DE2016211C3

DE2016211C3 - Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE2016211C3
Application number: DE2016211A
Authority: DE
Inventors: Ties Siebolt Te Eindhoven Velde (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1969-04-16
Filing date: 1970-04-04
Publication date: 1979-06-13
Also published as: US3729342A; CH506166A; JPS4826985B1; BR7018222D0; DE2016211B2; NL6905835A; FR2043297A5; BE748953A; DE2016211A1; ES378556A1; GB1301585A

Description

eines Nebels einer Zinnchlorid- bzw. Indiumchloridlösung oder durch Bedampfung auf bekannte Weise angebracht werden können. Die elektrische Leitung wird dabei durch Zusätze, wie Antimon oder Bor, oder infolge beim Anbringen herbeigeführter Abweichungen der stöchiometrischen Zusammensetzung erhalten. Ferner sind in vielen Fällen dünne lichtdurchlässige Metallschichten, z. B. Goldschichten, anwendbar.

Im allgemeinen wird bei der Herstellung die erste für Strahlung durcHassige Schicht auf einem Träger angebracht Wenn dieser Träger für die erwähnte Strahlung nicht oder nur in geringem Maße durchlässig ist. muß es am Ende der Bearbeitung entfernt werden. Nach einer besonderen Ausführungsform wird die erste Schicht aber auf einem Träger angebracht, der für die erwähnte Strahlung durchlässig ist und also nicht von der Folie entfernt zu werden braucht.

Selbstverständlich muß die Zusammensetzung der ersten lichtdurchlässigen Schicht derart gewählt werden, daß sich diese Schicht nicht auf störende Weise in dem zu verwendenden Material löst Es gibt aber eine derart reiche Wahl, daß in dieser Hinsicht keine Schwierigkeiten zu befürchten sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 schematisch im Querschnitt eine mit dem Verfahren nach der Erfindung hergestellte Halbleitervorrichtung während einer bestimmten Herstellungsstufe und

Fig.2 schematisch im Querschnitt eine durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Vorrichtung.

Auf einen Träger 1 aus Glas ist (siehe Fig. 1) eine Indiumoxydschicht 2 aufgedampft, dadurch, daß Indiumoxyd bei 100⁰C in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre bei einem Druck von 6,66 - 10—' mbar verdampft wird. Der Träger 1 wird dabei auf einer Temperatur von 300° C gehalten. Auf diese Weise wird eine für Licht durchlässige und elektrisch leitende Schicht 2 erhalten.

Darauf wird dann durch Aufdampfen im Vakuum bei 500° C eine kadmiumschicht 3 mit einer Dicke von 50 nm angebracht Diese Schicht wird mit pulverförmigem Zinkselenid 4 mit einem mittleren Korndurchmesser von 30 μπι bestreut

Nach Erhitzung während einer halben Stunde bei 450° C in Wasserstoff atmosphärischen Druckes haften (siehe Fig.2) die mit dem Metall 3 in Berührung kommenden Körner an dem Träger 1, wodurch nach Entfernung der nichtgehafteten Körner eine ein Korn dicke Schicht gebildet wird.

Dabei wird das Kadmium 3, das mit den Körnern einen ohmschen Kontakt bildet, durch die auftretenden Kapillarkräfte zwischen den Körnern vom Indiumoxyd entfernt und bilden sich in der Metallschicht 3 Unterbrechungen 5. Infolgedessen kann Übertragung von Strahlung von den Körnern 4 und auf dieselben stattfinden.

Dann wird die Kornschicht 4 mit einem Gemisch von Bestandteilen imprägniert, die ein Polyurethan 6 bilden.

Nach teilweiser Aushärtung des Polyurethans werden die Kornoberflächen durch Abätzen mit einer alkoholischen Laugelösung freigelegt und wir' .las Polyurethan

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Schließlich wird eine Kupferschicht 7 aufgedampft, die mit den Zinkselenidkörnern 4 gleichrichtende Kontakte bildet

Das erhaltene Ganze kann z. B. als elektrolumineszierendes Paneel Anwendung finden.

Es kann durch passende Wahl des Metalls 3 und des Kornmaterials 4 in Fig.2 statt eines ohmschen Konfakts ein photoempfindlicher oder strahlender gleichrichtender Kontakt zwischen dem Metall 3 und den Körnern 4 erhalten werden, wobei dann vorzugsweise zwischen dem Metall 7 und den Körnern 4 ein ohmscher Kontakt hergestellt wird. Die Kontaktschicht 7 kann dabei erforderlichenfalls fortgelassen werden, z. B. wenn im Betriebszustand auf der betreffenden Seite der Folie Ladungstransport von oder zu den Körnern auf andere Weise, wie durch ein Elektronen- oder Ionenbündel, einen Elektrolyten oder analoge Ladungstransportmittel erfolgt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit einer Folie, die strahlungsempfindliche oder elektrolumineszierende, in ein isolierendes Bindemittel aufgenommene Halbleiterkörner enthält und an mindestens einer Seite mit einer die Halbleiterkörner kontaktierenden und miteinander verbindenden Kontaktschicht versehen ist, wobei zur Bildung der Kontaktschicht auf einer ersten elektrisch leitenden Schicht eine zweite, aus Metall bestehende Schicht angebracht wird, danach auf der zweiten Schicht die Halbleiterkörner ausgebreitet werden und die zweite leitende Schicht geschmolzen wird, dann die nach dem Abkühlen nicht haftenden Körner entfernt werden und anschließend zwischen den Körnern das Bindemittel angebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erste leitende Schicht und das Bindemittel für die von den Körnern emittierte oder zu detektierende Strahlung durchlässig Mnd, und daß für die zweite Schicht ein Metal! verwendet wird, das beirr. Schmelzen die

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Körner und sich infolge der auftretenden Kapillarkräfte zwischen den Körnern und der ersten Schicht zusammenzieht und dadurch nahezu völlig von dem zwischen den Körnern liegenden Teil der ersten Schicht entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht auf einem Träger angebracht wird, der für die erwähnte Strahlung durchlässig ist
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall der zweiten Schicht einen Schmelzpunkt hat, der niednser als 1000° C ist.
4. Verfahren nach einem oaer mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte Metall einen photoempfindlichen oder elektrolumineszierenden gleichrichtenden Kontakt mit den Körnern bildet.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit einer Folie, die strahlungsempfindliche oder elektrolumineszierende, in ein isolierendes Bindemittel aufgenommene Halbleiterkörner enthält und an mindestens einer Seite mit einer die Halbleiterkörner kontaktierenden und miteinander verbindenden Kontaktschicht versehen ist, wobei zur Bildung der Kontaktschicht auf einer ersten elektrisch leitenden Schicht eine zweite, aus Metall bestehende Schicht angebracht wird, danach auf der zweiten Schicht die Halbleiterkörner ausgebreitet werden und die zweite leitende Schicht geschmolzen wird, dann die nach dem Abkühlen nicht haftenden Körner entfernt werden und anschließend zwischen den Körnern das Bindemittel angebracht wird.

Ein solches Verfahren ist bekannt aus der US-PS 38 952..

Danach hergestellte Vorrichtungen können z. B. in Strahlungsdetektoren, Photov/idefständen, Sonnenbad terien und elektrolumineszierenden Tafeln Anwendung finden. Dabei kann die erwähnte Strahlung von elektromagnetischer oder korpuskularer Art sein.

Bei der Herstellung einer derartigen Vorrichtung müssen einerseits bei der Bildung der Folie die Körner festgelegt werden, während andererseits die für Strahlung durchlässige Kontaktschicht auf einer Seite der Folie angebracht werden muß, und zwar derart, daß ein befriedigender elektrischer Kontakt mit den Körnern hergestellt wird.

Bei dem oben erwähnten Verfahren wird zu diesem Zweck eine verhältnismäßig große Anzahl mehr oder weniger verwickelter Bearbeitungen durchgeführt, wobei zunächst die Körner in das Bindemittel eingebettet werden, wonach auf mindestens einer Seite Körnerteile frei von dem Bindemittel gemacht werden und schließlich auf dieser Seite eine für Strahlung durchlässige Kontaktschicht — meistens in mehreren Bearbeitungsschritten — angebracht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine Kontaktschicht, die mit den Körnern zufriedenstellende Kontakte bildet und dennoch strahlungsdurchlässig ist, mit einer möglichst geringen Zahl von Verfahrensschritten hergestellt werden kann.

Der Erfindung liegt u. a. die Erkenntnis zugrunde, daß durch Verwendung einer Metallschicht mit einem verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkt und durch Benutzung von Kapillarkräften das Festlegen der Körner und das Anbringen einer für Strahlung durchlässigen Kontaktschicht, die mit den Körnern einen zufriedenstellenden elektrischen Kontakt bildet, in einem einzigen 3earbeitungsschritt durchgeführt werden kann.

In Anwendung dieser Erkenntnis wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die erste leitende Schicht und das Bindemittel für die von den Körnern emittierte oder zu detektierende Strahlung durchlässig sind, und daß für die zweite Schicht ein Metall verwendet wird, das beim Schmelzen die erste Schicht in geringerem Maße benetzt als die Körner und sich infolge der auftretenden Kapillarkräfte zwischen den Körnern und der ersten Schicht zusammenzieht und dadurch nahezu völlig von dem .zwischen den Körnern liegenden Teil der ersten Schicht entfv nt wird.

Die Dicke der Metallschicht muß dabei selbstverständlich derart gewählt werden, daß die Körner nicht völlig in das Metall versinken können.

Geeignete Metalle zum Festlegen und Kontaktieren der Körner sind naturgemäß nur Metalle und Legierungen, deren Schmelzpunkt den der Körner und der ersten für Strahlung durchlässigen leitenden Schicht unterschreitet. Besonders gut eignen sich Metalle mit einem Schmelzpunkt unter 1000° C, wie Zn. Cd, Ga, In, Tl, Sn. Pb, Sb. Bi und Te.

Bei einem gegebenen Kornmaterial werden von diesen Metallen diejenigen gewählt, welche die Körner gu' benetzen und somit eine gute Haftung und einen guten elektrischen Kontakt mit den Körnern bewirken können. Selbstverständlich sind Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt, die auf störende Weise mit den Materialien reagieren, mit denen sie in Berührung kommen, nicht geeignet.

Wie aus der Halbleitertechnik bekannt ist, können durch passende Wahl der Metalle und der gegebenenfalls diesen Metallen zuzusetzenden Stoffe auf den Körnern, insofern diese als Halbleiter wirksam sind, sowohl öhmsche wie auch gleichrichtende Kontakte gebildet werden.

Für die erwähnte erste für Strahlung durchlässige leitende Schicht können lichtdurchlässige leitende Oxydschichten, z, B, Zinnoxyd· und/oder Indiumoxyd' schichten, verwendet werden, die durch Aufspritzen