DE2909956A1 - Halbleiter-glas-verbundwerkstoff - Google Patents

Halbleiter-glas-verbundwerkstoff

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DE2909956A1 DE19792909956 DE2909956A DE2909956A1 DE 2909956 A1 DE2909956 A1 DE 2909956A1 DE 19792909956 DE19792909956 DE 19792909956 DE 2909956 A DE2909956 A DE 2909956A DE 2909956 A1 DE2909956 A1 DE 2909956A1
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Description

290-8956
Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH
6000 Frankfurt (Main) 70
7900 Ulm,15-03.1979 SE2-UL/Bs/rß ".Ol 78/130
"Halbleiter-Glas-Verbundwerkstoff"
Die Erfindung betrifft einen Halbleiter-Glas-Verbundwerkstoff nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1«
Der vorliegenden Patentanmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Halbleiter-Glas-Verbundwerkstoff anzugeben, bei dem im Grenzbereich zwischen der Glas- und der Halbleiterkomponente die Rekombination von Minoritätsladungsträgern ■ vermindert ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
030038/0415
ORIGINAL INSPECTED
- 4 - UL 78/130
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
Figur 1: in einer schematischen Seitenansicht ale Bestandteile eines Halbleiter-Glas-Verbundwerkstoffs eine Halbleiterschicht und ein Glassubstrat;
Figur 2: ein Energiebandschema der Halbleiterschicht;
Fi-gur 3: in Form eines Diagramms die Dotierstoffverteilung in der Halbleiterschidit in Abhängigkeit vom Abstand zwischen der Halbleiterschicht und dem Glassubstrat.
Figur 1 zeigt mit dem Glassubstrat 21 und einer Halbleiterschicht 25 die Komponenten eines Halbleiter-Glas-Verbundwerkstoffs. Halbleiterschicht 25 und Glassubstrat 21 werden mit ihren Grenzflächen 23 bzw. 22 aufeinander gelegt
^5 und, wie beispielsweise in der älteren Anmeldung P 2842492.2 beschrieben, durch Druck- und Wärmeanwendung dauerhaft miteinander verbunden. Ein derartiger Halbleiter-Glas-Verbundwerkstoff wird beispielsweise als Fotokathode in einer Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre verwendet. Um eine Verbesserung der opto-elektronischen Eigenschaften solcher Kathoden zu erreichen, muß eine Verminderung der Rekombination von Minoritätsladungsträgern an der Grenzschicht . zwischen Halbleiterschicht und Glassubstrat angestrebt werden.
Dies erreicht man erfindungsgemäß dadurch, daß die Halbleiterschicht 25 Schichtbereiche 24, 26 aufweist, die sich durch abweichende Dotierungsmittelanteile auszeichnen. In • dem der Grenzfläche zwischen Halbleiterschicht und Glassubstrat abgewandten Schichtbereich 26 der Halbleiterschicht
— 5 —
030038/CU 15
290S35S
- 5 - . UL 78/130
25 ist die Konzentration des Dotiermittels konstant und hat den Vert N = N. Ausgehend von diesem Wert steigt der Anteil des Dotierungsmittels in Richtung der Flächennormalen der Halbleiterschicht 25 mit abnehmendem Abstand vbn der Halbleiter-Glas-Grenzfläche 22, 23 in einer Teilen schicht 2Ά- der Halbleiterschicht 25 kontinuierlich bis auf einen Wert N=N an der dem Glassubstrat 21 benachbarten Oberfläche 23 der Halbleiterschicht 25 an. Dieser Verlauf des Dotierungsmittelsanteils N in Abhängigkeit vom Abstand ζ von der Grenzfläche zwischen Halbleiterschicht 25 und Glassubstrat 21 ist in Figur 3 dargestellt.
Besonders gute Eigenschaften des Halbleiter-Glas-Verbundwerkstoffs werden erreicht, wenn die Dotierungsmittelkonzentration an der dem Glassubstrat benachbarten äußeren Oberfläche 23 der H?lbleiterschicht 25 N mehr als etwa das 30-fache der Dotierungsinittelkonzentration N im Bereich
26 der Halbleiterschicht 25 beträgt.
Mit der in Figur 3 dargestellten Verteilung des Dctierungsmittels wird erreicht, daß die Minoritätsladungsträger (Elektronen) von der Schicht 24 der Halbleiterschicht 25 reflektiert werden. Dies wird durch das in Figur 2 dargestellte Energiebandschema der Halbleiterschicht verdeutlicht. In dieser Figur ist mit 30 das Ferminiveau bezeichnet. Die Bezugsziffern 31 und 32 kennzeichnen die Kante des Valenzbandes bzw. die Kante des Leitungsbandes. Eine derartige Anordnung der Energieniveaus führt demnach in einem p-dotierten Halbleiter dazu, daß die Minoritatsladungsträger (Elektronen) an der Schicht 24 reflektiert werden, mit der Folge, daß im Grenzbereich zwischen der Halbleiterschicht 25 und dem Glassubstrat 21 eine Verminderung der Rekombination von Minoritätsladungsträgern erreicht wird.
030038/0415 ORIGINAL INSPECTED
- 6 - UL 78/130
Auf besonders günstige Weise lassen sich die Anteile des Dotierungsmittels in die Schicht 24 durch Ionenimplantation einbringen.
Jedoch kann der Verlauf des Dotierungsmittelanteils in der Halbleiterschicht 25 auch durch Diffusionsprozesse beeinflußt werden. Zweckmäßig wird dabei die Diffusion so ausgeführt, daß zumindest während des Diffusionsvorgangs die die Schicht 24 begrenzende Außenfläche der Halbleiterschicht 25 mit einer mit Dotierstoff angereicherten SiIiziumdioxidschicht bedeckt wird. Diese Siliziumdioxidschicht
wird nach Abschluß des Diffusionsvorgangs auf an sich bekannte Weise entfernt.
030038/0415

Claims (1)

  1. Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH
    6000 Prankfurt (Main) 70
    7900 Ulm, 13.03.1979 SE2-UL/Bs/rß UL 78/130
    Patentansprüche
    fi.yHalbleiter-Glas-Verbundwerkstoff, bei dem mindestens eine Halbleiterschicht dauerhaft mit einem plattenförmigen Glassubstrat verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht (25) in einem dem Glassubstrat (21) abgewandten Schichtbereich (26) eine homogene Dotierung K = U aufweist, daß die Dotierung in Richtung der Flächennormalen der Halbleiterschicht (25) ausgehend von dem Wert M = E mit abnehmendem Abstand von der Halbleiter-Glas-Grenzfläche (225 23) in einer Teilschicht (24) der Halbleiterachicht (25) kontinuierlich bis auf einen Wert E « N_ an der dem Glassubstrat (21) benachbarten Oberfläche (23) der Halbleiterschicht (25) zunimmt, und daß gilt Hg > 30 If0.
    030038/0415
    2909856
    - 2 - UL 78/130
    2o Halbleiter-Glas-Verbundwerkstoff nach. Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Schicht (24) zwischen etwa 10 Nanometer und 100 Nanometer liegt.
    3. Halbleiter-Glas-Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche'1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (24) durch Ionenimplantation erzeugt ist.
    4. Halbleiter-Glas-Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (24) clurch Diffusion erzeugt ist.
    5· Halbleiter-Glas-Verbundwerkstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß während des Diffusionsvorgangs· die an die Schicht (24) der Halbleiterschicht (25) angrenzende äußertj Oberfläche (23) der Halbleiterschicht (25) aus einer mit Dotierstoff angereicherten Siliziumdioxid-Auflage bedeckt ist.
    0300 38/0416
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