DE2153196A1 - Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung - Google Patents

Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung

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DE2153196A1
DE2153196A1 DE19712153196 DE2153196A DE2153196A1 DE 2153196 A1 DE2153196 A1 DE 2153196A1 DE 19712153196 DE19712153196 DE 19712153196 DE 2153196 A DE2153196 A DE 2153196A DE 2153196 A1 DE2153196 A1 DE 2153196A1
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electroluminescent display
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Matthew Warren Township; Schumaker Norman Edwin North Plainfield; N.J. Kuhn (V.St.A.)
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Western Electric Co Inc
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Description

WESTERN ELECTRIC COMPANY Kuhn-Schumaker 2-1
Incorporated
' NEW YORK (N. Y.) 10007, USA
Elektrolumineszenz- Anzeigevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung mit einem halbleitenden Körper.
Elektrolumineszenz-Halbleiterdioden aus z.B. Galliumphosphid mit einem PN-Übergang sind nun wohl bekannt. Bei vielen industriellen Anwendungen solcher Bauelemente ist es jedoch erwünscht, eine individuelle elektrische xy-Zu griffs steuerung für eine rechtwinklige Anordnung solcher Bauelemente (alphanumerische Anzeige) mit einer minimalen Anzahl von Kreuzungspunkten in den elektrischen Zuführungsleitungen zu haben. Solche Kreuzungspunkte verringern aufgrund der Lichtabsorption den Gesamt-Lumineszenzwirkungsgrad und erschweren auch Herstellung und Packung der Anordnung.
Wenn auch Galliumphosphid-Halbleiterbauelemente mit PN-Übergang einen relativ hohen Lumineszenzwirkungsgrad haben, so schließt die derzeitige Schwierigkeit bei der Herstellung
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von einem PN-Übergang in anderer Form als mit flacher Oberfläche die Verwendung reiner Planartechnologie aus. Jedoch kann eine mesaartige Geometrie vorteilhaft angewendet werden. Bei einer solchen Geometrie absorbieren jedoch die elektrischen Kontakte einen wesentlichen Bruchteil des in der Umgebung des PN-Überganges erzeugten Lichtes. Es wäre deshalb wünschenswert, eine mesaartige Elektrolumineszenzdiode mit minimaler Lichtabsorption zu haben, die leicht in eine Anordnung mit individueller elektrischer Steuerung für direkten Zugriff eingesetzt werden kann.
Erfindungsgemäß ist eine Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung mit einem einen Mesaaufbau aufweisenden Halbleiterkörper mit einer ersten Zone einer Leitfähigkeitsart und einer W darunter liegenden zweiten Zone der entgegengesetzten Leitfähigkeitsart zur Bildung eines PN-Überganges vorgesehen, wobei mindestens einTeil der zweiten Zone seitlich über den Mesa-Aufbau hinausragt und mindestens ein Kontakt mit dem überragenden Teil verbunden ist, bei der die freiliegende Fläche der ersten Zone mit einer lichtreflektierenden dielektrischen Schicht bedeckt ist, welche eine Vielzahl von
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Öffnungen aufweist, durch welche eine über der dielektrischen Schicht angebrachte elektrisch-leiten de Schicht die freiliegende Fläche der ersten Zone kontaktiert.
Spezieller ausgedrückt betrifft die Erfindung ein mesaartiges Elektrolumineszenz-Halbleiterbauelement, das elektrisch mit Anschlußstreifen (beam leads) kontaktiert ist. Vorteilhafterweise bildet den Mesateil ein einzelner Kristall mit einem Basisteil des Halbleiters. Im Mesateil befindet sich ein PN-Übergang, so daß mindestens zwei Zonen entgegengesetzter Leitfähigkeit im Mesateil vorhanden sind. Üblicherweise ist der PN-Übergang in dem Mesateil parallel zur Plateaufläche des Mesateils, so daß sich die ganze Plateaufläche in einer dieser Zonen befindet. Elektrischer Kontakt zu dieser Zone an der Plateaufläche wird durch eine einzige Streifenelektrode durch eine Vielzahl relativ kleiner Öffnungen hindurch erreicht, die sich in einer elektrisch-isolierenden, lichtrefelktierenden Bedeckungsschicht auf der Plateaufläche befinden. Die Gesamtfläche dieser Öffnungen beträgt vorteilhafterweise lediglich einen geringen Bruchteil der Plateaufläche. Dadurch wird
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das meiste am PN-Übergang in Richtung Plateaufläche emittierte Licht nicht absorbiert, sondern zurückreflektiert durch den Mesateil und dann durch den Basisteil des Kristalls hindurch für den Verwendungszweck abgestrahlt. Außerdem emittiert aufgrund der relativ gleichmäßigen Verteilung des elektrischen Kontaktes durch die Öffnungen hindurch im wesentlichen der gesamte PN-Übergang als Folge der daraus resultierenden, im wesentlichen gleichförmigen Stromverteilung über dem PN-Übergang gleichmäßig Licht. Darüberhinaus hat der Basisteil des Halbleiterkristalls entsprechend eines weiteren erfindungsgemäßen Merkmals vorteilhafterweise eine geringere effektive Dotierungskonzentration als der Mesateil, so daß Lichtabsorptionsverluste im Basisteil minimal sind. Das resultierende elektrische Leitfähigkeitsprofil schafft aufgrund der damit verbundenen hohen Injektionswirkung für Elektronen am PN-Übergang automatisch eine verbesserte Lumineszenz-Wirkung, Elektrischer Kontakt mit der anderen Zone des PN-Übergangs (d.h. mit der Zone, die von der Plateaufläche des Mesateils abgelegen ist) wird durch die Vorrichtung einer Streifenelektrode hergestellt, die einen Basisteil des Kristalls auf derselben Seite kontaktiert, auf der der Mesateil liegt,
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um die Absorption des am PN-Übergang emittierten und durch den Basisteil des Halbleiters zum Verwendungszweck abgestrahlten Lichtes durch diese Elektrode zu verhindern. Es wird eine rechtwinklige Aufreihung solcher Bauelemente geschaffen, um eine alphanumerische Anzeigevorrichtung mit beliebigem Zugriff vorzusehen.
In einer speziellen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird auf eine Haupt- Fläche eines Einkristall-Substrates aus N-leitendem Galliumphosphid eine Epitaxialschicht aus N-leitendem Galliumphosphid aufgebracht. Diese Epitaxialschicht hat vorteilhafterweise einen geringeren spezifischen Widerstand feine höhere Konzentration an effektiver Donatoren-Dotierung) als das Substrat . Auf diese Epitaxialschicht ist eine andere Galliumphosphid-Epitaxialschicht mit P-Leitfähigkeit aufgebracht. Dadurch wird an der Zwischenschicht der Epitaxialschichten ein PN-Übergang gebildet. Darüberhinaus enthält die P-artige EpitaxialschichtZink-Sauerstoff-Paare, die als RekombinationsZentren für die Emission sichtbaren roten Lichtes dienen. Durch eine Vorrichtung zum selektiven
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kristallographischen Ätzen der Epitaxialschichten wird ein Mesa-Aufbau gebildet, der diese Epitaxialschichten enthält, Das Substrat dient als (mechanische und elektrische) Grundlage für den Mesateil des Halbleiterkristalls. Eine isolierende dielektrische (lichtrefektierende) Bedeckungsschicht ^ wird auf der Houpt- Fläche, die das Plateau des Mesateils
einschließt, aufgebracht. Elektroden und Anschlußstreifen schaffen durch eine Reihe von Öffnungen in der dielektrischen Bedeckungsschicht auf der Plateaufläche externen elektrischen Kontakt zu der P-Zone auf dem Plateau. Dabei schaffen sie elektrischen Zugang sowohl zur P-Zone als auch zu entlang der y-Richtung angeordneten benachbarten Dioden. In gleicher Weise schaffen Elektroden durch ein Paar von Öffnungen in der dielektrischen B ede ckungs schicht einer jeden Diode externen elektrischen Kontakt zu der N-Zone. Somit wird eine xy-adressierbare (alphanumerische) Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung gebildet.
Die Erfindung soll im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den Zeichnungen, die zugunsten
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der Klarheit nicht maßstabsgerecht sind, zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Elektrolumineszenz-Halbleiterbauelementes entsprechend einer speziellen Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt des in Fig. 1 gezeigten Bauelementes;
Fig. 3 eine Unteransicht der in Fig. 2 dargestellten Elektrolumineszenz-Halbleiteranordnung in einer Zwischenstufe bei der Herstellung;
Fig. 4 einen Querschnitt der in Fig. 3 dargestellten Anordnung;
und
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine alphanumerische Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung, entsprechend einem anderen Merkmal dieser Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Perspektivansicht eines Elektrolumineszenz-Halbleiterbauelementes 10 mit einem Mesateil 10. 5, an welchem
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einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung entsprechend Anschlußstreifen 18, 19.1 und 19.2 angebracht sind.
Wie weiter im Querschnitt in Fig. 2 gezeigt ist, weist dieses Elektrolumineszenz-Halbleiterbauelement 10 einen einkristallinen Halbleiterkörper 11 aus N-artigem Galliumphosphid, eine Epitaxialschicht 12 aus N-artigem Galliumphosphid und eine P-artige Epitaxialschicht 13 auf. Die Dicke des Kristalls 11 ist typischerweise in der Größenordnung von 10 mil \ 1 mil = 25,4 Micron), während jede der Epitaxialschichten 12 und 13 eine Dicke von typischerweise lediglich etwa 20 Micron aufweisen. Überdies ist die effektive, kennzeichnende Donatoren-Konzentration in der Epitaxialschicht 12 vorteilhafterweise höher " als die in dem Kristallkörper 11. Z.B. hat der Körper 11
eine {gleichmäßige) Donatorenkonzentration im Bereich von
17 17
etwa 1 χ 10 bis 2 χ 10 effektive, kennzeichnende Selen-
3
(Donatoren-) Atome pro cm' , während die Epitaxialschicht eine [gleichmäßige) Donatorenkonzentration im Bereich von
17 17
etwa 5 χ 10 bis 15 χ 10 effektive, kennzeichnende Tellur-
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(Donatoren-) Atome pro cm hat. Typischerweise hat die P-artige Epitaxialschicht 13 eine gleichmäßige Akzeptoren-
17 17
Konzentration von etwa 2 χ 10 bis 7 χ 10 effektive,
3 kennzeichnende Zink-(Akzeptoren-)Atome pro cm zusammen mit Zink-Sauerstoff-Paaren in einer Konzentration von etwa
1R 1 fi ^?
2 χ 10 bis 8 χ 10 pro cm' . Vorteilhafterweise ist die P-artige Schicht 13 in einem mesaförmigem Teil 10. 5 auf einer Haupt- Fläche des Bauelementes 10 angebracht, wie in Fig. 2 dargestellt. In gleicher Weise ist ein Teil der N-Schicht 12 in diesem Mesateil 10. 5 angebracht und der Rest der N-Schicht 12 daran angrenzend und entfernt davon. Ein PN-Übergang 12.5 ist an der Zwischenfläche der Schichten 12 und 13 über eine gesamte Ebene des Mesateils 10.5 gebildet. Eine dielektrische Siliziumdioxydschicht 14 mit einer typischen Dicke von etwa 3000 bis 5000 R bedeckt die Haupt-Fläche des Bauelementes 10 mit Ausnahme der darin befindlichen Öffnungen 14. 51 bis 14. 55. Diese Siliziumdioxydschicht 14 dient sowohl als Reflektor für das im Bauelement 10 erzeugte Licht als auch als elektrisch isolierende und besonders für den freiliegenden Umfangsteil des Überganges 12.5 schützende Bedeckungsschicht. Auf dieser Schicht 14 befindet sich eine
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elektrisch leitende Chrom- und Goldschicht 15 mit einer typischen Dicke von etwa 1Ό00 A . Diese Chrom- und Goldschicht 15 dient als Haftmittel für das Aufbringen einer Gold-(ca. 1% Beryllium)Elektrodenschicht 16 und für ein GoId-(ca. 2% Silizium)Elektrodenpaar 17.1 und 17.2. Die Elektrodenschicht 16 dient als ohmscher elektrischer Kontakt für die P P-Zone 13, während die Elektroden 17.1 und 17.2 als
ohmsche Kontakte für die N-Zone 12 dienen. Eine als Anschlußstreifen ausgebildete integrale Goldelektrode 18 kontaktiert die Elektrodenschicht 15, um ein Anschlußpaar 18.1 und 18.2 zu schaffen für externen elektrischen Zugang zu der P-Schicht
13, durch die in der dielektrischen Siliziumdioxydschicht 14 auf dem Plateau des Mesateils 10. 5 befindlichen Öffnungen
14. 52 bis 14. 54 hindurch. Schließlich kontaktiert ein Gold- . | Anschlußstreifen-Paar 19.1 und 19.2 jeweils die Elektroden
17.1 und 17.2, um bei dem Paar elektrisch getrennter Öffnungen 14.51 und 14. 55 in der dielektrischen Siliziumdioxydschicht 14, und zwar vom Mesateil 10.5 entfernt, elektrischen Zugang zu schaffen.
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Zur Herstellung des Bauelementes 10 ist entsprechend Fig. 3 und 4 eine N-artige Epitaxialschicht bis zu einer Dicke von etwa 20 Micron auf eine (1,1.1)- Phosphor-Haupt fläche eines N-artigen Kristallsubstrats eines einkristallinen Galliumphosphid-Halbleiters aufgewachsen. Die effektive, kennzeichnende Dotierungskonzentration in dem Kristallsubstrat und in der Epitaxialschicht sind wie für den Körper 11 und die Epitaxialschicht 12 oben jeweils dargestellt. {Letzten Endes ist der Körper 11 aus dem N-artigen Kristallsubstrat gebildet.) Das Kristallkörpersubstrat ist typischerweise durch die flüssige, eingekapselte Czochralski-Technik hergestellt, und die N-artige Epitaxialschicht ist typischerweise durch das Verfahren der Flüssigkeitsphasen-Epitaxie aufgewachsen. Danach läßt man auf die freiliegende Oberfläche der N-artigen Epitaxialschicht eine P-artige Epitaxialschicht aufwachsen. Die P-artige Schicht ist typischerweise durch Flüssigkeitsphasen-Epitaxie auf eine Dicke von etwa 20 Micron gewachsen. Dadurch wird an der Zwischenfläche der P-artigen und N-artigen Epitaxialschichten ein PN-Übergang gebildet. Eine geeignete Technik zum Aufwachsenlassen dieser beiden Epitaxialschichten
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ist im Detail z. B. durch R. H, Saul, J. Armstrong und W. H. Hackett, jr., in Applied Physics Letters, Bd. 15, Nr. 7, Seiten 229 (1. Oktober 1969) beschrieben.
Um den Mesateil 10. 5 der Epitaxialschichten in dem Bauelement 10 zu bilden, ist die gesamte freiliegende Fläche fc der P-artigen Epitaxialschicht mit einer Schicht aus dielektrischem Silizium dioxydmate rial mit einer Dicke von typischerweise etwa 3000 bis 5000 A bedeckt, z.B. durch Aufdampfen. Diese Schicht aus dielektrischem Siliziumdioxyd ist selektiv maskiert und mit Fluorwasserstoffsäure geätzt, um rechtwinklig geformte Inseln aus dielektrischem Silicium dioxyd zu bilden, typischerweise etwa 10 χ 15 mil. Vorteilhafterweise ist eine der Seiten der rechtwinkligen Inseln parallel zu der (1, 1, O)-Kristallrichtung in dem Galliumphosphidkristall. Der freiliegende Teil der P-artigen Epitaxialschicht (d.h. zwischen den Siliziumdioxydinseln) wird dann mit einer kristallographisch ätzenden Lösung, typischerweise einer Lösung aus Salzsäure und Salpetersäure, geätzt. Dier Ätzprozeß kann fortgesetzt werden, bis Mesateile
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mit einer Höhe von etwa 1 mil gebildet sind, von denen jeder einen Teil des PN-Überganges enthält, der vorher zwischen den P-artigen und N-artigen Epitaxialschichten gebildet worden ist. Darauf wird das restliche dielektrische Siliziumdioxyd weggeätzt, und die freiliegendere Haupt-Fläche wird wieder mit einer neuen Schicht aus dielektrischem Siliziumdioxyd mit einer Dicke von etwa 3000 bis 5000 A bedeckt, wodurch die in Fig. 4 dargestellte Schicht 14 gebildet wird. Auf der freiliegenden Oberfläche dieser dielektrischen Schicht 14 ist, typischerweise durch Aufdampfen, eine Schicht aus elektrisch leitendem Material 15 aufgebracht, und zwar vorteilhafterweise Chrom und darauffolgend Gold mit einer Gesamtdicke von etwa looo A, welches an der dielektrischen Schicht 14 haftet. Wie in Fig. 3 durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, werden kreisförmige Öffnungen 14. 52 bis 14, 54 und rechtwinklige Öffnungen 14.51 und 14.55 durch die Schichten 14 und 15 hindurch gebildet, um die entsprechenden Teile der P-artigen und N-artigen Zonen jeweils freizulegen. Jede der Kreisförmigen Öffnungen 14. 52 bis 14.54 hat typischerweise einen Durchmesser von etwa 1 mil bei einem Abstand von etwa 3 mil zwischen
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den Mittelpunkten benachbarter Öffnungen. Somit ist die gesamte Fläche der Öffnungen kleiner als ein Drittel der Plateaufläche des Mesateils 10. 5. Andererseits sind die Abmessungen einer jeden rechtwinkligen Öffnung 14, 51 und 14.55 etwa 1 χ 13 mil, wobei diese paarweise angeordneten Öffnungen, wie in Fig. 4 angedeutet, voneinander einen Abstand von etwa 16 mil haben. Durch geeignetes, selektives Maskieren wird die Elektrodenschicht 16, typischerweise durch Aufdampfen, auf dem Mesateil 10. 5 aufgebracht, um eine zusammenhängende Elektrodenschicht zur Kontaktierung des P-artigen Galliumphosphids durch die Öffnungen 14. 52 bis 14. 55 hindurch zu bilden. In gleicher Weise sind die Elektroden 17.1 und 17. 2, typischerweise durch Aufdampfen, durch geeignete Masken hindurch aufgebracht. Danach werden f auf den freiliegenden Oberflächen der Elektroden 16, 17.1
und 17.2, jeweils die Goldanschlußstreifen 18, 19.1 und 19.2 hergestellt, wobei typischerweise bekannte Techniken des selektiven Elektroplattierens benutzt werden.
An diesem Punkt ist der Prozeß bis zu der in Fig. 4 dargestellten
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Stufe (die gestrichelten Linien ausgenommen) ausgeführt. Darauf werden alle freiliegenden Teile der elektrischleitenden Schicht 15 durch Eintauchen in eine Ätzlösung weggeätzt, die typischerweise aus einer Jod- und Jodkali-Lösung besteht, worauf eine Kodak-Chrom-Ätzung folgt, um den ansonsten elektrischen Kurzschluß bildenden Kontakt zwischen benachbarten Anschlußstreifen 18, 19.1 und 19, 2 zu unterbrechen.
Um ein einzelnes Bauelement 10 zu schaffen, wird der in Fig. 4 dargestellte Körper 41 umgedreht und seine Elektroden werden auf eine Schneideplattform gekittet, wo mit einer Schlammsäge Keile 42 geschnitten werden, wie in Fig. 4 angedeutet. Jeder Keil 42 ist typischerweise etwa 6 mil breit und 8 mil tief. Danach wird die untere Fläche {wie in Fig. 4 gezeigt) des Körpers 41 mit einer Isotropen-Ätzlösung behandelt, wie Chlor -gesättigtes Methanol oder eine Lösung aus Salzsäure und Salpetersäure, gefolgt durch eine Lösung aus FLuorwasserstoffsäure und Salpetersäure, um ein einzelnes Bauelement 10 mit abgerundeten und polierten Oberflächen 11.1 zu schaffen. An diesem Punkt wird jedes
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der Bauelemente 10 individuell auf Elektrolumineszenz vorgetestet. Lediglich die zufriedenstellenden Bauelemente werden für weitere Verwendung ausgewählt. Die Anschlußstreifen 18, 19.1 und 19; 2 dieser ausgewählten Gruppe von Bauelementen 10 werden dann, typischerweise durch Vorrichtungen zur thermischen Kompressionsbondung, mit fc Reihen 58 und 59 aus Zwischenverbindungen, wie in Fig. 5
gezeigt, verbunden. Als diese Zwischenverbindungen dienen typischerweise Goldstreifen auf einer Keramikplatte (nicht
durch
gezeigt). Die Reihe 58 istielektrische Schalter 51 mit einem positiven Anschluß einer Batterie 53 verbunden, während die Reihe 59 durch elektrische Schalter 52 mit dem negativen Anschluß der Batterie 53 verbunden ist. Dadurch wird Durchlaßspannung lediglich an die Bauelemente 10 angelegt, die sich am Schnittpunkt der Reihen (in der x-Richtung) und
Spalten (in der y-Richtung) befinden, deren Schalter 52 und 51 jeweils geschlossen sind. So ist das Auftreten (oder NichtAuftreten) der Lumineszenz eines jeden Dioden-Bauelementes 10 durch entsprechend ausgewähltes Schließen (und Öffnen) der Schalter 51 und 52 individuell steuerbar. Mit der in Fig.
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lediglich zum Zweck der Erläuterung dargestellten Konfiguration geöffneter und geschlossener Schalter sind die unteren zwei Dioden 10 die einzigen Dioden, die Lumineszenz aufweisen ("an"), während alle anderen Dioden keine Lumineszenz aufweisen ("aus"), vorausgesetzt, daß mit Ausnahme der als geschlossen dargestellten Schalter alle anderen Schalter offen sind.
Einige der vorteilhaften Merkmale des Bauelementes 10 kann man ohne weiteres ersehen. Bezieht man sich besonders auf Fig. 2 und 3, so wird sichtbares Licht in der Nachbarschaft des PN-Überganges 12.5 in dem Mesateil 10. 5 erzeugt. Der Anteil des erzeugten Lichtes, der sich von Anfang an von der Plateaufläche des Mesateils 10. 5 weg ausbreitet, durchquert den Körper 11 und wird durch die abgerundete und .polierte Oberfläche 11.1 zur Verwendung abgestrahlt. Andererseits trifft der größte Teil des erzeugten Lichtes, welches sich anfangs in Richtung auf die Plateaufläche des Mesateils 10.5 ausbreitet, auf die reflektierende dielektrische Schicht 14 auf und wird dadurch zur Verwendung zurückreflektiert durch den PN-Übergang
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12.5, durch den Körper 11 und ebenso durch die Oberfläche 11.1. Somit wird lediglich ein kleiner Bruchteil des erzeugten Lichtes durch die Elektrode 16 absorbiert. Wegen der Verteilung der Öffnungen 14. 52 bis 14. 54 (durch welche elektrischer Kontakt zwischen den Anschlußstreifen 18 und der P-Zone 13 hergestellt wird) erzeugt der PN-Übergang 12.5 zu dem im wesentlichen
" gleichförmig Licht über der ganzen Fläche dieses PN-Überganges,
so daß das durch die Oberfläche 11.1 emittierte Licht eine im wesentlichen gleichförmige Raum verteilung aufweist. Das heißt, die Oberfläche 11.1 der Diode 10 erscheint im wesentlichen gleichförmig hell, wenn sich diese Diode im Zustand "an" befindet.Ein anderes vorteilhaftes Merkmal des Bauelementes 10 ergibt sich aus der Tatsache, daß infolge des Unterschiedes in den effektiven, kennzeichnenden Do tie rungs konzentrationen die elektrische Leitfähigkeit der relativ dünnen Schicht 12 größer ist als die des relativ dicken Körpers 11. Somit ist die Lichtabsorption des Körpers 11 kleiner als die der Schicht 12, so daß Lichtab s ο rptions Verluste minimal gemacht werden, während die elektrische Leitfähigkeit von Elektrode 19.1 nach 19.2 optimal ist, wohingegen die Joule'schen Wärmeverluste
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minimal gemacht sind.
Wenn diese Erfindung auch im Detail auf eine spezielle Ausführungsform beschrieben worden ist, so sind für den Fachmann im Rahmen dieser Erfindung verschiedene Modifikationen herstellbar. Anstatt Siliziumdioxyd können für die Schicht 14 schützende isolierende Schichten wie Aluminiumoxyd oder Titanoxyd verwendet werden. Zusätzlich können anstatt der Flüssigphasen-Epitaxie epitaxiale Dampfablagerungstechniken verwendet werden, um entweder die epitaxiale Schicht 12 oder 13, oder beide aufwachsen zu lassen. Solche Techniken sind nach Stand der Technik bekannt und werden z.B. durch Mahn-Sick Lim beschrieben in "Extended Abstracts of the Electrochemical Society Meeting", 4.-8. Okt. 1970, Seite 432. Zusätzlich kann der Körper 11 aus halb-intrinsic-artigem Halbleitermaterial bestehen oder sogar aus Halbleitermaterial, das die entgegengesetzte Leitfähigkeit aufweist wie die Epitaxialschicht 12. Natürlich können spiegelbildliche Halbleiteraufbauten in gleicher Weise verwendet werden (d.h. P- und N-Schioatea sind entgegengesetzt zur oberen
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detaillierten Beschreibung angeordnet).
Wird (wegen ausreichend hoher Bauelemente-Ausbeute) individuelles Vormessen nicht benötigt, können die Elektroden 18, 19.1 und 19. 2 von Anfang an so geformt werden, daß die
Elektrode 18 (in Fig. 3) als zusammenhängender integraler Streifen in der Form einer der Elektroden 58 (In Fig. 5)
ausgebildet ist und die Elektroden 19.1 und 19. 2 von Anfang an in der Form der Elektroden 59 (in Fig. 5) paarweise miteinander verbunden sind. Somit ist unmittelbar nach Bildung dieser Elektroden die Anordnung der Bauelemente 10 bereit, um als gesamte Anordnung direkt auf das Keramiksubstrat
(nicht gezeigt) als mechanischen Träger aufgebondet zu
werden.
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Claims (1)

  1. 21
    PATENTANSPRÜCHE
    1. J Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung mit einem einen Mesa-Aufbau aufweisenden Halbleiterkörper (11) mit einer ersten Zone (13) einer Leitfähigkeitsart und einer darunterliegenden zweiten Zone (12) der entgegengesetzten Leitfähigkeitsart zur Bildung eines PN-Überganges (12.5), wobei mindestens ein Teil der zweiten Zone seitlich über den Mesa-Aufbau hinausragt, und mindestens ein Kontakt (19.1, 19. 2) mit dem überragenden Teil verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die freiliegende Fläche der ersten Zone (13) mit einer lichtreflektierenden dielektrischen Schicht (14) bedeckt ist, welche eine Vielzahl von Öffnungen ,(14. 51 bis 14. 54) aufweist, durch welche eine über der dielektrischen Schicht angebrachte elektrisch-leitende Schicht die freiliegende Fläche der ersten Zone kontaktiert,
    2. Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die dielektrische Schicht entlang den Seiten des Mesa-Aufbaus über zwei überragende
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    Teile der zweiten Zone zu Stellen beiderseits des Mesa-Aufbaus erstreckt, und daß sich an jeder Stelle eine Öffnung in der dielektrischen Schicht zur Befestigung der Kontakte (19.1, 19. 2) befindet.
    fc 3. Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht und die Kontakte Anschlußstreifen (beam leads) aufweisen.
    4. Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zone ein erstes Gebiet (12), das die überragenden Teile umfaßt, und ein zweites Gebiet, den Halbleiterkörper (11) aufweist, wobei das erste Gebiet eine höhere Leitfähigkeit besitzt als das zweite Gebiet und mit der ersten Zone (13) den PN-Übergang bildet.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3940846A (en) * 1971-10-12 1976-03-02 Motorola, Inc. Scannable light emitting diode array and method
US3893149A (en) * 1971-10-12 1975-07-01 Motorola Inc Scannable light emitting diode array and method
US3790868A (en) * 1972-10-27 1974-02-05 Hewlett Packard Co Efficient red emitting electroluminescent semiconductor
GB1439759A (en) * 1972-11-24 1976-06-16 Mullard Ltd Semiconductor devices
US4110661A (en) * 1977-04-01 1978-08-29 Rockwell International Corporation Light emitting device for optical communications
DE2949245A1 (de) * 1979-12-07 1981-06-11 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Lichtemittierende diode

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