DE2930584C2 - Halbleiterbauelement, das den Effekt der gespeicherten Photoleitung ausnutzt - Google Patents

Halbleiterbauelement, das den Effekt der gespeicherten Photoleitung ausnutzt

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbieiterbauelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.
Für die Messung von Lichtmengen oder des Zeitintegrals des Produktes aus Belichtungsstärke und Belichtungsdauer, und Erzeugung eines diesen Größen entsprechenden elektrischen Signals werden Einrich-
tungen zur optischen Dosismessung benötigt. Solche »optischen Dosismesser« können in photoelektrischen Meß- und Rege/geräten, Zeitschaltern, optischen Speichereinrichtungen, Energie- und Leistungsmessern für intermittierenden Betrieb oder Dauerbetrieb verwendet werden.
Es ist 2. B. aus der Veröffentlichung »Sov. Phys. Semicond.« Band 10, Nr. 2, Februar 1976, Seiten 128 bis 143 bekannt, daß bei manchen Halbleitern eine Photoleitung mit sehr langsamer Relaxation auftritt, d. h. daß die durch Beleuchtung erzeugte Leitfähigkeitserhöhung (Photoleitung) auch nach Beendigung der Beleuchtung noch relativ lange bestehen bleibt. Bei genügend niedrigen Betriebstemperaturen kann die Relaxationsdauer praktisch unendlich groß werden und man spricht in solchen und vergleichbaren Fällen von einer »gespeicherten Photoleitung«.
Obwohl aus der genannten Veröffentlichung bereits Halbleiterbauelemente gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt sind, wurde der Effekt der gespeicherten Photoleitung bisher noch ..icht für die optische Dosismessung ausgenützt, was vermutlich darauf zurückzuführen ist, daß eine voll befriedigende Erklärung für diesen Effekt noch ausstand und man daher auch nicht wußte, wie man eine ausreichende Reproduzierbarkeit erreichen kann, die für industrielle Anwendungen unabdingbar ist
Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement, das den Effekt der gespeicherten Photoleitung ausnutzt, so auszugestalten, daß es zur optischen Dosismessung geeignet ist und reproduzierbar hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Bauelement gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des Bauelements gemäß der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Bauelement gemäß der Erfindung enthält also eine Oberflächenschicht aus einem Halbleitermaterial relativ hoher Leitfähigkeit, welche auf einem Halbleitersubstrat relativ niedriger Leitfähigkeit angeordnet ist. Am Übergang zwischen der Schicht und dem Substrat bildet sich infolge der unterschiedlichen Leitfähigkeiten eine Potentialschwelle aus. Durch die Photonen der optischen Strahlung, die durch die dem Substrat abgewandte Oberfläche der Halbleiterschicht in diese einfallen und in dieser Schicht absorbiert werden, werden Ladungsträgerpaare (Jvlajoritäts- und Minoritätsträger) erzeugt. Die in der Schicht erzeugten Minoritätsträger werden durch das Poiential der Potentialschwelle, das am Übergang eine Verarmungs- ; zone erzeugt, in den angrenzenden Bereich des Substrats transportiert, der tiefe Haftstellen für diese Minoritätsträger enthält, so daß diese Minoritätsträger von den Haftstellen eingefangen und festgehalten werden. Die Oberflächenschicht ist dagegen möglichst weitgehend frei von tiefen Haftstellen sowohl für die Majoritäts- als auch für die Minoritätsträger, so daß weder das Abwandern der Minoritätsträger wesentlich ' behindert wird, noch die in der Schicht verbleibenden Majoritätsträger eingefangen werden, die als freie Ladungsträger zur Verfügung stehen und die durch die Belichtung bewirkte, bleibende (persistente) Leitfähigkeitserhöhung, also die »gespeicherte Photoleitung« verursachen.
Eine für die Konstruktion des vorliegenden Bauelements wesentliche und neue Erkenntnis besteht darin, daß die Leitfähigkeitserhöhung infolge der gespeicherten Photoleitung zu einem wesentlichen Teil dann besteht, daß die Breite der Verarmungs- oder Raumladungszone, die sich am Übergang zwischen Schicht und Substrat einstellt, mit zunehmender Speicherung von Minoritätsladun^strägern in den tiefen Haftstellen des Substrats dünner wird, so daß der Leitungsquerschnitt, der in der Schicht zur ' rfügung steht, entsprechend zunimmt. Wenn man so die Änderung der Dicke der Raumladungszone, die zwischen der Lichtdosis Null und einer bestimmten maximalen Lichtdosis eintritt, vergleichbar mit der Schichtdicke macht, so ergibt sich anfänglich (also bei niedriger Gesamtdosis) für eine vorgegebene Lichtdosis eine verhältnismäßig große Zunahme der mittleren Volumendichte der Majoritätsladungsträger in der Schicht, da die Majoritätsladungsträger in einem Po'entialminimum in der Nähe der Mitte der Schicht gespeichert werden können. Dieses Minimum wird mit zunehmender Dosis flacher und höher, so daß die Majoritätsladungsträger nun zum substratseitigen Rand "der Schicht wandern, wodurch die Raumladung, die durch die in den Haftstellen oder Fallen des Substrats gespeicherten Minoritätsladungsträger erzeugt wird, in zunehmendem Maße kompensiert wird. Dies bewirkt eine Verringerung der Dicke der Raumladungszone und damit eine entsprechende Vergrößerung der Dicke des Bereiches der Schicht, der als Leitungsquerschnitt für die freien Majoritätsladungsträger zur Verfugung steht
Man kann auf diese Weise eine ziemlich weitgehend logarithmische Abhängigkeit der Leitfähigkeitszunahme von der Lichtdosis und damit einen großen Meßbereich erreichen, wie er für eine optische Dosismessung wünschenswert ist. Das Bauelement gemäß der Erfindung integriert also effektiv die Photonenzahl für die Leitfähigkeitsänderung.
Die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Bauelements;
F i g. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles des Bauelements gemäß Fig. 1;
Fig.3 ein Schaltbild eines optischen Dosismessers und
Fig.4 ein Schaltbild eines anderen optischen Dosismessers, der vorzugsweise verwendet wird.
Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu.
Fig. I zeigi schema tisch ein zur Messung der Dosis optischer Strahlung geeignetes Halbleiterbauelement, das einen monokristallinen Halbleiterkörper 10 aufweist. Der Halbleiterkörper 10 enthält eine Oberflächenschicht 12 mit einer Oberfläche 14, durch die die zu erfassende optische Strahlung 16 einfällt. Die Oberfläche 14 braucht keine freie Oberfläche zu sein, auf ihr können sich z. B. noch eine refJexionsverrmndernde Schichtstruktur, eine für die optische Strahlung durchlässige Schutzschicht und dgl. befinden, die jedoch für die Erfindung nicht wesentlich und daher nicht dargestellt sind.
Der Halbleiterkörper 10 enthält ferner ein Substrat 18 aus Halbleitermaterial.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Substrat 18 aus mit Chrom dotiertem Galliumarsenid.
Die Oberflächenschicht 12, die möglichst frei von tiefen Haftstellen sein soll, ist vorzugsweise eine dotierte Galliumarsenidschicht verhältnismäßig hoher
Leitfähigkeit. Die Oberflächenschicht \2 wird vorzugs weise epitaktisch auf dem Substrat 18, z. B. durch Flüssigkeits- oder Gasphasen-Epitaxieverfahren hergestellt.
Der Unterschied der Leitfähigkeiten des Substrats 18 und der Oberflächenschicht 12 beträgt mindestens 5, vorzugsweise mindestens 10 Zehnerpotenzen.
Das Galliumarsenid der Oberflächenschicht 12 kann z. B. mit Seien und/oder Tellur dotiert sein. Die Beweglichkeit der Majoritätsladungsträger in der Oberflächenschicht ist vorteilhafterweise möglichst groß und man wird daher die Oberflächenschicht 12 im allgemeinen η-leitend dotieren, da die Elektronenbeweglichkeit im allgemeinen höher liegt als die Defektelektronen- oder Löcherbewegh'chkeit.
Die spezifische Leitfähigkeit der Oberflächenschicht 12 kann z. B. im Bereich von 0,01 bis 100 Ohm-1 cm-' liegen.
Die spezifische Leitfähigkeit des Substrats i8 muß sich von der der Oberflächenschicht 12 deutlich Unterscheiden, damit im Übergangsbereich zwischen aer Oberflächenschicht 12 und dem Substrat 18 eine Potentialschwelle oder Barriere genügender Größe entsteht. Der Leitfähigkeitstyp des Substrats spielt keine direkte Rolle. Das Ferminiveau des Substrats sol/ ungefähr in der Mitte zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband liegen, was bei hochohmigen Substraten sowohl des n- als auch des p-Typs der Fall ist. Das Substrat muß nicht ungedingt schwach dotiert sein, der im Vergleich zur Oberflächenschicht 12 hohe Widerstand kann auch durch eine geeignete Störstellenkompensation erreicht werden.
Die Dicke D der Oberflächenschicht 12 ist wesentlich. Die Schichtdicke D soll vergleichbar mit der Dicke W0 der Raumladungs- oder Verarmungszone 20 sein, die aufgrund der zwischen Oberflächenschicht 12 und Substrat 18 vorhandenen Potentialschwelle im Bereich des Überganges zwischen der Oberflächenschicht und dem Substrat 18 entsteht. Die Leitfähigkeitserhöbung aufgrund der gespeicherten Photoleitung beruht nämlich hauptsächlich auf einer Änderung der Dicke der Raumlaäungs- oder Verarmungszone 20, wie noch erläutert werden wird.
Ein weiteres wichtiges Merkmal des Bauelements ist, daß das Substrat 18 in einem an die Raumladungszone 20 angrenzenden Bereich tiefe Haftstellen für die Minoritätsträger der Schicht aufweist. Im Gegensatz dazu soll die Oberflächenschicht 12 möglichst frei von tiefen Haftstellen sein. Eine gewünschte Haft- und Störstellenverteilung kann beispielsweise auch durch das bekannte Verfahren der Molekularstrahlepitaxie oder durch ionenimplantation erreicht werden.
In dem Bauelement gemäß F i g. 1 und 2 spielen sich beim Einfall von Quanten optischer Strahlung 16 in die Schicht 12 nach den derzeitigen Erkenntnisen die folgenden Vorgänge ab. Die Quanten der Strahlung 16 erzeugen in der Schicht 12 Trägerpaare 22, also im Falle einer η-leitenden Schicht ein Elektron (—), das einen Majoritätsladungsträger darstellt, und ein Defektelektron oder Loch (+), das einen Minoritätsladungsträger darstellt Die Minoritätsladungsträger (+) werden durch den Potentialgradienten der Raumladungszone 20 in das Substrat 18 transportiert und dort von den tiefen Haftstellen eingefangen. Die in den Haftstellen eingefangenen oder gespeicherten Minoritätsladungsträger erzeugen eine Raumladung, die eine der ursprünglichen Raumladung entgegengesetzte Polarität hat Hierdurch verringern sich die Höhe und die Breite der Potentialschwelle in der Raumladungszone.
Damit die Minoritätsladungsträger in die Haftstelien des Substrats gelangen können, darf der Abstand zwischen dem Bereich, in dem die Photopaarerzeugung stattfindet, und der oberflächenschichtseitigen Grenze der Raumladungszone nicht zu groß sein, dieser Abstand beträgt vorzugsweise eine oder höchstens einige wenige (z. B. zwei bis drei) Diffusionslängen (mittlere Weglängen) der zu speichernden Minoritätsladungsträger. Damit die Minoritätsladungsträger in die Haftstellen im Substrat gefangen können, muß ferner die Haftstellendichte an der Grenzfläche 24 zwischen Substrat und Oberflächenschicht klein sein. Diese Bedingung war offensichtlich bei den bekannten
(5 Halbeiterstrukturen, mit denen die gespeicherte Photo-
(eitung untersucht wurde, nicht erfüllt, so daß diese bekannten Halbleiterstrukturen für Dosismessungen nicht geeignet waren.
Durch die oben geschilderten Vorgänge verringert sich die Dicke der Raumladungszone 20 von einem Anfangswert wo bei der Dosis 0 (und ohne Anlegen einer äußeren Spannung zwischen Oberflächenschicht 12 und Substrat 18) auf einen mit zunehmender Dosis kleiner Werdenden Wert w. in entsprechender Weise nimmt die für die Stromleitung zur Verfügung stehende Schichtdicke von einem Anfangswert do auf einen mit zunehmender Dosis immer größer werdender Wert d (F ig. 2) zu.
Die Sättigung für große Dosen soll möglichst spät einsetzen, um einen großen logarithmischen Bereich zu erhalten. Eine anfänglich große Potentialschwelle ist hierzu günstig, ferner ein kleiner Absolutwert der Dichte der Haftstellen im Substrat bei gleichzeitig großer Anzahl der Haftstellen in dem Bereich, der von dem Minoritätsladungsirägern erreicht wird, die aus der Oberflächenschicht in das Substrat hineindiffundieren.Mit zunehmender Anzahl der in den Haftstellen des Substrats gespeicherten Minoritätsladungsträger dehnt sich also die Zone der besetzten Haftstellen in zunehmendem Maße ins Substrat hinein aus.
Die Höhe der Potentialschwelle am Übergang zwischen aer Oberflächenschicht «2 und dem Substrat 18 darf durch die gespeicherten Minoritätsladungsträger nicht soweit abgebaut werden, daß die Potentialschwelle von einer nennenswerten Anzahl der Majoritätsladungsträger überwunden werden kann. Die Mindesthöhe der Potentialschwelle sollte in der Praxis etwa lOkT/q entsprechen (k = Boltzmann-Konstante; T = absolute Temperatur; q = Ladung des Elektrons), bei Zimmertemperatur entspricht dieser Wert einer Spannung von etwa 03 Volt
Im Falle einer n-Ieitend dotierten Schicht 12 sollte die Donatorkorizentration vorteilhafterweise so gewählt werden, daß das Fermi-Niveau nahe beim Leitungsband liegt Die Dichte der ionisierten Verunreinigungen in der Schicht 12 ändert sich dann nicht wesentlich mit der Dosis.
Bei Verwendung von n-Ieitendem Galliumarsenid als Halbleitermaterial für die Oberflächenschicht 12 beträgt die Dicke der Schicht 12 vorzugsweise etwa 0,2 bis 5 Mikrometer, je nach der Wellenlänge der zu erfassenden Strahlung. Die Wellenlänge der Strahlung 16 muß selbstverständlich mindestens so kurz sein, daß die Energie der Strahlungsquanten in dem betreffenden Halbleitermaterial für die Paarerzeugung ausreicht Die Quantenenergie muß also mindestens etwa gleich der Energiebreite der Bandlücke zwischen Leitungs- und Valenzband sein, wenn keine Störstellen, die I^dungs-
träger abgeben, vorhanden sind. Beim Vorhandensein solcher Störstellen muß die Quantenenergie ausreichen, um einen Ladungsträger von der Störstelle in das entsprechende Band zu heben.
Das beschriebene Halbleiterbauelement mit einer Oberflächenschicht 12 aus Galliumarsenid muß bei Temperaturen unter etwa 80 K betrieben werden, um die für eine Dosismessung nötigen großen Relaxationszeiten zu erreichen. Bei diesen Temperaturen sind die Relaxationszeiten dann unmeßbar lang. Eine Rückstellung oder Löschung der gespeicherten Photoleitung kann durch Erwärmen auf Temperaturen von über etwa 200 K und/oder durch kurze Spannungsimpulse mit Amplituden im Kilovoltbereich erreicht werden.
Die Messung des Betrages der gespeicherten Photoleitung und damit der von der Oberflächenschicht 12 empfangenen Lichtdosis kann entweder durch eine einfache Leitfähigkeitsmessung der Schicht oder mittels di-s Halleffektes erreicht werden.
Eine Anordnung zur Leitfähigkeitsmessung ist in Fig.3 dargestellt. Die Oberflächenschicht 12 ist mit Metallelektroden 28 kontaktiert, die z.B. aus Zinn h'.-stehen können, und mittels dieser Elektroden in einem Stromkreis geschaltet, der eine Spannungsquelle 30 und ein Strommeßgerät 32 enthält. Das Strommeßgerät 32 kann in Lichtdosiseinheiten geeicht sein. Die in der Praxis erforderliche Kühlvorrichtung für den Halbleiterkörper 12 ist in Fi g. 3 der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Eine Anordnung zur Dosismessung unter Ausnutzung des Hall-Effektes ist in Fig.4 dargestellt. In diesem Falle ist die Oberflächenschicht 12, die die Form eines länglichen Rechtecks hat, an den Schmalseiten wieder mit den Elektroden 28 kontaktiert, an die eine Konstantstromquelle 34 angeschlossen ist, die einen konstanten Strom /c liefert. Außerdem sind die langen Seiten in der Mitte mit einem weiteren Paar einander gegenüberliegender Elektroden 36 kontaktiert, an die ein Spannungsmeßgerät 38 angeschlossen ist, dem eine Quelle 40 für eine einstellbare Spannung in Reihe geschaltet sein kann, die zur Null-Einstellung dient.
Der Halbleiterkörper 10 ist ferner zwischen den Polen eines Magneten angeordnet, von dem nur ein Polschuh 42 schematisch dargestellt ist. Der Magnet erzeugt in bekannter Weise ein auf der Ebene der Oberflächenschicht 12, also auf der Zeichenebene in F i g. 4 senkrecht stehendes Magnetfeld. Die Dosismessung erfolgt hier aufgrund der Hallspannung, die an dem Spannungsmeßgerät 38 abgelesen werden kann, das ebenfalls in Dosiseinheiten geeicht sein kann.
Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel enthielt eine n-!eitend dotierte Oberflächenschicht 12 aus Galliumarsenid. Entsprechendes gilt selbstverständlich auch für eine p-leitend dotierte Oberflächenschicht 12, wobei dann die Majoritätsträger löcher und die Minoritätsträger Elektronen sind. Auch in diesem Falle soll das Fermi-Niveau des Halbleitermaterials der Schicht 12 nahe beim Leitungsband liegen und auch die anderen Bedingungen, die oben erwähnt wurden, sollen in entsprechender Weise erfüllt sein- Das Substrat 18 soll also in diesem Falle dann tiefe Haftstellen für Elektronen aufweisen.
Die Konzentration an tiefen Haftstellen ist im Substrat zumindest in einem an die Raumladungszone 20 angrenzenden Bereich vorteilhafterweise gleichbleibend und unabhängig von der Tiefe, also vom Abstand zur Grenze zwischen Oberflächenschicht und Substrat. Der genannte Bereich soll mindestens so dick sein, wie die von den Minoritätsträgern aus der Oberflächenschicht erreichte Zone, er wird also im allgemeinen über die substratseitige Grenze 20a der Raumladungszone 20 maximaler Dicke w0 hinausreichen. Die Konzentration an tiefen Haftstellen beträgt insbesondere bei Verwendung von Galliumarsenid vorzugsweise 1016Cm-3 bis 10l8cm~3. Eine konstante Haftstellenkonzentration ergibt in weiten Dosisbereichen eine logarithmische Kennlinie. Eine konstante Verteilung der tiefen HaftsteiJen im Substrat (bzw. in einem an die Raumladungszone angrenzenden Bereich genügender Dicke im Substrat) oder ein gewünschter anderer Verlauf der Haftstellenkonzentration als Funktion der Tiefe kann gezielt durch Molekularstrahlepitaxie oder Ionenimplantation erreicht werden, um gegebenenfalls andere erwünschte Kennlinien zu erhalten. Zum Beispiel ergibt eine mit zunehmender Tiefe zunehmende Konzentration (Gradient > 0) an tiefen Haftstellen eine überlogarithmische Kennlinie, die sich einer Geraden nähert, wenn die Haftstellenkonzentration und der Konzentrationsgradient sehr hoch sind. Eine mit zunehmender Tiefe abnehmende Konzentration (Gradient < 0) ergibt eine unterlogarithmische Kennlinie.
Man kann weiterhin auch andere Halbleitermaterialien als Galliumarsenid verwenden. Die Oberflächenschicht 12 kann beispielsweise aus Galliumphosphid bestehen, etwa 0,6 μπι dick sein und mit 1017 Selen- und/oder Telluratomen dotiert sein. Bei Verwendung von Galliumphosphid liegt die maximal zulässige Betriebstemperatur höher als bei Galliumarsenid.
Es ist auch nicht erforderlich, daß die Oberflächenschicht 12 und das Substrat 18 aus dem gleichen Halbleitermaterial bestehen. Man kann vielmehr unterschiedliche Verbindungshalbleiter für die Oberflächenschicht 12 und das Substrat 18 verwenden, so daß das Bauelement dann einen Heterostruktur-Halbleiterkörper enthält. Auch von den oben angegebenen Abmessungen und Dotierungsstoffkonzentrationen kann bis zu einem gewissen Grade abgewichen werden. Die Galliumphosphidschicht kann beispielsweise etwa 0,3 bis 1,0 Mikrometer dick sein und die Dotierungsstoffkonzentration kann im Bereich von 5 χ ΙΟ16 bis 5 χ 1017 Dotierungsatome pro cm3 liegen.
Als Halbleitermaterial für die Oberflächenschicht und gegebenenfalls auch das Substrat können auch Silicium mit den üblichen Dotierungsstoffen oder Siliciumcarbid, das z. B. mit Stickstoff dotiert werden kann und wegen seines großen Bandabstandes hohe Betriebstemperaturen zuläßt, verwendet werden.
Monokristalline Halbleiterkörper werden derzeit bevorzugt, die Halbleiterkörper können jedoch auch polykristallin oder amorph sein bzw. solche Oberflächenschichten und/oder Substrate enthalten, wenn die oben angegebenen Bedingungen erfüllt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des vorliegenden Halbleiterbauelements hat die Oberflächenschicht eine Leitfähigkeit von mindestens 1 Ohm-' cm-' und das Substrat eine Leitfähigkeit von höchstens 10~·2 Ohm-1 cm-'.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 230 217/543

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Halbleiterbauelement, das den Effekt der gespeicherten Photoleiiung ausnutzt, mit einem Halbleiterkörper, der
    eine Oberflächenschicht aus einem ersten dotierten Halbleitermaterial einer ersten Leitfähigkeit,
    ein Substrat aus einem zweiten dotierten Halbleitermaterial einer zweiten Leitfähigkeit, die mindestens eine Zehnerpotenz kleiner ist als die der Oberflächenschicht,
    und eine Potentialschwelle mit Raumladungszone am Übergang zwischen der Oberflächenschicht und dem Substrat enthält, und mit Kontaktelektroden, die die Oberflächenschicht kontaktieren, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Dosis optischer Strahlung
    a) die Dicke der Oberflächenschicht (12) wenigstens annähernd gleich der Dicke der Raumladungszone (20), die diese ohne Anlegen einer äußeren Spannung und ohne gespeicherte Photoleitung hat, jedoch nicht so groß ist, daß der Abstand zwischen der oberflächenschichtseitigen Grenze der Raumladungszone (20) und einem Photopaarerzeugungs-Bereich, in dem Ladungsträgerpaare durch Photonen der optischen Strahlung erzeugt werden, die durch die dem Substrat (18) abgewandte Oberfläche in die Oberflächenschicht einfallen und in dieser absorbiert werden, größer als wenige Diffusionslängen von Minoritätsladungsträgern der Ladungsträgerpaare ist;
    b) die Oberflächenschicht (12) flache Störstellen zur Dotierung enthält;
    c) die Leitfähigkeit der Oberflächenschicht (12) um soviel höher ist als die des Substrats (18), daß die Potentialschwelle zwischen der Oberflächenschicht (12) und dem Substrat (18) bei Speicherung einer vorgegebenen maximalen Strahlungsdosis noch mindestens 0,07 Volt und das Verhältnis der Leitfähigkeit der Oberflächenschicht (12) zu der des Substrats (18) mindestens 5 Zehnerpotenzen beträgt;
    d) das Substrat (18) in einem an die Raumladungszone (20) angrenzenden Bereich eine große Anzahl tiefer Haftstellen für die in der Oberflächenschicht (12) durch die Photopaarerzeugung gebildeten Minoritätsladungsträger enthält; und
    , e) die Oberflächenschicht (12) mindestens angenähert frei von solchen tiefen Haftstellen ist,
    2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Oberflächenschicht (12) das 0,1 bis 3fache d.er Dicke der Raumladungszone (20) beträgt, die diese ohne Anlegen einer äußeren Spannung und ohne gespeicherte Photoleitung hat.
    3. Halbleiterbauelement nach Anspruch ί oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Halbleitermaterial Galliumarsenid ist und daß die Dicke der Oberflächenschicht (12) höchstens 5 μπι beträgt.
    4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (12) aus Galliumarsenid besteht und mindestens 0,1 μπι dick ist.
    5. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (12) η-leitend ist.
    6. Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Leitfähigkeit der Oberflächenschicht (12) zu der des Substrats (iS) mindestens 10
    ι Zehnerpotenzen beträgt.
    7. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (18) so dotiert ist, daß das Fermi-Niveau etwa in der Mitte zwischen dem Leitfähigkeits- und
    iü Valenzband des zweiten Halbleitermaterials liegt.
    3. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (18) aus Galliumarsenid besteht.
    9. Halbleiterbauelement nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Galliumarsenid-Substrat (18) mit Chrom dotiert ist.
    10. Halblei lerbauelement nach einen der Ansprüche I1 2 und 5, 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (12) aus Galliumphosphid besteht.
    11. Halbleiterbauelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (12) etwa 0,3 bis 1,0 μπι, vorzugsweise 0,6 μπι dick ist.
    12. Halbleiterbauelement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (12) mit 5 χ 1016 bis 5 χ 10", vorzugsweise 1 χ 1017 Silicium-und/oder Selen-und/oder Telluratomen pro cm3 dotiert ist.
    13. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüehe 1, 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (12) aus Silicium oder Siliciumcarbid (SiC) besteht.
    14. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei einander entgegengesetzten Seiten der Oberflächenschicht (12) je eine Kontaktelektrode (28) angebracht ist.
    15. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (12) mit um 90° gegeneinander versetzten Paaren (28, 36) einander gegenüberliegender Kontaktelektroden versehen ist.
    16. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der einfallenden optischen Strahlung ausgesetzte Fläche (14) der Oberflächenschicht (12) mit einer reflexionsvermindernden Schicht versehen ist.
    17. Halbleiterbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    so die Konzentration an tiefen Haftstellen in dem an die Raumladungszone (20) angrenzenden Bereich des Substrats (18) im wesentlichen unabhängig vom Abstand zur Grenze (24) zwischen Oberflächenschicht (12) und Substrat (18) ist.
    18. Halbleiterbauelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an tiefen Haftstellen zwischen 1016 und 1018 cm-J liegt.
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