NL8104137A - Werkwijze voor het vervaardigen van amorfe legeringen met verbeterde fotogevoelige eigenschappen alsmede daaruit verkregen inrichtingen. - Google Patents

Description

ί <- ψ I.

»

j I

VO 228U

Werkwijze voor het vervaardigen van amorfe legeringen met verbeterde foto-gevoelige eigenschappen alsmede daaruit verkregen inrichtingen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van amorfe legeringen met verbeterde fotogevoelige eigenschappen, alsmede daaruit gemaakte inrichtingen. De uitvinding heeft als belangrijkste toepassing de vervaardiging van fotogevoelige legerin-5 gen en inrichtingen met gegradeerde bandafstanden of energiesprongen voor specifieke fotogevoelige toepassingen met inbegrip van fotoreceptieve inrichtingen, zoals zonnecellen van een p-i-n, p-n, Schottky of MIS (me-taal-isolator-half geleider)type; fotogeleidend medium, zoals toegepast in xerografie; foto-deteeterende inrichtingen en fotodiodes met inbegrip 10 van fotodiodeopstellingen met een groot oppervlak.

Silicium is de basis van de enorme industrie van kri-stallijne halfgeleiders en vormt het materiaal waaruit dure, hoog-effi-ciente ('iü*) kristallijne zonnecellen voor ruimtetoepassingen zijn gemaakt. Teen de kristallijne halfgeleidertechnologie de commerciële fase 15 had bereikt, werd de basis gelegd voor de huidige enorme industrie van halfgeleiderinrichtingen. Dit was te danken aan het feit dat de wetenschappelijke onderzoekers in staat waren om nagenoeg defeetvrij germanium en in het bijzonder siliciumkristallen te laten groeien, en deze daarna om te zetten in extrinsieke materialen met daarin aanwezige p-20 type en n-type geleidbaarheidsgebieden. Dit werd tot stand gebracht door in dergelijke kristallijne materialen delen per millioen donor (n) of acceptor (p) doopmateriaien te laten diffunderen die als vervangende onzuiverheden in het nagenoeg zuivere kristallijne materiaal werden geïntroduceerd, ter verhoging van de elektrische geleidbaarheid daarvan 25 en voor het Instellen van het p- of n-geleidingstype. De vervaardigings-methoden van p- en n-overgangskristallen betroffen bijzonder ingewikkelde, tijdrovende en dure procedures. Deze kristallijne materialen die bruikbaar zijn in zonnecellen en in stroomregelinrichtingen worden aldus onder zeer zorgvuldig beheerste omstandigheden vervaardigd door indivi-30 duele silicium of geraniumkristallen te laten groeien, waarbij wanneer p-n-overgangen vereist zijn deze enkele kristallen worden gedoopt met extreem kleine en kritische hoeveelheden dopingmiddelen.

Deze kristalgroeimethoden leveren dergelijke relatief kleine kristallen, dat voor zonnecellen een groot aantal gecombineerde 8104137 ï % 2 enkele kristallen nodig is om het gewenste oppervlak van slechts een enkel zonnecelpaneel te hesrijken. De hoeveelheid energie die volgens deze methode noodzakelijk is voor het maken van een zonnecel, de beperkingen die door de afmetingsgrenzen van het siliciumkristal worden op-5 gelegd alsmede de noodzaak een dergelijk kristallijn materiaal in stukjes te snijden en te assembleren vormen tezamen een barrière ten opzichte van de economische toepassing op grote schaal van kristallijne halfgeleiderzonnecellen voor energieomzetting. Verder heeft kristallijn silicium een indirecte optische beperking, nl. een slechte licht-10 absorptie in het materiaal. Vanwege deze slechte lichtabsorptie dienen kristallijne zonnecellen ten minste 50 micrometer dik te zijn om het invallende zonlicht te kunnen absorberen. Zelfs indien het enkele kristal-materiaal wordt vervangen door polykristallijn silicium, dat goedkoper kan worden geproduceerd, blijft nog steeds dir bezwaar bestaan; vandaar 15 dat de materiaaldikte niet wordt verminderd. Bij polykristallijn materiaal zijn tevens de toevoeging van korrelgrensvlakken en andere probleem-defecten betrokken.

Een extra tekortkoming van het kristallijne materiaal . voor zonneceltoepassingen betreft het feit dat de kristallijne silicium-20 bandafstand (verboden zone) van ongeveer 1,1 eV inherent beneden de optimale bandafstand van ongeveer 1,5 eV ligt. Inmenging van germanium wanneer mogelijk, vernauwt verder de bandaf stand die verder het omzettings-rendement van het zonlicht vermindert. .....

Samengevat hebben kristallijne siliciuminrichtingen 25 vaste parameters die niet naar wens varieerbaar zijn, zijn grote hoeveelheden materiaal nodig, kunnen zij slechts met betrekkelijk kleine oppervlakken worden gemaakt en zijn zij duur en tijdrovend wat de vervaardiging betreft. Met inrichtingen gebaseerd op amorf silicium kunnen deze nadelen van kristallijn silicium worden vermeden. Amorf silicium 30 heeft een optisch absorptiegedrag analoog aan een directe verboden zone halfgeleider waarbij slechts een materiaaldikte van 1 micrometer of minder noodzakelijk is om dezelfde hoeveelheid zonlicht te absorberen als het 50 micrometer dikke kristallijne silicium. Verder kan amorf silicium sneller, gemakkelijker en met grote oppervlakken worden gemaakt ..... 35 dan kristallijn silicium.

Aldus heeft men veel onderzoek verricht voor het ontwik- 8104137 < i 3 kelen van methoden voor het gemakkelijk afzetten van amorfe halfgeleider-legeringen of films, die elk desgewenst hetrekkelijk grote oppervlakken kunnen bestrijken, slechts begrensd door de afmetingen van de depositie-inrichting, en die gemakkelijk kunnen worden gedoteerd ter vorming van 5 p-type en n-type materialen, wanneer daaruit p-n-junctie-inrichtingen moeten worden gemaakt die equivalent zijn aan die geproduceerd uit hun kristallijne tegenhangers. Gedurende vele jaren was dit onderzoek vrijwel niet produktief. Amorfe silicium of germanium (groep 17) films zijn normaal viervoudig gecoördineerd en gevonden werd dat zij micro-10 holtes en losse bindingen en andere defecten hadden, die een hoge dichtheid van gelocaliseerde niveaus in de energieband ervan veroorzaakten.

De aanwezigheid van een hoge dichtheid van gelocaliseerde niveaus in de energieband van amorfe silicium halfgeleiderfilms heeft geleid tot een lage graad van fotogeleidbaarheid en een korte drager levens duur, waar-15 door dergelijke films ongeschikt werden voor fotogevoelige toepassingen. Tevens kunnen dergelijke films niet met succes worden gedoopt of anderszins gemodificeerd om het Fermi-niveau dicht naar de geleidings- of valentiebaaden te verschuiven, waardoor zij ongeschikt worden voor het maken van p-n-overgangen voor zonnecellen en stroomregelinrichtingtoe-20 passingen.

Met het doel de voornoemde problemen wat amorf silicium en germanium betreft te verminderen is door ¥.S. Spear en P.G. LeComber van Carnegie Laboratory of Ohysics, Uhiversitee of Dundee, in Dundee, Schotland, werk verricht betreffende "Substitutional Doping of Amorphous 25 Silicon" als vermeld in een artikel gepubliceerd in Solid State Communications, vol. 17, bis. 1193 - 1196, 1975* inst het doel de gelocaliseerde niveaus in de energieband in amorf silicium of germanium te verminderen en deze in eigenschappen dichter intrinsiek kristallijn silicium of germanium te laten benaderen en met het doel de amorfe materialen ver-30 vangend te doteren met geschikte klassieke dcpingmiddelen, zoals bij het doteren van kristallijne materialen, om extrinsieke of p- of n-gelei-dingstypen daarvan te maken.

De vermindering van de gelocaliseerde niveaus werd tot stand gebracht door gloeiontladingsdepositie van amorfe siliciumfilms, 35 waarbij een gas van silaan (SiH^) werd geleid door een reactiebuis, waarin het gas werd ontleed door een r.f. groeiontlading en neergeslagen 8104137 i * b op een substraat bij een' suhstraattemperatuur van ongeveer 227 - 327°C. Het aldus op bet. substraat neergeslagen materiaal was een intrinsiek amorf materiaal bestaande u£t silicium en waterstof . Ter vorming van een gedoopt amorf materiaal werd een gas. van fosfine (PH^) voor n-type gelei-5 ding of een gas van diboraan voor p-type geleiding voorgemengd met het silaangas en onder dezelfde bedrijfsomstandigheden door de gloei-ontladingsreactiebuis, geleid. De gasconcentratie van de dopingmiddelen lag tussen ongeveer 5 x 10'" en 10 delen per volume. Het aldus gedeponeerde materiaal omvatte naar wordt aangenomen, vervangende fosfor- of 10 boriumdopingmiddelen en het bleek extrinsiek en van een n- of p-gelei-dingstype te zijn.

Hoewel indertijd niet bekend, is nu door werk van anderen gebleken, dat de waterstof in het silaan zich gedurende de gloei-ontladingsdepositie bij een optimale temperatuur combineert met velé van 15 de losse bindingen van het silicium, waardoor de dichtheid van de geloca-liseerde niveaus in de energieband aanzienlijk wordt verminderd en de electronische eigenschappen van het amorfe materiaal dichter bij die van het overeenkomstige kristallijne materiaal komen. D.I. Jones, W.E.

Spear, P.G. LeComber, S. Li en R. Martins hebben tevens gewerkt met het 20 doel a-Ge:Huit GeH^ te bereiden onder toepassing van analoge depositie-technieken. Het verkregen materiaal gaf blijk van een hoge dichtheid van gelocaliseerde niveaus in de energieband daarvan. Hoewel het materiaal kon worden gedoteerd was het rendement aanmerkelijk lager dan dat verkrijgbaar met a-Si:H. In dit onderzoek vermeld in Philosophical Magazine 25 B, vol. 39, biz. 1k? (1979) concluderen de auteurs dat het verkregen materiaal vanwege de grote dichtheid van de bamdniveaus "een minder attractief materiaal dan a-Si voor doteerproeven en eventuele toepassingen" is.

Bij onderzoek van met een soortgelijke gloeiontladings-methode vervaardigde amorfe siliciumzonnecellen onder toepassing van 30 silaan probeerde D.E. Carlson germanium in de cellen te gebruiken om van zijn beste vervaardigde zonnecelmateriaal dat een bandafstand van 1,65 - 1,70 eV had de optische band naar de optimale zonnecelwaarde van ongeveer 1,5 eY te vernauwen (D.E. Carlson, Journal of Non Crystalline Solids, vol. 35 en 36 (19Ö0) blz. 707 - 717, voordracht op 8ste "International 35 Conference on·Amorphous and Liquid Semi-Conductors", Cambridge, Mass., ang. 27 - 31, 1979). Carlson heeft echter verder vermeld dat de toevoe- 8104137 Λ 5 ging van germanium uit ge naaangas niet succesvol was omdat hierdoor significante verlagingen in alle fotogalvanische parameters van de zonnecellen werden veroorzaakt. Carlson gaf aan dat de vermindering van de fotogalvanische eigenschappen een aanwijzing was dat defecten in de ener-5 gieband van de gedeponeerde films werden gecreëerd (D.E. Carlson, Tech.

Dig. 197T, IEDM, Washington, D.C., blz. 214).

In een recent rapport betreffende het verhogen van het celrendement van multipele-junctie (gestapelde) zonnecellen van amorf silicium (a-Si:H) op de bovenvermelde wijze gedeponeerd uit silaan, rap-10 port eerden de auteurs dat "germanium blijkt in a-Si:H een schadelijke onzuiverheid te zijn, die de J daarvan bij toenemende Ge exponentieel

SO

vermindert....". Uit hun werk alsmede dat van Carlson concludeerden zij, dat legeringen van amorf silicium, germanium en waterstof "slechte fotogalvanische eigenschappen hebben getoond" zodat aldus nieuwe "fotogalva-15 nische filmcelmaterialen gevonden moeten worden met een spectrale responsie bij ongeveer 1 micrometer voor efficiënt gestapelde celcombinaties met a-Si:H" (J.J. Hanak, B. Faughnan, V. Korsun» en J.P. Pellicane, voorgedragen op de 1^e IEEE Photovoltaic Specialists Conference, San Diego, California, januari T - 10, 19β0).

20 Het opnemen van waterstof in de voornoemde silaanmetho- de heeft niet alleen beperkingen gebaseerd op de vaste verhouding van waterstof tot silicium in silaan maar hetgeen bijzonder belangrijk door verschillende Si:H bindingsconfiguraties worden nieuwe anti-bindings-toestanden ingevoerd die schadelijke gevolgen voor deze materialen kun-25 nen bezitten. Derhalve zijn er basisbeperkingen wat betreft het verminderen van de dichtheid van gelocaliseerde toestanden in deze materialen die bijzonder schadelijk zijn, uitgedrukt in effectieve p- alsmede n-dotering. De resulterende dichtheid van niveaus van silaan-gedeponeer-de materialen leidt tot een nauwe depletiebreedte, die op zijn beurt 30 het rendement van zonnecellen en andere inrichtingen waarvan de werking afhangt van de drift van vrije ladingsdragers beperkt. De werkwijze om deze materialen door toepassing van alleen silicium en waterstof te maken leidt tevens tot een hoge dichtheid van oppervlaktetoestanden waardoor al de voomoemde parameters worden beïnvloed. Verder hebben de eer-35 dere pogingen om de bandafstand van het materiaal te verminderen, hoewel deze met succes werd verminderd, tegelijkertijd niveaus in de band of 8104137 i * 6 verboden zone toegevoegd. De toename in de niveaus in de bandafstand beeft tot een verlaging of een totaal verlies aan fotogeleidbaarheid geleid en werkt aldus de vorming van fotogevoelige inrichtingen tegen.

Na de ontwikkeling van de gloeiontladingsdepositie van 5 silicium uit' silaangas werd de kathodeverstuivingsdepositie van amorfe siliciumfilms in een atmosfeer van een mengsel van argon (vereist voor de verstuivingsdepositiemethode) en moleculaire waterstof, onderzocht voor het vaststellen van de resultaten van dergelijke moleculaire waterstof op de eigenschappen van de gedeponeerde amorfe silicium-film. Dit 10 onderzoek heeft aangetoond dat de waterstof als wijzigend middel fungeerde dat op dergelijke wijze werd gebonden dat de gelocaliseerde niveaus in de energieband werden verminderd. De mate waarmee de gelocaliseerde niveaus in de energieband in de verstuivingsdepositiemethode werden verminderd was echter veel minder dan die bereikt volgens de silaan-15 depositiemethode als boven beschreven. De bovenbeschreven p- en n-dopings-gassen werden tevens in de verstuivingsmethode ingevoerd om p en n gedoopte materialen te produceren. Deze materialen hadden een lager dopingren-dement dan de materialen gevormd in de gloeiontladingsmethode. Geen van deze methoden leverde efficiënte p-gedoopte materialen met voldoende 20 hoge acceptorconcentraties ter vorming van commerciële p-n of p-i-n over-gangsinrichtingen. Het n-dopingsrendement lag beneden gewenste aanvaardbare commerciële niveaus en de p-doping was bijzonder ongewenst aangezien daardoor de breedte van de bandafstand verminderde en het aantal gelocaliseerde niveaus in de bandafstand vermeerderde.

25 De bekende depositie van amorf silicium, dat door wa terstof is gewijzigd uit het silaangas met het doel om een meer op kristallijn silieium-gelijkend materiaal te maken en dat is gedoopt op een wijze gelijk aan die van het dopen van kristallijn silicium, levert eigenschappen die in alle belangrijke aspecten inferieur zijn aan die van 30 gedoteerde kristallijne silicium. Aldus werden onvoldoende dopingsrende-ment en geleidbaarheid bereikt, in het bijzonder in het p-type materiaal, terwijl tevens veel te wensen overbleef betreffende de fotogalvanische kwaliteiten van deze siliciumfilms.

Volgens de uitvinding wordt de niet optimale spectrale 35 responsie van bekende fotogevoelige amorfe siliciuminrichtingen verbeterd door een of meer de bandafstand instellende elementen aan een amorfe 8104137 • * 7 fotogevoelige legering toe te voegen in ten minste het fotostroomgenera-tiegebied daarvan om de bandafstand op de optimale toepassingsbreedte in te stellen zonder dat de nadelige niveaus in de bandafstand -anmer-kelijk worden vermeerderd. Aldus worden de electronische eigenschappen 5 van hoge kwaliteit van het materiaal niet nadelig beïnvloed bij de vorming van nieuwe legering met ingestelde bandafstand.

De amorfe legering omvat ten minste een de niveaudicht-heid verminderend element, fluor. Het compenserende of wijzigende element, fluor, en/of andere elementen kan of kunnen gedurende de deposi-10 tie of daarna worden toegevoegd. De instelelementen kunnen worden geactiveerd en kunnen in dampdepositie, kathodeverstuiving of gloeiontladings-processen worden toegepast. De bandafstand kan naar behoefte voor een specifieke toepassing worden gegradeerd door verschillende hoeveelheden van een of meer van de instelelementen in de ingestelde legering toe te 1p voegen in ten minste een of meer delen van het fotostroom-genererende gebied daarvan.

De bandbreedte wordt vanwege de aanwezigheid van fluor in de legering gegradeerd zonder nagenoeg het aantal toestanden in de bandbreedte van de legering en de inrichtingen te vermeerderen. De reeds 20 eerder silaan-gedeponeerde films worden typerend gedeponeerd op substra-, ten verhit tot 250 - 350°C om de opneming en compensatie van silicium • met waterstof in de films maximaal te maken. Eerdere pogingen om de band afstand te verminderen door germanium aan deze film toe te voegen faalden omdat de vaterstofgermaniumbinding te zwak is dat deze bij de vereiste 25 depositiesubstraattemperatuur stabiel is.

De aanwezigheid van fluor in de legering van de uitvinding levert een siliciumlegering die fysisch, chemisch en electroche-misch verschilt van andere siliciumlegeringen, omdat fluor zich niet alleen covalent verbindt met het silicium maar tevens op een positieve 30 wijze de korte afstand structuren van het materiaal beïnvloedt. Hierdoor kunnen instelelementen, zoals germanium of tin effectief aan de legering worden τoegevoegd, omdat fluor sterkere en stabielere bindingen vormt dan waterstof. Fluor compenseert of wijzigt silicium alsmede de bandinstelelementen in legering efficiënter dan waterstof, vanwege de 35 sterkere thermisch stabielere bindingen en de meer flexibele binding- configuraties te danken aan de ionische aard van de fluorbinding. De toe- 8104137 % % 8 passing van fluor levert de legering of film, als beschreven in het Amerikaanse octrooischrift k.217-37^, waarin de niveaudichtheid in de bandafstand veel lager is dan die verkregen door een combinatie Van silicium en waterstof, zoals uit silaan. Aangezien de bandinstelelemen-5 ten vanwege de invloed van. fluor pasklaar zijn gemaakt in het materiaal zonder in wezen schadelijk niveau in te voeren, handhaaft de nieuwe legering electronische kwaliteiten van hoog niveau alsmede fotogeleidbaarheid wanneer de instelelementen worden toegevoegd om de golf lengtedrem-pel pasklaar te maken voor een specifieke fotogevoelige toepassing. Wa-10 terstof verbetert verder de fluor-gecompenseerde of gewijzigde legering en kan gedurende de depositie met fluor of na de depositie, zoals met fluor en andere wijzigende, elementen, worden toegevoegd. De post-deposi-tieopname van waterstof is voordelig wanneer het gewenst is de hogere depositiesubstraattemperaturen door fluor toegelaten te benutten.

15 Hoewel de principes van de uitvinding van toepassing zijn op elk van de genoemde depositieprocessen, worden voor illustratieve doeleinden alleen een damp en plasma geactiveerde dampdepositie-omgeving beschreven. Het gloeiontladingssysteem als beschreven in het Amerikaanse octrooischrift U.226.898 heeft andere procesvariabelen die 20 met voordeel volgens de principes van de uitvinding kunnen worden toegepast .

Aldus is het een eerste doel van de uitvinding te voorzien in een werkwijze voor het maken van een verbeterde, fotogevoelige, amorfe legering, welke werkwijze omvat het op een substraat deponeren 25 van een materiaal met inbegrip van ten minste silicium en in dat materiaal·, ten minste een de dichtheid van toestanden verlagend element op te nemen, welk element fluor is, welke daardoor is gekenmerkt, dat ten minste één bandafstand instellend element in genoemd materiaal wordt ingevoerd zonder dat daarbij in wezen de toestanden in de baadafstand worden vergroot 30 ter vorming van een legering met een bandafstand ingesteld voor een specifieke fotoreactieve golflengtefunctie.

Het is een tweede doel van de uitvinding te voorzien in een verbeterde, fotogevoelige, amorfe legering, welke legering silicium en ten minste 'één, de dichtheid van toestanden verlagend element 35 daarin omvat, welk element fluor is, welke daardoor is gekenmerkt dat genoemde legering daarin een bandafstand-instellend element opgenomen 8104137 9 heeft, zonder dat in vezen de toestanden in de afstand vorden vergroot, welke legering een bandafstand heeft, die ingesteld is op een specifieke fotoreactieve golflengtefunctie.

Het is een derde doel van de uitvinding te voorzien 5 in een verbeterde fotogevoelige inrichting, welke inrichting op elkaar gestapelde lagen van verschillende materialen omvat, waarin een amorf halfgeleiderlegeringslichaam aanwezig is met inbegrip van een actief fotogevoelig gebied met een bandafstand daarin, waarop straling kan invallen onder vorming van ladingsdragers, welke amorfe legering ten min-10 ste êén de dichtheid van toestanden verlagend element bezit, welk element fluor is, welke daardoor is gekenmerkt, dat de legering verder daarin een bandafst and-instellend element in ten minste het fotogevoelige gebied omvat ter vergroting van de stralingsabsorptie daarvan zonder dat nagenoeg de toestanden in de afstand worden vergroot, welke band-15 afstand van de legering is ingesteld op een specifieke fotoreactieve golflengtefunctie.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding zal nu als voorbeeld worden beschreven met betrekking tot de tekeningen, waarin: oq Figuur 1 een schematische voorstelling is van een min of meer gebruikelijke vacuumdepositie-inricht'ing waaraan elementen zijn toegevoegd voor het uitvoersn van de toevoeging van fluor (en waterstof) door toevoeging van moleculaire fluorverbindingen die fluor bevatten, zoals SiFj , alsmede waterstofinlaten en geactiveerde fluor en waterstof 25 vormende eenheden, die het moleculaire fluor en de waterstof binnen de geëvacueerde ruimte van de dampdepositie-inrichting ontleden, om moleculaire fluor en waterstof in geactiveerde fluor en waterstof om te zetten en een of beide te richten tegen het substraat gedurende de depositie van een amorfe silicium bevattende legering; 30 figuur 2 illustreert de vacuumdepcsitie-inrichting vol gens figuur 1, met geactiveerde fluor (en waterstof) vormende onderdelen bestaande uit een ultraviolette lichtbron die het substraat gedurende de depositiemethode van de amorfe legering bestraalt, welke lichtbron de geactiveerde fluor en wat er stof-vormende eenheden van figuur 1 ver-35 vangt, alsmede een instelelement vormend orgaan; figuur 3 illustreert de vacuumdepositie-inrichting voor 8104137 10 figuur 1, waaraan extra middelen zijn toegevoegd voor het dopen van de legering die wordt neergeslagen met een n- of p-geleidbaarheid producerend materiaal; figuur b illustreert een toepassing waarin de deposi-. 5 tie van de amorfe legering en de toepassing van de geactiveerde fluor en waterstof als afzonderlijke trappen en in afzonderlijke omhullingen kunnen worden uit gevoerd; figuur 5 illustreert een voorbeeld van een inrichting voor het diffuseren van geactiveerde waterstof in een reeds gedeponeer-10 de amorfe legering; figuur 6 is een deelaanzicht van een uitvoeringsvorm van een Schottky-barrière-zonnecel ter illustratie van een toepassing van de amorfe fotogevoelige halfgeleiderlegeringen die volgens de werkwijze volgens de uitvinding worden gemaakt; 15 figuur T is een deelaanzicht van een p-n overgangzonne- celinrichting die een gedoteerde amorfe halfgeleiderlegering omvat, gemaakt volgens de werkwijze van de uitvinding; figuur 8 is een deelaanzicht van een foto-detectie-inrichting, die een amorfe halfgeleiderlegering omvat gemaakt volgens de 20 werkwijze van de uitvinding; figuur 9 is een deelaanzicht van een xerografische trommel die een amorfe halfgeleiderlegering gemaakt volgens de werkwijze van de uitvinding omvat; figuur 10 is een deelaanzicht van een p-i-n overgang-25 zonnecelinrichting; figuur 11 is een deelaanzicht van een n-i-p overgangzon- necelinrichting; figuur 12 is een schematische voorstelling van een plasma geactiveerd dampdepositiesysteem voor het deponeren van de amorfe 30 legeringen waarin het instellende element (of de elementen) van de uitvinding zijn opgenomen en figuur 13 is een grafiek van zonnespectrumstraling die de standaard zonlicht golflengten illustreert, die beschikbaar zijn voor verschillende fotogevoelige toepassingen.

35 In figuur 1 wordt een dampdepositie-inrichting weer gegeven, in het algemeen aangeduid met verwijzingscijfer 10, die een 8104137 - * 11 gebruikelijke dampdepositie-inrichting kan zijn, waaraan een injectie-orgaan is toegevoegd voor het invoeren van een geactiveerd compenserend of wijzigend materiaal. Deze geïllustreerde inrichting omvat een klok 12 of een soortgelijke omhulling, die een geëvacueerde ruimte 1 h- in-5 sluit, waarin een of meer smeltkroezen zijn geplaatst, zoals smeltkroes 16, die het amorfe halfgeleider film-vormende element of de elementen, die op een substraat 18 moeten worden geponeerd, omvat. In de uitvoeringsvorm van de uitvinding als beschreven bevat de smeltkroes 16 in het begin silicium ter vorming van een amorfe silicium bevattende legering 10 op het substraat 18, dat bijvoorbeeld een metaal, een kristallijne of polykristallijne halfgeleider of een ander materiaal kan zijn, waarop het gewenst is de legering te vormen, die wordt gedeponeerd volgens de werkwijze van de uitvinding. Een electronenbundelbron 20 is voorzien grenzend aan de smeltkroes 16, welke electronenbundelbron, schematisch 15 geïllustreerd, gewoonlijk een verhit filament en een bundelafbuigorgaan (niet weergegeven) omvat, welke een bundel electronen op het in de smeltkroes 16 aanwezige silicium richt om dit te verdampen.

Een hoge gelijkspanningleverancier 22 levert een geschikte hoge spanning, b.v, 10.000 V gelijkspanning, waarvan de positieve 20 aansluitklem via een regeleenheid 2b en een geleider 26 is verbonden aan de smeltkroes 16. De negatieve aansluitklem is via de regeleenheid 2b en een geleider 28 aan het filament van de electronenbundelbron 20 verbonden. Be regeleenheid 2b omvat relais en dergelijke voor het onderbreken van de verbinding van de spanningsbron 22 met de geleiders 26 en 28, wan-25 neer de filmdikte bepaald door een depositiebemonsteringseenheid 30 in de geëvacueerde ruimte ib een bepaalde waarde, ingesteld door bediening van een manuele regeling 32 op een regelpaneel 3^· van de regeleenheid 2b bereikt. De legeringsbemonsteringseenheid 30 omvat een kabel 36 naar de regeleenheid 2b, die bekende onderdelen omvat die reageren op zowel 30 de dikte van de op de legeringsbemonsteringseenheid 30 gedeponeerde legering. Als de depositiesnelheid op het regelpaneel 3¼ kan een handrege-laar 38 worden voorzien voor het instellen en fixeren van de gewenste depositiesnelheid van de legering, die door de strcomsterkte naar het filament van de electronenbundelbron via een geleider ^0 op bekende wij-35 ze wordt geregeld.

Het subsuraat 18 wordt gesteund op een substraathouder k2 waarop een verhitter kb is gemonteerd. Een kabel bc voert een be- 8104137 '* v 12 kraehtigingsstroom naar de verhitter UL die de temperatuur van de sub-straathouder h2 en het substraat 18 regelt afhankelijk van de tempera-tuurinstelling door de handregelaar i+8 op het regelpaneel 3^· van de re-geleenheid 2b ingesteld.

5 De klok 12 steekt uit boven een dragerbasis 50 waar uit de verschillende kabels en andere aansluitingen naar de componenten binnen de klok 12 verlopen. De basis 50 is gemonteerd op een omhulling 52 die is verbonden met een leiding 5^· gekoppeld met een zuigerpomp 56·

De vacuumpomp 56 die continu kan worden bediend, evacueert de ruimte 10 1*+ binnen de klok 12. De gewenste druk in de klok wordt ingesteld door een regelknop 58 op het regelpaneel 3^. In deze uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt door deze instelling het drukniveau waarop de stroom van geactiveerde fluor (en waterstof) in de klok 12 wordt ingesteld, gere-geld. Indien de regelknop wordt ingesteld op een klokdruk van 10 Torr, 15 zal de stroom fluor (en waterstof) in de klok 12 zodanig zijn, dat deze druk in de klok bij voortgaande werking van de vacuumpomp 56 wordt gehandhaafd.

Leveranciers 60 en 62 van moleculaire fluor en waterstof zijn aangegeven via respectieve leidingen 6b en 66 met de regel-20 eenheid 2b verbonden. Een druksensor 68 in de klok 12 is door een kabel 70 met de regeleenheid 2k verbonden. Stroomkleppen 72 en 7^· worden door de regeleenheid 2h zodanig bestuurd dat de gegeven druk in de klok wordt gehandhaafd. Leidingen 76 en 78 lopen uit de regeleenheid 2b door de basis 50 in de geëvacueerde ruimte 1L van de klok 12. Leidingen 76 en 78 25 zijn respectievelijk verbonden met geactiveerde fluor en waterstof leverende eenheden 80 en 82, die de moleculaire fluor en waterstof respectievelijk omzetten in geactiveerde fluor en waterstof, die atomaire en/ of geïoniseerde vormen van deze gassen kunnen zijn. De geactiveerde fluor en waterstof leverende eenheden 80 en 82 kunnen verhitte wolfraam-30 filamenten zijn die de moleculaire gassen tot hun ontledingstemperatuur verhitten of een op zichzelf bekende plasma vormende eenheid die een plasma van ontlede gassen levert.. Tevens kunnen geactiveerde fluor en waterstof in geïoniseerde vorm gevormd door plasma worden versneld en in de legering die wordt gedeponeerd geïnjecteerd door een electrisch veld 35 tussen het substraat en de activerende bron aan te leggen. In beide gevallen worden de geactiveerde fluor en de waterstofgeneratoreenheden 80 8104137 13 en 82 bij voorkeur in de onmiddellijke nabijheid van het substraat 18 geplaatst, zodat de afgeleverde relatief kortlevende geactiveerde fluor en waterstof onmiddellijk in de nabijheid van het substraat 18 waar de legering wordt neergeslagen worden geïnjecteerd. Als eerder vermeld 5 zal ten minste fluor in de legering worden opgenomen en zal waterstof tevens bij voorkeur worden opgenomen. De geactiveerde fluor (en waterstof) alsmede andere compenserende of wijzigende elementen kunnen tevens uit verbindingen, die de elementen bevatten in plaats van uit een moleculaire gasbron worden gevormd.

10 Ter vorming van geschikte amorfe legeringen, die de gewenste eigenschappen ten gebruike in fotogevoelige inrichtingen, zoals fotoreceptors, zonnecellen, p-n overgangsstroomregelinrichtingen enz. hebben, brengen als eerder vermeld de compenserende of wijzigende middelen, materiaal of elementen, een zeer lage dichtheid van gelocaliseerde 15 toestanden in de energieband tot stand zonder dat het basisch intrinsieke karakter van de film wordt gewijzigd. Dit resultaat wordt met betrekkelijk kleine hoeveelheden geactiveerde fluor en waterstof bereikt, zodat de druk in de geëvacueerde klokruimte 14 nog steeds betrekkelijk laag -4 kan zijn (zoals 10 Tcrr). De druk van het gas in de generator kan ho-20 ger zijn dan de druk in de klok door de afmeting van de uitlaat van de generator in te stellen.

De temperatuur van het substraat 18 wordt ingesteld om de maximale verlaging in. de dichtheid van de gelocaliseerde niveaus in de energieband van de betrokken amorfe legering te verkrijgen. De sub-25 straatoppervlaktemperatuur zal in het algemeen zodanig zijn, dat deze een hoge mobiliteit van de te deponeren materialen verzekert en is bij voorkeur beneden de kristallisatietemperatuur van de gedeponeerde legering.

- Het oppervlak van het substraat kan worden bestraald 30 door stralingsenergie om de mobiliteit van het gedeponeerde legerings-materiaal verder te vergroten, zoals door een ultraviolette lichtbron (niet weergegeven) in de klokruimte 14 aan te brengen. De geactiveerde fluor en waterstofgeneratoreenheden 80 en 82 in figuur 2, kunnen naar keuze tevens worden vervangen door een ultraviolette lichtbron 84 als 35 weergegeven ia figuur 3, die direct ultraviolette energie naar het substraat 18 richt. Dit ultraviolette licht zal de moleculaire fluor (en wa- 8104137

* V

1U

terstof) "beide op afstand van en op het substraat 18 ontleden onder vorming van geactiveerde fluor (en waterstof) die in de gedeponeerde amorfe legering, die condenseert op het substraat 18 diffunderen. Het ultraviolette licht vermeerdert tevens de oppervlaktemobiliteit van het le-5 geringsmateriaal dat wordt neergeslagen.

In figuren 1 en 2 kunnen de bandafstand instellende elementen in gasvorm op identieke wijze als fluor en waterstof worden toegevoegd door de waterstofgenerator 82 te vervangen of door een of meer geactiveerde instelelementgeneratoren 86 en 88 toe te voegen (fi-10 guur 2). Elk van de generatoren 86 en 88 zal karakteristiek een van de instelelementen, zoals germanium of tin leveren. B.v. kan generator 86 germanium leveren in de vorm van germaangas (GeH^).

Figuur 3 illustreert de toevoegingen aan de inrichting weergegeven in figuur 1 voor het toevoegen van andere middelen of ele-15 menten aan de gedeponeerde legering, B.v. kan een n-geleidbaarheidsdo-pingmiddel, zoals fosfor of arseen, in het begin worden toegevoegd om het weinig intrinsieke n-type legering een sterker n-type legering te maken, en daarna kan een p-dopingmiddel als aluminium, gallium of indium worden toegevoegd ter vorming van een goede p-n overgang in de le— 20 gering. Een smeltkroes 90 wordt aangegeven voor het opnemen van een do-pingmiddel, zoals arseen, dat wordt verdampt door ditte bombarderen met een electronenbundel uit bron 92, zoals de bron 20, als eerder beschreven. De snelheid waarmee het dopingmiddel in de atmosfeer van de klok 12 verdampt, en die wordt bepaald door de intensiteit van de door de 25 bron 92 geproduceerde electronenbundel, wordt ingesteld door een manuele regelaar 9^ op het regelpaneel 3^, die de stroomsterkte toegevoerd aan het filament vormende deel van deze bron kan regelen ter verkrijging van de ingestelde verdampingssnelheid. De verdampingssnelheid wordt gemeten door een dikte-bemonsteringseenheid 96 waarop het dopingmateriaal 30 wordt neergeslagen en die een signaal genereert in een kabel 98 tussen de eenheid 96 en de regeleenheid 2k, dat de snelheid aangeeft waarmee het dopingmateriaal op de eenheid 96 wordt gedeponeerd.

Nadat de gewenste dikte van de amorfe legering met de gewenste graad van n-geleidbaarheid is neergeslagen, wordt de verdamping 35 van silicium en het n-geleidbaarheidsdopingmiddel beëindigd en de smeltkroes 90 (of een andere niet weergegeven smeltkroes voorzien van een be- 8104137 15 schreven p-geleidbaarheidsdopingmiddel, waarna de werkwijze van het neerslaan van amorfe legering en het dopingmiddel voortgaat als eerder "beschreven ter vergroting van de dikte van de amorfe legering met daarin een p-geleidbaarheidsgebied.

5 Eet bandinstelelement (de elementen) kan (kunnen) te vens worden toegevoegd door een analoge methode als eerder "beschreven voor het dopingmiddel onder toepassing van een andere smeltkroes analoog aan de smeltkroes 90.

In het geval dat de amorfe legeringen twee of meer ele-10 menten omvatten die "bij kamertemperatuur vast zijn, is het meestal gewenst elk element geplaatst in een afzonderlijke smeltkroes afzonderlijk te verdampen en de depositiesnelheid daarvan op elke geschikte wijze te regelen, zoals door instelregelaars op het regelpaneel 3^, die in combinatie met de depositiesnelheids- en de dikte-bemonsteringseenheden, 15 de dikte en de samenstelling van de gedeponeerde legering regelen.

Hoewel aangenomen wordt dat geactiveerde fluor (en waterstof) de voordeligste compensatiemiddelen zijn ten gebruike in het compenseren van amorfe legeringen met inbegrip van silicium, kunnen volgens een ruimer aspect van de uitvinding andere compenserende of wij-20 zigende middelen worden toegepast. B.v. kunnen koolstof en zuurstof geschikt zijn voor het verminderen van de dichtheid van gelocaliseerde niveaus in de energieband bij toepassing in zodanig kleine hoeveelheden dat de intrinsieke eigenschappen van de legering niet worden veranderd.

Hoewel het de voorkeur heeft dat de compenserende en an-25 dere middelen in de amorfe legering worden opgenomen wanneer deze wordt neergeslagen als reeds kan aangegeven volgens een ander aspect van de uitvinding, de amorfe legeringsdepositiemethode en de methode voor het injecteren van de compenserende en andere middelen in de halfgeleider-legering tevens worden uitgevoerd in een volledig, ten opzichte van de 30 depositie van de amorfe legering, gescheiden omgeving. Dit heeft in bepaalde toepassingen voordelen aangezien de omstandigheden voor het injecteren van dergelijke middelen dan volledig onafhankelijk zijn van ds omstandigheden voor de legeringsdepositie. Als eerder toegelicht wordt in sommige gevallen, wanneer de dampdepositiemethode een poreuze legering 35 oplevert, de porositeit van de legering gemakkelijker verminderd door omgevingsomstandigheden die totaal verschillend zijn van die aanwezig in 8104137 * »*- 16 * de dampdepositiemethode. Voor dit doel wordt verwezen naar figuren k en 5 die illustreren dat de amorfe depositiemethode of methode voor het diffuser en van het compenserende of wijzigende middel als afzonderlijke trappen worden uitgevoerd in volledig verschillende omgevingen, waarbij 5 figuur 5 de inrichting voor het uitvoeren van de postcompensatiediffu-siemethode illustreert.

Zoals aldaar aangegeven is voorzien in een lagedruk-houderlichaam 100 met een lagedrukkamer 102 die een opening 1Oh aan de top daarvan heeft. Deze opening 10h wordt gesloten door een deksel 106 10 met schroefdraad 108, die geschroefd wordt rond een overeenkomstig met schroefdraad voorzien deel op het uitwendige van het houderlichaam 100. Een afdichtende 0-ring 110 is opgenomen tussen het deksel 106 en het bovenvlak van het houderlichaam. Een monster-vastklemmende electrode 112 is op een isolerende bodemwand 1lh van de kamer 100 gemonteerd. Een sub-15 straat 1 ié waarop reeds een amorfe halfgeleiderlegering 118 is gedeponeerd wordt op de electrode 112 geplaatst. Het bovenvlak van het substraat 116 bevat de te wijzigen of de te compenseren amorfe legering 118, op de wijze als zu zal worden beschreven.

Op afstand boven het substraat 116 bevindt zich een 20 electrode 120. De electroden 112 en 120 zijn door kabels 122 en 12h aan een gelijkspannings- of wisselspanningsbron 126 verbonden, die tussen de electroden 112 en 120 voor het opwekken van een geactiveerd plasma van het compenserende of wijzigende gas of de gassen,, .zoals fluor, waterstof en dergelijke, die in de kamer 102 worden gevoerd. Eenvoudigheidshalve 25 illustreert figuur 6 alleen de toevoer van moleculaire waterstof in kamer 102 via een inlaatleiding 128 die passeert door deksel 106 en afkomstig is van een toevoertank 130 van moleculaire waterstof. Andere compenserende of wijzigende gassen (zoals fluor en dergelijke) kunnen tevens analoog in kamer 102 worden ingevoerd. De leiding 128 wordt weergegeven 30 gekoppeld, aan een klep 132 bij de tank 130. Een stroomsnelheidsindicatie-meter 13h wordt weergegeven, die verbonden is met de inlaatleiding 128 voorbij de klep 132.

Geschikte organen worden voorzien voor het verhitten van het inwendige van de kamer 102 zodat de substraattemperatuur bij 35 voorkeur wordt opgevoerd tot een temperatuur beneden, maar nabij de kristallisatietemperatuur van de film 118. B.v. worden wikkelingen van 8104137 17 een verhittingsdraad 136 in de bodemwand 11U van de kamer 102 aangegeven, aan welke wikkelingen een kabel is verbonden (niet weergegeven) die door de wanden van bet houderlicbaam 100 passeert naar een stroombron voor bet verhitten daarvan.

5 De hoge temperatuur tezamen met een plasma van gas dat een of meer compenserende componenten bevat ontwikkeld tussen de electro-den 112 en 120 brengt een reductie van de gelocaliseerde toestanden in de bandafstand van de legering tot stand. De compensering of wijziging . van de amorfe legering 118 kan worden versterkt door bestraling van de 10 amorfe legering 118 met stralingsenergie uit een ultraviolette lichtbron 138, die buiten bet houderlichaam 100 wordt aangegeven en die ultraviolet licht tussen de electroden 112 en 120 richt via een kwartsven-ster 140, dat is gemonteerd in de zijwand van het houderlichaam 100.

De lage druk of het vacuum in de kamer 120 kan worden 15 ontwikkeld door een vacuumpomp (niet weergegeven), zoals pomp 56 in figuur 1. De druk van de kamer 102 kan van de orde van 0,3-2 Torr zijn met een substraattemperatunr van de orde van 200 - U50°C. Het geactiveerde fluor (en waterstof) alsmede de andere compenserende of wijzigende elementen kunnen tevens worden gevormd uit verbindingen die de ele-20 menten bevatten in plaats van uit een moleculaire gasbron, zoals eerder vermeld.

Verschillende toepassingen van de verbeterde amorfe legeringen die volgens de bijzondere werkwijze van de uitvinding worden geproduceerd, worden in de figuren 6-11 geïllustreerd. Figuur 6 toont 25 een Schottky-barrière-zonnecel 1h2 in een deeldoorsnede. De zonnecel 1b2 omvat een substraat of electrode 14U van een materiaal met goede elec-trische geleidbaarheidseigenschappen, en de capaciteit een ohms contact te maken met een amorfe legering 1½ die is gecompenseerd of gewijzigd, waarbij een lage dichtheid van gelocaliseerde toestanden in de energie-30 bandaf stand wordt geleverd en met een bandaf stand die wordt geoptimaliseerd door de werkwijze van de uitvinding. Het substraat 1½ kan een lage werkfunctlemetaal omvatten, zoals aluminium, tantaal, roestvrij staal of een ander materiaal, dat verenigbaar is met de amorfe legering lh6 die daarop is gedeponeerd, welke bij voorkeur silicium omvat, gecom-35 penseerd of gewijzigd op de wijze van de eerder beschreven legeringen, zodat deze een lage dichtheid voor gelocaliseerde toestanden in de ener- 8104137 16 i ^ 18 giet)and heeft van bij voorkeur niet meer dan 10 per cm per eV. Het heeft de meeste voorkeur dat de legering een gebied 1U8 grenzend aan de electrode ihh, welk gebied een n+ geleidbaarheid, sterk gedoopt, lage weerstandsgrensvlak tussen de electrode en een niet-gedoopt betrekke-5 lijk hoog donker-weerstandgebied 150 vormt, dat een intrinsiek, maar laag n-geleidbaarheidsgebied heeft.

Het bovenoppervlak van de amorfe legering Tk6 als aangegeven in figuur 6, grenst aan een metallisch gebied 152, waarbij een grensvlak tussen dit metallische gebied en de amorfe legering 1½ een 10 Schottky-barriere 15^ vormt. Het metallische gebied 152 is doorzichtig of halfdoorzichtig ten opzichte van zonnestraling* heeft een goede elec-trische geleidbaarheid en heeft een hoge werkfuactie (b.v. H,5 eV of meer, b.v. geproduceerd door goud, platina, palladium enz.) ten opzichte van die van de amorfe legering 1½. Het metallische gebied 152 kan een 15 enkele laag van metaal zijn of een multi-laag. De amorfe legering lk6 kan een dikte hebben van ongeveer 0,5-1 /U en het metallische gebied 152 kan een dikte hebben van ongeveer 10 nm teneinde semi-doórlaatbaar ten opzichte van zonnestraling te zijn.

Op het oppervlak van het metallische gebied 1U2 wordt 20 een roostereiectrode 156 afgezet, gemaakt van een metaal met goede elec-trische geleidbaarheid. Het rooster kan orthogonaal gerichte lijnen van geleidend materiaal omvatten, die slechts een ondergeschikt deel van het oppervlak van het metallische gebied bezetten, waarbij de rest in contact is met zonne-energie. B.v.· kan rooster 156 slechts ongeveer 5 - 10# 25 van het gehele oppervlak van het metallische gebied 152 bezetten. De roostereiectrode 156 verzamelt uniform stroom hit het metallische gebied 152 en garandeert een goede lage serieweerstand voor de inrichting.

Een anti-reflectielaag 158 kan op de roostereiectrode 156 en de vlakken van het metallische gebied 152 tussen de roosterelec-30 trodegebieden worden aangebracht. De anti-reflectielaag 158 heeft een op de zonnestraling gericht oppervlak l60, waarop de zonnestraling invalt.

De anti-reflectielaag 158 kan b.v. een dikte van de orde van grootte van de golflengte van het maximale energiepunt van het zonnestralings-spectrum bezitten, gedeeld door viermaal de brekingsindex van de anti-35 reflectielaag 158. Indien het metallische gebied 152 platina met een dikte van 10 nm is, zal een geschikte anti-reflectielaag 158 zircoonoxyde 8104137 19 met een dikte van ongeveer 50 nm zijn en met een brekingsindex van 2,1.

Het bandinstelelement (de elementen) wordt (worden) aan het fotostroom-genererende gebied 150 toegevoegd. De Schottky-barrière 15¾ gevormd bij het grensvlak tussen de gebieden 150 en 152 maakt het 5 mogelijk dat de fotonen uit de zonnestraling stroomdragers in de legering lh6 vormen, die als stroom door de roosterelectrode 156 worden verzameld. Een oxydelaag (niet weergegeven) kan tussen de lagen 150 en 152 worden toegevoegd om een MIS (metalen isolator halfgeleider) zonnecel te produceren.

10 Haast de Schottky-barrière of MIS zonnecel, weergegeven in figuur 6, zijn er zonnecelconstructies, waarbij gebruik wordt gemaakt van p-n overgangen in het lichaam van de amorfe legering, die een deel daarvan vormt, in overeenstemming met de achtereenvolgende depositie, compensatie of wijzigings- en doteringstrappen als eerder beschre-15 ven. Deze andere vormen van zonnecellen worden algemeen geïllustreerd in figuur 7 alsmede in figuren 10 en 11.

Deze constructies 162 omvatten in het algemeen een doorzichtige electrode 16¾ waardoor de zonnestralingsenergie in het lichaam van de betrokken zonnecel doordringt. Tussen deze transparante 20 electrode en een tegenovergestelde electrode 166 bevindt zich een gedeponeerde amorfe legering 168, bij voorkeur met silicium, aanvankelijk op de wijze als eerder beschreven gecompenseerd. In deze amorfe legering 168 bevinden zich ten minste twee aangrenzende gebieden 170 en 172, waar de amorfe legering resp. tegenovergesteld gedoopte gebieden bezit, waar-25 bij gebied 170 wordt aangegeven als een n-geleidbaarheidsgehied en gebied 172 als een p-geleidbaarheidsgebied. Het dopen van de gebieden 170 en 172 is alleen voldoende om de Fermi-niveaus naar de betrokken valentie-en geleidingsbanden te verschuiven, zodanig dat de geleidbaarheid zonder belichting op een lage waarde blijft bereikt, door de band instellen-30 de en compenserende of wijzigende methode van de uitvinding. De legering 168 heeft hoge geleidbaarheids-, sterk gedoopte ohmse contactgrensvlak-gebieden 17¾ en 176 van hetzelfde geleidbaarheidstype als het aangrenzende gebied van de legering 168. De legeringsgebieden 17¾ en 176 maken contact met resp. electroden 16¾ en 166. De instelelementen worden ten min-35 ste toegevoegd aan gebieden 170 en/of 172.

In figuur 8 wordt een andere toepassing van een amorfe 8104137 & v 20 legering toegepast in een fotodeteetorinri dating 178, geïllustreerd waarvan de weerstand afhankelijk is van de hoeveelheid daarop invallend licht. Een amorfe legering 180 daarvan met een ingestelde, gecompenseerde of gewijzigde bandafstand volgens de uitvinding, heeft geen p-n-5 overgangen zoals in de uitvoeringsvorm aangegeven in figuur 7, en is geplaatst tussen een transparante electrode 182 en een substraatelectrode 18¾. Het is in een fotodetectorinrichting gewenst een minimale geleidbaarheid zonder belichting te bezitten en aldus heeft de amorfe legering 180‘een niet-gedoopt, maar gecompenseerd of gewijzigd gebied 186 en 10 zwaar gedoopte gebieden 188 en 190 van hetzelfde geleidbaarheidstype, die een lage weerstand ohms contact met de electroden 182 en 18¾ hebben, die een substraat voor de legering 180 kunnen vormen. De instelele-menten worden ten'minste aan het gebied 186 toegevoegd.

In figuur 9 wordt een electrostatische beeldvormende 15 inrichting 192 (zoals een xerografieche trommel) geïllustreerd. De inrichting 192 heeft een lage geleidbaarheid zonder belichting, een selectieve golflengtedrempel, een niet-gedoopte of gering p-gedoopte amorfe legering 19¾, gedeponeerd op een geschikt substraat 196, zoals een trommel. De instelelementen worden aan de legering 19¾ toegevoegd.

20 Zoals hierin toegepast betekenen de termen compense rende middelen of materialen en wijzigende middelen, .elementen of materialen, materialen'die in de amorfe legering worden opgenomen voor het wijzigen of veranderen van de structuur ervan, zoals geactiveerde fluor (en waterstof) opgenomen in de amorfe legering, die silicium bevat, 25' ter vorming van een amorfe silicium/fluor/waterstofsamenstellingslege-ring, met een gewenste bandaf stand en lage dichtheid van gelocaliseerde toestanden of niveaus in de energieband. Het geactiveerde fluor (en waterstof) wordt gebonden aan het silicium in de legering en vermindert daarin de dichtheid van de gelocaliseerde toestanden, waarbij wegens de 30 kleine afmeting van de fluor- en waterstofatomen deze beide gemakkelijk in de amorfe legering worden ingevoerd zonder enige dislocatie van de siliciumatomen van betekenis en de verhoudingen daarvan in de amorfe legering te veroorzaken. Dit is in het bijzonder van kracht vanwege de extreme electronegativiteit, specificiteit, kleine afmeting en reactivi-35 teit van fluor, welke eigenschappen allen de locale volgorde van de legeringen helpen beïnvloeden en organiseren. Bij het creëren van deze 8104137 21 nieuwe legering zijn de sterk inductieve kr adat en van fluor en het vermogen daarvan als een organisator op de rangorde op korte afstand in te verken van belang. Het vermogen van de fluor zich te hinden met zowel silicium als waterstof leidt tot de vorming van nieuwe en superieure 5 legeringen met minimale geloealiseerde defecttoestanden in de energie-band. Vandaar dat fluor en waterstof zonder aanmerkelijke formatie van andere geloealiseerde niveaus in de energieband worden ingevoerd ter vorming van de nieuwe legeringen.

In figuur 10 wordt'een p-i-n-zonnecel 198 geïllustreerd 10 met een substraat 200, die van glas of een buigbaar vlies kan zijn gevormd uit roestvrij staal of aluminium- Het substraat 200 heeft een gewenste breedte en lengte en is bij voorkeur ten minste 75 /U dik. Het substraat heeft een isolerende laag 202 die daarop is gedeponeerd via de gebruikelijke methode, zoals chemische depositie, opdamping of anodise-15 ring in het geval van een aluminiumsubstraat. De laag 202 die b.v. ongeveer 5 yU dik is, kan worden gemaakt van een metaaloxyde. Voor een aluminiumsub straat geeft men de voorkeur aan aluminiumoxyde (Al^O^) en voor een roestvrij stalen substraat siliciumdioxyde (SiOg) of een ander geschikt glas.

20 Een electrode 204 wordt in een of meer lagen op de laag 202 ter vorming van een basiselectrode voor de cel 198 gedeponeerd. De electrode 204-laag of lagen wordt of worden opgedampt, hetgeen een betrekkelijk snelle depositiemethode is. De electrodelagen zijn bij voorkeur reflecterende metalen electroden van molybdeen, aluminium, chroom 25 of roestvrij staal voor een zonnecel of een fotogalvanische inrichting.

De reflecterende electrode heeft voorkeur aangezien in een zonnecel niet-geabsorbeerd licht, dat door de halfgeleiderlegering passeert door de electrodelaag 204 wordt gereflecteerd waar het opnieuw passeert door de halfgeleiderlegering, die daarna nog meer van de lichtenergie absorbeert 30 om het rendement van de inrichting te vergroten.

Het substraat 200 wordt daarna in de depositieomgeving gebracht. De specifieke voorbeelden weergegeven in figuur 10 en 11, geven een illustratie van enige p-i-n-overgangsinrichtingen die onder toepassing van de verbeterde werkwijze en materialen van. de uitvinding kunnen 35 worden vervaardigd. Elk van de in de figuren 10 en 11 geïllustreerde inrichtingen heeft een legeringslichaam met een totale dikte tussen onge- 8104137 22 veer 300 en 3000 nm. Door deze dikte wordt verzekerd dat er geen punt-gaatjes of andere fysische gebieden in de structuur aanwezig zijn en dat er een maximaal lichtabsorptierendement is. Een dikker materiaal kan meer licht absorberen maar bij een bepaalde dikte zal niet meer 5 stroom worden opgewekt aangezien door de grotere dikte een grotere re combinatie van de door het licht gevormde electronen-gatenparen mogelijk is. (Het is duidelijk dat de dikten van de verschillende lagen van figuren 6-11 niet op schaal zijn getekend).

Voor de n-i-p-inrichting 198 geldt dat deze inrichting 10 is gevormd door eerst een sterk gedoopte n legeringslaag 206 op de electrode 20¾ te deponeren. Wanneer eenmaal de n+ laag 206 is gedeponeerd, wordt daarop een intrinsieke (i) legeringslaag 208 gedeponeerd. De intrinsieke laag 208 wordt gevolgd door een sterk gedoopte geleidende p+ legeringslaag 210 gedeponeerd als de uiteindelijke halfgeleiderlaag.

15 De legeringslagen 206, 208 en 210 vormen de actieve lagen van de n-i-p-inrichting 198.

Hoewel elk van de inrichtingen als geïllustreerd in figuren 10 en 11 andere gebruiksmogelijkheden kan hebben, zullen zij nu als fotogalvanische inrichtingen worden beschreven. Gebruikt als een fo-. · + 20 togalvanische inrichting is de gekozen buiten, p laag 210 een laag met een lage lichtabsorptie, en een hoge geleidbaarheid. De intrinsieke legeringslaag 208 heeft een ingestelde golflengteresponsiefunctie voor een zonnecelfotoresponsie, een hoge lichtabsorptie, een lagere donkergeleid- ...... baarheid en een hoge fotogeleidbaarheid met inbegrip van voldoende en 25 verschillende hoeveelheden van de instellende elementen om de bandaf-stand te optimaliseren. De bodemlegeringslaag 20¾ is een laag met een lage lichtabsorptie en een hoge geleidbaarheid n . De totale inrichtings-dikte tussen het binnenoppervlak van de electrodelaag 206 en het top-oppervlak van de p+ laag 210 is, als eerder vermeld, van de orde van ten 30 minste ongeveer 300 nm. De dikte van de n+ gedoopte laag 206 ligt bij voorkeur in het gebied van ongeveer 5 - 50 nm. De dikte van het amorfe instellende element dat de intrinsieke legering 208 bevat, ligt bij voorkeur tussen ongeveer 300 en 3000 nm. De dikte van de top p+-contact- laag 210 is tevens bij voorkeur tussen ongeveer 5 en 50 nm. Wegens de + 35 kortere diffusielengte van de gaten zal de p laag m het algemeen zo dun mogelijk zijn, van de orde van 5-15 nm. De buitenlaag (hier p+ laag 210) 8104137 23 * «J» zal ongeacht of deze n of p is, zo dun mogelijk worden gehouden ter vermijding van absorptie van licht in de contactlaag en zal in het algemeen niet de bandafstand instellende elementen bevatten.

Een tweede type p-i-n-junctie-inrichting 212 wordt ge-5 illustreerd in figuur 11. In deze inrichting wordt een eerste p+ laag 21¾ gedeponeerd op de electrodelaag 20¾ gevolgd door een intrinsieke amorfe legeringslaag 216, die de bandafstand instellende elementen in gewenste hoeveelheden bevat, een n-amorfe legeringslaag 218 en een buiten-ste n amorfe legeringslaag 220. Hoewel verder de intrinsieke legerings-10 laag 208 of 216 (in figuren 11 en 12) een amorfe legering is, zijn de andere lagen niet zodanig beperkt en kunnen polykristallijn zijn, zoals laag 21¾. (Het omgekeerde van de structuur van figuren 10 en 11, niet geïllustreerd, kan tevens worden benut).

Na de depositie in de gewenste volgorde van de verschil-15 lende halfgeleiderlegeringslagen voor de inrichtingen 198 en 212, wordt een verdere depositietrap uitgevoerd, bij voorkeur in een afzonderlijke depositieomgeving. Het is gewenst dat een dampdepositieomgeving wordt toegepast aangezien dit een snelle methode is. In deze trap wordt een TCO-laag 222 (transparant geleidend oxyde) toegevoegd, die b.v. indium-20 tinoxyde (ITO), cadmiumstannaat (CdgSnO^), of gedoteerd tinoxyde (SnOg) is. De TCO-laag zal worden toegevoegd na de post compensatie van fluor (en waterstof) indien de films niet met een of meer van de gewenste compenserende of wijzigende elementen daarin waren gedeponeerd. Tevens kunnen de andere compensatie of wijzigende elementen, als boven beschre-25 ven, door postcompensatie worden toegevoegd.

Een electroderooster 22¾ kan desgewenst aan beide inrichtingen 198 of 212 worden toegevoegd. Voor een inrichting met een voldoende klein oppervlak is de TCO-laag 222 in het algemeen voldoende geleidend, zodat het rooster 22¾ niet noodzakelijk is voor een goed rende-30 ment van de inrichting. Indien de inrichting een voldoende groot oppervlak heeft of indien de geleidbaarheid van de TCO-laag 222 onvoldoende is, kan het rooster 22¾ op de laag 222 worden geplaatst voor het verkorrel van de dragerweg en het verhogen van het geleidingsrendement van de inrichtingen.

35 In figuur 12 wordt een uitvoeringsvorm van een plasma geactiveerde dampdepositiekamer 226 geïllustreerd waarin de halfgeleider 8104137 t -v 2k en de band instellende elementen van de uitvinding kunnen worden gedeponeerd. Een regeleenheid 228 wordt benut voor het sturen van de deposi-tieparameters, zoals druk, stroomsnelheden, enz., op een wijze analoog aan die als eerder beschreven met betrekking tot de eenheid 2k (figuur “3 5 1). De druk wordt gehandhaafd op ongeveer 10 Torr of minder.

Een of meer reactiegasleidingen, zoals 230 en 232, kunnen worden toegepast voor het toevoeren.van gassen, zoals silicium-tetrafluoride (SiF^) en .waterstof (Hg) in een plasmagebied 23b. Het plasmagebied 23^ wordt tot stand gebracht tussen een wikkeling 236 ge-10 voed door een gelijkspanningsbron (niet geïllustreerd) en een plaat 238.

Het plasma activeert het toevoergas of de gassen die geactiveerde fluor (en waterstof) leveren die moet (moeten) worden gedeponeerd op een substraat 2kG. Het substraat 2b0 kan tot de gewenste depositietemperatuur worden verhit door verhittingsmiddelen als eerder beschreven.

15 De bandinstelelementen en silicium kunnen uit twee of meer verdampingsboten, zoals 2^+2 en 2l+k worden toegevoegd. De boot 2b2 kan b.v. germanium bevatten en de boot 2bb silicium. De elementen in boten 2k2 en 2kk kunnen worden verdampt door eleetronenbundels of andere verhittingsorganen en worden door het plasma geactiveerd.

20 Een sluiter 2b6 kan worden benut om de hoeveelheden van de bandinstelelementen die gedeponeerd worden in het fotogenereren-de gebied van de film in lagen aan te brengen. De sluiter kan door rotatie afzonderlijke band instellende elementen uit twee of meer boten in ' lagen aanbrengen, of kan toegepast om de depositie van de band instellen-25 de elementen uit de boot {2b2) of anderen te regelen om lagen in de film aan te brengen of om de hoeveelheid van de band instellende elementen te variëren. Aldus kunnen de bandinstelelementen afzonderlijk in getrapte of in continu variërende hoeveelheden worden toegevoegd.

Figuur 13 illustreert het beschikbare zonnelichtspec-30 trum. Luchtmassa 0 (AMO) is het zonlicht dat beschikbaar.-is -zonder atmosfeer en met de zon recht boven het hoofd. AM1 komt met dezelfde situatie overeen na filtrering. door de atmosfeer van de aarde. Kristallijn silicium heeft een indirecte bandafstand van ongeveer 1,1 - 1,2 eV, die overeenkomt met de golflengte van ongeveer 1,0 micrometer. Dit staat 35 gelijk aan het verliezen, d.w.z. het niet genereren van geschikte fotonen, van vrijwel alle golflengten van het licht boven 1,0 micrometer.

4 ? ....

8104137 25 c

Zoals hierin toegepast is de bandafstand of E optisch gedefinieerd als de geëxtrapoleerde snijlijn van een grafiek van (a ω ) waarin α de absorptiecoëfficiënt is en (of e) de fotonenergie. Voor licht met een golflengte boven de drempelwaarde gedefinieerd door de bandafstand, zijn 5 de fotonenergieën niet voldoende om een fotodragerpaar te genereren, zodat zij geen stroom bijdragen aan een specifieke inrichting.

Berekeningen voor het maximale theoretische omzettings-rendement als functie van de breedte van de bandafstand werden uitgevoerd door J.J. Loferski, als vermeld in Journal of Applied Physics, vol. 10 27, blz. 777, juli 1956. Voor enkele bandafstandmaterialen is, afhankelijk van de gemaakte voorwaarden, de optimale bandafstand van de orde van 1,4 tot 1,5 eY voor zonneceltoepassingen. Voor het verkrijgen van de gewenste fotogalvanische bandafstand van 1,5 eV in de amorfe inrichtingen worden de band instellende elementen van de uitvinding, zoals 15 germanium, aan de fotogenererende gebieden toegevoegd, als eerder beschreven.

Een andere fotogevoelige toepassing betreft lasergolflengten, zoals voor infraroodgevoeligheid. Potogevoelig materiaal dat wordt toegepast in een hoge-snelheid-electrofotografische computeruit-20 gang, waarin gebruik wordt gemaakt van een laser, zoals een heliumneon-laser, dient een golf lengt edrempel van ongeveer 0,6 micrometer te bezitten. Voor toepassing voor vezeloptiek, zoals GaAs lasers, dient de fotogevoelige materiaaldrempel ongeveer 1 micrometer of lager te zijn. De toevoeging van de bandafstand instellende elementen van de uitvinding 25 maakt het mogelijk legeringen met de optimale bandafstand voor de gewenste toepassing pasklaar te maken.

Elk van de halfgeleiderlegeringslagen van de inrichting kan door gloei-ontlading zijn afgezet op het basiselectrodesubstraat door middel van een gebruikelijke gloei-ontladingskamer als beschreven 30 in het Amerikaanse octrooischrift 4.226.898. Ce legeringslagen kunnen tevens in een continue werkwijze worden afgezet. In deze gevallen wordt het gloei-ontladingssysteem in het begin geëvacueerd tot bij benadering 1 mtorr voor het uit het depositiesysteem uitspoelen of verwijderen van atmosferische onzuiverheden. Het legeringsmateriaal is bij voorkeur te-35 trafiuorïde (Si F-, ), waterstof (H,J en germaan (GeHj,). Het gloeiontla-dingsplasma wordt bij voorkeur verkregen uit het gasmengsel. Het deposi- 8104137 f *· 26 tiesysteem volgens Amerikaans octrooischrift ^.226.898 wordt tij voorkeur bediend bij een druk van ongeveer 0,3 - 1,5 Tarr, bij voorkeur tlassen 0,6 - 1,0, zoals ongeveer 0,6 Torr.

Het halfgeleiderraateriaal wordt af gezet uit een zich-5 zelf handhavend plasma op het substraat dat voor elke legeringslaag tot de gewenste depositietemperatuur wordt verhit, bij voorkeur door infra-roodmiddelen. De gedoopte lagen van de inrichtingen worden bij verschillende temperaturen in het gebied van 200 tot 1000°C gedeponeerd, afhankelijk van de vorm van het toegepaste materiaal. De bovengrens van 10 de substraattemperatuur wordt ten dele bepaald door het type toegepast metaalsubstraat. Voor aluminium dient de boventemperatuur niet groter te zijn dan ongeveer 600°C en voor roestvrij staal niet groter dan 1000°C. Ter vorming van een aanvankelijk waterstof gecompenseerde amorfe legering, zoals ter vorming van de intrinsieke laag in n-i-p of p-i-n 15 inrichtingen, dient de substraattemperatuur kleiner te zijn dan ongeveer U00°C en is bij voorkeur ongeveer 300°C.

De dopingconcentraties worden gevarieerd ter vorming van de gewenste p, p+, n of n+ typen geleidbaarheid bij het dopen van de legeringslagen voor elke inrichting. Voor n of p gedoopte lagen 20 wordt het materiaal bij deponering gedoteerd met 5 - 100 dpm van een do- 4» pmgmateriaal. Voor n pf p gedoopte lagen wordt het materiaal bij de deponering gedoteerd met 100 dpm tot meer dan dopingmateriaal. Het n-dopingmateriaal kan een gebruikelijk dopingmat eriaal zijn in een hoe- f* .

veelheid van 100 tot meer dan 5000 dpm voor het p materiaal.

25 De gloeiontladingsdepositiemethode kan een AC-signaal gegenereerd plasma, waarin de materialen worden ingevoerd, omvatten. Het plasma wordt bij voorkeur in stand gehouden tussen een kathode en een sub straat anode met een AC-signaal van ongeveer 1 kHz tot 13,6 MHz.

Hoewel de bandinstelmethode en elementen van de uitvin-30 ding kunnen worden toegepast in inrichtingen met verschillende amorfe legeringslagen heeft het de voorkeur dat zij worden toegepast met de met fluor en waterstof gecompenseerde door gloeiontlading gedeponeerde legeringen. In dat geval wordt een mengsel van. siliciumtetrafluoride en waterstof als een amorf gecompenseerd legeringsmateriaal gedeponeerd bij 35 of onder ongeveer ^Ö0°C, voor de n-type-laag. De intrinsieke amorfe le- “f" geringslaag met gegradeerde bandafstand en de p laag kunnen op de elec- 8104137 « 27 5 ” -» trodelaag worden gedeponeerd "bij een hogere substraattemperatuur boven ongeveer 450°C, waardoor een materiaal wordt geleverd dat fluor gecompenseerd is.

Een mengsel van de gassen Geïï^ + Ar + SiF^ + met "5 een relatief percentage Geïï^ tot SiF^ in een variërend traject van 0,001 tot \% levert bijvoorbeeld fotogevoelige legeringen met de gegradeerde bandafstanden zonder dat de gewenste electronische eigenschappen worden verloren. Het mengsel heeft een verhouding van SiF^ tot van h tot 1 tot 10 tot 1. De hoeveelheid van het graderende of instellende ele-10 ment (elementen), hier germanium, in de verkregen legering is veel groter dan de gaspercentages en kan significant boven 20,¾ liggen afhankelijk van de toepassing. Argon is bruikbaar als een verdunningsmiddel maar is niet essentieel voor de werkwijze van de uitvinding.

Hoewel verder het (de) bandafstand instellende element 15 (en) wordt (worden) toegevoegd aan tenminste het fotogevoelige gebied van de inrichtingen, kan (kunnen) het (de) element(en) tevens bruikbaar zijn voor andere legeringslagen van de inrichtingen. Als eerder vermeld kunnen de legeringslagen anders dan de intrinsieke legeringslaag verschillen van de amorfe lagen, zoals polykristallijne lagen (onder de 20 term "amorf" wordt een legering of materiaal bedoeld, dat een lange af-standswanorde heeft, hoewel het korte of tussenrangordes of zelfs soms enige kristailijne insluitsels kan bevatten).

8104137

Claims (26)

1. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het instelelement germanium is.
2. 3- Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de legering door gloeiontlading is neergeslagen uit ten minste een mengsel van SiF^, H^ en GeH^. 15 k. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het mengsel tot ten hoogste GeH^ bevat.
3. 5. Werkwijze volgens conclusie U, met het kenmerk, dat het mengsel van SiF^ en Hg een verhouding van ^ - 1 tot 10-1 heeft.
4. 6. Werkwijze volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat 20 genoemde legering met daarin een actief fotogevoelig gebied wordt gedeponeerd en het instelelement in ten minste genoemd gebied wordt ingevoerd. J. Werkwijze volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat in genoemd materiaal een tweede, de dichtheid van toestanden verlagend element wordt ingevoerd, welk tweede element waterstof is. 25 8» Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat beide de dichtheid van toestanden verlagende elementen vrijwel gelijktijdig met het de bandafstand instellend element in de neergeslagen legering worden opgenomen.
5. 9. Werkwijze volgens conclusies 1-8, met het kenmerk, 30 dat het verlagende element in genoemde legering na depositie daarvan wordt opgenomen.
6. 10. Werkwijze volgens conclusies 1-9, met het kenmerk, dat .... het instelelement in nagenoeg discrete lagen in de legering wordt ingevoerd. 8104137 f 29
7. 11. Werkvijze -volgens conclusies 1-9» met het kenmerk, dat het instelelement in variërende hoeveelheden in genoemde legering vordt ingevoerd.
8. 12. Werkwijze volgens conclusies 1-11, met het kenmerk, 5 dat het instelelement voor de invoering in genoemde legering vordt ver- dampt.
9. 13· Werkwijze volgens conclusies 1 - 12, met het kenmerk, dat genoemd instelelement hij inbrengen in de legering door plasma wordt geactiveerd. 10 ik. Werkwijze volgens conclusie 13» met het kenmerk, dat de activering van het instelelement door plasma geactiveerde dampdepositie plaatsvindt.
10. 15. Amorfe legering, gekenmerkt doordat de legering is ge maakt volgens ëën van de werkwijzen van conclusies 1 - ik. 15 l6. Fotogevoelige, amorfe legering welke legering silicium omvat en waarin ten minste een de dichtheid van de toestanden verlagend element is opgenomen, welk element fluor is, met het kenmerk, dat in genoemde legering (1U6, 168, l80, 19^, 206, 208, 210, 21^, 216, 218, 220. een handafstand-instellend element is opgenomen zonder dat de toe-20 standen in de afstand wezenlijk zijn vergroot, welke legering een band-afstand heeft die ingesteld is op een specifieke fotogevoelige golf-lengtefunctie.
11. 17· Legering volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat het instelelement germanium is.
12. 18. Legering volgens conclusie 16 of 17» met het kenmerk, dat de legering een actief fotogevoelig gebied (150» 170, 172, 180, 186, 19^» 208, 216) heeft en het instelelement in ten minste genoemd gebied is opgenomen.
13. 19. Legering volgens conclusies 1 6 - 18, met het kenmerk, 30 dat daarin een tweede, de dichtheid van toestanden-verlagend element is opgenomen, welk element waterstof is.
14. 20. Legering volgens conclusies 16 - 19» met het kenmerk, dat de legering is afgezet door een gloeicntladingsdepositie.
15. 21. Legering volgens conclusies 16 - 20, met het kenmerk, 35 dat het instelelement in nagenoeg discrete lagen is gedeponeerd.
16. 22. Legering volgens conclusies 16 - 21, met het kenmerk, 8104137 dat het instelelement in variërende hoeveelheden is opgenomen.
17. 23. Fotogevoelige inrichting, welke op elkaar gestapelde lagen van verschillende materialen omvat, met een amorf halfgeleider-legeringslichaam met daarin een actief fotogevoelig getied met een band-5 afstand, waarop straling kan invallen onder vorming van ladingsdragers, welke amorfe legering ten minste een de dichtheid van toestanden verminderend element omvat, welk element fluor is, met het kenmerk, dat in de legering (1U6, 168,> 180, 19U, 206, 208, 210, 2ïk, 216, 218, 220) een de handafstand-instellend element is opgenomen in ten minste genoemd 10 fotogevoelig gebied (150, 170, 172, 180, 186, 19^·» 208, 216) ter vergroting van de stralingsabsorptie daarvan zonder dat de toestanden in de afstand wezenlijk worden vergroot, welke bandafstand van genoemde legering is ingesteld op een specifieke fotogevoelige golflengtefunctie. 2i+. Inrichting volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat 15 de bandafstand van het fotogevoelige gebied minder is dan 1,6 eV.
18. 25. Inrichting volgens conclusie 23 of 2b, met het kenmerk, dat het instelelement germanium is.
19. 26. Inrichting volgens conclusies 23 - 25, met het kenmerk, dat daarin een tweede de dichtheid van toestanden verminderend element 20 is opgenomen, welk element waterstof is.
20. 27. Inrichting volgens conclusies 23 - 26, met het kenmerk, dat het legeringslichaam (1U6, 168, 180, 19^-j 206, 208, 210, 2li+, 216, 218, 220) is afgezet door gloeiontladingsdepositie.
21. 28. Inrichting volgens conclusies 23 - 27, met het kenmerk, 25 dat het legeringslichaam het instelelement in nagenoeg discrete lagen omvat.
22. 29. Inrichting volgens conclusies 23 - 28, met het kenmerk, dat het legeringslichaam het instelelement in variërende hoeveelheden omvat.
23. 30. Inrichting volgens conclusies 23 - 25, met het kenmerk, dat het legeringslichaam een deel vormt van een Schottky-barrière-zonne-cel (1^2). -31· Inrichting volgens conclusies 29 - 31, met het kenmerk, dat het legeringslichaam een deel vormt van een MIS-zonnecel ( 11+2).
24. 32. Inrichting volgens conclusies 23 - 25, met het kenmerk, dat het legeringslichaam een deel vormt van een p-n-overgangsinriehting 8104137 (16k, 168, 166).
25. 33. Inrichting volgens conclusies 23 - 29, met het kenmerk, dat het legeringslichaam een deel vormt van een p-i-n-inrichting (198, 212). 5 3¾. Inrichting volgens conclusies 23 - 29» met het kenmerk, dat het legeringslichaam een deel vormt van een fotodetector (1T8).
26. 35· Inrichting volgens conclusies 23 - 29» met het kenmerk, dat het legeringslichaam een deel vormt van een electrostatisch beeldvormende inrichting (192). 8104137