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DE2258444A1 - Verfahren und herstellung von elektrischisolierenden zonen in optischen bauelementen - Google Patents

Verfahren und herstellung von elektrischisolierenden zonen in optischen bauelementen

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DE2258444A1
DE2258444A1 DE19722258444 DE2258444A DE2258444A1 DE 2258444 A1 DE2258444 A1 DE 2258444A1 DE 19722258444 DE19722258444 DE 19722258444 DE 2258444 A DE2258444 A DE 2258444A DE 2258444 A1 DE2258444 A1 DE 2258444A1
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protons
zone
proton
heat treatment
zones
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DE19722258444
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Asaro Lucian Arthur D
John Cameron Dyment
Matthew Kuhn
Stuart Marshall Spitzer
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AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
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Publication date
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Description

Western Electric Company, Inc. DfAsaro 10-4-5-3 New York, V.St.A.
Verfahren zur Herstellung von elektrischisolierenden Zonen in optischen Bauelementen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wenigstens einer el ektxischtisolier enden Zone in einem Halbleiterkörper, bei dem die Zone mit hochenergetischen Protonen bestrahlt wird, wobei in der Zone ein erwünscht hoher spezifischer Widerstand und eine unerwünscht hohe optische Absorption im Vergleich zum spezifischen Widerstand und zur optischen Absorption des massiven Körpers in der Zone vor der Bestrahlung erzeugt wird.
Bei vielen Halbleiterbauelementen ist es erforderlich, daß elektrische Kontakte nur an vorbestimmte Zonen des Bauelements anschließen und von anderen Zonen elektrisch isoliert sind. Weiterhin kann bei Halbleiterbauelementen mit pn~Übergängen die Betriebssicherheit durch Passivierung des Übergangs erhöht werden, um beispielsweise eine Oberfl ächenverunreiniqung des freiliegenden Randes des Übergangs zu veiitndern ο"ler um Kriechströme zu verhindern.
3 09823/0956
•~ 2 -
Bei den Verfahren nachdem Stande der Technik wurden niedergeschlagene Oxydschichten zur Schaffung der erforderlichen elektrischen Isolation und zur Passivierung des Übergangs verwendet. Diese Verfahrensweise wurde bei der Herstellung einer Vielzahl von optischen Bauelementen, beispielsweise bei elektrolumineszierenden Dioden und bei Lasern mit Übergängen mit streifenfirraiger Geometrie verwendet.■Es wurde jedoch gefunden, daß die zur Kontaktierung verwendeten Metallschichten auf solchen Oxydschichten schlecht haften. Daher wurde die Zuverlässigkeit sowohl von elektroluraineszierenden Stützleiterdioden als auch von streifenförmigen Kontaktverbindungen bei Lasern verschlechtert. Da weiterhin die Oxydschicht beim zuletzt erwähnten Bauelement nicht zura spezifischen Widerstand des darunterliegenden Halbleiters beiträgt, versucht durch den Streifen fließender Strom sich in diese darunterliegende Zonen auszubreiten, was zu einem Anwachsen des Stromschwellenwerts für die stimulierte Emission führt.
Eine Alternative zur Anwendung von Oxydschichten für elektrische Isolationszwecke wurde von Foyt u.a. (Solid State Electronics, 12, 209 (1969)) angegeben, in-dera nachgewiesen wurde, daß Protonenbestrahlung in n-leitendem und p-leitendem GaAs eine Erhöhung des spezifischen Widerstands hervorruft. Von Foyt wurde dieses Verfahren
309823/09 5 6
_für die Herstellung bestimmter nichtoptischer GaAs-Baueleraente, einschließlich der Herstellung von Isolierzonen zwischen pn-übergangsdioden und der Bildung von Schutzringen für Schottky-Sperrschicht-Dioden, verwendet, jedoch wurden die Auswirkungen der Protonenbestrahlung auf die optischen Eigenschaften, insbesondere auf die optische Absorption des bestrahlten Halbleitermaterials nicht berücksichtigt.
Es wurde jedoch gefunden, daß Protonenbestrahlung' von Halbleitern, beispielsweise von GaAs und GaP nicht nur den für elektrische Isolationszwecke erwünscht hohen spezifischen Widerstand sondern bei geeignet hohen Bestrahlungsdosen auch nachteilige und unerwünscht hohe optische Absorption hervorruft. Die Protonen-induzierte Absorption, die zu der dem massiven Körper des Halbleiters innewohnenden Absorption hinzutritt, erhöht den Schwülen- ' strom von Übergangslasern und verringert den Wirkungsgrad von elektrolumineszierenden Dioden.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß der Halbleiterkörper so lange und bei solcher Temperatur einer Wärmebehandlung unterzogen wird, daß die hohe optische Absorption im wesentlichen auf die Absorption des massiven Körpers zurückgeführt wird, während der spezifische VJiderstand auf einer für elektrische Isolationszweclce geeigneten Höhe gehalten wird.
309 8 23/09 56 · ■ ■ ·
Das vorteilhafte Ergebnis der Erfindung liegt also darin f daß mit einer geeigneten Wärmenachbehandlurig die oben erwähnte Protonen-induzierte optische Absorption auf nahezu den Wert des massiven Körpers zurückgeführt werden kann« wobei jedoch der Protonen induzierte spezifische Widerstand auf eine Höhe gehalten wird, der für elektrische Isolationszwecke ausreicht. Bei der Herstellung von GaAs- und/oder AlGaAs-Übergangslasern brauchbare Protonendosen liegen üblicherweise im Bereich von etwa 10 bis 3 χ 10 Protonen/cm , für die eine geeignete Wärmenachbehandlung die Anwendung einer Erwärmung von 30 Minuten bis zu einer Minute bei Temperaturen im Bereich von 300° C bis 600° C erforderlich macht. Bei Bauelementen wie elektrolumineszierenden GaP-Dioden liegt der Bereich der verwendbaren Strahlungsdosis bei 10 bis 10 Protonen/cm wobei für die Wärmebehandlung eine Erwärmung auf 300 bis 600° C für eine Zeitdauer von einer Stunde bis 5 Minuten geeignet ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, <&ß die Abhängigkeit des spezifischen Widerstands von der Protonendosis sowohl von GaAs als auch GaP bei einer bestimmten Dosis einen Maximalwert des spezifischen Widerstands zeigt. Durch Bestrahlung des Materials mit einer Dosis oberhalb der der dem Maximalwert des spezifischen Widerstands entsprechenden Dosis wurde gefunden, daß eine geeignete Wärmebehandlung tatsächlich den Protonen-induzierten spezifischen Widerstand erhöht anstatt erniedrigt, während gleichseitig die Protonen
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- zierte-^fasorption verringert wird.
Die überraschende Möglichkeit mit einer Wärmenachbehandlung die Protonen-induzierte optische Absorption wesentlich zu reduzieren, während ein für elektrische Isolationszwecke ausreichend hoher, Protonen-induzierter spezifischer Widerstand aufrechterhalten wird, scheint auf zwei Arten von durch die Protonenbestrahlung im Halb— leiter hervorgerufenen Defekten zurückzuführen zu sein· Die eine*Art des Defekts, die mit der erhöhten Absorption gekoppelt ist, scheint Fangstellen (traps) oder Energiezustände mit relativ niedrigen Aktivierungsenergien in der Nähe der Bandgrenzen des Halbleitermaterials zu erzeugenDie andere Defektart, die mit dem erhöhten spezifischen Widerstand gekoppelt ist, scheint Fangstellen oder Energiezustände relativ höherer Aktivierungsenergien zu erzeugen, die weiter von den Bandgrenzen entfernt sind. Es scheint daher, daß die optischen Defekte wegen ihrer niedrigeren Akti"\üfirungsenergie zuerst durch eine Wärmebehandlung geheilt werden, während die für den spezifischen Widerstand verantwortlichen Defekte beibehalten werden, vorausgesetzt selbstverständlich, daß eine angemessene Wärmebehandlungszeit und Temperatur gewählt wird.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung in Verbindung ir.it der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt bzw. zeigen:
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Fig. 1 und 2 Diagramme, welche die Auswirkung der Wärmebehandlung auf den spezifischen Widerstand bzw. die optische Durchlässigkeit von Protonen-bestrahltem GaAs zeigen;
Fig. 3 und 4 Diagramme, wache die Auswirkung unterschiedlicher Protonendosis auf den spezifischen Widerstand bzw. die optische Durchlässigkeit von GaP zeigen;
Fig. 5 ein die Auswirkung einer Wärmebehandlung auf die optische Durchlässigkeit von Protonen—bestrahltem GaP zeigendes Diagramm;
Fig. 6 und 7 die Auswirkung einer Wärmebehandlung auf den spezifischen Widerstand von Protonen— bestrahltem GaP;
Fig. 8 bis 16 Endansichten eines Lasers mit streifenförmiger Geometrie von doppelter HeteroStruktur in verschiedenen aufeinanderfolgenden Stufen der Herstellung gemäß einem AusfUhrungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 17 bis 24 Endansichten eines Lasers mit doppelter HeteroStruktur und Streifengeometrie in verschiedenen aufeinanderfolgenden Herstellungsstufen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 25 eine perspektivische Ansicht eines Übergangslasers von Streifengeometrie', der gemäß einem weiteren AusfUhrungsbeisplel der Erfindung passivJert ist.
Bevor die Herstellung von Bauteilen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im einzelnen diskutiert wird, empfiehlt es
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sich zunächst die Auswirkung von Protonenbestrahlung und nachfolgender Wärmebehandlung auf die elektrischen und optischen Eigenschaften des bestrahlten Materials zu betrachten· Von besonderem Interesse sind dabei zwei wichtige Ill-V-Verbindungen: GaAs, welches insbesondere für Halbleiter-Übergangslaser und infrarote elektrolumineszierende Dioden brauchbar ist, und GaP, welches für im sichtbaren Bereich elektrolumineszierende Dioden verwendet wird.
Galliumarsenid
Zm folgenden wird auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, in denen Diagramme des elektrischen spezifischen Widerstands bzw. des optischen Durchlässigkeitsverhältnisses *
•■14 als Funktion der Protonendosis im Bereich von 10 bis
2
-Protonen/cm für Protonen von 300 keV gezeigt ist, wobei die Protonen auf massive p—leitende, auf etwa 0° C gehaltene GaAs-Muster aufgestrahlt werden. Darüber hinaus ist anzunehmen, daß η-leitende GaAs ganz ähnliche Eigenschaften zeigt. Die Musterstücke waren mit Zn oder Cd dotiert und hatten eine Löcherkonzentration im Bereich von ~2 χ "1(PbTs 1,4 χ TO ~/cm.~Tn~uiesem-Be;reich--ist-massives, p-leitendes GaAs dem in inaktiven Zonen vorhandenen Material ähnlich, da bei der üblichsten Form eines Doppel-Heterostruktur-Übergangslasers den wellenleitenden <oder aktiven) Zonen benachbart ist. Zum Zweck des Vergleichs der Materialeigenschaften vor und nach der Bestrahlung vrurde ein T il jedes Küsters gegen die Protonenbestrahlung abgeschirmt.
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2258U4
-Wie in der Kurve I in Fig. 1 gezeigt istf steigt der spezifische Widerstand des bestrahlten GaAs monoton mit
14 2
der Protonendosis von 10 Protonen/cm bis ein maximaler spezifischer Widerstand von etwa 2 χ 10 J\ cm bei etwa
15 2
3 x 10 Protonen/crn erreicht ist. Höhere Dosen führen zu einer gleichförmigen Verringerung des spezifischen Widerstands. Dabei ist festzuhalten, daß der spezifische Widerstand des unbestrahlten GaAs bei etwa 6 χ 10 jL cn» lag, während ein spezifischer Widerstand von etwa 1,0/X cm für die Herstellung der im folgenden beschriebenen Übergangslaser mit streifenförmiger Kontaktgeometrie brauchbar ist· Hinzu kommt, daß die Kurven der Fig. 1 zwar so dargestellt sind, daß sie 1,0 JT cm erreichen, wobei jedoch tatsächlich Rauschgreiiicn bei der verwendeten Meßtechnik eine genaue Messung von spezifischen Widerständen unter etwa 1,2 Ά era verhinderten. Wenn der Maßstab so ausgedehnt würde, daß er den Bereich 10 bis 10 JT cm einschließt, ist anzunehmen, daß diese Kurve die Verringerung bis zum spezifischen Widerstand des unbestrahlten massiven Körpers fortsetzen würden·
Zusätzlich zur Erhöhung des spezifischen Widerstandes wurde gefunden, daß Protonenbestrahlung erhöhte optische Absorption erzeugt. Solche erhöhte Absorption ist in der Kurve 1 in Fig· 2 gezeigt, aus der hervorgeht, daß die optische Durchlässigkeit mit steigender Protonendosis stetig abfällt. In' Fig. 2 ist auf der Ordinate ein Verhältnis angegeben,
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und zwar die Durchlässigkeit durch eine bestrahlte Zone dividiert durch die Durchlässigkeit durch eine unbestrahlte Zone· So fällt beispielsweise bei einer Protonendosis
15 2
von 3 χ 10 Protonen/cm das Durchlässigkeitsveihiltnis von 1,0 auf etwa 0,28, was eine Erhöhung des Absorptionskoeffizienten
—1 —1
von etwa 54 era bis auf etwa 5000 cm entspricht· Eine derart hohe Protonen-induzierte Absorption ist in optischen Bauelementen wegen der erhöhten optischen Verluste unzulässig.
Es wurde jedoch gefunden, daß durch geeignete Wärmenachbehandlung im Anschluß an die Bestrahlung die Protonen-induzierte optische Absorption wirksam bis nahezu auf den Ausgangs-
vβipγιrc6'.T^z v/irci,
wert des massiven Körpers (etwa 54 cm*" bei 9360 S)'wahrend der Protonen-induzierte spezifische Widerstand auf eine für elektrische Isolationszwecke hinreichenden Höhe (d.h. etwa 1 -A- cm) gehalten wird. Insbesondere zeigen in Fig. die Kurven II- V wie der spezifische Widerstand bei progressiv zunehmenden höheren Temperaturen und kürzere Wärme— behandlungszeiten abnimmt. Die Kurve VI in Pig. I wurde approximiert, nicht gemessen. Die Kurven II-VI in Fig. 2 zeigen ähnliche Ergebnisse für die optische Durchlässigkeit. So verursacht beispielsweise eine Protonendosis
15 2
von 3 χ 10 Protonen/cm und eine nachfolgende 15-minütige Wärmebehandlung bei 450° C ein Abfall des Protonen-induzierten spezifischen Widerstands von etwa 2 χ 10 -Π. cm auf etwa 7 SL cm, während die Durchlässigkeit von etwa 0,28 auf nahezu
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1,0 ansteigt. Der letzte Parameter zeigt an, daß nahezu die gesamte fcotonen-induzierte Absorption entfernt wurde. Es ist festzuhalten, daß niedrigere Dosen,, beispielsweise 10 Pro-
2
tonen/cm eine niedrigere Protonen-induzierte Absorption verursachen, die leichter durch Wärmebehandlung vollständig entfernt werden kann, Jedoch verursachen solche Dosen auch einen wesentlich geringeren Protonen-induzierten spezifischen Widerstand, der bei brauchbaren Wärmebehandlungszeiten und Temperaturen in unerwünschter und ungewollter Weise entfernt wird.
Wenn nach der Wärmebehandlung ein höherer endgültiger spezifischer Widerstand erforderlich ist, ist es möglich, bei
15 2
gleicher Dosis (d.h. 3 χ 10 Protonen/cm ) bei niedrigeren Temperaturen und/oder für längere Behandlungszeiten Wärme zu behandeln. Solche Wärmebehandlungen verringern die Protoneninduzierte Absorption jedoch nicht auf einen so niedrigen Wert, wie es für einige Anwendungsfälle erforderlich ist· Alternativ können höhere endgültige spezifische Widerstände durch Bestrahlung mit höheren Dosiswerten erhalten werden.
16 2
So führt eine Dosis von 1 χ 10 Protonen/cm beispielsweise zu einem anfänglichen Protonen-induzierten spezifischen Wider-
4 λ
stand von etwa 5 χ 10 jj. cm und zu einem Durchlässigkeitsverhältnis von weniger als 0,1, was einen extrem hohen Ab— Sorptionskoeffizienten (etwa 9000 cm ) wiederspiegelt. Eine nachfolgende 15-minütige Wärmebehandlung bei 450° C verringert den spezifischen Widers band lediglich auf 1,5 χ 10 j\ cm
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und erhöht das Durchlässigkeitsverhältnis auf 0,8. In ähnlicher Weise verringert eine einzige 5-minütige Wärmebehandlung bei 500° C den spezifischen Widerstand auf etwa 50/L cm, erhöht jedoch das Durchlässigkeitsverhältnis auf etwa 0,9.
Um den Wirkungsgrad von Lasern ioit niedrigem Schwellenwert zu erhöhen, ist es im allgemeinen erforderlich, die Protonan-induzlerte optische Absorption so weit als möglich zu verringern, d.h. es muß so lange und mit solchen Temperaturen wärme-behandelt werden, daß das Durchlässigkeitsverhältnis so nahe wie möglich an 1,0 angenähert wird (Fig. 2), was anzeigt, daß die Absorption des unbestrahlten Körpers nahezu wiriergewonnen ist. In der Praxis wurde gefunden, daß ein hinreichend hoher spezifischer Widerstand nach der Wärmebehandlung und eine nahezu vollständige Wiedergewinnung der ursprünglichen Absorption bei Dosiswerten im
von 15 16 2
Bereich 10 bis 10 Protonen/cm erreicht wird, bei Wärmebehandlungen im Berdch von 400 bis 600° C und 15 Minuten bis 1 Minute. Die folgende Tabelle gibt genauere Daten innerhalb dieses Bereiches an.
Bestrahlung Wärmebehandlung Nach der Wärmebehandlung
Dosis 0 Temperatur Zeit spez. (Protonen/cm2) T^Ci THH.) (
/v 1 χ 10*2 400 15 2-3 χ 10 jj? 450 _ 15 rv4 x 10^/(- 500 5
x 101/D 600 1
spez.Widerst. Tv rchläss: 0
(XL cm) erhält— α .
nis) 0
5 It 95
2-9 If
2 1,
2 O,
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225844A
Wo eine geringere Wiederherstellung der optischen Absorption zugelassen werden kann, sind größere Bereiche zulässig· Bei einer 90 %igen Wiedergewinnung der Aus-
15 " gangsabsorption liegen die Bereiche bei etwa 10 bis
16 2
3 x 10 Protonen/cm , 30 Minuten bis zu einer Minute bei 300° C bis 600° C.
Es ist festzuhalten, daß eine 5-minütige WäriDebehandlung
O "tfi
bei 500 C im Anschluß an Dosiswerte im Bereich von 2 χ
• ·
16 2
bis 4 χ 10 Protonen/cm geringfügig höhere Werte des spezifischen Widerstands als vor der Wärmebehandlung jedoch nach der Bestrahlung hervorruft, wie in Fig· I gezeigt ist· Das entsprechende Durchlässigkeitsverhältnis steigt von etwa 0,02 auf etwa 0,6. Dieses Verhalten wird im folgenden bei Galliumphosphid näher erläutert, welches das* Verhalten noch ausgeprägter zeigt.
Galliumphosphid
In ähnlicher Weise wurden Scheibchen aus n- und p-leitenden Kristallen aus GaP der Orientierung (111) bei Raumtemperatur
12
mit 300 keV Protonen auf Dosiswerte im Bereich von 10 bis 17 2
-2-X-10 Protonen/cm bestrahlt. Bei Dosiswerten oberhalb
16 2
von 10 Protonen/cm wurden die Huster termisch in einem Eisbad (0° C) gekühlt, um die Erwärmung der Muster während der Bestrahlung zu verringern. Im Bereich von 100 bis 300 keV wurde aus Kapazitätsraessungen ermittelt, daß die Veränderungen durch die Protonen bis zu einer Tiefe von etwa 0,8 um pro
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100 kev reichten.
Wie in Fig· 3 gezeigt ist, steigt der Protonen-induzierte spezifische Widerstand von η-leitenden GaP-Mustern stetig
14 mit der Protonendosis bis auf ein Maximum von etwa 10 -/L cm bei einer Dosis von etwa 4 χ 10 Protonen/cm · Bei der gleichen Dosis erreicht das p-leitende Muster ein geringfügig niedrigeres Maximum des spezifischen Widerstands von etwa 3 χ 10 -Λ cm. Für Dosiswerte größer als etwa '4 χ
2 "
Protonen/cm- verringert sich der spezifische Widerstand stetig sowohl bei den n- als auch den p-leitenden Mustern. Es ist zwar noch nicht vollständig erklärt, weshalb der spezifische Widerstand ein Maximum als Funktion der Protonendosis durchläuft, jedoch wird angenommen, daß dies mit einer Überkompensation von freien Ladungsträgern im Kristall durch die Protonenbestrahlung zusammenhängt.
Im Gegensatz zum Verhalten des spezifischen Widerstands steigt die Protonen-induzierte Absorption der bestrahlten Muster mit steigender Dosis, jedoch wird kein Maximum erreicht, wie beispielsweise das Maximum der Kurve des spezifischen Widerstands nach Fig. 3. Das Absorptionsverhalten kann der Fig. entnommen werden, die ein Diagramm des Durchlässigkeitsverhältnisses über der Protonendosis zagt, wobei der Verhältniswert gleich der Durchlässigkeit eines bestrahlten Musters dividiert durch die Duchlässigkeiijfeines unbestrahlten Musters ist. Das Durchlässigkeitsverhältnis fällt stetig mit steigen-
Ί3 '
der DosiG von einem Wert von nahezu 1,0 bei 2 χ 10 Protonen/cm'
30982 3/0956
17 2
auf einen Wert von etwa 0,05 bei 2 χ 10 Protonen/cm ·
Ebenso wie bei Protonen-bestrahltera GaAs wurde gefunden,
durch
"daii eine Wärraenachbehandlung von Protonen-bestrahltem <5aP die Protonen—induzierte Absorption auf nahezu den Aus— gangswert des unbestrahlten Körpers (etwa 2 bis 4 cm bei etwa 6400 A*) verringert werden kann, während der Protoneninduzierte spezifische Widerstand auf für elektrische Isolations· zwecke geeigneten Werten (z.B. auf wenigstens etwa 10 XL cm für elektrolumineszierende GaP-Dioden) gehalten werden kann. Fig. 5 zeigt genauer, daß isoterme Wärraebehandlungsverhalten eines η-leitenden Musters aus GaP mit einer Ladungsträger-
17 3
konzentration von etwa 3 χ 10 /cm . Das Beispiel wurde bei Raumtemperatur (etwa 25° C) mit Protonen von 300 keV auf
15 2 *
Dosiswerte von 4 χ 10 Protonen/cm bestrahlt. Aus Fig. 5 geht hervor, daß bei einer nachfolgenden 45-minütigen Wärmebehandlung bei einerTemperatur von größer oder gleich 350° C das Durchlässigkeitsverhältnis sich auf mehr als 0,9 erholt, d.h. mehr als 90 % der defekten optischen Absorptionszentren, wurden entfernt. Bei allen Temperaturen oberhalb von 200° C wurde jedoch ein gewisses Ansteigen der Durchlässigkeit beobachtet. Dieses allgemeine Verhalten bei Wärmebehandlungen
12 trat bei allen Protonendosiswerten im Bereich von 10 bis
17 2
10 Protonen/cm auf. Das Verhalten des Protonen-induzierten spezifischen Widerstands bei Wärmebehandlung war jedoch erheblich unterschieden hiervon. Es wurde gefunden, daß für
oder
Protonendosiswerte bei unterhalb den dem maximalen spezifischen
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Widerstand entsprechenden Werten, d.h. bei oder unterhalb - von 4 χ 10 Protonen/cm (Fig· 3), der Protonen-in<iuzierte spezifische Widerstand stetig sowohl mit steigerter Wärmebehandlungszeit als auctysteigender Wänaebehandlungsdauer abn-ahm. Dieses Verhalten ist in den isotermen Kurven der
14 *
Fig· 6 gezeigt, die einer Protonendosis von 4 χ 10 Protonen/cm entsprechen« In überraschendem Gegensatz hierzu stieg jedoch bei Protonendosiswerten oberhalb des oben erwähnten Maximums der Wert- des spezifischen Widerstands zunächst bevor er möglicherweise abfiel. Dieses Veralten geht aus Fig. 7 hervor, welche die isoterrae Kurve des spezifischen Widerstandes über
15 der Wärmebehandlungszeit für eine Protonendosis von 4 χ 10 ·
Protonen/cm zeigt· Die Zeit, bei welcher der spezifische Widerstand nach anfänglichem Ansteigen abzufallen beginnt, hängt von der Wärmebehandlungstemperatur ab und steht im Zusammenhang mit der Aktivierungsenergie der Protonen-incüzierten Defekte des spezifischen Widerstands. Nach lediglich einer 3-minütigen Wärmebehandlung bei 525° C beginnt daher der spezifische Widerstand abrupt abzufallen (Kurve X1 Fig. 7), während nach einer 60-minütigen Wärmebehandlung bei 475° C die Kurve II des spezifischen Widerstands in Fig. 7 noch eben verläuft und keine Zeichen für einen Abfall erkennen läßt. Es ist festzuhalten, daß die Daten der Kurven H-IV vom gleichen Muster gemessen wurden, während die Daten der Kurve I von einem anderen Muster entnommen wurden und dann mit einem Fä±or
p ■ -
von 10 malgenommen wurden, um sie der Fig. 7 anzupassen. Das vorstehende Verhalten wird mit Vorteil beim erfindungsgemäßen
309823/0956
—Verfahren ausgenutzt. D.h. es ist möglich durch geeignete Wärmebehandlung die Protonen-induzierte Absorption zu verringern, während gleichzeitig der Protonen-induzierte spezifische Widerstand erhöht wird» Wird beispielsweise eineBe-
15 2
Strahlungsdosis von 4 χ 10 Protonen/cm gewählt, wird hierdurch ein anfänglicher spezifischer Widerstand von etwa 10 Jl cm (Fig. 3) erzielt. Nach einer nur 10-ininütigen Wärmebehandlung bei 475° C steigt der spezifische Widerstand auf etwa 4 χ ΙΟ1 _Q_cm (Kurve III, ^ig- 7) und das Durchlässigkeitsverhältnis steigt auf mehr als 0,95 (siehe Kurve I in Fig. 5f die von bei niedrigeren Temperaturen gewonnenen Oaten approximiert ist).
Obgleich sich die vorstehende Beschreibung speziell auf GaAs und GaP teieht, ist das erfindungsgemäße Verfahren auch bei anderen Materialien, beispielsweise AlGaAs, GaAlP und GaAsP anwendbar. Die Anwendung des neuen Verfahren· bei der Herstellung von GaAs-AlGaAs-Lasern wird im folgenden beschrieben. Darüber hinaus ist anzunehmen, daß das erfindungsgemäße Verfahren ganz allgemein bei Halbleitermaterialien anwendbar ist, die bei Protonenbestrahlung zwei Arten von Defekten zeigen, wie oben erwähnt wurde.
Das vorstehend geschilderte Protonenbestrahlungsverfahren ist bei der Herstellung einer Vielzahl von optischen Bauelementen, einschließlich beispielsweise der Herstellung von elektrolumineszierenden Stützleiterdioden anwendbar. Im
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folgenden wird jedoch speziell die Herstellung von Halbleiter -Übergangslasern beschrieben.
Von speziellem Interesse ist die Herstellung von Lasern mit Übergängen, die doppelte HeteroStruktur (DH) aufweisen, die bei Raumtemperatur zu kontinuierlichem Arbeiten gebracht werden können.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, umfaßt der DH-VieIschichtenaufbau vor dem Aufzeichnen und Zerteilen in Einzeldioden ein n-leitendes GaAs-Substrat 100, auf dem nachfolgend epitaktische Schichten nachstehender Reihenfolge aufgewachsen sind: eine n-leitende Al^aj.^As-Schicht 102 mit breiter Bandlücke (etwa 5 Jim dick), eine p-1eitende GaAs-Schicht 104 mit schmalerer Bandlücke als aktive Zone (etwa 0,5 pm dik) die einen pn-Heteroübergang 106 dazwischen bildet, eine p-1eitende Al Ga, As-Schicht 108 mit breiter Bandlücke (etwa 1,0 um dick), die einen p-p-Heteroübergang mit der GaAs-Schicht 104 bildet, und eine wahlweise vorgesehene p-1eitende GaAs-Schicht 110 (etwa 1 um dick). Zur Erleichterung des Kontaktierens werden Zn-Dotierstoffe in die zuletzt genannte p-leitende GaAs-Schicht 110 bis auf eine Tiefe von etwa 0,2 pm eindiffundiert, um hierin eine p+-leitende GaAs-Schicht 112 zu bilden. Üblicherweise ist χ « y » 0,3, was zu einer Brechungsindex-Stufe von etwa 0,1 an jedem HeteroÜbergang führt. Die Herstellung der vorstehenden Laser ist beispielsweise in einem Flüssigphasen-Epitaxiverfahren durchgeführt.
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Aus bekannten Gründen reduzierten termischen Widerstands und gesteuerter Quermoden ist es in einigen Anwendungsfällen erforderlich solch einen Laser mit elektrischen Kontakten in streif enföriaiger Geometrie herzustellen» d.h. einem langgestreckten Kontakt, der die gleiche Ausdehnung wie die Diode über deren Länge (z.B. 200 bis 400 um ) hat, tier jedoch erheblich schmaler als die Breite der Diode ist (z.B. etwa 10 bis 20 um breit verglichen mit einer Diodenbreite von 100 bis 250 um)·
Im folgenden werden zwei beispielsweise Anwendungsfälle des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung solcher Kontakte von Streifengeometrie durch Protonenbestrahlung beschrieben· Im Interesse der Klarheit sind die Hehrfachschichten der Fig. (ebenso wie der später zu erörterten Fig. 17) in den Fig· bis 16 nicht gezeigt· Der pn-übergang 106 ist jedofri, um ein Bezugsgerüst zu bilden» gezeigt· Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von streifen— förmigen Kontakten auf dem Las er körper der FIg · 8 wird im folgenden mit Bezug auf die Fig· 9 bis 16 beschrieben. Zunächst wird, wie in Flg. 9 gezeigt ist, die p*—leitende oberste GaAs-Oberfläche 112 des Scheibchens von Doppelheterostruktur aufeinanderfolgend mit Metall schichten - beispielsweise Chrom 116 (etwa 500 8) und dann Gold 118 (3 um dick) - beshichtet, die mittels eines beliebigen bekannten Verfahrens, beispielsweise Aufdampfung oder Aufstäubung gebildet werden· Die Gold- ' schicht wird anschließend selektiv so geätzt, daß eine Vielzahl
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von Goldstreifen zurückbleiben, die auch dazu dienen, die darunterliegenden Zonen gegen auf die Oberfläche des Scheibchens aufgestrahlten Protonen zu maskieren. 2u diesem zweck werden mittels bekannter photolithographischer Verfahren Streifen von Photolack 120 auf der Goldschicht (Fig. 10) gebildet. Aus Gründen der Einfachheit sind nur drei Streifen gezeigt, während die tätsächliche Anzahl von Erwägungen bezüglich des Aufbaus und der Herstellung bestimmt wird« Dann werden die nicht unter dem Photolack gelegenen Zonen der Goldschicht mittels einer Lösung von Kaliumjodid (Fig· 11) abgeätzt. Es ist zwar möglich die Chromschicht in ähnlicher Weise zu ätz-en, Jedoch ist dieser Verfahrensschritt so längs nicht wesentlich, wie die Chromschicht 116 dünn genug ist um Protonen durchzulassen, ohne die Eindringtiafe der Protonen in den Halbleiter zu sehr zu beeinflussen·
Es wurde gefunden, daß es vorteilhaft ist, wenn vor der Protonenbestrahlung der Oberfläche der gesamte verbleibende Photolack von der Goldschicht HS (Fig. 12) entfernt wird, damit die Protonen keine Polymerisation des organischen Photolacks in eine harte Substanz verursachen, die ohne Beschädigung des Scheibchens nur extrem schwer zu entfernen ist. Die Entfernung eines solchen Polymer ist deshalb notwendig, weil elektrische Kontakte hergestellt werden müssen und weil der Laser in einigen Fällen mit einer Warnsabfuhrquelle verbunden werden muß. Ein Verfahren, mit dem der Photolack vollständig entfernt werden kanns besteht daher, darin, dar." Scheibchen in einem käuflich erhältlichen Sauerstoff-Plasma-Ofen zu behandeln.
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Das Scheibchen ist dann für die Protonenbestrahlung fertig. Die geeignete Wahl der Protonenenergie und Dosis wird von einer Vielzahl von Faktoren bestimmt. Zunächst bezüglich der Dosiss Um den Stromfluß durch einen DK-Übergangslaser von Streifengeometrie geeignet zu begrenzen und dadurch hohe Stromdichten in der aktiven Zonenschicht hervorzurufen, ist es erforderlicht daß die inaktiven Zonen hohen spezifischen Widerstand haben. Diese inaktiven Zonen erstrecken sich auf beiden Seiten der aktiven Zone unterhalb jedes Kontakts und wenigstens bis zur Tiefe des pn-Übergangs in seitlicher Richtung» Ein spezifischer Widerstand von etwa 1,OiT agwurde als brauchbar ermittelt. Da weiterhin der größte Teil des optischen Feldes auf die aktiven Zonen begrenzt ist, reichen die Feld* enden, die bei engen Streifenbreiten (z.B. 5^um Streifen) relativ groß sind, in die Inaktiven Zonen, die daher relativ niedrige optische Absorptionen haben müssen, um unnötige Erhöhungen des Schwellwerts der stimulierten Emission zu vermeiden. Wie oben diskutiert, erhöht sich die Größe des Protonen-induzierten spezifischen Widerstands in GaAs und AlGaAs mit steigender Dosis, bis
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ein Maximum bei etwa 3 χ 10 Protonen/cm erreicht wird. Danach fällt der spezifische Widerstand mit steigender Dosis ab. Unglücklicherweise steigt jedoch auch die optische Absorption mit steigender Dosis. Wie im folgenden diskutiert wird, verringert eine geeignete Wärraenachbehandlung oder Temperung die Protonen-induzierte Absorption erheblich, während der spezifische Widerstand für Strombegrenzungszwske in genügender Höhe erhalten bleibt.
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-Als zweites ist-bezüglich der Erotonenenergie festzuhalten, daß für eine angemessene Strombegrenzung die Zonen hohen spezifischen Widerstands von der Oberfläche bis etwa zur Tiefe der Ebene des pn-Übergangs reichen sollten, und vo> > zugsweise noch, leicht darüber hinaus. Dieser Abstand liegt bei etwa 2,0 bis 2,5 pn. Die Energie des Protonenstrahls wird daher beispielsweise mit 300 keV gewählt, da die Protoneneindringung in GaAs bei etwa 1 um für jeweils 100 keV liegt. Damit die streifenförmigen Kontakte ihre Maskierfunktion ausüben können, muß darüber hinaus die Gesamtdicke jedes Cr-Au-Streifenkontakts (Fig. 12) hinreichend groß sein, damit Durchtritt von Protonen verhindert wird, d.h. in GaAs ist eine Dicke von mehr als 3 um für 300 keV-Protonen erforderlich·
Die Oberfläche des Scheibchens ist deshalb, wie in Fig. 13 gezeigt 1st, typischerweise mit 300 keV-Protonen 122 mit
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Dosiswerten von etwa 3 χ 10 Protonen/cm bestrahlt, was einen hohen spezifischen Widerstand in den kreuzschraffierten inaktiven Laserzonen 126 hervorruft, die von den Streifenkontakten nicht maskiert sind. Durch diese Bestrahlung steigt der spezifische Widerstand vom Ausgangswert des Körpers (etwa 6 χ 10 /1 cm) auf etwa 2 χ 10 JX cm (Fig. 1) während "die Absorption ebenfalls vom Ausgangswert "des massiven
—1 —1
Körpers (etwa 54 cm ) auf etwa 5000 cm ansteigt. Entsprechend fällt die optische Durchlässigkeit auf etwa 0,28 der (unbestrahlten)Ausgangsdurchlcissigkoit, wie in Fig. 2.gezeigt ist.
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Um die Protonen-induzierte Absorption zu verringern, während der spezifische Widerstand zur Strombegrenzung genügend hoch (etwa 1,0Jl cm) erhalten bleibt, wird das bestrahlte Scheibchen vorzugsweise einer 15-minütigen Temperung bei 450° C (Fig. 14) unterzogen, die als nahezu das Optimum
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für eine Protonendosis von 3 χ 10 Protonen/cm ermittsLt wurde. Der in den bestrahlten Zonen nach der Wärmebehandlung verbleibende spezifische Widerstand Biegt bei etwa 9 SL cm (Fig. 1), was für die Strombegrenzung mehr als hinreichend ist, vährend die Absorption nach der Warmbehandlung nahezu den Ausgangswert erreicht, d.h. das Durchlässigkeitsverhältnis liegt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, nahezu bei 1,0. Die kreuz-* schraffierten Zonen in Fig. 13 sind zu den schaffierten Zonen 128 in den Fig. 14 bis 16 verändert, um die Entfernung der Protonen-induzierten Absorption anzuzeigen.
Falls ein höherer spezifischer Widerstand erforderlich ist, kann erfindungsgemäß eine protonendosls von etwa 1 χ 10 Protonen/cm verwendet werden, die höher als die Protonendosis ist, welche zum maximalen spezifischen Widerstand (2 χ 10 JX. cm in GaAs) führt, um einen anfänglich geringeren spezifischen Widerstand von beispielsweise 5 χ 10 JX cm und eine anfänglich höhere Absorption als bei niedrigeren Dosiswerten zu ergeben. Durch nachfolgende Temperung, beispielsweise bi 450° C für 15 Minuten verringert sich der spezifische
3
Widerstand auf nur 1,5 χ 10 Λαπ (Fig. 1), im Gegensatz zu einem spezifischen Widerstand von 9,0_TLcm nach <uer Wärme—
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behandlung bei einer Dosis von 3 χ 10 Pro tone r./cm . Diese
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_Temperung .,entfernt j edoch nur 80 % der Protonen-induzierten Absorption (Pig. 2). Um zusätzlich Absorption zu entfernen,wird höherer spezifischer Widerstand geopfert, d.h. es wird eine 5-minütige Temperung bei 500° C durchgeführt, die 90 % der Protonen-induzierten Absorption entfernt und zu einem verbleibenden spezifischen Widerstand von 40-ft. cm in den bestrahlten Zonen führt·
Nach Abschluß der Wärmebehandlung wird das Substrat auf eine Dicke von etwa 0,076 bis 0,1 mra geläppt und ein Sn-Pd-Au-Kontakt wird, wie in Fig· 15 gezeigt ist, aufgedampft oder in anderer Weise gebildet. Zusätzlich wird eine Golddeckschicht 124 auf den goldenen Streifen aufgedampft. Alternativ können die Goldstreifen zunächst entfernt werden, worauf eine neue Goldschicht auf der Chromsehicht 116 aufgedampft wird· In jedem Fall wird das Scheibchen dann angerissen und in einzelne Laserdioden zertrennt. Der obere (Cr-Au) Koriakt 116, 124 Jeder Diode wird mit einer Wärmeabfuhrquelle 132 (Fig. 16)
dir»
verbunden, beispielsweise von einem Kupferblock oder einem zinnplattierten Diamant vom Typ II gebildet wird. Es ist festzuhalten, daß die von den Goldstreifen in Fig. 15 gebildeten Höcker bei der Verbindung entfernt werden, da die Sn-Platte der Wärmeabfuhrquelle ein Sn-Au-Eutektikura an der Zwischen- --#1 äche-Ewischen -der -Warmsabfuhrquelle und- dem ..Goldkontakt bildet.
Der Laser ist nun bereit für den Betrieb durch Anlegen einer in Durchlaßrichtung gepolten Gleichstromquelle 134 zwischen
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dem Streifenkontakt und der Wärmeabfuhrquelle. Auf diese Welse hergestellte Laser mit Doppelheterostruktur wurden bei Raumtemperatur und darüber mit Wellenlängen von etwa 0,9 um betrieben mit Stromschwellwerten, die 30 bis 100 % unterhalb denen von ähnlichen Lasern lagen, bei denen Oxydschichten zur Begrenzung der Streifen verwendet würden« Oer Stromschwellwert von 2 DH-Lasern, die jeweils eine Länge von 400 pm und eine Streifenbreite von 12 um hatten lag bei etwa 200 mA beim Protoen-bestrahlten Laser und bei 400 mA beim entsprechenden Oxydschicht-Laser·
Ein zweiter Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Fig. 17 bis 24 dargestellt, wobei ebenfalls eine Protonenmaskierung zur Bildung von Streifenkontakten auf einem DH-Laser verwendet wird, wie er in Pig· 17 gezeigt ist (der mit dem in Fig. 8 gezeigten identisch ist)· Öder genauer, bevor irgendeine Kontaktschicht auf der obersten Fläche gebildet wird, wird ein Gitter von mit parallelem Abstand von einander laufenden Drähten 136 (Fig. 18) in Berührung mit der Oberfläche gebracht. Die iü einem (nicht gezeigten) Rahmen befestigten Drähte haben beispielsweise eine Dicke von etwa 0,013 mm im Durchmesser und einen Abstand von etwa 0,25 rom. Die genauen Maße hängen von Überlegungen über die Laserausgestaltung z.B. die erförderliche Strelfenkontäktbreite ab. Eine Einspannvorrichtung oder eine andere (nicht gezeigte) Ausricht-Vorrichtung wird zur Anordnung der Drähte normal zu den Trennflächen oder Spielflächen des Läsers
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(d.h. normal zur Papierebene) verwendet. Diese Drähte dienen zur Begrenzung einer Vielzahl von Streifenzonen einer Breite von etwa 12 um, die, viie in Fig. 18 gezeigt ist, gegen Protonenbestrahlung 138 maskiert sind«
Wie zuvor erzeugt eine Protonenbestrahlung von beispielsweise
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300 keV und 3 x 10 Pr.otonen/cra einen hohen spezifischen Widerstand und eine hohe Absorption in den kreuzschraffierten Zonen 140, wie in Fig. 19 gezeigt ist. Um die Streifen sichtbar zu machen, wird ein bekanntes Flüssig-hon ·- Verfahren angeschlossen, bei dem beispielsweise 5 um große,in Wasser suspendierte Teilchen auf das Scheibchen aufgesprüht (142) werden, ura die bestrahlten Oberflächen aufzurauhen, wie in Fig. 20 gezeigt ist. Als nächstes wird das Drahtgitter entfernt und das Scheibchen wie zuvor 15 Minuten lang bei 450° C getempert, um die protonen-induzierte optische Absorption (Fig. 21) im wesentlichen auf den (unbestellten) Ausgangswert zu vermindern. Die vorstehend diskutierten Erwägungen hinsichtlich der Protonenenergie und - dosis und der Wärmebehandlungsparameter sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in gleicher Weise anwendbar.
Nach der Wärmebehandlung werden metallische Kontaktschichten auf der gesamten Oberfläche gebildet, z.B. wird eine 500 % dicke Chromschicht 142 und dann eine 8000 A* dicke Goldschicht 144 (Fig. 22) gebildet. Es ist darauf hinzuweisen, diß ira vorliegenden Ausführungsbeispiel dünnere Kontaktschichten verwendet werden können, da die Kontakte nicht sur Maskierung
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von Protonen dienen. Als nächstes wird das Substrat auf eine Dicke von 0,076 bis 0,1 mm geläppt und ein Metallkontakt, z.B. ein Sn-Pd-Au-Kontakt 146 wird auf bekannte Weise (Fig. 23) aufgebracht· Schließlich wird das Scheibchen angerissen und in eineine Laserdioden zerteilt, die mit einer metallischen oder metallisierten Wärmeabfuhrquelle 148 verbunden werden, wie in Fig. 24 gezeigt ist. Wie beim vorherigen AusfUhrungsbeispiel wird der obere Kontakt 142, 144 (Cr-Au) mit der Wärmeabfuhrquelle 148 verbunden und auch hier wieder wird, wenn die Wärmeabfuhrquelle ein Sn-plattlerter Diamant ist, ein Sn-Au-Eutektikura an der Zwischenfläche zwischen dem Goldkontakt und der Wärmeabfuhrquelle gebildet. Alternativ können, um die Wärmeabfuhr weiter zu erleichtern, sowohl die oberen als auch die unteren Kontakte an Wärmeabfuhrquellen angeschlossen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Passivierung von pn-Übergangen, wie beispielsweise dem Übergangslaser 10 von Streifengeometrie, wie er in Fig. 25 gezeigt ist, verwendet werden. Das Bezugszeichen 212 bezeichnet eine langgestreckte streif enföriaige Kon takt zone, die entweder mittels des in Fig. 11 gezeigten Ätzverfahrens oder durch zweimalige Anwendung des in Flg. 18 gezeigten Drahtgitter-Maskier-Verfahrens, d.h. einmal entlang der Breiten- und einmal entlang der LängenerStreckung, gebildet wurde. Im vorliegenden Fall ist der Streifen 212 jedoch nicht ebenso lang wie die zwischen
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den Spiegelflächen 214 und 216 des Lasers 10 bestehende Länge 1· Daher können die Endzonen 219 und 221 zusätzlich zu den seitlichen Zonen 223 und 225 mit Protonen bestrahlt werden, um hohen spezifischen Widerstand (und hohe optische Absorption wie zuvor) in den bestrahlten Zonen wenigstens bis zur Tiefe des Übergangs 222 hervorzurufen. Es erfolgt eine Passivierung am übergang in der Zone 220, die der Außenatmosphäre an der Spiegelfläche 216 zugänglich ist und die die gleiche Breite wie der Streifen 212 hat· (Die entsprechende Zone des Übergangs 222 an der Spiegelfläche 218 ist nicht gezeigt)· Machfolgende Wärmebehandlung oder Temperung in der obenbeschriebenen Weise verringert die Protonen-induzierte optische Absorption« während ein zur Passivierung hinreichend hoher spezifischer Widerstand in der Zone 220 (und in den Zonen 223 und 225 zur Strombegrenzung) aufrecht erhalten wird.
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Claims (2)

  1. 22584U
    Patentansprüche
    J Verfahren zur Herstellung wenigstens einer elektrisch-Isolierenden Zone In einen Halbleiterkörper, bei dem die Zone mit hoch-energetischen Protonen bestrahlt wird, wobei In der Zone ein erwünscht hoher spezifischer Widerstand und eine unerwünscht hohe optische Absorption Im Vergleich ■um spezifischen Widerstand und zur optischen Absorption des massiven Körpers Im Ausgangszustand In der Zone vor der Bestrahlung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper dann so lange und bei solcher Temperatur einer Wärmebehandlung unterzogen wird, daß die hohe optische Absorption Im wesentlichen auf die Absorption des unbe— strahlten Körpers zurückgeführt wird, während der spezifische Widerstand auf einer für elektrische Isolationszwecke geeigneten Höhe gehalten wird«
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als halbleitermaterial ein Material wie GaAs, GaP, AlGaAs, GaAsP oder GaAlP verwendet wird.
    3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial aus der GaAs und GaAlAs enthaltenden Gruppe ausgewählt,-die-Zone mit einer-Protonendosis im-Bereich von etwa 1 χ 1015 bis 3 χ 1016 Protonen/cm2 bestrahlt und der Körper für eine Zeitdauer von etwa 30 Minuten bis zu einer Minute bei einer Temperatur zwischen etwa 300° C bis 600° C getempert wird.
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    4· Verfahren nach s Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
    15 der Bereich der Protonendosis zwischen etwa 1 χ 10 bis 1 χ 10 Protonen/cm , die Wärmebehandlungszeit zwischen etwa 15 Minuten bis eine Minute und der Temperaturbereich zwischen 400° C bis 600° C gewählt wird.
    5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
    15 2
    als Protonendosis 3 χ 10 Protonen/cm gewählt und die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von etwa 450° C. etwa 15 Minuten lang durchgeführt wird·
    6· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material aus der GaP, GaAsP und GaAlP enthaltenen Gruppe ausgewählt, die Zone mit einer Protonendosis im Bereich von
    14 17 2
    etwa 10 bis 10 Protonen/cm bestrahlt und der Körper* für eine Zeitdauer von etwa eine Stunde bis 5 Minuten bei einer Temperatur zwischen etwa 300° C bis 600° C getempert wird.
    7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein pn-übergang in einem Halbleiterkörper gebildet wird; daß wenigstens eine langgestreckte Streifenzone auf einer ersten Hauptfläche des Körpers vor der Bestrahlung derart abgeschirmt wird, daß in der Streifenzone im wesentlichen keine Zahl von Protonen auftrifft, wodurch auf Jeder Seite jeder Streifenzone Ewischenzoren gebildet werden; daß die Bestrahlung mit Protonen auf der ersten Hauptfläche derart durchgeführt wird, daß die Protonen bis etwa zur Tiefe
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    des pn-übergangs eindringen, wodurch ein zwischen der ersten "HauptflSche und dem Übergang bei in Durchlaßrichtung vorgespannten pn—Übergang fließender elektrischer Strop im wesentlichen auf die Zone unterhalb der Streifenzone begrenzt ist.
    8· Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Abschirmung wenigstens eine Metallschicht auf im wesentlichen der gesamten ersten HauptflSche aufgebracht wird, und daß Abahnitte der Metallsdicht derart entfernt werden, daß wenigstens ein Metallstreifen 4Uf der langgestreckten streifenförmigen Zone liegt:, wobei die Metallschicht in hinreichender Dicke zur Verhindemg eines Durchtritts von Protonen gebildet wird·
    9· Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abschirmung ein Gitter aus parallel mit Abstand von einander verlaufenden Drähten auf der ersten Hauptflache aufgesetzt wird, wodurch in den unterhalb der Drähte gelegenen Zonen die langgestreckten Streifenzonen und in den Zonen zwischen den Drähten die Zwischenzonen gebildet werden, wobei Drähte hinreichenden Durchmessers zur Verhinderung des—Durchtritts einer wesentlichen Anzahl von Protonen gewählt werden.
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