163304. lajstromszámú szabadalom • Elektrolumineszcens félvezető eszköz és eljárás annak előállítására
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1971. II. 1. (MA—2190) Közzététel napja: 1973. II. 28. Megjelent: 1975. II. 28. 163304 Nemzetközi osztályozás: H 05 b 33/16 Feltalálók: Lendvay Ödön vegyész, 32% Balázs János fizikus, 17% Dr. Gergely György villamosmérnök, 17% Dr. Szigeti György akadémikus, 17% Lórik Péter vegyésztechnikus, 17% Budapest Tulajdonos: Magyar Tudományos Akadémia Műszaki Fizikai Kutató Intézete Budapest Elektrolumineszcens félvezető eszköz és eljárás annak előállítására í A találmány tárgya új elektrolumineszcens félvezető eszköz és eljárás annak előállítására. Ismeretes, hogy ZnS, továbbá egyes An B VI kristályok (pl. ZnSe) illetve ezekből készített vékonyrétegek igen jó elektrolumineszcens tulajdonságokat mutatnak. A kii- 5 lönböző alkalmazások szempontjából előnyös, ha az elektrolumineszcens réteg vékony filmet képez megfelelő tulajdonságú vezető felületén. Vékony ZnS, illetve ZnSe rétegek előállításának számos módszere ismeretes, többek között vákuumban való párologtatás vagy különbö- 10 ző kémiai módszerek. Míg azonban a poralakú (mikrokristályos), vagy nagyméretű ZnS egykristályoknál jó lumineszcens hatásfok érhető el, az eddig ismeretes módszerekkel előállított vékony elektrolumineszcens ZnS rétegek hatásfoka ezeknél kisebb. Ennek oka részben a ré- 15 tegekben fellépő kristályhibák, részben a rétegek nem megfelelő aktiválása. Az elektrolumineszcens cellák további problémája olyan kontaktusok alkalmazása, melyek töltéshordozókat injektálnak a világító rétegbe. 20 Találmányunkban olyan elektrolumineszcens cellát és annak előállítási eljárását ismertetjük, amely a fenti nehézségeket kiküszöböli. A találmányunk szerinti cella lényege, hogy az elektrolumineszcens ZnS vagy ZnSe kristályos réteg jól vezető, injektáló kontaktust képező 25 egykristályos szubsztráton heteroátmenetet alkot, és az egykristályos szubsztrát kis ellenállású n-típusú Si egykristály. A világító réteg másik felülete optikailag átlátszó vezető kontaktusréteggel van bevonva. A Si—ZnS heteroátmenet készítését megnehezíti az 30 elemi Si felületén gyakorlatilag mindig jelenlevő, nehezen eltávolítható oxidréteg. Si—ZnS heteroátmeneteket eddig ultranagy vákuumban történő párologtatással állítottak elő (P. L. Jones és munkatársai: Brit. J. Appl. Phys. 1. 283. 1968.). Ez az előállítási mód 10~9 - 10 -10 torr nagyságrendű vákuumot igényel, amelynek előállítása különösen üzemi körülmények között igen költséges. Találmányunk további tárgya szerint az elektrolumineszcens cella Si—ZnS heteroátmenetet oly módon állítjuk elő, hogy a Si lapkán levő oxidréteg eltávolítását és a ZnS réteg heteroepitaxiális növesztését egy zárt rendszerben végezzük. A találmány tárgya tehát elektrolumineszcens félvezető eszköz, amelynek elektrolumineszcens An B VI rétege van, és az jellemzi, hogy az elektrolumineszcens An B VI réteggel heteroátmenetet alkotó 0,05 ohmcm-nél kisebb fajlagos ellenállású n-típusú egykristályos szilícium rétege, az An B VI réteg szabad felületén pedig optikailag átlátszó vezető kontaktusrétege van, továbbá a szilícium réteghez és a kontaktusréteghez egy-egy elektród van csatlakoztatva. A találmány szerinti elektrolumineszcens félvezető eszköz egy előnyös kiviteli alakjában az n-típusú szilícium réteg 1 000 ohmcm-nél nagyobb ellenállású p-típusú szilícium hordozókristályban van kialakítva, és a hordozókristályhoz további elektród van csatlakoztatva. A találmány szerinti elektrolumineszcens félvezető eszköz további előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy a p-típusú szilícium hordozókristályban párhuzamos 163304 1
