CN101087008A - 发光晶体管 - Google Patents
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Abstract
一种发光晶体管，包括：第一导电型集电极层，形成于基板上；第二导电型基极层，形成于所述集电极层的预定区域上；集电极，形成于所述集电极层上未形成有所述基极层的区域上；第一导电型发射极层，形成于所述基极层的预定区域上；基电极，形成于所述基极层上未形成有所述发射极层的区域上；发射电极，形成于所述发射极层上；第一激活层，形成于所述集电极层与所述基极层之间；以及第二激活层，形成于所述基极层与所述发射极层之间。
Description
相关申请交叉参考
本申请要求于2006年6月8日向韩国知识产权局提交的第10-2006-0051214号韩国专利申请的权益，其公开内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种发光晶体管，其可以同时获得光学特性和电学特性。
背景技术
通常，发光二极管(LED)产生通过使用半导体p-n结型结构注入的少数载流子(电子或空穴)，并且重新结合少数载流子以便发光。换句话说，如果正向电压施加于半导体的特定元件，电子和空穴在穿过正极与负极之间的接合部分的同时重新结合。由于这种状态下的能量比电子和空穴处于分离的状态下的能量小，因而在这个时候由于产生能量差而发光。
这样的LED可以通过使用低电压而高效率地发光。因此，LED用于家庭用具、遥控装置、电子显示板、标识器、自动化设备等。
同时，大多数半导体电子元件都表现为晶体管，并且由III-V和II-VI族氮化物半导体构成的晶体管被制造成用于各个领域。
然而，几乎从来没有进行过用于发光的晶体管方面的研究。在该技术领域中，需要一种用于获得光学特性和电学特性的新方法。
发明内容
本发明的优点在于，它提供了一种可以同时获得光学特性和电学特性的发光晶体管。
本总发明构思的其它方面和优点将在接下来的描述中部分地进行阐述，且从该描述中将部分地变得显而易见，或者可以通过该总发明构思的实施而获知。
根据本发明的一个方面，发光晶体管包括：第一导电型集电极层，形成于基板上；第二导电型基极层，形成于该集电极层的预定区域上；集电极，形成于该集电极层上未形成有基极层的区域上；第一导电型发射极层，形成于该基极层的预定区域上；基电极，形成于该基极层上未形成有发射极层的区域上；发射电极，形成于该发射极层上；第一激活(activation)层，形成于该集电极层与基极层之间；以及第二激活层，形成于该基极层与发射极层之间。
根据本发明的另一个方面，发光晶体管包括：第一导电型集电极层，形成于基板上；第二导电型基极层，形成于该集电极层的预定区域上；集电极，形成于该集电极层上未形成有基极层的区域上；第一导电型发射极层，形成于该基极层的预定区域上；基电极，形成于该基极层上未形成有发射极层的区域上；发射电极，形成于该发射极层上；以及激活层，形成于该集电极层与基极层之间。
根据本发明的又一方面，发光晶体管包括：第一导电型集电极层，形成于基板上；第二导电型基极层，形成于该集电极层的预定区域上；集电极，形成于该集电极层上未形成有基极层的区域上；第一导电型发射极层，形成于该基极层的预定区域上；基电极，形成于该基极层上未形成有发射极层的区域上；发射电极，形成于该发射极层上；以及激活层，形成于该基极层与发射极层之间。
根据本发明的再一方面，该第一导电型为n-型，而该第二导电型为p-型。
根据本发明的再一方面，该第一导电型为p-型，而该第二导电型为n-型。
根据本发明的再一方面，该集电极层、基极层、发射极层、以及激活层由II-VI或III-V族化合物半导体形成。
根据本发明的再一方面，该II-VI族化合物半导体是ZnSe、ZnTe、ZnSeTe、ZnS、ZnO、CdSe、CdS、CdTe、ZnCdS、ZnCdSe、ZnCdSeTe、ZnCdSTe等。
根据本发明的再一方面，该III-V族化合物半导体是GaAs、GaAlAs、GaInAs、InAs、InP、InSb、GaSb、GaInSb、GaN、GaInN等。
附图说明
通过下面结合附图对实施例的描述，本总发明构思的这些和/或其它方面以及优点将变得明显并且更加容易理解，图中：
图1是示出了根据本发明实施例的发光晶体管的结构的平面图；
图2至图4是沿图1的线I-I′截取的截面图；以及
图5A和图5B分别是示出了根据本发明实施例的发光晶体管的等效电路图和I-V曲线图。
具体实施方式
下面将详细描述本总发明构思的实施例，其实例在附图中示出，通篇中，相同的参考标号表示相同的元件。为了解释本总发明构思，下面参照附图对实施例进行描述。在附图中，为清楚起见，层和区域的厚度被放大了。
下面，将参照图1至图5详细描述根据本发明实施例的发光晶体管。
图1是示出了根据本发明实施例的发光晶体管的结构的平面图，以及图2至图4是沿图1的线I-I′截取的截面图。
如图1和图2所示，根据本发明的发光晶体管基本上具有双极结(bipolarjunction)结构。
也就是说，发光晶体管包括基板100、形成于基板100上的第一导电型集电极层110、形成于集电极层110的预定区域上的第二导电型基极层130，以及形成于基极层130的预定区域上的第一导电型发射极层150，发射极层150具有与集电极层110相同的导电类型。
第一导电型是n-型，而第二导电型是p-型。集电极层110和发射极层150可以由n-型半导体形成，而基极层130可以由p-型半导体形成。由n-型半导体形成的集电极层110和发射极层150可以掺杂Si等，而由p-型半导体形成的基极层130可以掺杂Mg等。
相反，第一导电型可以是p-型，而第二导电型可以是n-型。另外，集电极层110和发射极层150可以由p-型半导体形成，而基极层130可以由n-型半导体形成。
发射极层150是空穴或电子注入其中的区域，集电极层110是所注入的空穴或电子聚集的区域，而基极层130是发射极层150与集电极层110之间的中间区域。
在集电极层110上未形成有基极层130的区域上，形成有集电极110a。
在基极层130上未形成有发射极层150的区域上，形成有基电极130a。
在发射极层150上，形成有发射电极150a。
集电极110a、基电极130a、及发射电极150a分别与集电极层110、基极层130、及发射极层150进行欧姆接触。优选地，各电极110a、130a、以及150a由选自由Pd、Ti、Al、Pt、Au、Ni及Cr或它们的合金组成的组中的至少一种金属形成。
根据本发明的发光晶体管进一步包括形成于集电极层110与基极层130之间的第一激活层120和形成于基极层130与发射极层150之间的第二激活层140。
取代包括第一激活层120和第二激活层140两者的上述结构，根据本发明的发光晶体管还可仅包括形成于集电极层110与基极层130之间的激活层120，如图3所示。可替换地，发光晶体管还可以仅包括形成于基极层130与发射极层150之间的激活层140。
激活层120和140、集电极层110、基极层130、以及发射极层150可以由II-VI族或III-V族化合物半导体形成。
至于II-VI族化合物半导体，可以使用ZnSe、ZnTe、ZnSeTe、ZnS、ZnO、CdSe、CdS、CdTe、ZnCdS、ZnCdSe、ZnCdSeTe、ZnCdSTe等。至于III-V族化合物半导体，可以使用GaAs、GaAlAs、GaInAs、InAs、InP、InSb、GaSb、GaInSb、GaN、GaInN等。
图5A和图5B是示出了根据本发明实施例的发光晶体管的等效电路图和I-V曲线图。
如图5A和图5B所示，包括集电极C、基极B和发射极E三个端子(terminal)的发光二极管可以通过调整基极B而调整从激活层中产生的光的强度，并且通过基极电压调整集电极电流的大小。
也就是说，在发射极E和集电极C中流动的载流子是电子和空穴。当向基极B施加电压时，基极B的势垒(barrier)在高度上减小了，以使载流子容易从发射极E移向集电极C。这样，集电极C中流动的电流被放大了。
如上所述，根据本发明的发光晶体管具有包括集电极层110、基极层130、以及发射极层150的双极结型结构。在集电极层110与基极层130之间以及在基极层130与发射极层150之间，分别形成发光的激活层120和140。因此，根据各端子的偏压方向，光学和电学输出可以被放大或者可以从接通状态转换为断开状态或从断开状态转换为接通状态。
根据本发明的发光晶体管，发光的激活层以包括集电极层、基极层、以及发射极层的双极结型结构的形式分别形成于集电极层与基极层之间和基极层与发射极层之间。因此，可同时获得光学和电学特性。
另外，光强度可以通过对基极端子的调整而调整。根据各端子偏压方向，光学和电学输出可以被放大或者可以从接通状态转换为断开状态或从断开状态转换为接通状态。
尽管已示出和描述了本总发明构思的几个实施例，但是本领域技术人员可以理解，在不背离本总发明构思的原则和精神的前提下，可以对这些实施例进行改变，本总发明构思的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种发光晶体管，包括：
第一导电型集电极层，形成于基板上；
第二导电型基极层，形成于所述集电极层的预定区域上；
集电极，形成于所述集电极层上未形成有所述基极层的区域上；
第一导电型发射极层，形成于所述基极层的预定区域上；
基电极，形成于所述基极层上未形成有所述发射极层的区域上；
发射电极，形成于所述发射极层上；
第一激活层，形成于所述集电极层与所述基极层之间，以及
第二激活层，形成于所述基极层与所述发射极层之间。
2.一种发光晶体管，包括：
第一导电型集电极层，形成于基板上；
第二导电型基极层，形成于所述集电极层的预定区域上；
集电极，形成于所述集电极层上未形成有所述基极层的区域上；
第一导电型发射极层，形成于所述基极层的预定区域上；
基电极，形成于所述基极层上未形成有所述发射极层的区域上；
发射电极，形成于所述发射极层上，以及
激活层，形成于所述集电极层与所述基极层之间。
3.一种发光晶体管，包括：
第一导电型集电极层，形成于基板上；
第二导电型基极层，形成于所述集电极层的预定区域上；
集电极，形成于所述集电极层上未形成有所述基极层的区域上；
第一导电型发射极层，形成于所述基极层的预定区域上；
基电极，形成于所述基极层上未形成有所述发射极层的区域上；
发射电极，形成于所述发射极层上，以及
激活层，形成于所述基极层与所述发射极层之间。
4.根据权利要求1所述的发光晶体管，
其中，所述第一导电型是n-型，而所述第二导电型是p-型。
5.根据权利要求1所述的发光晶体管，
其中，所述第一导电型是p-型，而所述第二导电型是n-型。
6.根据权利要求1所述的发光晶体管，
其中，所述集电极层、所述基极层、所述发射极层、以及所述激活层由II-VI族或III-V族化合物半导体形成。
7.根据权利要求6所述的发光晶体管，
其中，所述II-VI族化合物半导体是ZnSe、ZnTe、ZnSeTe、ZnS、ZnO、CdSe、CdS、CdTe、ZnCdS、ZnCdSe、ZnCdSeTe、ZnCdSTe等。
8.根据权利要求6所述的发光晶体管，
其中，所述III-V族化合物半导体是GaAs、GaAlAs、GaInAs、InAs、InP、InSb、GaSb、GaInSb、GaN、GaInN等。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |