CS199081B1 - Způsob zvýšení extrakce světla diodových elementů - Google Patents

Description

Vynálezem je způsob zvýšení extrakce světla diodových elementů.

Při výrobě elektroluminiscenčních diod zvýšená pozornost je věnována zvýšení hodnoty vnější kvantové účinnosti. Jak je známo, hodnota účinnosti se může zvýšit tím, že povrch intermetalických slitin, například ve formě polovodičových destiček určených k výrobě elektroluminiscenčních diod se předem chemicky opracuje. Přitom cílem chemické úpravy může být také jen změna vzhledu, například dosažení jasného lesku úplným nanebo částečným selektivním leptáním, to je rozpouštěním zpracovávaného materiálu pomocí chemických činidel až do určité hloubky od povrchu. Intermetalieká slitina se přitom současně očistí, a výčnělky jejího povrchu se zarovnají a zaoblí, zmenší, nebo i odstraní, lesk povrchu leptaného materiálu se zvýší, extrakce světla se zlepší a ztrátový proud na bočném povrchu se potlačí.

Z prostředků používaných k leptání je známa například směs kyseliny sírové, peroxidu vodíku a vody, nebo směs kyseliny dusičné a vody, dále směs kyseliny fluorovodíkové, peroxidu vodíku a vody a řada dalších. Dále je známo strukturní leptání pomocí směsi sestávající z kyseliny fluorovodíkové, kyseliny dusičné a dusičnanu stříbrného (Saul R.H.: J. Electrochem. Soc., Vol. 115 (1968) 11, 1184-1190). Je také známo leptání

199 081

199 081 vzorků fosfidu galia (Výzkumná zpráva VUST 62 009/1 (1972) 22-23) pomocí směsi kyseliny fluorovodíkové, kyseliny dusičné a dusičnanu stříbrného.

Prostředky k leptání mají vyhovovat určitým podmínkám. Tak například v případě polovodičových materiálů, například destiček z arsenidu galia, které jsou určeny k výrobě elektroluminiscenčních diod je zapotřebí leptadla, jehož použitím se podstatně zvýší kvantové účinnost zpracováváných diod, a které projevuje vyšší rychlost leptání než 100 mikrometrů za minutu, déle u kterého pracovní podmínky nejsou horší, a kterým lze zpracovávat nejen výchozí materiál, ale i polotovary, popřípadě hotové výrobky.

Uvedené podmínky splňuje tento vynález, týkající se způsobu zvýšení extrakce světla diodových elementů ze sloučenin arsenidu galia a z nich odvozených tuhých roztoků, namořením povrchu. Podstatou vynálezu je pracovní postup, při kterém se na povrch diodového elementu při teplotě 10 až 60 °C a při běžném tlaku působí 3 až 45 s. směsí 1 dílu kyseliny fluorovodíkové, 1,5 až 4,5 dílu kyseliny dusičné 1 až 2 dílů vody a 0,1 až 1 dílu dusičnanu stříbrného při pH 1,6 až 3.

Toto řešení využívá poznatuku, že polovodičovou sloučeninu lze chemickou směsí podle vynálezu naleptat tak, že při rychlosti leptání 100 až 150 mikrometrů za minutu se vnější kvantové účinnost vyrobených diod, měřené při proudové hustotě 1 až 2 A/cm , zvýší v průměru až o 100 %.

Výhodou postupu podle vynálezu je okolnost, že nehledě na přítomné kysličníky dusíku, které však běžně vznikají i při používání dosud známých leptadel obsahujících kyselinu dusičnou, při práci se nevyvíjejí žádné jiné škodlivé látky. Kysličníku dusíku, které při práci vzniknou, mohou být snadno odstraněny běžným odsávacím zařízení. Mohou být chemicky opracovány i hotové součástky, například diodové prvky upevněné na pozlacených pouzdrech, ačkoliv ve světové technice až dosud nebylo známo použití leptadla obsahujícího směs kyseliny fluorovodíkové, dusičné a dusičňanu stříbrného pro chemickou úpravu diodových elementů ze sloučenin arsenidu galia.

Následující příklady provedení objasňují podstatu vynálezu, aniž by ho jakýmkoliv způsobem omezovaly.

Příklad 1 až 10

Polovodičové destička z arsenidu galia s přechodem P-N se opatří napařenými kontakty, načež se na ni při teplotě +1Θ °C působí po dobu 15 a směsí 1 dílu kyseliny fluorovodíkové, 3 dílů kyseliny dusičné a 1 až 2 dílů vody s takovým množstvím 1 hmot. % dusič nanu stříbrného, že pH výsledného roztoku mé hodnotu 1,6. Povrch vzorků se opláchne redestilovanou vodou a vzorky se vysuší, načež se změří zkratový proud kalibrované fotodiody. Parametry zkoušek jsou uvedeny v tab. X.

199 081

Tab. I.

Pracovní proud ve všeoh příkladech 10 mA., doba leptání v příkladě 1 je 15 s, v příkladech 2 až 10 trvá 20 a.

Příklad	Původní hodnoty	Konečné hodnoty	Koeficient
číslo	diody v %'·	diody v	zlepšení:
1	1,1	1,7	1,54
2	0,65	1,3	2,0
3	0,85	1,8	2,1
4	1,0	2,0	2,0
5	1,1	1,9	1,72
6	1,15	2,3	2,0
7	1,3	1,9	1,72
8	1,4	3,0	2,14
9	1,5	3,8	2,53
10	1,8	3,1	1,72
Příklad 11
Opakuje	se postup jako v příkladě 1,	avšak a tím rozdílem,	že se na povrch destičky

z arsenidu galia působí při teplotě + 30 °C po dobu 10 s směsným leptadlem o pH 2. Vnějáí kvantová účinnost stoupne cca o 100 %.

Příklad 12

Pracuje se jako v příkladě 1 s tou změnou, že teplota je 60 °C, doba působení 3 s a pH leptadla je 3. Vnějáí kvantová účinnost vzroste přibližně o 100 %.

Claims (1)

1. Způsob zvýšení extrakce světla diodových elementů ze sloučenin arsenidu galia a z nich odvozených tuhých roztoků namořením povrchu, vyznačený tím, že se na povrch diodového elementu působí při teplotě 10 až 60 °C a při běžném tlaku po dobu 3 až 45 s směsi 1 dílu kyseliny fluorovodíkové, 1,5 až 4,5 dílu kyseliny dusičné, 1 až 2 dílů vody a 0,1 až 1 dílu dusičnanu stříbrného při pH 1,6 až 3.