DE2211156A1

DE2211156A1 - Verfahren zum Andern der Leitfähigkeit eines glasartigen Korpers und damit herge stellte elektronische Vorrichtungen

Info

Publication number: DE2211156A1
Application number: DE19722211156
Authority: DE
Inventors: Seymour Fairfield Conn Merrin (V St A)
Original assignee: Innotech Corp USA
Current assignee: Innotech Corp USA
Priority date: 1971-03-09
Filing date: 1972-03-08
Publication date: 1972-09-14
Also published as: IL38881A; FR2128729A1; NL7203132A; IT952933B; DE2211156B2; CA959175A; IL38881A0; CA959178A; FR2128729B1; GB1386098A; US3921191A

Description

PATENTANWÄLTE 2211155

Dipl.-lng. EIDENEIER Dipl.-Chem. Dr. RUFF Dipl.-lng. J. BEIER

7 STUTTGART 1 Neckarstraße 50 Telefon 22 70 51

7. März 1972 JB/Fi

Anmelderin: Innotech Corporation

181 Main Street
Norwalk, Connecticut
USA

A 14 184
A 14 185

Verfahren zum Ändern der Leitfähigkeit eines glasartigen Körpers und damit hergestellte elektronische Vorrichtungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontrollierbaren Ändern der Leitfähigkeit eines Körpers aus glasartigem amorphen Material und hieraus herstellbare elektronische Vorrichtungen O

Der Begriff glasartiges amorphes Material kennzeichnet im Beschreibungszusammenhang solche Materialien, die normalerweise nur eine kurze Ordnung aufweisen. Der Begriff soll nicht nur Gläser einschließen, sondern auch diejenigen "amorphen" Materialien, die irgendeine bestimmbare Kurz-Bereich-Ordnung haben. Der Begriff soll jedoch sowohl kristalline Substanzen

209838/1116

A 14 184/85 - 2 - "^IIN

(wie ZeB. Silizium und Siliziumdioxid) als auch echte amorphe Materialien ohne bestimmbare Ordnung ausschließen.

Gläser^ die eine spezifische Gruppe aus glasartigen amorphen Materialien einschließen, sind normalerweise unterkühlte

Flüssigkeiten mit einer Viskosität von mehr als ca. 10 Poise bei Umgebungstemperatur. Sie sind normalerweise gekennzeichnet durch: l) das Bestehen einer einzigen Phase; 2) ein eher schrittweises Erweichen und darauffolgendes Schmelzen bei ansteigender Temperatur als eine scharfe Schmelzcharakteristik; 3) muscheligen Bruch; und 4) das Fehlen von Kristallspitzen bei der Röntgenstrahl-Beugung.

Man hat zwar schon lange erkannt, daß es wünschenswert ist, glasartiges amorphes Material in Halbleiter-Vorrichtungen zu verwenden, doch brachte die Entwicklung von Halbleiter-Vorrichtungen unter Verwendung solcher Materialien trotz beachtlicher Forschungsanstrengungen nur begrenzten Erfolg. Es ist beispielsweise allgemein bekannt, daß man mit Glas, verglichen mit herkömmlichen kristallinen Halbleitern, leichter arbeiten kann und daß es weniger teuer ist. Viele glasartige amorphe Materialien sind jedoch Isoliermaterialien. So hält man beispielsweise typische oxydische Glasarten (Glasarten, die vorwiegend aus Oxidbestandteilen geformt sind) in Halbleiter-Vorrichtungen nicht für zweckmäßig, da sie hohe spezifische Widerstände und große Bandlücken haben.

Es wurden bisher in der Hauptsache drei Gruppen Glas gefunden, die aufgrund ihrer Zusammensetzung ausreichende Leitfähigkeit besitzen, um als "halbleitend" klassifiziert werden zu können; Chalcogenld-Halogenid-Gläser, Phosphat-Borat-Vanadat-Gläser und elektrooptische Gläser. Von diesen Gläsern besonderer Zusammensetzung wurden nur die Chalcogenid-Gläser in brauchbaren Halbleiter-Vorrichtungen verwendet.

209838/11 16

A 14 184/85 - 3 -

Außerdem waren glasartige Materialien schon immer schwierige Materialien, wenn es darum ging, zusammensetzungsbedingte Verunreinigungsgrade aufrechtzuerhalten. Fcäfcflich hielt man glasartige Vorrichtungen mit scharf abgegrenzten zusammensetzungsbedingten Verunreinigungsgraden - wie sie z„B. in Halbleiter-Sperrschicht-Vorrichtungen verwendet werden - nicht für allgemein praktikabel, da man erwartete, daß Verunreinigungen in relativ kurzer Zeit in die benachbarten Gebiete diffundieren würden.

Aus diesem Grund haben herkömmliche Vorrichtungen unter Verwendung der obenerwähnten halbleitenden Gläser im allgemeinen nur die Haupteigenschaften des Glases ausgenutzt und nicht so sehr Sperrschicht- oder sperrschichtartige Effekte»

Gemäß der Erfindung wird die Leitfähigkeit eines Körpers aus ionisch undurchlässigem glasartigen amorphen Material wie Glas kontrollierbar verändert, indem man geeignete Verunreinigungen in den Materialkörper hineintreibt oder diffundiert. Verunreinigungen werden in den glasartigen Körper getrieben, indem man beispielsweise eine Quelle von Verunreinigungsionen auf der Oberfläche verteilt und ein elektrisches Feld über den Körper legt. Das glasartige Material wird vorzugsweise erwärmt, so daß seine Temperatur oberhalb einer thermischen Diffusionstemperatur-Charakteristik des jeweiligen Materials und der jeweiligen Verunreinigung,aber unterhalb der Temperatur liegt, bei der ein merkbarer Anteil der Verunreinigungen strukturell in das Material aufgenommen würde. Andererseits können Verunreinigungen durch Ionenbeschuß in einen glasartigen Körper eingebracht werden. Bei einigen Material-Verünreinigung-Kombinationen reicht es schon, wenn man nur das Material in Gegenwart des Dopemittels über die thermische Diffusionstemperatur hinaus erwärmt. Die durch die Erfindung geschaffene Methode läßt sich verwenden, um glasartige Isoliermaterialien wirksam ! leitend zu machen oder die leitenden Eigenschaften von

209838/1116

A 14 184/85 - 4 -

glasartigen Halbleitern zu verändern. Sie kann also angewandt werden, um eine Fülle von großen Kalbleitervorrichtungen, wie etwa Schalter und auch Halbleitervorrichtungen mit einer einzigen oder mehreren Sperrschichten, herzustellen..

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgende/) Beschreibung von Ausführungsformen in Verbindimg mit den Ansprüchen und der Zeichnung»

In der Zeichnung zeigen

Fig» 1 ein Fließdiagramm der Verfahrensstufen zur kontrollierbaren Veränderung der Leitfähigkeit eines glasartigen Körpers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig_o 2 einen schematischen Querschnitt einer glasartigen

Halbleitervorrichtung zur Ausübung von Schalt- oder Speicherfunktionen, die gemäß der Erfindung hergestellt wurde;

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt einer kristallinen Halbleiterdiode eines glasartigen Halbleiters, hergestellt gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Strom-Spannungs-Charakteristik einer typischen Diode der in Fig. gezeigten Form;

Fig. 5 einen schematischen Querschnitt einer glasartigen Mehrschicht-Diode;

Fig. 6 einen Querschnitt einer glasartigen Mehrfach-Sperrschicht-Vorrichtung;

209838/1116

A 14 184/85 - 5 -

Fig. 7 einen schematischen Querschnitt einer glasartigen Halbleiterdiode, die speziell für die Verwendung als photoempfindliche Vorrichtung hergerichtet wurde;

Fig_o 8 eine graphische Darstellung der Strom-Spannungs-Charakteristik einer typischen Diode der in Fig„ gezeigten Form; und

Fig. 9 eine Sperrschicht-Vorrichtung für die elektrostatische Wiedergabeο

Das Fließdiagramm nach Fig„ 1 zeigt, daß die erste Stufe zur Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit eines Körpers aus einem glasartigen amorphen Material bei einer Ausführungsform der Erfindung darin besteht, eine Quelle von Verunreinigungen an einer Fläche des Körpers anzubringen. Man kann eine beliebige Technik der Fülle von Techniken zur Ablagerung der Verunreinigungen auf dem Körper anwenden, darunter auch Vakuumverdampfung, Zerstäubung oder die Verwendung von Lösungen.

Der Begriff "Verunreinigungen" ist hier nicht auf Donator- oder Akzeptor-Verunreinigungen beschränkt, wie sie in der kristallinen Halbleiter-Technik verwendet werden. Vorversuche zeigen, daß eine Fülle von Materialien - metallische und auch nichtmetallische - als Quelle von Ionen verwendet werden können, die die Leitfähigkeit eines glasartigen amorphen Material verändern„ Quellen von Metallionen mit mehr als einem Valenzzustand (wie etwa Kupfer) sind besonders geeignet zur Steigerung der Leitfähigkeit. Wo metallische Verunreinigungen erwünscht sind, kann die Verunreinigungsquelle eine Schicht eben des Metalls umfassen; und wo nichtmetallische Verunreinigungen erwünscht sind, kann die Quelle beispielsweise eine ionische Verbindung, wie etwa ein die gewünschte Verunreinigung enthaltendes Salz, umfassen. Wo große lichtelektrische Effekte erwünscht sind, kann die Verunreinigung ein lichtleitendes bzw. -empfindlibhes Material, wie ZoB. Zink, Silber oder Selen sein.

209838/1116

A 14 184/85 - 6 -

Vorteilhafterweise kann der glasartige Körper die Form einer glatten flachen Platte oder eines kontinuierlichen auf einem Tragsubtrat angeordneten Films haben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Substrat zweckmäßigerweise ein leitendes Material, wie leitend gedoptes Silizium oder ein Metall, und das glasartige Material ist ein dünner kontinuierlicher Glasfilnio Dünne Glasfilme mit Dicken von ein paar Mikron oder sogar noch weniger können mit bekannten Techniken, wie sedimentation oder Zerstäubung, auf das Substrat aufgebracht werden»

Bei Anwendunqsformenj wo man entweder reproduzierbare Veränderungen in der Leitfähigkeit des glasartigen Körpers oder strukturelle Verunreinigungsgrade in ihm beibehalten möchte, sollte das glasartige Material eine Zusammensetzung haben, die sowohl für die Verunreinigungsionen als auch für Ionen typischer umgebender Materialien, wie etwa Natrium,bei den vorgegebenen Betriebstemperaturen und -spannungen ionisch undurchlässig isto Eine glasartige Schicht kann für diesen Zweck für typische Anwendungsformen dann als ionenundurchlässig definiert werden, wenn eine Kapazität, die die Schicht als Dielektrikum verwendet, keine bemerkenswerte Verschiebung in der Kapazitanz-Spannungs-Charakteristik bei Raumtemperatur zeigt, nachdem sie in Gegenwart der erwähnten Materialien auf die vorgegebene Betriebstemperatur erwärmt und während einer Zeit von ca« 100 Stunden auf die vorgegebene Betriebsspannung vorgespannt wurde.

Im allgemeinen sind glasartige Materialien, die vorwiegend aus Bestandteilen hergestellt wurden, die ionisch undurchlässige kristalline Phasen bilden, ebenfalls ionisch undurchlässig. Zu geeigneten Materialien gehören Zusammensetzungen sowohl aus Isoliergläsern als auch halbleitenden Gläsern.

209838/1116

A 14 184/85 - 7 -

Da typische Glasschmelzen bis zu einem gewissen Grad die Struktur aus den Phasen (Verbindungen) aus denen sie geformt sind, beibehalten, sind die Gläser, die vorwiegend aus Zusammensetzungen ionisch undurchlässiger kristalliner Phasen hergestellt sind, im allgemeinen auch ionisch undurchlässig« Es wurde auch gefunden, daß Phasen, deren strukturelles Hauptelement ein lineares kettenartiges Element wie Erdalkali-Metasilicate sind, im allgemeinen ionisch undurchlässig sind und zur Bildung ionisch undurchlässiger Gläser abkühlen» (Typische übliche Beispiele für solche Phasen sind PbSiOg, Pb₆Al₂Si₆O₃-, ZnB₃O₄ und Zn₂SiO.). Im allgemeinen sind Gläser, die mehr als 50 Molprozent solcher Phasen enthalten, relativ gute Sperren gegen ionische Verunreinigungen und Gläser, die mehr als 70 Molprozent oder mehr solcher Phasen enthalten, ausgezeichnete Sperrenο

Normalerv/eise können der Phase weitere Bestandteile in geringen Mengen zugegeben werden, ohne die Undurchlässigkeit des sich ergebenden Glases zu zerstören. Beispielsweise kann bei SiIicat-Gläsern dem Glas normalerweise Al-O, in Mengen bis zu 20 Molprozent zugegeben werden, um die Erweichungstemperatur oder den thermischen Expansionskoeffizienten zu verändern. Andererseits kann dem Silicat B₂Og* ^p⁰S °^^{er P}2°5 ^"ⁿ Mengen kis zu 20 Molprozent zugegeben werden, um den elektrischen Leitungsmechanismus innerhalb des Glases zu verändern. Diese Bestandteile passen in einen Siliziumoxid-Platz, ohne die Glasstruktur bedeutend zu verändern.

Ionisch undurchlässige glasartige amorphe Isoliermaterialien (d.h. Materialien mit einem spezifischen Widerstand von ca. 10 0hm-cm oder mehr) sind bevorzugt, da sie dem SiO₂ wenigstens vergleichbare Isoliereigenschaften haben, (dessen spezifischer Widerstand ca. 10¹ Ohm-cm beträgt). Solche Materialien

209838/1116

A 14 184/85 - 8 -

können normalerweise anstelle von SiO₂ als passivierende Schichten in Verbindung mit Herkömmlichen kristallinen Halbleitervorrichtungen oder integrierten Schaltungen verwendet werden. Diese Materialien sind im typischen Fall Isoliergläser der großen Blei-Silicat-Familie (d.h„ der Familie einschließlich modifizierter und nichtmodifizierter Bleisilicate) und der großen Zink-^Silicat-Familien.

Besonders bevorzugt sind ionisch undurchlässige IsoiierglUser, die thermisch vereinbar sind mit typischen kristallinen Halbleitervorrichtungen, deh. Isoliergläser mit einem Temperatur-Expansionskoeffizienten, der mit dem typischer Halbleiter-Substrate vereinbar ist,und mit Erweichungstemperaturen unterhalb der Beschädigungstemperatur typischer Haltleitervorrichtungen mit Sperrschichto Solche Gläser finden sich beispielsweise in der etwas enger definierten Familie der Blei-Bor-Aluminiumsilicate, der Zink-Bor silicate und der Zink-Bor-Aluminiumsilicate«,

Spezifische Beispiele bevorzugter Glaszusammensetzungen sind in den Tabellen 1 bis 4 gegeben. Die Oxidbestandteile der bevorzugten Glaszusammensetzung für Sedimentations-Anlagerungen sind in Tabelle 1 angegeben. Unter jedem aufgeführten bevorzugten Prozentsatz ist 'in. Klammern) ein brauchbarer Prozentbereich angegeben»

	Tabelle 1
SiO₂	6,6' (3-12)
ZnO	55,3 (45-65)
PbO	2,7 (0-6)
B₂O₃	34,5 (25-40)
Al₂O₃	1,0

Molprozent

209838/1116

Hier kann Calciumoxid, Bariumoxid oder Strontiumoxid oder eine Mischung hiervon an die Stelle von ZnO in einer Menge bis zu 10 Molprozent treten_o

Eine andere zufriedenstellende Zusammensetzung für ein Glas zur Sedimentations-Anlagerung ist in Tabelle 2 gegeben:

	Tabelle 2	Molprozent
SiO₂	60 C55-65}	Il
PbO	35 C30-40)	Il
Al₂O₃	5 C 0-7}

Hier kann B₂°3' ^V2°5 ^{oder P}2°5 ^{oder eine} Mischung hiervon an die Stelle von SiO₂ und ZnO an die Stelle von PbO treten, wobei jede Substitution auf 20 Molprozent beschränkt ist»

Die Bestandteile einer bevorzugten Glaszusammensetzung für die Hochfrequenz-Zerstäubungs-Anlagerung sind in Tabelle 3 aufgeführt.

	Tabelle 3
SiO₂	46,15 (35-55)
PbO	46,15 (35-60)
Al₂O₃	7,70 (0-20)

Molprozent

Hier kann B₂°3> ^V2°5 ^{oder P}2°5 ^{oder eine} Mischung hiervon an die Stelle von SiO₂ und ZnO an die Stelle von PbO treten, wobei jede Substitution auf 20 Molprozent beschränkt ist.

200838/1118

A 14 184/85 - 10 -

Eine andere zufriedenstellende Zusammensetzung für ein Glas
zur Sedimentations- oder auch Hochfrequenz-Zerstäubungs-Anlagerung ist in Tabelle 4 angegebene

	Tabelle 4
SiO₂	10 (5-15)
ZnO	55,5 (50-65)
^B2°3	34,5 ^25-35)

Molprozent

Hier kann Calciumoxid, Bariumoxid, Strontiumoxid oder eine Mischung hiervon an die Stelle von ZnO in Mengen bis zu 10 Molprozent und PbO an die Stelle von ZnO in Mengen bis zu 20 Molprozent treten»

Diese Gläser können nach herkömmlichen in der Fachwelt allgemein bekannten Techniken geformt werden. (Zur Herstellung der Gläser zur Anlagerung sei beispielsweise auf die im US-Patant 3 212 921, von W.Ao Pliskin, ausgegeben am 19. Oktober 1965, beschriebene Technik verwiesen).

Wenn die Glasschicht eine D:.cke von weniger als einem Mikron
haben soll (dies könnte beispielsweise dort erforderlich sein, wo das Glas auch als eine dielektrische Schicht bei angrenzenden Vorrichtungen mit Oberflächeneffekt verwendet wird) können Zentrifugaltechniken zur Herstellung der dünnen Glasschicht
zur Anwendung kommen.

Die zweite Stufe, die für manche Verwendungszwecke nicht unbedingt erforderlich ist, beinhaltet die Abgrenzung des Diffusions-Flächenmusters· Dies läßt eich erreichen, indem man bei-

209838/1116

A 14 184/85 - 11 -

spielsweise herkömmliche Photoätz-Techniken zur Anwendung bringt, um unerwünschte Teile der Verunreinigungsschicht zu entfernen, oder indem man das erwünschte Flächenmuster auf einer Elektrode festlegt, um eine Spannung über den glasartigen Körper zu legen« Das Photoätzen ist natürlich dort zu bevorzugen, wo das Diffusionsmuster komplex und unzusammenhängend ist AndfcKftrseiis kann in der ersten Stufe die Verunreinigung selektiv ?,·;·ϊ «ruf den gewünschten Stellen auf der Oberfläche des glasartigen Körpers angelagert werden, beispielsweise durch Abdecken oder sonstiges Schützen der restlichen Stellen_o Wo man die Leitfähigkeit des gesamten Körpers ändern möchte, ist dieser Arbeitsschritt zur Abgrenzung natürlich unnötig.

Die dritte Stufe umfaßt das Erwärmen des mit Verunreinigungen überzogenen glasartigen Körpers und/oder das Anlegen einer Spannung über den Körper, um eine ausreichende Anzahl von Verunreinigung?^ onen in das glasartige amorphe Material zu diffundieren od"r su treiben, um seine Leitfähigkeit auf ein vorbestimmtes Maß zu erhöhenο Sie wird normalerweise so erhöht, daß das Material in den brauchbaren Halbleiter-Bereich fällt. So wird bei typischen Anwendungsformen, die vorwiegend aus Oxidbestandteilen geformte Gläser verwenden, der spezifische Widerstand des Glases aus Oxidbestandteilen von einem Wert

14 22
im Bereich zwischen 10 und 10 Ohm-cm auf einen Wert zwi-

? Λ 2
sehen 10 und 10 Ohm-cm gesenkt. Glasartige Materialien mit spezifischen Widerständen in diesem Bereich werden als Materialien mit brauchbarer Leitfähigkeit bezeichnet. Wo das glasartige Material anfangs halbleitend ist, steigern die Verunreinigungsionen die Leitfähigkeit weiter.

200838/1116

A 14 184/85 - 12 -

Im Normalfall ist es notwendig, den glasartigen Körper sowohl auf die thermische Diffusionstemperatur für die jeweilige Verunreinigung im jeweiligen Material zu erwärmen als auch gleichzeitig eine Spannung an ihn zu legen. Die thermische Diffusionstemperatur wird empirisch definiert als die Grenztemperatur, bei der das glasartige Material für die jeweilige Verunreinigung vom ionenundurchlässigen zum ionendurchlässigen Zustand hinüberwechselt. Relativ geringe Temperaturanstiege über diese thermische Diffusionstemperatur hinaus bewirken große Steigerungen der Diffusionsgeschwindigkeit.

Natürlich werden im allgemeinen dann Temperaturen oberhalb der Diffusionstemperatur verwendet, wenn keine Spannung verwendet wird oder wenn die Spannung viel geringer als die Durchschlagsspannung ist. Für eine einige Mikron dicke Schicht aus einem Glas mit Oxidbestandteilen im Molverhältnis von 6:1:6 aus PbO, AIpO₃ und SiO- wxarde gefunden, daß durch Anlegen von 10 bis 20 Volt bei einer Temperatur von 225 bis 25O°C Aluminiumionen som: schnell in das Glas getrieben werden, während bei 175°C keine markliche Aluminiumdiffusion stattfinde to Kupfer diffundiert bei 175°C unter dem Einfluß des gleichen elektrischen FeldkiS sehr schnell in das Glas.

Da verschiedene Materialien verschiedene Diffusionstemperaturen haben, lassen «ich mehrfache Diffusionen natürlich dadurch bewirken, daß man nacheinander Diffusionsstufen durchführt und dabei mi·': dem Dopemittel beginnt, das die höchste Diffusionstemperatur het und mit dem aufhört, das die geringste Diffusionstempeiratur hat.

Es wurde auch gefunden, daß es in einigen Fällen möglich ist, auf das Erwärmen d<;s glasartigen Körpers oder das Anlegen einer Spannung zu verzichten. Wo die Diffusionstemperatur der Verunreinigung sich in der Größenordnung von Raumtemperatur oder darunter bewegt, werden natürlich allein durch das Anlegen einer Spannung ionische Verunreinigungen in das Ma-

209838/1116

A 14 184/85 - 13 -

terial eingebracht. In solchen Fällen besteht das Verfahren nur darin, eine ausreichende Spannung für einen ausreichenden Zeitraum anzulegen, um die Leitfähigkeit des glasartigen Materials auf ein Maß im Halbleiter-Bereich zu erhöhen» Wo andererseits das Material in Gegenwart von Verunreinigungsionen beträchtlich über die Diffusionstemperatur hinaus erwärmt wird, haben die Verunreinigungen selbst ohne Steuerspannung die Neigung in das Material zu diffundieren„ Für Temperaturen unterhalb der thermischen Diffusionstemperatur sind die Diffusionsgeschwindigkeiten im allgemeinen zu langsam, um brauchbar zu sein, obwohl sich bei Inanspruchnahme ausreichender Diffusionszeiten schließlich einige Ergebnisse erzielen lassen.

Das glasartige Material sollte nicht auf eine Temperatur erwärmt werden, bei der die diffundierten Ionen strukturell in das Material aufgenommen werden, sondern nur Gitterzwischenplätze einnehmen» Wenn die Ionen in die Struktur des Materials aufgenommen werden, sind sie sim wesentlichen von Teilen des polymeren Glieds mit der entgegengesetzten Ladung umgeben. Sind sie jedoch in den Gitterzwischenplätsen des Materials angeordnet, nehmen sie im wesentlichen zufällige Stellungen ein_o Die Temperatur, bei der eine Aufnahme in die Struktur stattfindet, läßt sich definieren als die Temperatur, bei der ein merkliches Aufbrechen von Bindungen und eine merkliche Polymerumformung im glasartigen Material stattfindet. Sie liegt immer unterhalb der Schmelztemperatur eines Glases und normalerweise unterhalb der Temperatur, bei der eine merkliche Erweichung stattfindet.

Die vierte Stufe umfaßt das Kühlen des gedopten glasartigen Körpers und das Entfernen der Steuerspannung, um die Verunreinigungen einzuschließen.

209838/11 16

A 14 184/85 - 14 -

Nachdem das Material abgekühlt ist, kann man feststellen» daß sich seine Leitfähigkeit aufgrund der Gegenwart von Verunreinigungen erhöht hatο Man kann insbesondere feststellen, daß das Einbringen von relativ geringen Mengen leitender Verunreinigungen in die Zwischenräume des glasartigen Materials, ohne es auf die Temperatur zu bringen, bei der eine Aufnahme in die Struktur erfolgt, einen Anstieg der Leitfähigkeit bewirkt, der um vieles größer ist als der durch Zugabe einer entsprechenden Menge leitender Verunreinigungen in die Glasschmelze bewirkte Anstieg der Leitfähigkeit. Die Anmelderin kann sich dieses Phänomen zwar nicht vollständig erklären und möchte auch nicht an eine bestimmte Theorie gebunden sein, nimmt jedoch an, daß Gläser und andere glasartige amorphe Materialien aus einem polymeren Strukturglied mit relativ langen Kurz-Bereich-Strukturen bestehen, die jedoch ungeordnet und verzerrt sind. Die polymeren Glieder werden in vielen Fällen durch Ionen zusammengehalten, die die Masse des Materials elektrisch neutralisieren. In vielen Fällen hat das polymere Glied physikalische Vorsprünge, die ein Teil der Koordinations-Ionen des verbindenden Ions sind und folglich den Elektronenfluß behindern. In einem typischen Glas aus Oxidbestandteilen, wie etwa einem Bor-Silicatglas, können Elektronen beispielsweise nicht leicht zwischen den in die Struktur aufgenommenen Modifikator-Kationen umherfließen, weil die Sauerstoffatome benachbarter Silicate oder Borate dazu neigen, die Kationen zu umgeben und eine Potential-Sperre für den Elektronenfluß bilden. Das Einbringen von Verunreinigungsionen in Zwischengitterplätze bei einer Temperatur, die unterhalb der Temperatur liegt, bei der eine Aufnahme in die Struktur stattfindet, trägt jedoch dazu bei, die Sauerstoffatome von den Modifikatoren wegzudrängen und so die Potential-Sperren zu verringern. Diese in Zwischengitterplätze aufgenommene Ionen kann man sich als zufällig

209838/1116

A 14 -:c4/85 - 15 -

verteilte leitende Brücken zwischen benachbarten Regionen mit einer in einem kurzen Bereich kristallinen Ordnung denken«,

Eine zweite Methode zur Einführung von Verunreinigungen in die Zwischenräume eines glasartigen Körpers, um dadurch seine Leitfähigkeit zu verändern, beinhaltet den Beschüß der Oberfläche des Körpers mit Verunreinigungsionen unter Verwendung der Ionenimplantationstechnik, die für die Anwendung auf kristalline Halbleiter entwickelt wurde. Während die aufgeschleuderten Ionen die Kristallstruktur von herkömmlichen Halbleitern ernsthaft beschädigen, beschädigen sie hingegen glasartige Substrate nicht ernstlich, da diese keine Lang-Bereich-Ordnung haben·

Figur 2 ist ein schematischer Querschnitt einer einfachen glasartigen Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung« Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Körper aus einem glasartigen amorphen Material 20 (normalerweise eine dünne Glasschicht in der Größenordnung von einer Dicke von ein paar Mikron), der zwischen einem Paar Kontaktelektroden 21 und 22 angeordnet ist. Das glasartige Material wurde mit einer ausreichenden Konzentration von Verunreinigungen, wie Kupferionen, gedopt, um eine geeignete Leitfähigkeit zu bewirken_o Im Gegensatz zu typischen herkömmlichen Glasschaltern kann das glasartige Material ein oxydisches Isolierglas, wie z.B. ein Bleisilicat oder Zinksilicat, sein. Ferner kann das Glas so ausgewählt sein, daß es mit typischen kristallinen Halbleitersubstraten verträglich ist.

Die Vorrichtung läßt sich zweckmäßigerweise stufenweise herstellen durch Formen des glasartigen Körpers, Hineintreiben der Ionenverunreinigungen in diesen und Anbringen elektrischer Kontakte auf dem Körper. Diese Stufen brauchen nicht nacheinander durchgeführt zu werden. Bei einer geeigneten Art

209838/1116

A 14 184/85 - 16 -

zur Herstellung der Schaltung wird beispielsweise eine neutrode 21 aus dem Dope-Metall ,auf einer Seite einer Glaeschicht angeordnet, und eine Elektrode 22 aus einem zweiten Metall, wie z„B_o Gold, das bei Umgebungstemperatur nicht beweglich im Glas ist, wird auf die andere Seite aufgebrachte Nachdem das Dopemittel in das Glas diffundiert ist, ist das vormals isolierende Glas leitend in der Richtung der Vorspannung. Wenn die Polspannung jedoch umgekehrt wird, springt das Glas auf den isolierenden Zustand zurück und ist nicht mehr leitend, bis eine Schwellenspannung in der Vorspannungsrichtung angelegt wird» Nach Anlegen der Schwellenspannung schaltet die Vorrichtung wieder zurück in ihren leitenden Zustand«, Diese Vorrichtung läßt sich beispiaisweise für die Ausübung von Schalt- wie auch Speicherfunkt.1 :>nen verwenden«

Als spezifisches Beispiel einer solchen Schaltung wurden wenige Mikron eines Glases mit Oxidbestandteilen aus PbO und SiOp in einem Verhältnis von 1:1 und mit einem Molprozent V-O₅ in der Schmelze auf ein leitendes Metallsubstrat durch Sedimentationstechnik angelagert. Ein paar tausend Angström Chrom wurden auf dem Glas angelagert und die erhaltene Struktur ca. fünf Minuten lang auf 500⁰C erwärmt. Für die obere Elektrode wurde dann ein Kupferpunkt auf der Oberseite der wärmebehandelten Struktur aufgedampft. Diese Vorrichtung zeigte Schalt-Eigenschaften bei Temperaturen von Raumtemperatur bis Temperaturen über 100⁰C.

Figur 3 ist ein schematischer Querschnitt einer selbstpassivierenden glasartigen Flächendiode, zu der eine aktive Schicht aus glasartigem amorphen Material gehört, die die Sperrschicht bildet. Die Vorrichtung umfaßt ein kristallines Halbleiter-Substrat 30, das gedopt wurde, um eine Art von Leitfähigkeit (z.B. N-Typ-Leitfähigkeit) zu zeigen, eine glas-

209838/1116

A 14 184/85 . - 17 -

artige Schicht 31, die auf dem Substrat angeordnet und im Bereich 34 gedopt ist, um die zweite Art Leitfähigkeit Cz₉B. P-Typ) zu zeigen, und ein Paar Elektroden 32 und 33, die jeweils in Kontakt mit dem Halbleiter und dem gedopten Glas angeordnet sind» Die glasartige Schicht 31 erstreckt sich vorzugsweise über den gedopten Bereich hinaus, um eine selbstpassivierte Sperrschicht zu bilden«

Ein spezifisches Beispiel einer solchen Diode wird nun im einzelnen beschriebene Eine einige Mikron dicke Schicht des erwähnten 6:1:6 Blei-Aluminiumsilicat-Glases wird mit Hilfe des allgemein bekannten Sedimentationsverfahrens auf ein N-gedoptes Siliziumblättchen angelagert. Eine dünne Kupferschicht mit einer Dicke in der Größenordnung von ein paar tausend Angström wurde durch Vakuumverdampfung auf dem Glas angelagert, und die erhaltene Struktur wurde ca₀ 30 Minuten lang auf 450⁰C erwärmt» Nachdem die äußere Schicht aus Kupferoxid entfernt war, fungierte die Struktur als Diode.mit der in Figur 4 gezeigten Strom-Spannungs-Charakteristik» Diese Sperrschicht wies etwas Lichtempfindlichkeit auf»

Fig. 5 ist ein schematischer Querschnitt einer Glasschicht-Flächendiode aus einer Schicht 50 aus mit N-Typ-Verunreinigungen gedoptem glasartigem Material, um ihm eine gute Leitfähigkeit zu verleihen und einer Schicht 51 eines P-Typ glasartigen Materials, das ebenfalls mit Verunreinigungen gedopt ist, um ihm eine gute Leitfähigkeit zu verleihenο Die N-Typ glasartige Schicht kann beispielsweise eine 1:1 PbO-SiO₂ Glas sein, das mit weniger als 15 Molprozent VuGc öde*¹ mit weniger als 15 Molprozent P₂ ⁰K geschmolzen wurde« Das P-Typ glasartige Material kann das obenerwähnte 6:1:6-Glas sein· Die im P-Typ-Glas zu verwendenden Diffusionsmittel können

209838/1116

A 14 184/85 - 18 -

aus ganz typischen Metallen wie beispielsweise Chrom, Kupfer, Silber oder Zink ausgewählt sein, Elektroden 52 und 53 schaffen elektrischen Kontakt mit der Struktur.

Es wurde gefunden, daß diese Struktur Diodeneigenschaften aufweis t_o Sie ist auch lichtempfindlich und kann daher als Photodiode verwendet werden«

Figur 6 ist ein schematischer Querschnitt einer glasartigen Mehrfaeh-Sperrschicht-Vorrichtung aus wenigstens drei aufeinanderfolgenden aktiven Schichten aus wechselnden Leitfähigkeits-Typen, wobei die Schichten wenigstens zwei Dioden-Sperrschichten untereinander bilden, wobei wenigstens sine der aktiven Schichten aus einem glasartigen Material besteht.

Insbesondere umfaßt die bildliche Ausf ührungs tortn ein Substrat 60, das gedopt wurde, um einen LeitfähigKeitstyp 'z.B> P) aufzuweisen, eine darauf angeordnete erste Schicht 61 aus glasartigem Material mit der zweiten Art Leitfähigkeit (z.,53. N; und eine zweite auf der ersten glasartigen Schicht angeordnete Schicht 62 aus glasartigem Material mit der gleichen Leitfähigkeit wie die anfängliche Halbleiterschicht. Jede der beiden glasartigen Schichten ist in ihren Gitterzwischenräumen gedopt, wie oben beschrieben, um eine gute Leitfähigkeit aufzuweisen. Ein Elektrodenpaar 63 und 64. wird passend angeschlossen, um elektrischen Kontakt mit der Struktur zu ermöglichen« Elektrisch gesehen zeigt die struktur eine PNP-Charakteristik mit Diodencharakteristik bei angelegten Spannungen jeder Polarität.

Figur 7 ist ein schematischer Querschnitt einer glasartigen Sperrschicht-Diode aus einer aktiven Schicht aus glasartigem amorphen Material, die die Sperrschicht bildet und die so beschaffen ist, daß sie als Photodiode eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung umfaßt ein Halbleitersubstrat 70, das ge-

209838/1116 bad original

A 14 184/85 - 19 -

dopt wurde, um einen Leitfähigkeitstyp (z.B. N-Typ-Leitfähigkeit) zu entfalten, eine auf dem Substrat angeordnete glasartige Schicht 71, die im Gebiet 74 gedopt wurde, um den zweiten Leitfähigkeitstyp (z.B. P-Typ) zu entfalten, und ein Paar Elektroden 72 und 73, die jeweils in Kontakt mit dem Halbleiter und gedopten Glas angeordnet sind. Das Halbleitersubstrat 70 kann ein herkömmlicher kristalliner Halbleiter, wie etwa monokristallines Silizium, ein polykristalliner Halbleiter oder eine andere gedopte glasartige Schicht sein» Eine der Elektroden, zwetkmäßigerweise Elektrode 73, kann aus transparentem leitenden Material, wie z.B. Zinnoxid geformt sein, so daß die Glas-Silizium-Sperrschicht Licht ausgesetzt werden kann.

Aus den eingangs eingehend erörterten Gründen sind die bevorzugten glasartigen amorphen Materialien die obenbeschriebenen ionenundurchlässigen Isolierglaser.

Ein spezifisches Beispiel einer solchen Diode wird nun im einzelnen beschrieben. Eine einige Mikron dicke Schicht des obenerwähnten 6:1:6-Blei-Aluminium-Silicatglases wurde nach dem allgemein bekannten Sedimentationsverfahren auf ein N-gedoptes Siliziumblättchen angelagert. Eine dünne Kupferschicht mit einer Dicke von der Größenordnung von ein paar tausend Angström wurde durch Vakuumverdampfung an das Glas angelagert, und die erhaltene Struktur wurde ca. 30 Minuten lang auf 45O°C erwärmt. Als die äußere Schicht Kupferoxid entfernt war, fungierte die Struktur als Diode.

Als zweites Beispiel kann das Substrat aus einer.dünnen Schicht eines N-Typ-Glases, wie etwa 1:1 PbO-SiO₂-GIaS bestehen, das mit weniger als 15 Molprozent V-Oc oder mit weniger als 15 Molprozent Pp°5 9^escnmol^zen wurde. Das P-Typ glasartige Material kann das obenerwähnte 6:1:6-Glas sein. Die im P-Typ-Glas zu

209838/1116

A 14 184/85 - 20 -

verwendeten Diffusionsmittel können aus ganz typischen Metallesn^ wie Chrom, Kupfer, Silber oder Zink ausgewählt sein. Elektroden können zusätzliche Träger für die glasartigen Schichten sein.

Es wurde gefunden, daß diese Sperrschicht-Vorrichtungen ein Lawinendurchbruchs-Verhalten in Sperrichtung aufweisen, das abhängig ist von der Gegenwart oder vom Fehlen auffallenden Lichtes. Diese Eigenart läßt sich aus Figur 8 ersehen, die das Durchbruchsverhalten sowohl im Licht als auch bei Dunkelheit zeigt. Kurve D zeigt insbesondere das Durchbruchsverhalten im Dunkeln und Kurve L diejenige in Gegenwart von Licht=. Es sei bemerkt, daß die Sperrschicht-Vorrichtung des Anmelders im Gegensatz zu herkömmlichen kristallinen Halbleiter-Vorrichtungen in Gegenwart von Licht bis zur Durchbruchsspannung niedere Reststromwerte beibehalten. Es sei ebenfalls bemerkt, daß durch Vorspannen der Elektroden durch Vorspannmittel 75, so daß die Spannung über der Diode bei einem Punkt P zwischen der Durchbruchsspannung V_L im Licht und der Durchbruchsspannung ^! V_ liegt, eine extrem empfindliche Photodiode hergestellt wird. Ein zweiter einzigartiger Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß sichtbares Licht leicht durch die glasartige Schicht zum Sperrschicht-Bezirk durchdringen kann. Es lassen sich weitere spezialisiertere Vorrichtungen herstellen, die Nutzen aus anderen einzigartigen Merkmalen dieser Sperrschicht-Vorrichtungen ziehen.

Figur 9 zeigt eine zweite Vorrichtung, die als elektrostatisches Bildwiedergabe-Element etwa in der Art einer photoleitenden Platte geeignet ist. Dieses Element ähnelt der Sperrschicht-Vorrichtung nach Figur 7, hat aber nur eine Elektrode 90. Die Vorrichtung umfaßt insbesondere eine Schicht 91 aus dem glasartigen amorphen Material mit einem Leitfähigkeitstyp, wie das .obenbeschriebene 6:l:6-Blei-Aluminium-SilicatgLas, die auf einem halbleitenden Substrat 92 mit der anderen Art Leitfähigkeit, z.B. N-gedoptes polykristallines Silizium, angeord-

A 14 184/85 - 21 -

net ist» Eine homogene Glasschicht einheitlicher Dicke läßt sich leicht nach der obenerwähnten Sedimentationstechnik bilden, so daß die Platte einheitliche elektrische Eigenschaften hatο Ein einzigartiger Vorteil dieser Sperrschicht-Vorrichtung besteht darin, daß sie, anders als herkömmliche Sperrschicht-Vorrichtungen, die aufgrund der Korngrenzen flächenmäßig beschränkt sind, ausreichend große Flächen bedecken kann, um für die Wiedergabe von Dokumenten geeignet zu sein»

Diese Vorrichtung kann bei der elektrostatischen Wiedergabe bzw. in der Kopiertechnik durch Anbringen einer Ladung an die glasartige amorphe Schicht CZ₀B₀ durch Koronaladung, beschrieben im US-Patent 2 741 959 von L_eE. Walkup) mit ausreichendem Potential verwendet werden, so daß die Spannung über der glasartigen Schicht zwischen der Durchbruchsspannung im Licht und im Dunkeln liegt· Eine Glasschicht von zwei bis drei Mikron Dicke kann bei den bei der Xerographie üblichen 700 b^ s 900 Volt Ladespannungen verwendet werden.

Die Vorrichtung kann dann dem projizierten Bild eines zu kopierenden Originals ausgesetzt werden. Die angelagerte Ladung fließt durch die Sperrschicht in die hellen Flächen des projizierten Bilds und bleibt auf der Oberfläche in den dunklen Flächen. Das erhaltene Bild kann mit Hilfe von Entwicklungstechniken, wie Kaskadenentwicklung, die in der Xerographie-Technik allgemein bekannt sind, entwickelt werden.

209838/1 1 16

Claims

A 14 184/85 - 22 -

Ansprüche

1. Verfahren zum kontrollierbaren Ändern der Leitfähigkeit eines Körpers aus einem glasartigen amorphen Material durch Hineintreiben einer ausreichenden Konzentration Verunreinigungsionen in den Körper, um seine Leitfähigkeit um ein vorbestimmtes Maß zu verändernβ

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ein fester Körper ist.

ο Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet _t daß als glasartiges amorphes Material ein ionenundurchlässiges Material verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als glasartiges amorphes Material ein ionenundurchlässiges Isoliermaterial verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als glasartiges amorphes Material Glas verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur unterhalb der Temperatur gehalten wird, bei der ein merklicher Anteil der Verunreinigungsionen strukturell in das Material aufgenommen werden würde.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als glasartiges amorphes Material ein ionenundurchlässiges halbleitendes Glas verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Glas isolierendes Glas verwendet wird und die Leitfähigkeit des isolierenden Glases von der eines Isolators in die eines Halbleiters geändert wird.

209838/1116

⁰⁰¹

A 14 184/85 - 23 -

9c Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigungen in Gitterzwischeh-^: räume innerhalb des Glaskörpers getrieben werden· ^ -

1Oo Verfahren nach einem der vorhergehendenAnsprüche,,dadurch gekennzeichnet, daß als Verunreinigungsionen metallische Ionen verwendet werden.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Verunreinigungsionen metallische Ionen verwendet werden, die mehr als -sinen Wertigkeitszustand habenc

12. Verfahren nsch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Verunreinicjungsionen Ionen von photoleitenden Materialien verwendest werden.

13« Verfahren zum Ändern der Leitfähigkeit eines Körpers aus einem glasartigen amorphen Material, dadurch gekennzeichnet, daß man an den Körper eine Quelle von Material anlegt, das ionische Verunreinigungen liefern kann; daß man den Körper auf eine Temperatur erwärmt, die bei oder oberhalb der thermischen Diffusionstemperatur für die Verunreinigungen liegt, aber unter der Temperatur liegt, bei der eine strukturelle Aufnahme stattfindet; und zwar für eine Zeit, die ausreicht, die Leitfähigkeit des Körpers um ein vorbestimmtes Maß zu verändern; und daß man den Körper auf Umgebungstemperatur abkühlen läßt. . ; _:. : , _: ..; _;. -■ .._s ......

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man ' dabei an die Quell« des Materials· ein*:._£Spannung.-anlagfo, _vdeiren

Polarität so gerichtet ist,, daß Planer.;ms derrQuelle in, den '"Körper"hineingetrieben-werden;. : ]■·.-y^a-a-v.> ^!■-..·■ <; lh ο·.:· -y,- ■-■■;■

209838/1116

A 14 184/85 - 24 -

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß

als glasartiges amorphes Material ein isolierendes Glas verwendet wird und die Spannung während einer Zeit angelegt wird, die ausreicht, das isolierende Glas halbleitend zu machen·

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als glasartiges amorphes Material ein isolierendes Glas verwendet wird und daß der Körper für eine Zeit erwärmt wird, die ausreicht, das isolierende Glas halbleitend zu machen.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Diffusions-Plächenmuster abgrenzt, ehe man die Spannung an die Materialquelle anlegt.

18. Verfahren zum kontrollierbaren Andern der Leitfähigkeit eines Körpers aus einem glasartigen amorphen Material, dadurch gekennzeichnet, daß man den Körper mit einer ausreichenden Konzentration Ionen beschießt, um seine Leitfähigkeit um ein vorbestimmtes Maß zu verändern.

19. Sperrschicht-Vorrichtung mit einem Halbleitersubstrat mit einer Art Leitfähigkeit, gekennzeichnet durch eine auf dem Substrat angeordnete Schicht (z.B. 20) aus einem isolierenden glasartigen amorphen Material mit der anderen Art Leitfähigkeit und einer ausreichenden Konzentration ionischer Verunreinigungen, um eine brauchbare Leitfähigkeit zu besitzen.

20. Sperrschicht-Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das glasartige amorphe Material ionenundurchlässig ist.

209838/1116

A 14 184/85 - 25 -

21β Sperrschicht-Vorrichtung aus einer aktiven Schicht eines Leitfähigkeitstyps, die auf einer aktiverL..Schicht des anderen Leitfähigkeitstyps angeordnet ist, um dazwischen eine Sperrschicht zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der aktiven Schichten (50,51) eine Glasschicht ist.

22α Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas ionenundurchlässig ist.

23ο Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas ein isolierendes ionenundurchlässiges Glas mit einer ausreichenden Konzentration an ionischen Verunreinigungen ist, um eine brauchbare Leitfähigkeit zu haben_o

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß beide aktiven Schichten aus Glas sind.

25. Mehrfach-Sperrschicht-Vorrichtung aus wenigstens drei aufeinanderfolgenden aktiven Schichten mit wechselnden Arten von Leitfähigkeit, die wenigstens zwei Sperrschichten unter den aufeinanderfolgenden Schichten bilden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der aktiven Schichten (60,61, 62) eine Schicht aus Glas ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas ionenundurchlässig ist.

27. Schaltvorrichtung, die einen Körper aus einem glasartigen amorphen Material besitzt, der zwischen einem Elektrodenpaar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das glasartige amorphe Material ein isolierendes Material mit einer ausreichenden Konzentration an ionischen Verunreinigungen ist, um eine brauchbare Leitfähigkeit zu besitzen.

209838/1116

A 14 184/85 - 26 -

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das glasartige amorphe Material ein ionenundurchlässiges isolierendes Material ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das glasartige amorphe Material ein ionenundurchlässiges Glas ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das glasartige amorphe Material ein ionenundurchlässiges oxydisches Glas ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das glasartige amorphe Material ein ionenundurchlässiges Silicatglas ist.

32. Photoempfindliche Sperrschicht-Vorrichtung zum Abtasten von Licht einer gegebenen Intensität, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Halbleitersubstrat ;70) mit einem Leitfähigkeitstyp und eine auf dem Halbleitersubstrat (70) angeordnete Schicht (71) eines isolierenden ionenundurchlässigen Glases mit der anderen Art Leitfähigkeit als das Substrat und einer ausreichenden Konzentration ionischer Verunreinigungen, um eine brauchbare Leitfähigkeit zu besitzen, besitzt, daß die Vorrichtung eine Durchbruchsspannung in Sperrichtung besitzt, die von der Gegenwart oder vom Fehlen von Licht abhängig ist, daß sie Mittel (75) zum Anlegen einer Vorspannung an die Sperrschicht zwischen der Schicht und dem Substrat, und daß die Vorspannung einen Wert zwischen der Durchbruchsspannung bei Dunkelheit und der Durchbruchsspannung bei Licht der gegebenen Intensität besitzt.

209838/1116

A 14 184/85 - 27 -

33_β Elektrostatisches Bildwiedergabe-Element, gekennzeichnet durch ein halbleitendes Substrat 92) mit einer Art Leitfähigkeit; und eine auf dem halbleitanden Substrat angeordnete Schicht (91) eines isolierenden ionenundurchlässigen Glases mit der anderen Art Leitfähigkeit als der des Substrats (92) und einer ausreichenden Konzentration von ionischen Verunreinigungen, um brauchbare Leitfähigkeit zu besitzen.

209838/1116

Leerseite