DE1614238B1 - Photoempfindliche Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Photoempfindliche Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

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DE1614238B1
DE1614238B1 DE1967N0030383 DEN0030383A DE1614238B1 DE 1614238 B1 DE1614238 B1 DE 1614238B1 DE 1967N0030383 DE1967N0030383 DE 1967N0030383 DE N0030383 A DEN0030383 A DE N0030383A DE 1614238 B1 DE1614238 B1 DE 1614238B1
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Description

1 ". ■:■-■. '."■ λ i,~ - ■
Die Erfindung betrifft photoempfindliche Halb- empfindlicher Vorrichtungen homogener Beschaffenleitervorrichtungen, insbesondere Photowiderstände, '- heit. *. ... Photozellen, Photowiderstandsmatrizen u.dgl., bei 2. Die relativ geringen Kosten einer eloxierten denen eine dünne, biegsame, eloxierte Aluminium- AluminiumfoHe pro Flächeneinheit im Vergleich zu folie den Träger für das photoempfindliche Element 5 den Kosten herkömmlicher Träger ermöglicht die der Vorrichtung bildet. Ferner betrifft die Erfindung kommerzielle -HerstellungundΓ den Vertrieb großein Verfahren zur Herstellung photoempfindlicher flächiger photoempfindlicher Vorrichtungen. Bisher Vorrichtungen. ". ■ wirkten sich die Kosten für großflächige Träger sehr Im Handel erhältliche photoleitende Vorrichtungen verkauf shindernd aus, wodurch die Weiterentwicklung sind einfach aufgebaut und bestehen im allgemeinen ίο auf diesem Gebiet gehemmt wurde. Von besonderer aus einem starren Träger aus Isolationsmaterial, einer Bedeutung ist in diesem Zusammenhang die Tatsache, auf diesem aufgebrachten photoempfindlichen Halb- daß die Kosten für großflächige Keramikträger exleiterschicht oder -ablagerung, einer mit der Halb-~ ponentiell mit der Flächengröße steigen, während die lederschicht in elektrischem Kontakt stehenden dün- Folienkosten linear mit ihr steigen, nen Elektrode sowie einem Gehäuse zum Schutz und 15 3. Im Vergleich zu Vorrichtungen mit herkömmzum Zweck der leichten Handhabung. Bei bekannten liehen Trägern besitzen die erfindungsgemäßen VorVorrichtungen dieser Art besteht der Träger im allge- richtungen mit eloxierter Müminiumfolie stark vermeinen aus Glas, Quarz,.Keramik oder ähnlichem besserte Wärmeübertragungseigenschaften. Demzuwärmebeständigem Material. Das Gehäuse kann aus folge können erfindungsgemäße Vorrichtungen in verschiedenem Material hergestellt werden, besteht 20 Verbindung mit einer geeigneten Wärmesenke mit jedoch im allgemeinen aus Metall oder Kunststoff. größeren Leistungen betrieben werden als vergleich-Die allgemein bekannte photoleitende Vorrichtung bare bekannte Vorrichtungen.
besteht aus einem Metallgehäuse mit einem durch- 4. Die Aluminiumfolie und die damit hergestellten
sichtigen Fenster. Vorrichtungen sind sehr biegsam, woraus sich eine
JPhotozellen sind im allgemeinen etwas komplizier- 25 Vielzahl neuer Anwendungsarten ergibt. So kann teriin Aufbau als Photowiderstände und bestehen beispielsweise eine Photozelle mit Folienträger um mindestens aus einem wärmebeständigen Träger, eine Lichtquelle gewickelt öder in Falten um diese einer Halbleitersperrschicht, mindestens zwei Elek- gelegt werden, um einen besseren Wirkungsgrad zu troden, von denen eine transparent ist, sowie einem erhalten. Es ist möglich, Photoelemente mit Folienfür die beabsichtigten Verwendungszwecke geeigneten 30 träger mit einer Vielzahl von Elementen in Form Gehäuse. kleiner, kompakter Einheiten herzustellen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine eloxierte 5v In vielen: Anwendungsgebieten, bei denen Ge-
Aluminiumfolie als isolierenden Träger der Vorrich- _.. wicht und/oder Größe von Bedeutung sind, sind Vortung zu verwenden. Dies bietet viele Vorteile, von richtungen mit Folienträger eindeutig von Vorteil. Es denen die wichtigsten im folgenden genannt werden: 35 hat sich gezeigt, daß erfindungsgemäße Solar- oder 1. Auf Grund der Biegsamkeit der Folie kann ein photözellen mit eloxierter Aluminiumfolie im Verkontinuierliches Herstellungsverfahren für die Ferti- gleich zu den bekannten Zellen vergleichbarer Größe gung einer solchen Vorrichtung angewandt werden, : mindestens das doppelteLeistung-Gewicht-Verhältnis wobei die verschiedenen Fertigungsstellen, z.B. haben. Die hohe Gewichtsersparnis ist in erster Linie DünnscMchtaufsprühung, Wärmebehandlung, Auf- 40 auf das niedrige spezifische Gewicht der FoHe zurückbringung von Bildmasken, Ausstanzen usw., entlang zuführen. Nichtaluminiumträgerfolie besteht aus der Folie angeordnet sind, die mit genau program- einer 25 μΐη starken Phosphor-Bronze-Folie mit dünmierter Geschwindigkeit bewegt wird. Da die Folie nen CdS- und Cu^Sy-Beschichtungen und hat bei mittels Saugluft gleichmäßig gegen die erwärmte einer Größe von 76 mm2 ein Gewicht von 1,6 g, wäh-Platte gehalten werden/kann, läßt sich eine beträcht- 45 rend Aluminiumfolie gleicher Größe nur 0,58 g liehe Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Träger- schwer ist.
temperatur während des Sprühens erzielen. Dieses 6. Photoempfindliche Schichten in Form kleiner
Merkmal ist für den Fachmann von größter Bedeu- einzelner Zellen oder einer komplexen Matrix lassen rung. Mit Ausnahme sehr kleiner Träger ist es sich in jeder gewünschten Form herstellen und könschwierigjWenn nicht sogar unmöglich, bei bekannten 5o mn aUg der Folie unmittelbar in einem fortlaufenden starren Glas-und Keramikträgern eine gleichmäßige Herstellungssystem ausgeschnitten oder ausgestanzt Oberflächentemperatur zu erzeugen. Diese Ungleich- werden. Die einfache Herstellung von Vorrichtungen mäßigkeit der Oberflächentemperatur verursacht . aus eloxierter Aluminiumfolie ist ein weiterer wesentfehlerhaft abgelagerte Schichten, in denen Bereiche Hcher Grund, um dieses Material in einem automatiunterschiedlicher· Kriställstruktur auftreten. Bei un- 55 sierten Bandsystem zu-bearbeiten". Infolge der Foliengünstiger Kristallmorphologie wird das betreffende eigenschaften ist die Herstellung photoempfindlicher Teil unbrauchbar. Mit der erfindungsgemäßen An- Vorrichtungen somit kontinuierlich möglich. Wendung von eloxierter Folie kann eine größere qt Photoempfindliche Vorrichtungen mit Folien-
Gleichmäßigkeit der Ablagerungen erzielt werden als träger können in beliebiger Weise und mit bekannten mit den bekannten starren Glas-und Keramikträgern. 60 Materialien überzogen, verkapselt oder schichtförmig Diese erzielte Gleichmäßigkeit bewirkt eine Verbes- angeordnet werden. Außerdem ist bei Vorrichtungen serung der elektrischen, physikalischen und optischen mit eloxierfem Aluminiumträger eine'selbständige Eigenschaften der photoempfindlichenVorrichtungen, polymere »Verpackung« möglich". Ist die Aluminium-Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Folie fo^e feuchtigkeitsundurchlässig, dann kann ein werden somit die Nachteile der bekannten Träger 63 Photoelement mit Folienträger durch Wärmebindung vermieden. eines durchsichtigen Kunststoffilms an der oberen
Die erfindungsgemäße Anwendung dieser Träger lichtempfindlichen Oberfläche der Folie befestigt ermöglicht somit die Herstellung großflächiger photo- werden.
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Bei einigen Fertigungssystemen, besonders für oder Aufstreichen. Das für die Erfindung bevorzugte
Photowiderstände und Photozellen, wird durch die Verfahren ist in der deutschen Patentanmeldung
Verwendung biegsamer Aluminiumfolie eine wesent- N22018 VIb/32b beschrieben, in der das Herstellen
liehe Verkürzung der Herstellungszeit erzielt. Bei der dünner Filme durch Aufsprühen einer Lösung des Herstellung von Photozellen werden beispielsweise 5 filmbildenden Materials gezeigt ist und aus folgenden
mindestens zwei Galvanisierungsschritte gespart, die Schritten besteht: (a) gleichmäßiges Erwärmen des
normalerweise bei der Herstellung einer Legierungs- Trägers auf eine optimale Temperatur, normalerweise
zwischenschicht auf einer Phosphor-Bronze-Folie er- über 93° C; (b) Aufsprühen einer Lösung des film-
forderlich sind. Weiterhin wird die durch den Wegfall bildenden Materials; (c) Wärmenachbehandlung des
der beiden Galvanisierungsschritte erzielte Einspa- io abgelagerten Filmes bei einer Temperatur von 482
rung noch dadurch erhöht, daß alle erforderlichen bis 650° C und entsprechendem atmosphärischem
Elemente der Zelle durch aufgesprühte Schichten Druck. Aus der genannten Patentanmeldung geht
oder Filme ersetzt werden können. hervor, daß die Trägertemperatur von der Zusammen-
Gegenstand der Erfindung ist somit eine photo- Setzung des photoleitenden Filmes und der Wärmeempfindliche Halbleitervorrichtung, die durch eine 15 Übertragungseigenschaft des Trägers abhängig ist. Die dünne, biegsame eloxierte Aluminiumfolie als Träger erforderliche Trägertemperatur zum Besprühen von für eine photoempfindliche Halbleitervorrichtung ge- Trägermaterialien mit großer Wärmeleitfähigkeit, kennzeichnet ist. z. B. Alurniniumoxyd, ist wesentlich niedriger als bei
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der einem Glasträger. Demzufolge ist die Temperatur
Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigt 20 einer eloxierten Aluminiumfolie während des Auf-
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Aluminiumfolien- Sprühvorganges im allgemeinen niedriger als die in
segment, wobei schematisch die beiden Arten von der vorgenannten Patentanmeldung angegebenen
Photozellenformen und eine bildliche Darstellung des Temperaturen. Die optimale Temperatur einer sol-
Aufbaues dargestellt wird, in der die einzelnen Filme chen Folie kann ohne weiteres bestimmt werden.. Die
an einer Ecke zurückgerollt werden, 25 bevorzugte Trägertemperatur liegt zwischen 204 bis
Fig. 2 eine Querschnittsansicht der in Fig. 1 ge- 232° C, während die Temperatur der Wärmenach-
zeigten Folie entlang der Linie 2-2, . ■ behandlung zwischen etwa 538 und 593° C liegt. ".
F i g. 3 eine Querschnittsansicht eines photoleiten- Die genannten Merkmale des Aufsprühverfahrens
den Elementes eines Ausführungsbeispiels, werden deswegen hervorgehoben, weil dieses den her-
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer kontinu- 30 kömmlichen Verfahren in den meisten Punkten weit ierlichen Fertigungsbahn, wobei die Folie an einem überlegen ist und in bezug auf die in der Erfindung Ende in die Fertigungsbahn gefördert und die fertigen verwendete eloxierte Aluminiumfolie besondere VorGegenstände am anderen Ende erhalten werden, teile bietet, wenn dieses Verfahren und die Folie
Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer Photozelle gleichzeitig verwendet werden. Eloxierte Aluminiumeines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung, 35 folie ist in verschiedenen Breiten in Rollenform er-
F i g. 6 eine auseinandergezogene Ansicht eines hältlich, in der sie sich sehr gut für ein kontinuier-
Potentiometers mit einer gefalteten Aluminiumfolie liches Herstellungsverfahren verschiedenster Arten
nach der Erfindung, von Photowiderständen, Photozellen u. dgl. eignet.
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine photoempfindliche "Die Wärmenachbehandlung von photoleitenden
Schaltmatrix, deren Träger eine biegsame Folie nach 40 Vorrichtungen bei Temperaturen um 593° C ist eine
der Erfindung ist, der bekannten Methoden zur Verbesserung von
Fig. 7a eine Querschnittsansicht der Matrix nach Photoleitungseigenschaften, z.B. des Hell-Dunkel-
Fig. 7 entlang der Linie7a-7a. Verhältnisses usw. Eine Erweiterung der vorgenann-
In Fig. 1 ist ein Stück einer Alumimumfolie 1 ge- ten einfachen Wärmebehandlung ist das als »Aktiviezeigt, die Filme oder Schichten 2 und 3 trägt,"die an 45 rung« bekannte Verfahren, kombiniert mit der einer Ecke abgebogen sind. Ferner sind Elektroden, Wärmebehandlung. Bei letzterem wird ein photowie bei 4 und 5 gezeigt, auf der Oberfläche angeord- empfindlicher Film stark erhitzt, der mit einem net. Die Schicht 2 ist eine sehr dünne, gut isolierende »Deckpulver« überstreut wurde, das in geeigneter Schicht aus Al2O3, die durch ein bekanntes Eloxier- Weise dotierte Wirtskristalle enthält. Als Dotierungsverfahren auf der Aluminiumoberfläche hergestellt 50 elemente können z. B. Kupfer und/oder Chlor verwurde. Vom wirtschaftlichen Standpunkt betrachtet wendet werden. Diese Wärmebehandlungs-und Aktiist es jedoch günstiger, die Eloxierung nicht selbst vierungsverfahren können für die erfindungsgemäßen durchzuführen, sondern im Handel erhältliche elo- Vorrichtungen angewandt werden, jedoch sei auf ein] xierte Aluminiumfolie als Trägermaterial zu verwen- bevorzugtes Wärmebehandlungs- und Aktivierungsden. Die Folie ist in Blatt-oder Rollenform mit einer 55 verfahren, das in der deutschen Patentanmeldung Dicke von 25 bis 250 μΐη lieferbar. Im allgemeinen N27111IVc/12g beschrieben ist, hingewiesen, woist der eloxierte Film zwischen 1,2 bis 12,5 ^m dick, nach eine optimale Wirkung dadurch erzielt wird, während die Gesamtdicke der Folie plus eloxiertem daß das oder die Werkstücke etwa 15 Minuten lang Film etwa 43 μπι beträgt. Die Schicht 3 nach Fig. 1 auf 565° C erhitzt werden.
ist ein aus üblichen photoleitenden Materialien be- 60 In Fig. 1 sind zwei Elektrodenformen gezeigt, stehender photoleitender Film. Die am häufigsten und zwar die Halbkreisform der Elektrode 4 und die verwendeten photoleitenden Verbindungen sind Ver- gezahnte Form der Elektrode 5. Die Elektroden werbindungen der Gruppen II bis IV des Periodischen den durch Aufdampfen, Siebdruck oder Aufstreichen Systems, z. B. Zink, Quecksilber und Cadmium, und_ auf die Oberfläche der photoleitenden Schicht 3 aufSulfide und Selenide oder Mischungen von Verbin- 65 gebracht. Vorzugsweise werden sie durch Aufdampfen düngen, die diese Elemente enthalten. Für die Ab- von Indium mit Hilfe einer geeigneten Maske mittels lagerung photoempfindlicher Filme sind eine Reihe bekannter Techniken aufgebracht,
von Verfahren bekannt, z. B. Aufdampfen, Siebdruck In dem in F ig. 1 gezeigten Streifen sind die durch
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die beiden Elektrodenformen 4 und 5 gezeigten Be- des Photoleiterfilms gegeben. Das Muster wird 15 bis reiche aus dem Folienstreifen ausgeschnitten oder 20 Minuten lang bei etwa 565° C in einer Cu- und ausgestanzt. An den Elektroden sind durch Löten Cl-Atome enthaltenden Aktivierungsatmosphäre er- oder andere geeignete Verfahren Anschlußleitungen wärmt. Die Cu- und Cl-Atome werden von einer Bebefestigt, und die gesamte Vorrichtung wird in einem 5 Schichtung geliefert, die auf der Innenseite einer geeigneten Gehäuse, z. B. einer Metalldose mit einem Keramikwanne od. dgl. angebracht ist, die während Fenster aus transparentem Kunststoff, Glas od. dgl., der Wärmebehandlung über den zu aktivierenden untergebracht. : Film gestülpt wird; 2. werden Elektroden der ge-
F ig. 2 zeigt, daß der eloxierte Film! und der wünschten Form und Größe (z.B. Elektroden 4 und 5
photoleitende Film3 auf dem Aluminiumfolienträ- io der Fig. 1) auf dem aktivierten Film abgelagert,
ger 1 übereinander angeordnet sind. Die Elektroden 5 Eine die Elektrodenform enthaltende Maske wird mit
sind auf der photoleitenden Schicht 3 angebracht, der lichtempfindlichen Seite der Folie ausgerichtet
wobei die Elektrodenform so gewählt ist, daß ein ent- und das ausgerichtete Paar in eine Vakuumkammer
sprechender Leitfähigkeitsbereich geschaffen wird. gegeben. Nach Evakuieren der Kammer auf minde-
Fig. 3 zeigt im Querschnitt ein in einem Kunst- 15 stens 10~4 Torr wird Indium durch die Maskenstoffgehäuse untergebrachtes photoempfindliches EIe- Öffnungen auf die abgedeckte hchtempfindliche ment. Dieses besteht im allgemeinen aus verschiede- Schicht aufgedampft; 3. Anschlußleitungen werden nen Schichten, die sich leicht in dem im Beispiel4 an die Elektroden angebracht (z. B. die Leitungen 6a veranschaulichten automatischen kontinuierlichen in Fig. 3). Verzinnte Kupferleitungen werden mit Verfahren nach der Erfindung zusammenfügen lassen. 2a Silber enthaltendem Epoxydharz mit den Elektroden Die photoempfindliche Komponente nach Fig. 3 verbunden; 4. ein Kunststoffüberzug gleich dem Film enthält einen eloxierten Film 2α, der auf dem Alumi- la der Fi g. 3 wird durch Bildung von transparentem .niumfolienträger la haftet. Der Film 3α ist ein auf Epoxydharz auf der Oberfläche des Elementes mittels Λ dem Film 2 α haftend aufgebrachter Halbleiterfilm. Wärme und/oder Druck auf dessen photoempfind- ™ Die Anschlußleitungen 6a sind mit den Elektroden 25 licher Seite aufgebracht.
Sa verbunden, wobei letztere Kontakt mit der photo- In Fig. 4 ist in perspektivischer Darstellung eine leitenden Oberfläche des Fumes 3 a haben. Diese An- automatisierte Fertigungsbahn mit kontinuierlicher Schlußleitungen bestehen vorzugsweise aus flachen Arbeitsweise zum wirtschaftlichen Herstellen lichtverzinnten Kupferleitungen, die mit den Elektroden empfindlicher Vorrichtungen der im vorangegangenen 5 a verbunden, d. h. an ihnen angelötet, angeschweißt 30 beschriebenen Art gezeigt. Auf dieser Fertigungsbahn oder angeklebt, sein können. Besonders geeignet ist werden lichtempfindliche Stoffe auf einen eloxierten das Ultraschall-Lötverfahren. Bei einem anderen Aluminiumträger aufgebracht. Verfahren verwendet man leitenden Epoxydklebstoff In Fi g, 4 wird eine besonders geeignete und günals Bindemittel. Die Oberfläche des Fumes Ία besteht stige Anordnung der einzelnen Bearbeitungsstationen aus einem polymeren Schutzfilm. Hierfür geeignete 35 zur Herstellung der in Fig. 1 und 3 dargestellten polymere Stoffe sind transparente, isolierende, in photoleitenden Elemente gezeigt. Im allgemeinen Wärme ausgehärtete und thermoplastische Polymere. umfaßt eine Fertigungsbahn der vorgenannten Art Stoffe mit den gewünschten Eigenschaften sind dem die Bearbeitungsstationen A bis E, wie in Fig. 4 ge-Fachmann auf dem Gebiet der Polymere geläufig, so zeigt ist. Wie bereits gesagt, ist eine Vorrichtung zum daß im folgenden nur einige Polymere als Beispiele 40 Fördern der Aluminiumfolie mit genau programmiergenannt werden sollen, zu denen vorzugsweise trans- ter Geschwindigkeit von der Speicherrolle 14 vorgeparente Epoxydharze, Polystyrol sowie Polyvinyl-, sehen, durch die es ermöglicht wird, daß ein gegebener Polyacryl- und Polystyrol-Mischpolymerisate gehÖ- Folienbereich die zur Bearbeitung erforderliche Zeit ren. Sowohl Mischpolymerisate als auch Homopoly- an einer Bearbeitungsstation verbleibt. Sowohl elo- JB merisate der vorgenanntenPolymerarten sindverwen- 45 xierte als auch normale Aluminiumfolie in Rollenform ™ dungsfähig. Der Film7α kann durch herkömmliche sind vom Handel beziehbar. Wird normale Alumi-. Verfahren hergestellt werden, z. B. Trocknen einer niumfolie als Träger verwendet, dann wird in der Lösung des Polymers, Aufsprühen einer Polymer- Eloxierstation 15 ein 1,2 bis 12,5 μΐη starker Al2O3-dispersion mit nachfolgender thermischer Verschmel- Isolierfilm auf der einen Oberfläche der Folie aufgezung, sowie Aufbringen einer Lage eines dünnen 50 bracht. Dies ist mittels herkömmlicher Eloxierverfah-Polymerfilms auf die Oberfläche des photoleitenden ren möglich.
Films 3α durch Wärmebindung. Weitere Verfahren Die Station A (Fig. 4) enthält eine Vorrichtung
sind Walzen und Tauchlackieren, beispielsweise mit zum Aufsprühen eines Halbleiterfilms 16 auf einen
Plastisolen und Organosolen von Vinylharzen. erwärmten Teil ..der eloxierten Folie. Der "Film 16
Ein in Fig. 3 veranschaulichtes Ausführungs- 55 wird durch .Aufsprühen einer filmbildenden Halbbeispiel der Erfindung besteht aus folgenden Teilen:; leiterlösung durch einen Sprühkopf 13 hergestellt. 1. eine photoleitende Schicht aus CdS auf einer elo- Die Lösung gelangt durch das Rohr 12 in den Sprühxierten Aluminiumfohe einer Größe von 76 mm2, kopf und wird mit Hufe der aus dem Rohr 11 ströwobei die Dicke der Aluminiumfolie 127 μηι und die menden Luft versprüht. Der zu besprühende Folien-Dicke des Aluminiumoxydüberzuges (Al3O3) 7,6 μΐη 6o bereich wird durch Anlage an einer mit Heizstäben beträgt.Die photoleitende Schicht von CdS wird durch 17a beheizten ebenen Platte 17 auf eine bestimmte Auf sprühen einer Lösung 0,01MoIUxCdCl2 · 2,5H2O Temperatur erwärmt. Wie bereits erwähnt, wird die und 0,01 Mol in Thioharnstoff auf die Oberfläche der Folie während des Sprühvorganges gleichmäßig mit Folie erzeugt. Während des Sprühvorganges wird die Hufe des an den Löchern des Plattenblocks 17 wir-Folie auf einer Temperatur von etwa 221° C gehal- 65 kenden Vakuums gegen die Platte 17 gehalten. Nähere ten. Die Sprühgeschwindigkeit beträgt 5 bis 10 mm/ Einzelheiten betreffend die verwendeten Stoffe, Temmin. Die 76 mm2 große Folie wird dann in einen peraturen usw. im Zusammenhang mit dem Sprüh-Ofen zur Wärmenachbehandlung und Aktivierung Vorgang an der Station A ergeben sich aus dem vor-
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angehenden und im Hinblick auf die bereits erwähnte einander Ubergangsschichten 43 und 44 haftend abdeutsche Patentanmeldung N 22018 VIb/32b. gelagert. In einem Ausführungsbeispiel besteht die
Die Stationß der Anordnung nach Fig. 4 dient Schicht 43 aus einem sehr dünnen Film CdS, von zur Wärmenachbehandlung und umfaßt einen Heiz- einer Dicke von 1 μπι, während die Schicht 44 aus block 18 mit Heizelementen 18 α, die im vorliegenden 5 einer noch dünneren Übergangsschicht, einer etwa Ausführungsbeispiel vorzugsweise als elektrische 0,1 μΐη starken Cu^-Schicht (Digenit), besteht, die Heizstäbe ausgebildet sind, an deren Stelle jedoch gleichmäßig auf der Oberfläche der Schicht 43 verteilt auch andere geeignete Heizvorrichtungen verwendet ist. Die Schicht 45 stellt in Schnittansicht den Kollekwerden können. Wie bereits erwähnt, sind zur Wärme- tor des Ausführungsbeispiels der Photo- oder Solarnachbehandlung Temperaturen zwischen 538 und io zelle dar. Die Kollektorschicht 45 hat im allgemeinen 593° C normalerweise ausreichend. die Form eines aus feinen Leitern, z. B. Zinn, Silber,
Ein bestimmter Bereich der beschichteten Folie Kupfer oder Gold, bestehenden Gittermusters. Besonwird an der Vakuumelektrodenstation C mit einer ders geeignet ist Gold. Es wurde beispielsweise fest-Elektrodemnaske bedeckt und ein entsprechendes gestellt, daß Kollektoren aus Zinn die Neigung Metallelektrodenmuster auf der Folie abgelagert. Im 15 haben, die Zelle bei einer Temperatur um etwa wesentlichen enthält die Station C eine Vakuumkam- 200° C kurzzuschließen. Bei der gleichen Temperatur mer 19, eine Glasglocke oder eine andere, nicht zeigen Goldkollektoren noch ausreichende Eigengezeigte, zur Metallaufdampfung geeignete, geschlos- schäften. Je dünner die Leiter und je geringer deren sene Vorrichtung sowie eine Maskenhalte- und Ein- Anzahl pro Zentimeter, desto größer ist die Flächenstellvorrichtung 20 und eine Metallaufdampfvorrich- 20 ausnutzung. Die optimale Leiterzahl hängt von der tung21. Diese und weitere Einheiten der Station C Oberflächenleitfähigkeit der Übergangsschicht ab. sind in der Metallaufdampfungstechmk allgemein be- Metallgittermuster der im vorangegangenen beschriekannt und werden deshalb hier nicht näher be- benen Art werden durch allgemein bekannte Verfahschrieben, . . ren, z. B. Aufdampfen, Siebdruck, galvanische Ab-
Je nach der Art und Form der herzustellenden 25 lagerung od. dgl., aufgebracht.
photoleitenden Vorrichtung wird die Zahl der Bear- Die Kunststoffschicht 46 ist ein wesentliches Merkbeitungsstationen der kontinuierlich arbeitenden Fa- mal der Erfindung. Sie kann vorteilhaft auch bei einer brikationsbahn erhöht oder verringert. So wird bei- Anzahl weiterer hier, beschriebener Ausführungsspielsweise an der StationD (Fig. 4) ein Polymer- beispiele verwendet werden. Gemäß der bevorzugten schutzüberzug auf die Oberfläche einer photoempfind- 30 Ausführung der Erfindung ist es zweckmäßig, die liehen Vorrichtung aufgebracht. Die Station D besteht Oberfläche der Schicht 44 und die Metallgitterschicht aus einem Sprühkopf 22, der eine ein verdampfbares 45 mit einem transparenten Überzug 46 aus organi-Lösungsmittel enthaltende Polymerlösung auf den schem Lack oder polymerem Stoff zu versehen. Der unmittelbar neben dem Heizelement 23 befindlichen Überzug dient nicht nur zum Schutz der Schicht 44 Folienoberflächenbereich sprüht. In dem kontinuier- 35 gegenAbnutzung, Kratzer, Feuchtigkeit usw., sondern liehen Herstellungsverfahren wird das Heizelement verleiht außerdem dem durch die Metallgitterschicht 23 auf eine hohe Temperatur erwärmt, die ein Ver- 45 und die Anschlußleitungen 47 gebildeten empfinddampfen des Lösungsmittels der Polymerlösung be- lichen Element Stabilität. Die letztgenannten Kompowirkt, wodurch ein Polymerschutzfilm auf den in dem nenten werden mit den oberen und unteren Zellenbesprühten Folienbereich befindlichen ■ Halbleiter- 40 elektroden 45 und 42 durch allgemein bekannte Verelementen24abgelagertwird.Weitere»Verpackungs«- fahren, wie sie beispielsweise bei der Beschreibung und/oder Beschichtungsmittel sind dem Fachmann des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 genannt wurgeläufig. den, aufgebracht. Die zur Herstellung der Polymer-
Die Station E stellt eine Stanz- oder Schneidvor- schicht 46 geeigneten Polymerzusammensetzungen richtung zum Abtrennen eines polymerbeschichteten 45 und Verfahren sind gleich oder ähnlich der im Zuphotoempfindlichen Bereiches, z.B. des durch die sammenhang mit Fig. 3 beschriebenen,
vorangehende Bearbeitung erhaltenen Bereiches 24, Die leitende SnOx- oder Zinnoxydschicht 42 und von dem dünnen Streifen der Aluminiumfolie dar. die halbleitenden CdS- bzw. Cu^S^-Schichten 43 bzw. Die entstandenen photoempfindlichen Bereiche wer- 44 lassen sich mit unterschiedlichen Ergebnissen durch den durch herkömmliche Stanzpressen und zugeord- 50 eine Vielzahl in dieser Technik bekannter Verfahren nete Vorrichtungen aus der Folie ausgestanzt, wie in herstellen. Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren der der Station E durch die Stanze 25 und den Metall- genannten Schichten besteht jedoch in einem Aufblock 26 veranschaulicht wird, wobei die Folie zwi- sprühverfahren. Die CdS- und CuxSj,-Schichten werschen die Stanze und den Metallblock mit entspre- den jeweils wie in der bereits genannten deutschen chend hohem Druck gepreßt wird, um eine Schneid- 55 Patentanmeldung N22018 VIb/32b hergestellt, wähwirkung zu erhalten. rend die SnOx- oder Zinnoxydschicht 42 in einem der
Fig.5 zeigt in vergrößerter Querschnittsansicht für die Herstellung elektrisch leitender Filme allge-
aktive und inaktive Schichten in einem bevorzugten mein bekannten Aufsprühverfahren erzeugt wird.
Ausführungsbeispiel einer Photo- oder Solarzelle Vorzugsweise wird die Schicht 42 durch Auf sprühen
nach der Erfindung. Die Vorrichtung nach Fig. 5 60 einer Lösung, die 12,85MoI SnCl4 pro Liter enthält,
besteht aus mehreren über der Aluminiumträger- auf die eloxierte Aluminiumschicht 41 hergestellt. Zur
schicht 40 angeordneten Schichten. Die Schicht 41 Erzielung optimaler Ergebnisse wird die eloxierte
befindet sich auf der Trägerschicht40 und die Schicht Folie während der Zinnoxydaufsprühung auf eine
42 auf der Schicht 41, wobei letztere aus einem dün- Temperatur von etwa 500° C erwärmt,
nen Isolierfilm (Al2O3) und die Schicht 42 aus einem 65 Die Halbleiterschicht 43 erhält durch Aufsprühen
leitenden dünnen Film (Zinnoxyd SnOx) besteht, der einer Lösung, die 0,01MoICdCl2 und 0,0IMoITMo-
auf der Oberfläche der Schicht 41 haftend abgelagert harnstoff pro Liter enthält, auf die Schicht 42 bei
ist. Auf der leitenden Zinnoxydschicht 42 sind auf- einer Temperatur von etwa 325° C eine Dicke von

Claims (1)

  1. 9 10
    etwa 1 μτη. Das gleiche Aufsprühverfahren wird zur 51 zum anderen. Durch die beschriebene Bewegung Herstellung der Cu^-Schicht angewandt. Hierbei des Lichtschlitzes 56 entsteht ein leitender Pfad im wird eine 0,1 μαιι dicke Schicht aus CuxSj, durch. Auf- Halbleiterbereich 52, der kreisförmig über den als sprühen einer Lösung (0,0025 Mol pro Liter sowohl Widerstandsbereich 51 dienenden Streifen verschoben in Kupferacetat als auch in η,η-Dimethylthioharn- 5 werden kann. Vorrichtungen zum Drehen des Innenstoff) auf die auf einer Temperatur von 125° C gehal- körpers 54, elektrische Meßvorrichtungen u. dgl., die tene CdS-Schicht 43 gebildet. . .-. in herkömmlicher oder geeigneter Form angebracht
    Nach Ablagerung der CuxS31-ScMChI werden die werden können, sind in Fi g. 6 nicht gezeigt,
    photoleitenden Zellen dieses Ausführungsbeispiels Von besonderer Bedeutung für das erfmdungs-
    1 bis 20 Minuten bei einer Temperatur von 260° C, io. gemäße Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ist die Ver-
    oder vorzugsweise 1 Minute bei 250° C, wärme- wendung dünner."biegsamer eloxierter Alumimum-
    behandelt. folie als Träger für eine photoleitende Vorrichtung,
    In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei die ohne weiteres in eine gewünschte Form gebogen
    dem sich die Biegsamkeit der eloxierten Aluminium- werden kann.
    folie als besonders zweckmäßig erweist. Dieses ausge- 15 Der photpleitende Bereich 52 läßt sich durch herzogen gezeichnete Ausführungsbeispiel stellt eine kömmliche Verfahren mit bekannten h'chtempfindphotoempfindliche Vorrichtung aus einer biegsamen liehen Stoffen, z.B . CdS3 ZnS, CdSe usw., herstellen. Aluminiumfolie dar, die als sogenanntes kontaktloses Im hier behandelten Ausführungsbeispiel werden aufPotentiometer verwendet werden kann, gesprühte CdS-, CdSer-Filme u. dgl. mit Wärmenach-
    Die Vorrichtung besteht aus einem Außenkörper 20 behandlung bevorzugt als photoleitende Stoffe des
    57 und einem Innenkörper 54, wobei letzterer aus -Bereiches 52 verwendet. ; -
    Übersichtsgründen in einer herausgezogenen Stellung Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt dargestellt ist. Der Innenkörper 54 wirkt als Licht- einer photoleitenden Matrix. Erfindungsgemäß sind schirm und besteht aus einem zylindrischen uhdurch- eine Vielzahl photoempfindlicher Bereiche 66 am sichtigen Körper mit Vorrichtungen, z. B. der Licht- 25 Schnittpunkt waagerechter und senkrechter Leiterquelle 55, zum Beleuchten des Lichtschlitzes 56. Er- systeme 65 bzw. 66 angeordnet. Die photoempfindfindungsgemäß ist der Außenkörper 57 mit einer liehen Bereiche können nach beliebigem Muster oder Photowiderstandsanordnung versehen, die an seiner Anordnung aufgebaut werden und sind nicht auf das Innenfläche dünne leitende Bereiche 51, 52 und 53 Muster nach Fig. 7 beschränkt. Die Bereiche 66 beaufweist. Erfindungsgemäß sind die leitenden Be- 30 stehen aus einem Teil eines dünnen phptoleitenden reiche 51, 52 und 53, wie in Fig. 6 gezeigt, auf Films 62, der einer eloxierten Aluminiumfolie übereinem Streifen biegsamer eloxierter Aluminiumfolie lagert ist, und bestimmen das funktionsmäßige Verangeordnet, die, wie in dieser Figur dargestellt, so halten der Matrix. Auf dem Aluminiumfolienträger bemessen wird, daß sie straff in den Außenkörper 57 60 in Fig. 7 ist eine Aluminiumoxydschicht 61 abpaßt. Die aus den Bereichen51, 52, 53 bestehende 35 gelagert. Fig. 7a ,zeigt eine Schnittansicht der Widerstandskombination ist so angeordnet, daß Fig. 7. Die waagerechten Leiter 65 und die senkdurch den Lichtschlitz 56 übertragenes Licht auf den rechten Leiter 63 bilden Schnittpunkte, in denen die photoempfindlichen Bereich 52 fällt. In einem Span- beiden Leiter durch Pfade der photoleitenden Benungsteiler oder kontaktlosen Potentiometer der jua reiche verbunden werden. Zwischen den an den Fig. 6 gezeigten Art sind die Widerstände der ge- 4.0: Schnittpunkten sich kreuzenden Leitern wird ein nannten Bereiche verschieden groß. Der Bereich 53 stark isolierendes Dielektrikum vorgesehen, lh ist leitend und besitzt einen Endpunkt für einen Kon- Fi g. 2 ist das Isoliermaterial 64 ein schmaler senktakt, der als Leitung & der Kontaktpunkte 50 gezeigt rechter Streifen, der die senkrechten Leiter 63 vollist. Der leitende Bereich53 kann beispielsweise aus ständig überdeckt. In der Fig. 7a ist im Schnitt ein Indium bestehen, das dureh Aufdampfen des Metalls 45 senkrechter Leiter. 63 gezeigt, der durch die genannte oder durch Eintauchen eines Beteichs der Alumi- Isolierschicht 64 von dem Leiter 65 isoliert ist Zur niumfolie in geschmolzenes Indium aufgebracht wer- Herstellung der Isolierschicht 64 eignen sich bekannte den kann. Leitende Indiumbereiehe" der beschriebenen Isonermaterialien. Ein geeignetes Isoliermaterial Art haben einen niedrigen spezifischen Widerstand, kann beispielsweise aus einer 'Vielzahl bekannter z.B. etwa 0,06 Ohm pro cm2. Im Gegensatz zu dem 50 Polyvinylformaldehydharze ausgewählt werden. Weiniederohmigen Bereich 53 ist der Bereich 51, ein ent- tere Isoliermaterialien, 2. "Bi- SiO2, Glas u. dgl., sind lang einer Fläche der eloxierten Aluminiumfplie anr ebenfalls für die Herstellung der Schicht 64 geeignet, geordneter Film, verhältnismäßig ;hochöhmig. Die Die photoleitende Schicht 62 und die Leiter 63 und Leitungen α und c führen jeweils zu den Enden des 65 der Fig. 7 und 7 a sind nach dem im voran-Widerstandsbereiches 51. Letzterer kann aus einem 55 gegangenen beschriebenen Verfahren und insbeson'-getrockneten Streifen Farbe oder einer im Siebdruck- dere nach dem als bevorzugt beschriebenen Verfahren verfahren aufgebrachten Keramik-Metall-Verbund- herstellbar,
    masse od. dgl. bestehen, wobei bekannte Verfahren
    und Stoffe angewandt werden können. Widerstands- Patentansprüche:
    werte des Filmbereiches 51 variierenin der Größenr 60 . ' .
    Ordnung 1000 Ohm bis 1 Megohm. . * ' 1. Photoempfindliche Halbleitervorrichtung,
    Der Halbleiterbereich52 befindet sich sowohl mit dadiir cli gekennzeichnet, daß als Träger dem leitenden Bereich 53 als auch mit dem Wider- für den 'photoempfindlichen- Halbleiterfilm eine Standsbereich 51 in Kontakt. Der Bereich 52 bildet dünn&f biegsame, eloxierte- Aluminiumfolie vereinen Strompfad zwischen.den,Bereichen53 und 51. 65 wendetwird. ' "
    Wird der Innenkörper 54 um seine senkrechte Achse ■ 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gegedreht, dann bewegt sich der Lichtschlitz 56-um kennzeichnet, daß der Halbleiterfilm durch Äuf-360°, d.h. von einem Ende des Widerstandsbereiches sprühen hergestellt wird.
    3. Vorrichtung nach. Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Film aus zwei einander überlagerten Schichten verschiedener Halbleitermaterialien besteht, die so angeordnet sind, daß sie einen Sperrschichtübergang bilden.
    4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die photoempfindliche Seite der Vorrichtung mit einem, transparenten Polymerschutzüberzug versehen ist. ίο
    5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der beschichtete Träger in einem hermetisch geschlossenen Gehäuse mit transparenten Fenstern neben dem photoempfindlichen Film untergebracht ist.
    6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch als Metallablagerung auf dem Film hergestellte Elektroden.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch siekennzeichnet, daß auf der Oberfläche des
    photoleitenden Films Elektroden in Form länglicher, sich schneidender senkrechter und waagerechter Leiter angeordnet sind, die an den Schnittpunkten mittels eines stark isolierenden Dielektrikums voneinander getrennt sind.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die eloxierte Aluminiumfolie auf der Innenseke eines zylindrischen Hohlkörpers angebracht ist, in dem eine Lichtquelle so angeordnet ist, daß sie Teile des photoempfindliclicn Filmes wahlweise beleuchtet.
    9. Kontinuierliches Verfahren zum Herstellen photoempfmdlicher Halbleitervorrichtungen nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß eine dünne, biegsame, eloxierte Aluminiumfolie mit programmierter Geschwindigkeit durch mehrere nacheinander angeordnete Bearbeitungsstationen einschließlich Aufsprüh- und Wärmebehandlungsstation bewegt wird, um einen photoempfindlichen Film auf der Folie abzulagern und beschichtete photoempfindliche Bereiche von der Folie abzutrennen.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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