SU773795A1 - Светоизлучающий прибор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к полупроводниковым приборам, а именно к полупроводниковым светоизлучающим приборам .

Изобретение может быть использовано в полупроводниковых светоизлучающих инжекционных приборах, индикаторах , матрицах, схемах управлени , работающих в посто нном или импульсном режимах.

Физической основой работы светоизлучающих диодов  вл етс  инжекционна  электролюминесценци . Такие приборы могут быть выполнены из полупроводника с р-п-переходом. При приложении к нему пр мого смещени  наблюдаетс  свечение.

Известны светоизлучающие приборы на основе гетеропереходов, что позвол ет улучшить их параметры по сравнению с диодами на основе гомо-р-п-переходов Г .

Известен светоизлучающий прибор на основе гетероперехода, одна из областей которого выполнена из CaN

И.

На кремниевой подложке р-типа ме.тодом высокочастотного распылени  наноситс  изолирующий поликристашлический слой нитрида галли  (GaN), в контакте с кoтopыrvl находитс  прозрачный слой из окиси инди . В

5 слое GaN происходит рекомбинаци  инжектированных носителей зар да а и при напр женности пол  Е 10 В/см и напр жении питани  10-30 В/см вызывает излучение (при критической

10 длине волны 0,48 мк), в виде слабого бледно-голубого свечени .

Недостатками такого устройства  вл етс  высока  напр женность пол  (близка  к пробивному - Е 10 В/см), возникающа  за счет механизма рекомбинации в GaN встречных разноименных зар дов, источниками которых, с одной стороны,  вл ютс  подложка (дырки) и металлический контакт, с Цругой - электроды, а также вынужденного применени  в поликрйсталлическом исполнении (из-за наличи  кремниевой подложки и технологических 25 особенностей получени  GaN).

Кроме того, недостатки устройства заключаютс  в получении слабого, бледно-голубого свечени  при напр жении питани  от 10 до 30 В и создании довольно сложного прозрачного конакта , вызванного поглощением энергии злучени  Б кремниевой подложке.

Цель изобретени  - расширение диаазона излучени  при одновременном меньшении напр жени  питани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, то друга  область прибора выполнена з ..

Эта область может быть легирована эртом, окисью бора 63О.

На чертеже показано расположение слоев и электродов предлагаемого устройства .

На сапфировой подложке 1 производ т эпитаксиальное выращивание из газовой фазы полупроводникового нитрида галли  GaN 2 с п-типа проводимостью , поверх которого образован полупроводниковый нитрид алюмини  AFN 3, р-типа проводимости.

Слой 2 может содержать естественные , неконтролируемые примеси из источников окиси бора, цинка, азота,аргона , кобальта, меди и др.

Первый контакт 4, например из алюмини , наноситс  на слой А UN, второй контакт 5 образуетс  нанесением инди  на слой GaN.

При подаче пр мого смещени  происходит инжекци  носителей зар да в GaN, имеюща  односторонний характер, что обусловливаетс  наличием инжектирующего гетероперехода 6 между эпитаксиальными сло ми GaN 2 и А ЕМ 3 и рекомбинацией.в слое GaN.

Излучение выводитс  через сапфировую подложку, а также из сло  AEN,  вл ющегос  оптическим окном.

Полупроводниковое светоизлучающее устройство характеризуетс  эффективной инжекцией, малой напр женностью пол  Е 1,5-10 В/см весьма высокой равномерностью излучени  по всей поверхности устройства при малых токах смещени .

Данное полупроводниковое светоизлучающее устройство может быть выполнено с полуизолирующим слоем 2 полупроводникового GaN.

Полупроводниковое светоизлучающее устройство может быть выполнено также с эпитаксиальным слоем 3 из полупроводникового в качестве полуизолирующего материала.

Прибор может быть изготовлен при эпитаксиальном выращивании сло  нитрида галли  П -типа проводимости, с 1концентрацией свободных носителей тока л. 4 10 толщиной 8 мкм на подложке из сапфира (ос- AEjO ориентацией (0001), полупроводникового сло  нитрида алюмини  дырочного типа проводимости толщиной ч; 0,3 мк

Один электрод диаметром 0,3 мм может быть образован напылением алюмини  поверх нитрида алюмини . Второ электрод может быть образован вплавлением инди  в нитрид галли . При подаче к электродам пр мого напр жен 3-5 В наблюдаетс  излучение со стороны сапфира, энерги  которого в мак .симуме спектральной полосы около 3 эВ (т 300 к) в виде  ркого равномерного п тна.

Слой нитрида галли  может быть повергнут ионной имплантации азотом, при дозе облучени  1800 мкк/см и ускор ющем напр жении до 80 кэВ.

При напр жении с 3,4 В спектр излучени  состоит из одной узкой полосы с энергией излучени  в максимуме спектральной полосы 3,45 эВ (Т 300 к).

Прибор может быть изготовлен на подложке из лейкосапфира с ориентацией (1120) со слоем п -типа проводимости нитрида галли , мозаичной структуры толщиной 12 мкм.

В конце роста сло  в реакционной камере может быть введена легирующа  примесь в виде источника В j 0.

При подаче пр мого напр жени  3,8-5 В получаетс  спектр излучени , состо щий из двух полос с энергией излучени  в максимуме спектральной полосы Я: 1,9 эВ - основной и 2,8 эВ неосновной полосы.

Claims (3)

1.Светоизлучающий прибор на основе гетероперехода, одна из областей

0 которого выполнена из GaN, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона излучени  при одновременном уменьшении напр жени  питани , друга  область выполнена из/ AEN.

2.Прибор по п. 1, отличающийс  тем, что GaN легирован N.

3.Прибор по пп.1,2, о т л и- чающийс  тем, что GaN легирован 6203.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Андреев В. М. и др. Жидкостна  эпитакси  в технологии полупроводниковых приборов. М., Сов. радио,

5 1975, с. 161-267.

2.Патент США № 3849707,

кл. 357-17, опублик. 1974 (прототип).

3 и .,/ . N V1.....

VM.