Полупроводниковый источник света

 

Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может найти применение в оптоэлектронике, например в качестве индикатора. Цель изобретения - повышение эффективности излучения в голубой области спектра - достигается тем, что известный источник света дополнительно содержит расположенный на подложке любого политипа SiC слой политипа 4Н толщиной 5 - 20 мкм концентрацией азота (0,5-1)10¹⁹ см^-3 , а слой SiC содержащий люминесцентно-активные дефекты, имеет толщину 1 - 5 мкм, концентрацию азота 210¹⁶-110¹⁷ см^-3 , а концентрация глубоких центров больше или равна 110¹⁶ см^-3 . 1 ил.

Изобретение относится к полупроводниковой технологии, в частности к изготовлению источников света с излучением в голубой области спектра. Такие светодиоды характеризуются высокой эффективностью и быстродействием, повышенной стабильностью при работе в широком диапазоне температур и в условиях повышенной радиации. Они могут быть использованы в оптоэлектронике в качестве индикаторов и устройств для записи информации. Цель изобретения - повышение эффективности излучения в голубой области спектра и быстродействия источников света. На чертеже схематически изображен полупроводниковый источник света с излучением в голубой области. Устройство содержит подложку-монокристалл 1 SiC любого политипа n-типа проводимости, дополнительный слой 2 SiC политипа 4Н n-типа проводимости, слой 3 SiC политипа 4Н n-типа проводимости, содержащий люминесцентно-активные дефекты, слой 4 SiC политипа 4Н р-типа проводимости, контакты 5 к SiC p-типа проводимости, контакты 6 к SiC n-типа проводимости. П р и м е р 1. Устройство состоит из подложки SiC политипа 6Н р-типа проводимости с концентрацией нескомпенсированных доноров 110¹⁸ см^-3, дополнительного слоя SiC политипа 4Н, n-типа проводимости, толщиной 5 мкм с концентрацией азота 510¹⁸ см^-3, слоя SiC политипа 4Н SiC, содержащего люминесцентно-активные дефекты типа, введенные путем ионной имплантации Al с концентрацией азота 1 10¹⁷ см^-3 и концентрацией глубоких центров с энергией ионизации более 0,5 эВ - 1 10¹⁶ см^-3, слоя р-типа проводимости, легированного Al, толщиной 0,1 мкм, и контактов в виде металлического Al, нанесенного на слой р-типа проводимости и сплава (Ni + W), помещенного на подложку n-типа проводимости. При приложении прямого смещения при напряжении 2,7 В и токе 1 мА наблюдается электролюминесценция с максимумом излучения в голубой области спектра ( _макс= = 490 нм). Эффективность излучения источника в голубой области спектра составляет 3 10^-4, что в 15 раз выше, чем в прототипе, быстродействие - время срабатывания 5 нс, что более чем в 10 раз выше, чем в прототипе. П р и м е р 2. Политип подложки, концентрация в ней нескомпенсированных доноров, толщина слоя р-типа проводимости и слоя, содержащего люминесцентно-активные дефекты и контакты аналогичны примеру 1. Дополнительный слой SiC политипа 4Н n-типа проводимости имеет толщину 20 мкм с концентрацией азота в нем 1 10¹⁹ см^-3. Слой SiC политипа 4Н n-типа проводимости, содержащий люминесцентно-активные дефекты, имеет толщину 5 мкм, концентрацию азота 5 10¹⁶ см^-3 и концентрацию глубоких центров 8 10¹⁵ см^-3. При приложении прямого смещения при напряжении 2,7 В и токе 1,2 мА наблюдается электролюминесценция с максимумом излучения в голубой области спектра ( _макс = 485 нм). Эффективность излучения источника света в голубой области спектра 2 10^-4 т.е. более чем 10 раз выше, чем в прототипе, быстродействие - время срабатывания 5 нс, что более чем в 10 раз выше, чем в прототипе. П р и м е р 3. Политип подложки, концентрация в ней нескомпенсированных доноров, толщина слоя р-типа проводимости слоя, содержащего люминесцентно-активные дефекты и контакты аналогичны примеру 1. Дополнительный слой SiC политипа 4Н n-типа проводимости имеет толщину 10 мкм с концентрацией в нем азота 8 10¹⁸ см^-3. Cлой SiC политипа 4Н n-типа проводимости содержит люминесцентно-активные дефекты, имеет толщину 5 мкм с концентрацией азота в нем 5 10¹⁶ см^-3 и концентрацией глубоких центров 8 10¹⁵ см^-3. При приложении прямого смещения при напряжении 2,6 В и токе 1,0 мА наблюдается электролюминесценция с максимумом излучения в голубой области спектра (_макс = 490 нм). Эффективность излучения источника света в голубой области спектра 2 10^-4, т.е. в 10 раз выше, чем в прототипе, а быстродействие - время срабатывания 3 нс, что более чем в 10 раз выше, чем в прототипе.

Формула изобретения

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ИСТОЧНИК СВЕТА, включающий подложку SiC n-типа проводимости, слой SiC p-типа проводимости политипа 4H, легированный aL, слой SiC n-типа проводимости политипа 4H с люминесцентно-активными дефектами, расположенный между ними, и контакты, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности излучения в голубой области спектра и быстродействия, источник света дополнительно содержит слой SiC n-типа проводимости политипа 4H толщиной от 5 до 20 мкм с концентрацией азота от 05 10¹⁹ до 1,0 10¹⁹ см^-3, расположенный между подложкой и слоем SiC n-типа проводимости с люминесцентно-активными дефектами, при этом слой SiC n-типа проводимости с люминесцентно-активными дефектами выполнены толщиной от 1 до 5 мкм с концентрацией азота от 2 10¹⁶ до 1 10¹⁷ см:^-3 и концентрацией глубоких центров 1 10¹⁶ см^-3.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---