristallinem GaP mit einer
1 9 Dicke von 3/Um und einer Zinkdotierung von etwa 2 . 10
Atomen pro cm3 abgelagert.
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In dem Substrat 41 ist ein p-leitendes aktives
Gebiet 43 durch Diffusion von Zink aus der Schicht 42 gebildet; die genannte Diffusion wird bei 8300C während
60 Minuten durchgeführt. Unter diesen Bedingungen beträgt die Dicke des auf diese Weise gebildeten aktiven Gebietes etwa 2 /um,
Nach der Erfindung ist daher die mit dem pn-Ubergang versehene GaAs-Anordnung mit einer Passivierungsschicht aus polykristallinem GaP überzogen, das den gleichen Leitungs- < typ wie das aktive Gebiet 43 aufweist. Die Schicht 42 führt eine geringe Oberflächenrekombinationsgeschwiiidigkeit der Minoritätselektronen in dem aktiven Gebiet 43 herbei.
Die Anordnung wird mit einem Kontakt in Form
eines Gitters versehen, dessen Elemente, im Querschnitt
gesehen, mit 45 bezeichnet sind, wobei der genannte Kontakt
durch das Aufdampfen von Aluminium über eine Maske gebildet wird, während die Anordnung weiter mit einem Kontakt 46
versehen wird, der durch Legieren bei 42O°C einer Schicht aus aufgedampftem Zinn erhalten wird. Schliesslich werden die Seitenoberflächen 47 und 48 durch Spaltung erhalten.
Die so gebildete Anordnung eignet sich für Betrieb bei
hoher Temperatur, z.B. 150°C, ohne merkliche Verringerung der Wirkung im Vergleich zu der Wirkung bei normaler
Umgebungstemperatur. Ausserdetn weist die Anordnung einen
Innenwiderstand auf, der besonders klein ist. Durch, diese
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Eigenschaften kann die beschriebene Anordnung bei einem sehr hohen Beleuchtungsniveau, z.B. bei einem Beleuchtungsniveau von Sonnenlicht wirken, das mittels optischer Vorrichtungen konzentriert ist.
Obgleich die Erfindung an Hand mehrerer praktischer Ausführungsformen beschrieben ist, leuchtet es ein, dass es dem Fachmann nicht schwer fallen wird, mehrere Abwandlungen im Rahmen der Erfindung zu verwirklichen. So wurden beispielsweise Anwendungen für die Herstellung von Passivierungsschichten aus polykristallinem Halbleitermaterial mit einer Dicke von etwa 1 /Um beschrieben, aber für verschiedene Anwendungen können Dicken gewählt werden, die stark von diesem Wert abweichen.
Um die Bildung von Rissen in der Passivierungsschicht infolge des Unterschiedes zwischen den Ausdehnungskoeffizienten dieser Schicht und des Substrats zu vermeiden, weist die Passivierungsschicht eine Dicke von mindestens 0,02 /um und höchstens 5/um und vorzugsweise von mindestens 0,1 /um und von höchstens 2/um auf.
Ein besonderes Merkmal der Passivierungsschicht nach der Erfindung ist, dass im Gegensatz zu den bekannten Passivierungsschichten aus dielektrischem Material die Passivierungsschicht nach der Erfindung elektrisch leitend ist. Es ist also unter Umständen vorteilhaft, das.erste aktive Gebiet der.Anordnung dadurch zu kontaktieren, dass
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eine Elektrodenschicht auf der Passivierungsschicht erzeugt ■wird. Dies bedeutet eine beträchtliche Vereinfachung der Herstellung der Anordnung.
Der Effekt der Herabsetzung der Oberf1ächenrekombj nation ist grosser, je grosser der Daiidabs tandsun terschied zwischen dem Substrat und der Passivierungsschicht ist. Der genannte Unterschied beträgt vor tej1hafterweisc mindestens 80 meV.
Zur Jieal i sierung der Erfindung ist es möglich,
verschiedene Halbleiterkörper zu verwenden. Xn torine ta! lisehe JlJ-V- oder lX-VI-Vcrbindungen als MaierJal für die Bildung der Passi viorungssehieh L uiul/oder des Substrats finden Anwendung, vorausgesetzt, dass der Handabs tand sun terschied den erf i Mdungsgomäs.sen Bedingungen entspricht. So kann z.U. eine ZnS-Passi vierungssehicht auf Silizium oder auf ZnTe oder eine inP-Passivierungssehicht auf XnAs oder eine GaSb-Schicht auf XnSh erzeugt werden. Sclil i essl i ch kann die Wahl ücr Materialien auch auf feste Lösungen tnit verschiedenen Verhältnissen und auf ternäre intermetallische Verbindungen erweitert werden.
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Claims (1)

  1. PHF. 76 612.
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    27Γ)Γ>/426
    PATENTANSPRÜCHE:
    ί 1.) Halbleiteranordnung mit einem einkristallinen Halbleiterkörper aus einem ersten Halbleitermaterial mit einem an eine Oberfläche grenzenden ersten Halbleitergebiet
    »
    von einem ersten Leitungstyp, das mit einem ebenfalls an die Oberfläche grenzenden zweiten Halbleitergebiet vom zweiten Leitungstyp einen an der Oberfläche endenden pn-Ubergang bildet, wobei das erste Halbleitergebiet an der Oberfläche wenigstens teilweise mit einer Passivierungsschicht aus polykristallinem Halbleitermaterial überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungsschicht den ersten Leitungstyp aufweist und aus einem zweiten von dem ersten verschiedenen Halbleitermaterial besteht, dessen Bandabstand grosser als der des ersten Halbleitermaterials ist.
    2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandabstand des zweiten Halbleitermaterials mindestens 0,08 eV grosser als der des ersten Materials ist.
    3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierungskonzentration der Passivierungsschicht nahezu gleich der Dotierungskonzentration des ersten Gebietes in der Nähe der Oberfläche ist.
    809828/0579 ORWfNAL INSPBCTEB
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    4. Halbleiteranordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungsschicht und das erste Gebiet mit dem gleichen Dotierungsstoff dotiert sind.
    5. Halbleiteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurcli gekennzeichnet, dass sich ein Teil der Passivierungsschicht auf dem zweiten Gebiet erstreckt, wobei dieser Teil der Passivierungsschicht den zweiten Leitungstyp aufweist.
    6. Halbleiteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungsschicht eine Dicke von mindestens 0,02 ,um und höchstens 5/um aufweist.
    7. Halbleiteranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierungsschicht eine Dicke von mindestens 0,1 /um und höchstens 2,um aufweist.
    8. Halbleiteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass «in das erste Gebiet Minoritätsladungsträger injiziert werden.
    9. Halbleiteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kontaktierung des ersten Gebietes auf der Passivierungsschicht eine Elektrodenschicht erzeugt ist.
    10. Halbleiteranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gebiet eine aktive Zone einer elektrolumineszxerenden Diode ist.
    11. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gebiet eine aktive Zone einer strahlungsempfindlichen Anordnung ist.
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