DE69118783T2 - Elektronischer Schalter mit einem photoempfindlichen Halbleiter - Google Patents

Elektronischer Schalter mit einem photoempfindlichen Halbleiter

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Description

  • Diese Erfindung betrifft einen elektronischen Schalter, bestehend aus einem photoleitfähigen Halbleiter und einer Lichtquelle, die bei Aktivierung den Halbleiter beleuchtet und diesen so in einen leitfähigen Zustand versetzt.
  • Photoleitfähige Halbleiter sind einschlägig bekannt und bedürfen keiner weiteren detaillierten Beschreibung. Die wesentliche Eigenschaft solcher Halbleiter ist ihre Fähigkeit, bei Beleuchtung durch eine Lichtquelle von einem elektrisch nichtleitenden und hochwiderstandsfähigen Zustand in einen elektrisch leitfähigen und Niederwiderstandszustand überzugehen.
  • Stoffe, die bisher als oder in photoleitfähigen Halbleitern verwendet werden, sind beispielsweise: Silizium, Kohlenstoff, Germanium, Galliumarsenid, Siliziumkarbid, Kadmiumselenid, Kadmiumsulphid, Indiumphosphid und Potassiumphosphid. Diese photoleitfähigen Halbleiter bekannter Technik können in verschiedenen elektronischen Geräten verwendet werden, wie z.B. in elektronischen Schaltern. Allgemein werden sie mit "Unreinheiten" legiert, wie beispielsweise mit: Kobalt, Kupfer, Chrom, Gold, Eisen, Sauerstoff, Silber und Zink.
  • FR-A-2282725 eröffnet die Herstellung von photoleitfähigen Schichten für ein Halbleitergerät. Für eine photoleitfähige Zinksulphidschicht wird als Komponentenstoff Zinksulphidpulver benutzt; für eine photoleitfähige Kadmiumsulphidschicht wird Kadmiumsulphidpulver als Komponentenstoff benutzt; für eine photoleitfähige Kadmiumselenidschicht wird Kadmiumselenidpulver benutzt; für eine photoleitfähige Kadmiumtellurschicht wird Kadmiumtellurpulver benutzt; für eine photoleitfähige Zinksulphidselenidschicht werden Zinksulphid- und Zinkselenidpulver als Komponentenstoffe benutzt; für eine photoleitfähige Kadmiumsulphidselenidschicht werden Kadmiumsulphid- und Kadmiumselenidpulver benutzt, während für eine photoleitfähige Kadmiumsulphidtellurschicht Kadmiumsulphid- und Kadmiumtellurpulver als Komponentenstoffe benutzt werden. Die Pulver der Komponentenstoffe für die photoleitfähige Schicht werden mit Kupferhalidpulver vermischt. Das vermischte Pulver wird in mindestens eine Kugel geformt und als Aufdampfungsquelle zum Aufdampfen einer photoleitfähigen Schicht auf ein vorbereitetes Substrat. Die photoleitfähige Schicht und das Substrat werden dann in sauerstoffangereicherter Atmosphäre gebacken.
  • Weiter werden elektronische Schalter, bestehend aus einem photoleitfähigen Halbleiter beschrieben, wie z.B. in den folgenden US Patentschriften: 4,301,362; 4,347,437; 4,438,331; 4,490,709; 4,577,114 und 4,695,733. In diesen Patenten werden verschiedene Schalterkonfigurationen beschrieben. Alle umfassen eine Lichtquelle und einen photoleitfähigen Halbleiter mit zwei im Abstand angeordneten Elektroden. Die Halbleiter bestehen aus verschiedenen Stoffen, und die Lichtquelle ist allgemein ein Laser.
  • Wenn bei einem gegebenen Halbleiter eine Vorspannung auf die Elektroden eines photoleitfähigen Schalters angesetzt wird, verhindert der Halbleiter den Durchlauf von Strom zwischen den Elektroden; der Schalter ist somit in seiner "AUS"-Stellung. Wenn die Lichtquelle dagegen Lichtenergie auf den Bereich des Halbleiters strahlt, der zwischen den Elektroden liegt, wird der Halbleiter leitfähig und der Schalter erreicht seine "EIN"-Stellung. Der Hauptvorteil von Schaltern dieser Art liegt darin, daß sie einen elektrischen Strom äußerst schnell ein- und ausschalten können.
  • Ein Nachteil bekannter photoleitfähiger Schalter und insbesondere der in den o.g. US Patentschriften eröffneten liegt darin, daß sie nur elektrische Ströme von wenigen kV schalten können, wie beispielsweise 3-5 kV und somit nicht in Geräten verwendet werden können die höhere Spannungen schalten müssen.
  • Es ist deshalb erstes Ziel dieser Erfindung, einen durch Lichtquelle aktivierten elektronischen Schalter zu vermitteln, der die Fähigkeit besitzt Ströme mit hoher Spannung und niedriger Amperezahl zu widerstehen/schalten, d.h. Stromversorgungen mit Spannung von mindestens 30 kV und Amperezahlen unter 0,2 A. Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist das Vermitteln eines äußerst kompakten und höchst wirtschaftlichen, photoleitfähigen Schalters für hohe Spannung und niedrige Amperezahl; weiter setzt sich diese Erfindung das Ziel, einen photoleitfähigen Schalter mit der Fähigkeit zu schaffen, mit hoher Pulswiederholrate zu schalten.
  • Jetzt haben wir festgestellt, daß gewisse legierte Kadmiumselenidtellurid- Halbleiterzusammensetzungen die gewünschte Kombination von Merkmalen aufweisen. Bei ihrer Verwendung als Halbleiter in einem photoleitfähigen Schalter ist diese Kombination imstande, Stromversorgungen mit hohen Spannungen und niedrigen Amperezahlen zu schalten. Diese Halbleiter lassen sich kompakt und kostengünstig herstellen und bei hoher Pulswiederholrate betreiben.
  • Laut dieser Erfindung wird ein elektronischer Schalter vermittelt, bestehend aus einem photoleitfähigen Halbleiter und einer Lichtquelle, die bei Aktivierung den Halbleiter bestrahlt und diesen leitfähig macht, gekennzeichnet dadurch, daß der photoleitfähige Halbleiter aus einer gesinterten Mischung aus (nach Gewicht) 58 bis 72% Kadmium, 14,8 bis 21% Selen, 7 bis 15% Tellur, 7 bis 12 % Schwefel, 0,1 bis 1% Chlor und 0,005 bis 0,1 % Kupfer besteht.
  • Der Halbleiter nimmt vorzugsweise die Form einer anhaftenden Schicht auf einem elektrisch isolierenden Substrat. Der Halbleiter wird mit im Abstand angeordneten Elektroden ausgeführt, an denen im Einsatz die Schaltung angeschlossen wird, die mit dem Schalter gesteuert werden soll. Die Elektroden können zwei anhaftende, im Abstand ausgeführte Elektrodenschichten auf der gesinterten Halbleiterschicht sein. Anderenfalls kann auch das Substrat mit zwei anhaftenden, im Abstand ausgeführten Elektrodenschichten versehen werden. Weiterhin kann die anhaftende, gesinterte Halbleiterschicht über die Elektrodenschichten und das Substrat dazwischen ausgeführt werden. Im letzteren Fall befinden sich die Elektrodenschichten unter der Halbleiterschicht.
  • Die Elektrodenschichten können aus jedem geeigneten, elektrisch leitfähigen Material gebildet werden, vorzugsweise aus Stoffen, wie z.B. Silber, Gold, Indium sowie Aluminium und Kunstharze, wie beispielsweise Epoxykunstharz, das mit einem oder mehreren dieser Metalle geladen wird.
  • Laut einem weiteren Aspekt dieser Erfindung wird eine Vorgangsweise zur Herstellung eines elektronischen Schalters laut dieser Erfindung vermittelt, bestehend aus dem Bilden einer Paste aus fein unterteilter Pulvermischung, bestehend aus (nach Gewicht) 32 bis 47 % Kadmiumselenid, 32 bis 49 % Kadmiumsulphid, 7 bis 15 % Tellur, 4,7 bis 13 % Kadmiumchlorid und 0,01 bis 0,1 % Kupferchlorid, einem Bindemittel und einer flüchtigen Flüssigkeit, die eine Beschichtung der Paste auf einem elektrisch isolierenden Substrat bildet; anschließendem Trocknen der Beschichtung, Sintern der getrockneten Beschichtung bei einer Temperatur von 510º C bis 800º C, um eine anhaftende Schicht aus dem photoleitenden Halbleiter auf dem Substrat zu bilden, wobei anhaftende, im Abstand angeordnete Elektrodenschichten entweder auf oder unter der Halbleiterschicht vermittelt werden und nachfolgendem Zusammenbau des beschichteten Substrats und einer Lichtquelle.
  • Die Bildung der gesinterten Halbleiterschicht kann im Einklang mit herkömmlichen Sintermethoden durchgeführt werden, mit denen Fachkundige ausreichend vertraut sind.
  • Um die gewünschte Photoleitfähigkeit und elektrischen Merkmale im gesinterten Halbleiter zu beziehen, müssen die fein unterteilten Pulverstoffe höchste Reinheit aufweisen, wie beispielsweise 99,999 % oder besser, wobei die Größe der Pulverpartikel vorzugsweise unter 3µm liegt.
  • Geeignete Bindemittel und flüchtige Flüssigkeiten zum Bilden der Pasten sind Fachkundigen einschlägig bekannt. Allgemein wird die Verwendung von Ethylzellstoff als Bindemittel bevorzugt, weitere geeignete Bindemittel umfassen jedoch beispielsweise Leinsamenöl und Zellstoffazetat. Die bevorzugten flüchtigen Flüssigkeiten sind organische Flüssigkeiten; geeignete organische Flüssigkeiten sind beispielsweise Turpineol, Azeton und Ethanol, unter denen allgemein das erste bevorzugt wird. Das Bindemittel ist vorzugsweise als 10% Gewichtslösung in der flüchtigen Flüssigkeit vorhanden. Der Anteil der Bindemittel-/flüchtiger Flüssigkeitslösung in der Paste hängt natürlich von der Viskosität der Paste ab. Diese ist wiederum abhängig von der Art der Beschichtung des Substrats, bei der die Paste zur Verwendung kommt. Für viele Anwendungen ist eine Paste mit 15 Gewichtsprozent der Bindemittel-/flüchtigen Flüssigkeitslösung geeignet.
  • Geeignete Methoden zum Bilden einer Schichte der Paste auf dem Substrat umfassen beispielsweise Siebdruck, Sprühen, Spinnen und Sedimentation. Siebdruck ist eine äußerst genaue Vorgangsweise, die, je nach Siebmasche, eine Schicht mit glatter, gleichmäßiger Oberfläche und einer Dicke von 10 bis 50 µm bildet. Diese Vorgangsweise wird allgemein bevorzugt.
  • Geeignete, elektrisch isolierende Substratstoffe sind beispielsweise Aluminumoxidkeramik, Schmelzsilika und "Pyrex"-Glas (Markenname).
  • Das beschichtete Substrat wird dann zum Entfernen der flüchtigen Flüssigkeit getrocknet, vorzugsweise durch Erhitzen für ca. 10 Minuten in einem Ofen bei einer Temperatur von ca. 100º C.
  • Die getrocknete Beschichtung wird dann in einer größtenteils wirkungslosen Atmosphäre bei Temperaturen von 510 bis 800º C gesintert. Für diese Zwecke wird das beschichtete Substrat vorzugsweise in einen Behälter gelegt, durch den ein Stickstoffstrom (oder anderes Edelgas) mit geringem Anteil von Sauerstoff, der vorzugsweise als Luft hinzugefügt wird, geschleust werden kann. Dieser Behälter wird in einen geeigneten Ofen oder Schmelzofen eingeführt, vorzugsweise einen elektrischen Schmelzofen. Der Anteil von Luft in der Edelgas-/Luftmischung liegt idealerweise zwischen 1 und 3% Vol. Die Edelgas/Luftmischung wird relativ langsam durch den Behälter geschleust, beispielsweise 2 bis 6 Liter pro Stunde.
  • Der Schmelzofen wird langsam auf die Sintertemperatur erhitzt, beispielsweise über einen Zeitraum von 30 Minuten. Diese Sintertemperatur wird für 10 bis 60 Minuten beibehalten, vorzugsweise für 10 bis 20 Minuten. Die Sintertemperatur scheint nicht von kritischer Bedeutung zu sein; wenn die Temperatur jedoch nennenswert unter 510º C fällt, kommt es nicht zum Sintern der Schicht und bei Temperaturen über 800º C zersetzt sich die Schicht. Die besten Ergebnisse lassen sich im Temperaturbereich von 520 bis 700º C realisieren.
  • Die so bezogenen gesinterten Schichten sind fest, anhaftend und chemisch beständig. Im Laufe des Sinterprozesses kommt es zu einer Reduktion der Dicke; die endgültig bezogene Dicke liegt allgemein im Bereich von 5 bis 25 µm, je nach der ursprünglichen Schichtdicke. Während des Sinterns kommt es gleichfalls immer zu einem Gewichtsschwund. Die endgültige chemische Zusammensetzung des Halbleiters kann als Funktion der Sintertemperatur und -zeit variieren.
  • In Abänderung dieses Verfahrens wird der Kupfergehalt des Halbleiters nicht durch Beimischen von Kupferchlorid zur ersten Pulvermischung beigefügt, sondern wird durch Aufdampfen einer dünnen Schicht Kupfermetall auf die Oberfläche der Halbleiterschicht herbeigeführt, nachdem die letztere auf das Substrat aufgezogen und getrocknet wurde und bevor sie eingebrannt wird (hierbei wird Kupferchlorid aus der ersten Pulvermischung ausgeschlossen). Im ersten Stadium zerstreut sich die dünne Kupferschicht in die Halbleiterschicht, so daß darin ein äußerst genau bemessener und gleichmäßiger Kupfergehalt vermittelt wird. Die Dicke der aufgedampften Kupferschicht ist während des Auftragens durch geeignete Geräte zu überwachen, wie beispielsweise durch einen Edwards Folienaufdampfmonitor, der eine Meßgenauigkeit bis zu Auflösungen von 0,1 nm vermittelt.
  • Vorzuziehen ist das Bilden aufgedampfter Kupferschichten mit Dicke zwischen 0,5 und 2 nm, die letztendlich zu einem Kupfergehalt von 0,007 bis 0,028 % führen. Festgestellt wurde, daß bei Verwendung dieser Vorgangsweise Photoleitfähigkeit und Ansprechgeschwindigkeit der Halbleiterschicht durch Variieren der Dicke der aufgedampften Kupferschicht sorgfältig und gleichbleibend bis zu 0,2 nm geregelt werden können.
  • Die gesinterte Halbleiterschicht wird dann mit zwei im Abstand angeordneten Elektroden ausgerüstet, die z.B. aus Silber, Gold, Indium, Aluminium oder einem mit solchen Metallen geladenen Kunstharz hergestellt sein können. Geeignete Vorgangsweisen zum Bilden der Elektroden auf dem Halbleiter sind beispielsweise (a) Aufdampfen des Elektrodenmetalls auf die Oberfläche des Halbleiters, (b) Siebdrucken des geladenen Kunstharzes auf die Oberfläche und (c) Aufpressen einer Metallfolie auf die Halbleiteroberfläche.
  • Aus diesen Methoden werden allgemein Vorgangsweisen (a) und (b) bevorzugt. Bei beiden Methoden wird der Bereich zwischen den Elektroden vor Auftragen des Elektrodenmaterials auf die Halbleiteroberfläche abgedeckt. Methode (a) folgt normalerweise eine kurze Wärmebehandlung die, wenn Silber oder Aluminium benutzt werden, z.B. aus Erwärmen der Elektrodenschicht in Stickstoff für 20 Minuten bei 300º C besteht. Methode (b) verlangt, daß der Kunstharz in Luft getrocknet wird, wie beispielsweise für 35 Minuten bei 150º C, um die Schicht zu härten.
  • Eine weitere Vorgangsweise der Ausrüstung des Halbleiters mit im Abstand angeordneten Elektroden besteht aus Bilden der Elektroden als Schichten auf dem elektrisch isolierenden Substrat, wie z.B. durch eine der o.g. Methoden, während der Bereich zwischen den Elektroden abgedeckt wird, wonach die Halbleiterschicht über den Elektroden und dem dazwischenliegenden Substratbereich gebildet wird.
  • Diese Vorgangsweise, d.h. die Vermittlung von Elektrodenschichten unter der Halbleiterschicht, wird der Vermittlung von Elektrodenschichten über der Halbleiterschicht gegenüber bevorzugt, weil die erste Vorgangsweise den wirksamen Bereich der Elektroden nennenswert vergrößert (da der Teil der Halbleiterschicht, der über den Elektrodenschichten liegt, beleuchtet und leitfähig gemacht werden kann). Das führt wiederum zur nennenswerten Reduktion der elektrischen Widerstandsfähigkeit der Elektroden gegen hohe Stromstöße.
  • In diesem Verfahren ist das bevorzugte Elektrodenmaterial Gold. Eine bevorzugte Vorgangsweise zum Bilden der goldenen Elektrodenschicht besteht aus Siebdrucken einer herkömmlichen dicken, fritlosen Goldfolienleiterpaste auf die Oberfläche und nachträgliches Einbrennen des beschichteten Substrats bei 900º C. Solche fritlosen Goldpasten bestehen normalerweise aus 99 % reinem, feinpulverisiertem Gold, das beim Einbrennen auf die Substratoberfläche anschmelzt, um eine robuste, leitfähige Goldschicht zu bilden, die vorzugsweise eine Dicke von 5µm aufweist.
  • Eine weitere, weniger bevorzugte Vorgangsweise der Bildung goldener Elektrodenschichten ist die des Aufdampfens.
  • Laut unserer Erfahrung wird die Fähigkeit elektronischer Schalter nach dieser Erfindung, elektrischen Feldstärken über 10 kV/cm über längere Zeit standzuhalten, in den meisten Fällen durch Vermittlung einer s.g. "Entspannungs"-Schicht zwischen dem elektrisch isolierenden Substrat und der Halbleiterschicht verbessert. Entspannungsbeschichtungen werden in der elektrischen Isoliertechnik benutzt, um die Problematik zu bewältigen, die durch ungleichmäßige elektrische Felder auf der Oberfläche elektrischer Isolatoren für Hochspannungen entstehen; diese bestehen hauptsächlich aus einem Stoff, der nichtlinearen Widerstand aufweist, d.h. er ermöglicht einen unverhältnismäßig hohen Stromanstieg bei steigendem elektrischen Potential. Zu geeigneten Stoffen dieser Art zählen u.a. fein unterteiltes Zinkoxid und Siliziumkarbid. Die elektrischen Merkmale von Beschichtungen, die solche Stoffe enthalten, werden größtenteils durch Größe und Dichte der Partikel bestimmt und nicht durch die elektrischen Merkmale der einzelnen Partikel. Allgemein weisen diese Stoffe äußerst geringe elektrische Leitfähigkeit bis zu einem gewissen Grenzwert auf, wo die Leitfähigkeit schnell mit steigendem elektrischen Potential zunimmt.
  • Die Vorgangsweise zum Bilden einer Entspannungsschicht auf dem Substrat ist abhängig davon, ob das nichtlineare Widerstandsmaterial zum Bilden einer kohärenten und anhaftenden Schicht bei akzeptablen Temperaturen gesintert werden kann, d.h. bis zu 1100º C. Zinkoxid läßt sich bei Temperaturen bis zu 1000-1100º C sintern, während Siliziumkarbid diese Fähigkeit fehlt. Stoffe der letzteren Art, wie beispielsweise Siliziumkarbid, werden mit einer geeigneten elektrischen Isolierglasur vermischt, wie beispielsweise glasartiger Borsilikatglasur, die mit Temperaturen bis zu ca. 900º C gesintert werden kann.
  • Eine bevorzugte Entspannungsschicht auf Zinkoxidbasis umfaßt (nach Gewicht):
  • Zinkoxid 96,4 %
  • Manganoxid 1,1 %
  • Wismutoxid 1,0 %
  • Antimonoxid 1,0 %
  • Kobaltoxid 0,5 %
  • Pulver aus diesen Oxiden werden in einem Mikroliser vermischt und gemahlen. Die resultierende Pulvermischung wird mit Turpineol oder anderer geeigneter Flüssigkeit zum Bilden einer Paste für den Siebdruck vermischt, siehe Beschreibung oben für die Halbleiterschicht. Die Paste wird aufgedruckt, getrocknet und bei einer Temperatur von 1000-1100º C in Luft eingebrannt, um eine Schicht mit Dicke von 8 bis 10 µm zu beziehen.
  • Für die andere Art von nichtwiderstandsfähigem Material, wie beispielsweise Siliziumkarbid, das nicht allein gesintert werden kann, sind verschiedene elektrisch isolierende Glasuren im Handel erhältlich. Eine beliebige dieser Glasuren kann verwendet werden, vorausgesetzt sie ist mit dem nichtlinearwiderstandsfähigen Material verträglich. Die Mischung von Glasur und nichtlinear-widerstandsfähigem Material umfaßt in brauchbarer Zusammensetzung von 25 bis 75 Gewichtsprozent des letzteren Stoffes. Es hat sich erwiesen, daß der Grenzwert des elektrischen Merkmals durch Variieren der relativen Anteile dieser Komponenten verändert werden kann.
  • Allgemein bevorzugt wird die Verwendung einer Entspannungsschicht, die keine Glasur enthält. Bei Entspannungsschichten mit Glasurgehalt hat sich erwiesen, daß es häufig beim Einbrennen der Halbleiterschicht dazu kommt, daß sich die Bestandteile der Entspannungsschicht in die Halbleiterschicht zerstreuen. Dadurch reduziert sich die Photoleitfähigkeit dieser Schicht und macht in gewissen Fällen die Photoleitfähigkeit unbeständig. Produkte mit Entspannungsschichten auf Zinkoxidbasis, wie sie oben beschrieben werden, haben bessere Photoleitfähigkeit und unterliegen geringerer Unbeständigkeit, als Produkte mit Glasurgehalt in Entspannungsschichten.
  • Der elektronische Schalter laut dieser Erfindung kann verschiedene Formen annehmen. Aus Gründen kompakter Abmessungen wird bevorzugt, daß die Halbleiterschicht und das Substrat die Form eines Hohlzylinders nehmen. Weiter wird bei dieser Anordnung bevorzugt, daß sich die Halbleiterschicht an der Innenseite des Hohlzylinders und die Lichtquelle auf der Längsachse des Zylinders befinden.
  • Eine Vielzahl von Lichtquellen kann zur Verwendung kommen. Bevorzugt wird die Verwendung einer oder mehrere Leuchtdioden (LED), Entladungsglühlampen oder lichtausstrahlende Röhren mit einer Wellenlänge von 500 bis 900 nm. Zu geeigneten LED zählen hochwirtschaftliche rote LED mit Spitzenabgabe von ca. 660 nm sichtbaren Rotlichts und einem Sichtwinkel von 90 bis 140º sowie infraroten LED, die eine Spitzenausstrahlung von 830 nm und einen Sichtwinkel von mehr als 30º aufweisen.
  • Geeignete Entladungslampen sind beispielsweise Leuchtstofflampen und - röhren.
  • Um ein besseres Verständnis der Erfindung herbeizuführen, werden nachfol gend bevorzugte Ausführungen von Halbleiter-/Substrat- und Schalterbaugruppen beispielhaft erläutert, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:
  • Figur 1 eine Draufsicht einer Halbleiter-/Substratausführung,
  • Figur 2 einen Querschnitt entlang Linie II-II in Figur 1,
  • Figur 3 einen Abschnitt ähnlich wie der in Figur 2 der zweiten Halbleiter/Substratausführung,
  • Figur 4 einen Abschnitt ähnlich wie der in Figur 2 einer dritten Halbleiter/Substratausführung,
  • Figur 5 einen Abschnitt ähnlich wie der in Figur 2 einer vierten Halbleiter-/Substratausführung,
  • Figur 6 einen Querschnitt einer ersten Ausführung einer zylindrischen, elektronischen Schalterbaugruppe,
  • Figur 7 einen Aufriß entlang Linie VII-VII in Figur 6,
  • Figur 8 einen Querschnitt einer zweiten Ausführung einer zylindrischen elektronischen Schalterbaugruppe und
  • Figur 9 einen Aufriß entlang Linie IX-IX von Figur 8.
  • Unter Bezugnahme auf Figur 1 und 2, umfaßt eine Halbleiter/Substratbaugruppe eine gesinterte photoleitfähige Schicht 1, die auf ein flaches elektrisch isolierendes Substrat 2 aufgezogen ist und im Abstand befindliche elektrisch leitfähige Elektroden 3A und 3B. Die Halbleiterschicht 1 hat die o.g. Zusammensetzung Cd/Se/Te/S/Cl/Cu.
  • Die in Figur 3 dargestellte Halbleiter-/Substratbaugruppe ist ähnlich wie die in Figur 1 und 2 gezeigten, hat jedoch zusätzlich eine elektrische Entspannungsschicht 4, wie sie schon oben beschrieben wurde.
  • Die in Figur 4 dargestellte Halbleiter-/Substratbaugruppe ist ähnlich der in Figur 3 dargestellten, die elektrisch leitfähigen Elektroden 3A und 3B sind jedoch direkt unter Substrat 2 angeordnet und werden von der Haibleiterschicht 1 sowie der Entspannungsschicht 4 abgedeckt.
  • Bei dieser Anordnung sind die Elektroden vorzugsweise aus Gold gefertigt, siehe Beschreibung oben. In einer speziellen Ausführung dieser Anordnung überlappt die Entspannungsschicht 4 jede Elektrode 3A, 3B ungefähr um 2 mm und die Halbleiterschicht überlappt jede Elektrode ungefähr um 2 bis 3 mm.
  • Die Halbleiter-/Substratbaugruppe in Figur 5 ist wieder allgemein ähnlich wie die in Figur 3 gezeigte, wobei das ganze Substrat 2 durch die Entspannungsschicht 4 abgedeckt ist. Die Elektroden 3A und 38 sind auf der Entspannungsschicht 4 gebildet und die Halbleiterschicht 1 überlappt die Elektroden 3A und 3B. Bei dieser Anordnung sind die Elektroden vorzugsweise aus Gold gebildet, siehe Beschreibung oben.
  • Wie schon angedeutet, liegt der Vorteil der in Figur 4 und 5 dargestellten Anordnungen gegenüber den Anordnungen in Figur 1, 2 und 3 darin, daß die ersten (Figur 4 und 5) es den Teilen der Halbleiterschicht, die die Elektroden 3A und 3B überlappen, ermöglichen, beleuchtet und somit leitfähig gemacht zu werden. Der Kontaktbereich zwischen der Halbleiterschicht und den Elektrodenschichten ist somit weitaus vergrößert.
  • Unter den zwei Anordnungen, die in Figur 4 und 5 gezeigt werden, wird die in Figur 4 bevorzugt. Die Anordnung in Figur 5 ist jedoch erforderlich, wenn die Entspannungsschicht 4 bei Temperaturen über der Sintertemperatur eingebrannt werden muß, die zum Bilden der Elektrodenschichten 3A, 3B erforderlich ist.
  • Der in Figur 6 und 7 dargestellte elektronische Schalter umfaßt eine anhaftende, gesinterte, photoleitfähige Halbleiterschicht 11 und ein isolierendes Substrat 12 in Form eines Hohlzylinders sowie zwei ringförmige Elektroden 13A und 13B an beiden Seiten des Zylinders. Der Schalter umfaßt weiter eine Lichtquelle 14, wobei es sich um eine Entladungsröhre handelt, die Licht mit Wellenlänge von 500 bis 900 Nanometer abgibt; die Lichtquelle 14 ist entlang der Achse von Zylinder 11/12 ausgeführt. Die Halbleiterschicht 11 hat die oben erwähnte Zusammensetzung Cd/Se/Te/S/Cl/Cu.
  • Der in Figur 8 und 9 dargestellte elektronische Schalter umfaßt eine Hohlzylinderhalbleiterschicht 21 und ein isolierendes Substrat 22, ähnlich wie die
  • Halbleiterschicht 11 und das Substrat 12 der vorherigen Ausführung. Bei dieser Ausführung nehmen die Elektroden die Form von zwei gestreckten Streifenelektroden 23A und 23B, die entlang entgegengesetzten Generatoren von Zylinder 21 angeordnet sind. Die Schalterbaugruppe umfaßt weiterhin sechs Leuchtdioden 24, die entlang der Achse von Zylinder 21/22 angeordnet sind. Die Halbleiterschicht 21 hat die oben erwähnte Zusammensetzung Cd/Se/Te/S/Cl/Cu.
  • Die in Figur 6, 7, 8 und 9 dargestellten elektronischen Schalter funktionieren wie folgt. Eine Vorspannung wird auf die Elektroden angesetzt (13A-13B, 23A-23B); es kommt dabei zu keinem nennenswerten Stromfluß, da die Lichtquelle (14, 24) nicht aufleuchtet. Sobald die Lichtquelle aufleuchtet, kommt es zum Stromdurchlauf.
  • Elektronische Schalter, wie sie dargestellt sind, können äußerst kompakt ge macht werden. Die Merkmale der dargestellten Halbleiter sind so, daß die Schalter Spannungsimpulse von bis zu 30 kV und Gleichstromspannungen bis zu 30 kV sicher schalten können, wobei der Abstand zwischen den Elektroden so gering wie 10 oder 20 mm sein kann.
  • Um ein besseres Verständnis dieser Erfindung herbeizuführen, wird das folgende Beispiel, in dem alle Prozentsätze, wenn nichts anderweitiges angegeben ist, nach Gewicht ausgedrückt sind, zur Veranschaulichung wiedergegeben.
    • Beispiel 1
  • Eine Pulvermischung mit der folgenden Zusammensetzung
  • Kadmiumselenid 33,3 %
  • Kadmiumsulphid 47,7 %
  • Tellur 10 %
  • Kadmiumchlorid 8,92 %
  • Kupfer(Cupri)chlorid 0,08 %
  • wurde gebildet und dann in einer mechanischen Mühle, wie beispielsweise einem Mikroliser, trocken gemahlen, um eine homogene Mischung zu beziehen, deren Partikel alle kleiner als 3 µm sind.
  • Eine 10 % Lösung Ethylzellstoff in Turpineol wurde mit der Pulvermischung vermischt, wobei die Menge der Lösung 15 % des kombinierten Gewichts der Lösung und der Pulvermischung darstellte. Das Mischen wurde fortgesetzt, bis eine geschmeidige Paste bezogen wurde.
  • Die Paste wurde der Oberfläche eines hochdichten 96 % Aluminiumoxidkeramiksubstrats der bei der Herstellung von Dickfilmschaltungen benutzten Art durch Siebdruck aufgetragen. Das Substrat hatte die Abmessungen 5 x 3,5 x 0,05 cm. Die Paste wurde so aufgedruckt, daß eine Fläche von 4 x 2,5 cm abgedeckt wurde. Verwendet wurde ein 305 Maschensiebmaterial, das zu einer Pastenschicht von ca. 15 µm Dicke führte.
  • Das beschichtete Substrat wurde in einen Ofen eingeführt und für 10 Minuten auf 100º C erwärmt, um das Turpineol zu verdunsten.
  • Das beschichtete Substrat wurde dann in einen feuerfesten Glasbehälter mit Deckel aus gleichem Material gelegt. An einer Seite des Behälters konnte Gas durch ein feuerfestes Glasröhrchen eingeführt und an der gegenüberliegenden Seite durch einen Abstand zwischen Behälter und seinem Deckel entlüftet werden. Diese Gruppe wurde in einen elektrischen Schmelzofen eingeführt.
  • Vor dem Erwärmen wurde zuerst reiner Stickstoff bei einer Strömungsrate von 4,5 l/h für 20 Minuten in den Behälter eingeführt, um den Großteil der zunächst dort befindlichen Luft auszutreiben. Dann wurde der Schmelzofen über einen Zeitraum von 50 Minuten auf 520º C erhitzt, während weiterhin reiner Stickstoff eingeführt wurde. Sobald die Temperatur von 520º C erreicht wurde, wurde dem Stickstoff eine geringfügige Menge Luft, d.h. 3 % Vol beigefügt. Die Strömung dieser Mischung wurde mit 4,5 l/h Durchsatzrate fortgesetzt. Die Temperatur von 520º C wurde für 10 Minuten beibehalten. Zum Abschluß dieses Zeitraums wurde der Schmelzofen abgestellt und konnte sich über einen Zeitraum von 60 bis 90 Minuten abkühlen. Der Strom der Stickstoff-/Luftmischung wird solange fortgesetzt, bis sich der Schmelzofen auf unter 150º C abgekühlt hat. Danach kann Luft zum beschleunigten Abkühlen durch den Schmelzofen geschleust werden.
  • Die so bezogene gesinterte Oberfläche war fest, anhaftend und chemisch be ständig. Die Dicke der Schicht reduzierte sich um ca. 40%. Elektronmikroskopische Untersuchungen der Oberfläche des gesinterten Stoffes ergaben, daß die Oberfläche hauptsächlich aus groben Körnern von ca. 9 µm bestand, die an den Korngrenzen verschmolzen waren.
  • Dann wurde Indium auf die Randbereiche der langen Seiten des Substrats aufgedampft, um Elektroden zu bilden. Für diese Zwecke wurde die gesamte gesinterte Zusammensetzung mit einer Metallmaske abgedeckt, mit Ausnahme eines 1,5 mm breiten Randstreifens entlang jeder langen Seite. Dann wurde Indium mittels eines herkömmlichen Metallaufdampfgerätes zum Beschichten der abgedeckten Maske aufgedampft. Die Maske wurde dann vorsichtig entfernt; die Dicke der Indiumbeschichtung war 0,5 µm. Das beschichtete Substrat wurde in einen Ofen eingelegt und für 15 Minuten auf 150º C erhitzt, um ein Verschmelzen des Indium mit der Oberfläche der gesinterten Zusammensetzung herbeizuführen.
  • Das resultierende Endprodukt hatte ein Band der gesinterten Zusammensetzung von ca. 17 mm Breite (zwischen den langen Seiten des Substrats) und einen Indium-Elektrodenstreifen von ca. 4 mm Breite an beiden Seiten der gesinterten Zusammensetzung, der in Richtung der langen Ränder des Substrats verlief.
  • Zum Bilden des Schalters wurden sechs Leuchtdioden (LED) der sichtbaren Lichtart in zwei Reihen drei Lampen der Breite nach auf eine Leiterplatte mit den Abmessungen 5 x 3,5 cm montiert. Jede Reihe wurde mit ihrer Mitte 1,8 cm von beiden Seiten entfernt angeordnet. Die LED wurden in gleichem Abstand über die Länge der Reihe ausgeführt. Jede Reihe von LED wurde elektrisch in Serie angeschlossen und die zwei Reihen parallel geschlossen, um einen gemeinsamen Antriebsanschluß zu vermitteln. Diese LED-Gruppe wurde über die Oberfläche des Halbleiters auf dem Substrat im Abstand von 3 mm von der Oberfläche bis zur Nase jeder Leuchtdiode angeordnet. Die Baugruppe der LED-Platte und des beschichteten Substrats wurden in einen starren Kunststoffrahmen montiert, der das beschichtete Substrat von den LED elektrisch isolierte.
  • An jedem Rand des Substrats wurden elektrische Anschlüsse an den Indiumelektroden vorgesehen. Die gesamte Baugruppe wurde dann in Transformatoröl eingetaucht, um dem Auftreten elektrischer Überschläge auf der Oberfläche der Substratschicht vorzubeugen.
  • Bei den benutzten LED handelte es sich um hoch wirtschaftliche rote Dioden mit Spitzenabgabe von 660 nm sichtbarem Rotlicht und einem Sichtwinkel von 140º. Ihr Lichtpegelausgang bei 20 mA war 200 mcd (0,2 Candela); bei pulsierendem Strombetrieb lag die Lichtpegelleistung bei 100 mA Impuls typischerweise bei 1 Candela (bei 25º C).
  • Der Schalter hatte die folgenden elektrischen Merkmale:
  • Dunkle Bedingungen:
  • Die folgenden Merkmale wurden an in Transformatoröl eingetauchtem Schalter und 25º C bei kompletter Dunkelheit aufgezeichnet.
  • Bei einer Gleichstromspannung von 30 kV, die auf die Halbleiterkontakte angesetzt wurde, konnte ein Strom unter 30 µA verzeichnet werden; das entspricht einem dunklen Schaitwiderstand von mehr als 1000 Megaohm.
  • Der Halbleiter zersetzte sich elektrisch bei einer Gleichstromspannung von 35-40 kV beim Prüfen verschiedener Prüflinge.
  • Beleuchtete Bedingungen:
  • Die folgenden Merkmale wurden an in Transformatoröl eingetauchtem Schalter und 25º C sowie den folgenden Lichtbedingungen aufgezeichnet. Dioden-Vorwärtsstrom, Stromimpulse von 3 ms Dauer und Größenordnungen über 0,15 bei einer Pulswiederholrate von 50 pro Sekunde.
    • Zeitansprechprüfung
  • Ein 500 V Vorspanngleichstrom wurde auf die Halbleiterschichtkontakte bei den o.g. Vorwärtsstrombedingungen auf die Dioden angesetzt, was zum Erzeugen von Stromimpulsen in der 500 Volt Vorspannschaltung flihrte. Die Impulse hatten die folgenden Merkmale:
  • aufgezeichneter Spitzenstrom: 1,5 mA
  • Zeit von Minimumstrom bis Maximumstrom, wobei Nullzeit den Anfang des Beleuchtungsimpulses kennzeichnet 0,75 ms
  • Zeit des Stromabfalls auf 1% des Spitzenwertes nach Abbruch des Diodenstromimpulses 5,7 ms
  • geschätzter Mindestwiderstand 270,000 Ohm

Claims (16)

1. Ein elektronischer Schalter, bestehend aus einem photoleitfähigen Halbleiter und einer Lichtquelle, die bei Aktivierung den Halbleiter bestrahlt und diesen leitfähig macht; gekennzeichnet dadurch, daß der photoleitfähige Halbleiter aus einer gesinterten Mischung aus (nach Gewicht) 58 bis 72% Kadmium, 14,8 bis 21% Selen, 7 bis 15% Tellur, 7 bis 12 % Schwefel, 0,1 bis 1% Chlor und 0,005 bis 0,1 % Kupfer besteht.
2. Ein Schalter nach Anspruch 1, wobei der Halbleiter die Form einer anhaftenden Schicht auf elektrisch isolierendem Substrat nimmt.
3. Ein Schalter nach Anspruch 2, bestehend aus zwei anhaftenden, im Abstand angeordneten Elektrodenschichten auf gesinterter Halbleiterschicht.
4. Ein Schalter nach Anspruch 1, bestehend aus einem elektrisch isolierenden Substrat, zwei anhaftenden, im Abstand befindlichen Elektrodenschichten auf dem Substrat und einer anhaftenden Schicht der gesinterten Halbleiterzusammensetzung, die über den Elektrodenschichten ausgeführt ist und dazwischen das Substrat aufweist.
5. Ein Schalter nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Elektrodenschichten aus Silber, Gold, Indium, Aluminium oder einem mit Silber, Indium oder Aluminium geladenen Kunstharz bestehen.
6. Ein Schalter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei eine Entspannungsschicht zwischen dem elektrisch isolierenden Substrat und der gesinterten Halbleiterschicht vorgesehen ist, die dem Substrat anhaftet und ein fein unterteiltes, nichtlinear widerstandsfähiges Material umfaßt.
7. Ein Schalter nach Anspruch 6, wobei die Entspannungsschicht größtenteils aus einer gesinterten Schicht Zinkoxid besteht.
8. Ein Schalter nach Anspruch 6, wobei die Entspannungsschicht größtenteils aus einer gesinterten Mischung von Siliziumkarbid und einer elektrisch isolierenden Glasur besteht.
9. Ein Schalter nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Halbleiterschicht und das Substrat sowie die Entspannungsschicht, wenn vorhanden, die Form eines Hohlzylinders nehmen.
10. Ein Schalter nach Anspruch 9, wobei sich die Lichtquelle auf der Längsachse des Zylinders befindet.
11. Ein Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Lichtquelle eine oder mehrere Leuchtdioden ist.
12. Ein Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Lichtquelle eine Glühentladungslampe oder Röhre ist, die Licht mit einer Wellenlänge von 500 bis 900 Nanometer ausstrahlt.
13. Eine Vorgangsweise der Herstellung eines elektronischen Schalters nach Anspruch 1, bestehend aus dem Bilden einer Paste aus fein unterteilter Pulvermischung, bestehend aus (nach Gewicht) 32 bis 47 % Kadmiumselenid, 32 bis 49 % Kadmiumsulphid, 7 bis 15 % Tellur, 4,7 bis 13 % Kadmiumchlorid und . 0,01 bis 0,1 % Kupferchlorid, einem Bindemittel und einer flüchtigen Flüssigkeit, die eine Beschichtung der Paste auf einem elektrisch isolierenden Substrat bildet und anschließendem Trocknen der Beschichtung, Sintern der getrockneten Beschichtung bei einer Temperatur von 510º C bis 800º C, um eine anhaftende Schicht aus dem photoleitenden Halbleiter auf dem Substrat zu bilden, wobei anhaftende, im Abstand angeordnete Elektrodenschichten entweder auf oder unter der Halbleiterschicht vermittelt werden und nachfolgendem Zusammenbau des beschichteten Substrats und einer Lichtquelle.
14. Eine Vorgangsweise der Herstellung eines elektronischen Schalters nach Anspruch 1, bestehend aus dem Bilden einer Paste aus fein unterteilter Pulvermischung, bestehend aus (nach Gewicht) 32 bis 47 % Kadmiumselenid, 32 bis 49 % Kadmiumsulphid, 7 bis 15 % Tellur, 4,7 bis 13 % Kadmiumchlorid, einem Bindemittel und einer flüchtigen Flüssigkeit, die eine Beschichtung der Paste auf einem elektrisch isolierenden Substrat bildet; anschließendem Trocknen der Beschichtung, Aufdampfen einer Schicht Kupfermetall auf die Oberfläche der getrockneten Beschichtung, wobei die Dicke der Kupferschicht so ausfällt, daß der gewünschte endgültige Kupfergehalt erzielt wird, wenn sich das Kupfer in der Halbleiterschicht zerstreut, Sintern der kupferbeschichteten Beschichtung bei einer Temperatur von 510º C bis 800º C, um eine anhaftende Schicht aus dem photoleitenden Halbleiter auf dem Substrat zu bilden, wobei anhaftende, im Abstand angeordnete Elektrodenschichten entweder auf oder unter der Halbleiterschicht vermittelt werden und nachfolgendem Zusammenbau des beschichteten Substrats und einer Lichtquelle.
15. Eine Vorgangsweise nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Substrat mit einer elektrischen Entspannungsschicht aus einem Material beschichtet wird, das nichtlinearen Widerstand aufweist und wobei die photoleitfähige Halbleiterschicht auf der Entspannungsschicht gebildet ist.
16. Eine Vorgangsweise nach Anspruch 16, wobei die Entspannungsschicht durch Sintern einer Pulverschicht gebildet wird, die größtenteils aus Zinkoxid besteht.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE514743C2 (sv) 1999-03-12 2001-04-09 Abb Ab Fotokonduktiv omkopplare
US7442629B2 (en) 2004-09-24 2008-10-28 President & Fellows Of Harvard College Femtosecond laser-induced formation of submicrometer spikes on a semiconductor substrate
US7057256B2 (en) 2001-05-25 2006-06-06 President & Fellows Of Harvard College Silicon-based visible and near-infrared optoelectric devices
US9911781B2 (en) 2009-09-17 2018-03-06 Sionyx, Llc Photosensitive imaging devices and associated methods
US9673243B2 (en) 2009-09-17 2017-06-06 Sionyx, Llc Photosensitive imaging devices and associated methods
WO2011050336A2 (en) * 2009-10-22 2011-04-28 Sionyx, Inc. Semiconductor devices having an enhanced absorption region and associated methods
US8692198B2 (en) 2010-04-21 2014-04-08 Sionyx, Inc. Photosensitive imaging devices and associated methods
WO2011160130A2 (en) 2010-06-18 2011-12-22 Sionyx, Inc High speed photosensitive devices and associated methods
US9496308B2 (en) 2011-06-09 2016-11-15 Sionyx, Llc Process module for increasing the response of backside illuminated photosensitive imagers and associated methods
EP2732402A2 (de) 2011-07-13 2014-05-21 Sionyx, Inc. Biometrische bildgebungsvorrichtungen und entsprechende verfahren
US9064764B2 (en) 2012-03-22 2015-06-23 Sionyx, Inc. Pixel isolation elements, devices, and associated methods
KR20150130303A (ko) 2013-02-15 2015-11-23 사이오닉스, 아이엔씨. 안티 블루밍 특성 및 관련 방법을 가지는 높은 동적 범위의 cmos 이미지 센서
US9939251B2 (en) 2013-03-15 2018-04-10 Sionyx, Llc Three dimensional imaging utilizing stacked imager devices and associated methods
US9209345B2 (en) 2013-06-29 2015-12-08 Sionyx, Inc. Shallow trench textured regions and associated methods

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3443103A (en) * 1966-03-16 1969-05-06 Weston Instruments Inc Photoconductive cell having high stability and dark resistance
IN145018B (de) * 1974-08-22 1978-08-12 Westinghouse Electric Corp
US4301362A (en) * 1979-11-21 1981-11-17 University Of Rochester Light activated solid state switch
JPS5796579A (en) * 1980-12-08 1982-06-15 Fujitsu Ltd Photoelectric type resistor
JPS5986271A (ja) * 1982-11-09 1984-05-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光導電性薄膜の製造方法
JPS59231855A (ja) * 1983-06-14 1984-12-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光電変換装置の製造方法
US4577114A (en) * 1984-05-17 1986-03-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army High power optical switch for microsecond switching
GB8905910D0 (en) * 1989-03-15 1989-04-26 Champion Spark Plug Europ Photosensitive semiconductor,method for making same and electronic switch comprising same

Also Published As

Publication number Publication date
DE69118783D1 (de) 1996-05-23
EP0473439A3 (en) 1992-07-15
EP0473439A2 (de) 1992-03-04
GB9018957D0 (en) 1990-10-17
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