FI117955B - High efficiency semiconductor light source and process for its manufacture - Google Patents

High efficiency semiconductor light source and process for its manufacture Download PDF

Info

Publication number
FI117955B
FI117955B FI20010878A FI20010878A FI117955B FI 117955 B FI117955 B FI 117955B FI 20010878 A FI20010878 A FI 20010878A FI 20010878 A FI20010878 A FI 20010878A FI 117955 B FI117955 B FI 117955B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
semiconductor
light source
energy threshold
semiconductor light
layers
Prior art date
Application number
FI20010878A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20010878A0 (en
FI20010878A (en
Inventor
Markus Pessa
Mihail Dumitrescu
Mika Saarinen
Ning Xiang
Original Assignee
Optoelectronics Res Ct
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Optoelectronics Res Ct filed Critical Optoelectronics Res Ct
Priority to FI20010878A priority Critical patent/FI117955B/en
Publication of FI20010878A0 publication Critical patent/FI20010878A0/en
Priority to PCT/FI2002/000366 priority patent/WO2002089275A1/en
Publication of FI20010878A publication Critical patent/FI20010878A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI117955B publication Critical patent/FI117955B/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/10Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
    • H01L33/105Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector with a resonant cavity structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
    • H01L33/465Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector with a resonant cavity structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/30Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/3211Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures characterised by special cladding layers, e.g. details on band-discontinuities

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

117955117955

JJ

Suuren hyötysuhteen omaava puolijohdevalolähde ja menetelmä sen valmistamiseksiHigh efficiency semiconductor light source and process for its manufacture

Nyt esillä oleva keksintö kohdistuu pintaemittoivaan puolijohdevalo-5 lähteeseen, joka käsittää substraatin, substraatin päälle kasvatetun ainakin ensimmäisen ja toisen puolijohdepeilipinon, joissa kukin puoli-johdepeili käsittää suuren energiavallikerroksen sekä ainakin yhden pienemmän energiavallikerroksen ja ainakin yhdessä puolijohdepeilis-sä pienemmät energiavallikerrokset on muodostettu vain yhdelle puo-10 lelle suurta energiavallikerrosta, sekä menetelmään pintaemittoivan puolijohdevalolähteen valmistamiseksi, jossa menetelmässä substraatin päälle kasvatetaan ainakin ensimmäinen ja toinen puolijohdepeili-pino, joissa kuhunkin puolijohdepeiliin muodostetaan suuri energiavallikerroksen sekä ainakin yksi pienempi energiavallikerros, ja ainakin 15 yhteen puolijohdepeiliin pienemmät energiavallikerrokset muodostetaan vain yhdelle puolelle suurta energiavallikerrosta.The present invention relates to a surface emitting semiconductor light source 5 comprising a substrate, at least first and second semiconductor mirror stacks raised on a substrate, wherein each semiconductor mirror comprises a high energy field layer and at least one smaller energy field layer and only one energy field layer is formed. And a method for manufacturing a surface emitting semiconductor light source, wherein at least one first and second semiconductor mirror stacks are superimposed on the substrate, each of the semiconductor mirrors forming a high energy layer and at least one smaller semiconductor mirror .

Punaisella aallonpituudella valoa emittoivia resonanssikaviteetti-LED (RC-LED) valolähteitä ja vertikaalisesti emittoivia laservalolähteitä 20 (VCSEL) voidaan käyttää monissa eri sovelluksissa, kuten tiedonvälitysjärjestelmissä, integroiduissa piireissä optisena liitäntärajapintana, .. optisissa tietojenkäsittelylaitteissa jne. Mainituille ’;v on ominaista, että ne emittoivat valoa vertikaalisesti, eli olennaisesti * \ kohtisuorassa suunnassa puolijohteen pintaan nähden. Tällaisella ver- \v 25 tikaalisesti emittoivilla puolijohdevalolähteillä on monia etuja horison-Red Wavelength Light Emitting Resonance Cavity (RC-LED) Light Sources and Vertically Emitting Laser Light Sources 20 (VCSEL) can be used in many applications such as data communication systems, integrated circuits as optical interfaces, etc .; emitted light vertically, i.e. substantially * \ perpendicular to the surface of the semiconductor. Such vertically emitting semiconductor light sources have many advantages over horizontal

Ml taalisesti eli puolijohteen reunoista emittoiviin puolijohdevalolähteisiin nähden. Useita tällaisia vertikaalisesti emittoivia puolijohdevalolähteitä voidaan sijoittaa matriisimuotoon ilman valon suuntaamisessa tarvitta- • · * via erityisjärjestelyjä. Lisäksi vertikaalisesti emittoiva puolijohdevalo- ! 30 lähde muodostaa olennaisesti ympyrämäisen valokeilan, mikä on optimaalinen ajatellen erityisesti valon kytkemistä optiseen kuituun.Ml, that is, relative to the emitting semiconductor light sources at the edges of the semiconductor. Several such vertically emitting semiconductor light sources can be arranged in a matrix form without any special arrangements required to direct light. In addition, vertically emitting semiconductor light! The source 30 forms a substantially circular beam of light, which is optimal with particular reference to the coupling of light to the optical fiber.

• * * * «• * * * «

Resonanssikaviteetti-LED-valolähteillä ja vertikaalisesti emittoivilla la- *···. servalolähteillä on hyvin samankaltainen rakenne. Tällainen puolijoh- :T 35 devalolähde sisältää n- ja p-tyyppisesti (Si tai Be) seostettuja :*'*.* ΑΙχΘβγΙΠι.χ.γΑθζΡνζ—Distributed Bragg-puolijohdepeilejä (DBR). Näi- • * den puolijohdepeilien avulla saadaan kvanttikaivokomponentti emittoi- «·· « · • · · .With resonance cavity LED light sources and vertically emitting la- * ···. serval sources have a very similar structure. Such a semiconductor: T 35 deval source contains n-type and p-type (Si or Be) doped: * '*. * ΑΙχΘβγΙΠι.χ.γΑθζΡνζ — Distributed Bragg Semiconductor Mirrors (DBR). These semiconductor mirrors provide a quantum well component for emitting «··« · • · ·.

• ·* • * 1 117955 2 maan valoa olennaisesti kohtisuoraan pintaansa nähden. Puolijohde-valolähde koostuu kahden DBR-peilipinon väliin sijoitetusta aktiivialu-eesta, johon on muodostettu onkalo, josta valo emittoituu. Tämän aktii-vialueen yli muodostuu puolijohderajapinta (p-n- tai p-i-n-liitos). Aktii-5 vialue voi vielä käsittää yhden tai useamman kvanttikaivokerroksen. Puolijohteen ylä- ja alapintaan muodostetaan elektrodikerrokset sähkön johtamiseksi puolijohde valolähteeseen. Tällöin toisessa elektrodissa on ainakin yksi aukko aktiivialueen kohdalla, jotta emittoituva valo pääsee säteilemään puolijohdevalolähteestä. Esimerkiksi patenttijul-10 kaisussa US-5,493,577 on esitetty eräs tällainen puolijohdevalolähde-rakenne ja menetelmä sen valmistamiseksi. Oheisissa kuvissa 1a—1d on esitetty tällaisten tunnetun tekniikan mukaisten puolijohdevaloläh-teiden energiavallirakennetta. Kuvista voidaan havaita, että DBR-puo-lijohdepeilien rakenne on symmetrinen siten, että suuren energiavalli-15 kerroksen (high bandgap layer) molemmille puolille on muodostettu energiavara kaventavat kerrokset (barrier reduction layers). Näiden energiavara kaventavien kerrosten tarkoituksena on helpottaa varauk-senkuljettajien siirtymistä suuren energiavallin yli.• · * • * 1 117955 2 Earth light substantially perpendicular to its surface. The semiconductor light source consists of an active region sandwiched between two DBR mirror piles and formed with a cavity from which light is emitted. A semiconductor interface (p-n or p-i-n junction) is formed over this active region. The active-5 defect region may further comprise one or more quantum well layers. Electrode layers are formed on the upper and lower surfaces of the semiconductor to conduct electricity to the light source of the semiconductor. Thereby, the second electrode has at least one opening at the active region so that the emitted light can be emitted from the semiconductor light source. For example, U.S. Pat. No. 5,493,577 discloses one such semiconductor light source structure and a method for making it. Figures 1a to 1d in the accompanying drawings show the energy shear structure of such prior art semiconductor light sources. From the figures, it can be seen that the structure of the DBR semiconductor mirrors is symmetrical in that barrier reduction layers are formed on both sides of the high bandgap layer. The purpose of these energy barrier layers is to facilitate the passage of the charge carriers over the high energy margin.

20 Resonanssikaviteetti-LED-valolähteitä ja vertikaalisesti emittoivia la- servalolähteitä voidaan valmistaa siten, että puolijohdesubstraatille tVt kasvatetaan epitaksiaalinen kerroksellinen kaivorakenne esimerkiksi ',:v molekyylisuihkuepitaksiaalimenetelmällä (MBE-menetelmä ja sen ' y muunnelmat, kuten solid-source MBE eli SSMBE). Substraatti on joko :.v 25 galliumarsenidiä tai indiumfosfidia. Tälle substraatille kasvatettuun kai- • * vorakenteeseen prosessoidaan valoa lähettävä komponentti (RC-LED '**·: tai VCSEL) erilaisilla komponentin prosessointiin liittyvillä syövytys- ja j* * kasvatusmenetelmillä. Puolijohdesubstraatille muodostettavien kalvo- • 4 · jen lukumäärä voi eri sovelluksissa vaihdella. Tyypillisesti yhdelle 30 substraattina käytettävälle puolijohdekiekolle muodostetaan useita komponentteja kerrallaan, jotka valmistuksen loppuvaiheessa irrote-. taan ja koteloidaan, jolloin niiden käsittely on helpompaa ja komponen- *;.! tit ovat paremmin suojattuja ympäristöolosuhteita ja mekaanisia rasi- **: , tuksia vastaan.Resonance cavity LED light sources and vertically emitting laser light sources can be made by growing an epitaxial layered film structure on a semiconductor substrate tVt, for example by the ',: v molecular beam epitaxial (MBE) method or its' y sourceE, e.g. The substrate is either: .v 25 gallium arsenide or indium phosphide. The light-emitting component (RC-LED '** or VCSEL) is processed into the ent * structure grown on this substrate by various etching and j * * cultivation methods associated with component processing. The number of films formed on a semiconductor substrate may vary • 4 · in different applications. Typically, one semiconductor wafer used as a substrate 30 is formed with several components at a time, which are released at the final stage of manufacture. and encapsulated for easier handling and component *;.! They are better protected against environmental conditions and mechanical stress.

:*:* 35 ·" Eräänä ongelmana tunnetun tekniikan mukaisissa resonanssikaviteetti- »· · LED-valolähteissä ja vertikaalisesti pintaemittoivissa laservalolähteissä • * · • · « · « ···.· • · 117955 3 on se, että niiden hyötysuhde on suhteellisen huono. Tällöin suuri osa puolijohdevalolähteeseen johdettavasta sähkötehosta muuttuu lämmöksi, mikä rajoittaa puolijohdevalolähteeseen johdettavan sähkötehon määrää tai edellyttää erityisiä jäähdytysjärjestelmä, ettei puolijohdeva-5 lolähteen suurinta sallittua lämpötilaa ylitetä. Lisäksi riittävän valotehon aikaansaamiseksi tunnetun tekniikan mukaisessa puolijohdevaloläh-teissä on käytettävä useita puolijohdepeilejä, mikä käytännössä tarkoittaa sitä, että puolijohdevalolähteen valmistuksessa on useita kasvatusvaiheita tarvittavan kerrosrakenteen aikaansaamiseksi.: *: * 35 · "One problem with prior art resonance cavity» · · LED light sources and vertical surface emitting laser light sources is that their efficiency is relatively poor In this case, much of the electrical power supplied to the semiconductor light source is converted into heat, which limits the amount of electrical power delivered to the semiconductor light source or requires a specific cooling system to not exceed the maximum temperature of the semiconductor power source. that a semiconductor light source has several stages of growth to obtain the necessary layer structure.

1010

Nyt esillä olevan keksinnön tarkoituksena on mm. aikaansaada suuren hyötysuhteen omaava ja korkeita lämpötiloja nykyistä paremmin kestäviä resonanssikaviteetti-LED-valolähde ja vertikaalisesti emittoiva la-servalolähde punaiselle aallonpituusalueelle 620—690 nm (nanomet-15 riä) ja infrapuna-alueelle 800—1600 nm, ja kehittää menetelmä tällaisten puolijohdevalolähteiden valmistamiseksi. Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että puolijohdepeilien rakenne muodostetaan epäsymmetriseksi siten, että energiavara kaventavat kerrokset on sijoitettu suuren energiavallikerroksen yhdelle puolelle, enemmistövarauksenkuljettajien 20 kulkusuunnassa ennen mainittua suurta energiavallikerrosta. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle puolijohdevalolähteelle on pääasiassa tunnusomaista se, että pienemmät energiavallikerrokset on muodos- v. tettu enemmistövarauksenkuljettajien kulkusuunnassa ennen suurta • · : ** energiavallikerrosta. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle menetel- 0/ 25 mälle on pääasiassa tunnusomaista se, että pienemmät energiavalli- kerrokset muodostetaan enemmistövarauksenkuljettajien kulkusuun-····; nassa ennen suurta energiavallikerrosta. Lisäksi rakenne voi sisältää ,· · ns. Distributed Bragg Reflector (DBR)-peilejä, joissa seostettujen epä- puhtausatomien pitoisuudet eivät ole tasaisesti jakautuneet DBR-pei-30 leissä, vaan siten kuin jäljempänä selostetaan.The object of the present invention is e.g. to provide a high efficiency and higher temperature resonance cavity LED light source and a vertically emitting la serval source for red wavelengths of 620-690 nm (nanometers) and infrared range 800-1600 nm, and to develop a method for producing such semiconductors. The invention is based on the idea that the structure of semiconductor mirrors is made asymmetric so that the energy reserve tapering layers are located on one side of a large energy power layer, in the direction of travel of the majority of charge carriers before said large energy power layer. The semiconductor light source of the present invention is mainly characterized in that smaller energy margin layers are formed in the direction of travel of the majority of the charge carriers before the large • ·: ** energy margin layer. The method of the present invention is essentially characterized in that smaller energy margin layers are formed in the direction of the majority of charge carriers; ····; before the big layer of energy power. In addition, the structure may include, · · so-called. Distributed Bragg Reflector (DBR) mirrors in which the contents of doped impurity atoms are not evenly distributed in DBR mirrors but as described below.

Nyt esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan merkittäviä etuja tunnetun '·'1 tekniikan mukaisiin RC-LED- ja VCSEL-puolijohdevalolähteisiin ja nii- den valmistusmenetelmiin verrattuna. Keksinnön mukaisilla puolijohde- * · :1:1 35 valolähteillä on merkittävässä määrin suurempi hyötysuhde ja parempi .···. lämmön kestävyys kuin tunnetun tekniikan mukaisissa pintaemittoivis- *·]· sa puolijohdevalolähteissä. Paremmalla lämmönkestävyydellä tarkoi- t * lii » • · · * ·1 • 1 117955 4 tetaan, että valoteho korkeissa lämpötiloissa laskee vähemmän kuin vastaava valoteho tunnetun tekniikan mukaisissa RC-LED- ja VCSEL-puolijohdevalolähteissä. Lisäksi keksinnön mukainen pintaemittoiva puolijohdevalolähde on rakenteeltaan yksinkertaisempi kuin vastaavan 5 valotehon muodostava tunnetun tekniikan mukainen pintaemittoiva puolijohdevalolähde. Keksinnön mukaisen puolijohdevalolähteen yksinkertaisempi rakenne vähentää myös valmistuksessa tarvittavia eri vaiheita ja näin ollen nopeuttaa valmistusprosessia, jolloin myös keksinnön mukaisen puolijohdevalolähteen valmistuskustannukset ovat 10 pienemmät kuin tunnetun tekniikan mukaisten puolijohdevalolähteiden valmistuskustannukset.The present invention provides significant advantages over prior art RC-LED and VCSEL semiconductor light sources and their manufacturing methods. The semiconductor * ·: 1: 1 35 light sources according to the invention have a significantly higher efficiency and better. ···. heat resistance compared to prior art surface-emitting semiconductor light sources. By means of improved heat resistance, it is meant that the luminous efficacy at high temperatures is reduced less than that of the prior art RC LED and VCSEL semiconductor light sources. Furthermore, the surface emitting semiconductor light source according to the invention is of simpler construction than the prior art surface emitting semiconductor light source which produces the corresponding luminous power. The simpler construction of the semiconductor light source according to the invention also reduces the various steps required for manufacturing and thus speeds up the manufacturing process, whereby the manufacturing cost of the semiconductor light source according to the invention is also lower than that of prior art semiconductor light sources.

Nyt esillä olevaa keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten samalla oheisiin piirustuksiin, joissa 15 kuvat 1a-1d esittävät tyypillisiä tunnetun tekniikan mukaisia pintaemittoivien puolijohdevalolähteiden energiavalli-rakenteita, 20 kuvat 2a ja 2b esittävät keksinnön eräiden edullisten suoritusmuotojen mukaisia puolijohdevalolähteiden energiavallirakenteita, :.v kuvat 3a-3d esittävät eräitä heteroliitosten vyösidoksia kahden j1v kerroksen välisten seossuhteiden funktiona, : : 25 * 1 kuva 4a esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen puolijohdevalolähteen ontelorakennetta, jossa ,· · on ohuita suuria energiavallikerroksia, • · 30 kuva 4b havainnollistaa ontelorakenteen ja puolijohdevalolähteen emittoivan valon aallonpituuden välisiä suhteita pelkistettynä kaaviona, I » e 1 • * 1 1 kuvat 5a ja 5b esittävät eräitä edullisia elektrodirakenteita käytettäväksi • » ,·:1 35 keksinnön mukaisissa puolijohdevalolähteissä, ja * • > 1 ♦ * • · · .The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Figs. 1a-1d show typical energy-gap structures of surface-emitting semiconductor light sources according to prior art, Figs. 2a and 2b show 3d-energy structures of semiconductor light sources. illustrate some of the belt bonds of the heterogeneous joints as a function of the mixture ratios between the two layers,. 5A and 5B show some preferred electrode structures for use in the semiconductor light sources of the present invention. , ja * •> 1 ♦ * • · ·.

• ·• ·

IMIM

* * » « 1 » »·· • · 117955 5 kuva 6 esittää pelkistettynä poikkileikkauksena keksinnön erään edullisen suoritusmuodon puolijohdevalolähteen rakennetta.Figure 6 illustrates, in reduced cross-section, the structure of a semiconductor light source according to a preferred embodiment of the invention.

5 Puolijohdekiekkojen valmistuksessa käytetään tunnetusti puolijohde-tankoa, joka on muodostettu halutusta puolijohdemateriaalista, kuten galliumarsenidista. Puolijohdetangon tulee olla mahdollisimman puhdas, jotta lopputuloksena saatavasta komponentista tulisi mahdollisimman hyvälaatuinen. Puolijohdetangosta leikataan puolijohdekiekkoja 10 joko kidesuuntaan [100], tai siten, että kidesuunta poikkeaa suunnasta [100], Leikattaessa puolijohdetanko vinoon, leikkausjälki ei mikro-skooppisesti tarkasteltuna ole tasainen, vaan siinä on selkeä porrastus, joka määräytyy kidesuuntien mukaan. Leikatut puolijohdekiekot siirretään ensimmäiseen valmistusvaiheeseen, jossa suoritetaan epitaksiaa-15 linen kalvojen kasvatus puolijohdekiekkojen pintaan. Tässä keksinnössä käytetään (all)~SSMBE-menetelmää. Kasvatusvaiheessa puoli-johdekiekon pintaan muodostetaan tarvittava määrä kerroksia. Se, kuinka monta kerrosta kasvatetaan, riippuu mm. siitä, minkä tyyppistä komponenttia valmistetaan. Kerroksia voi olla kymmeniä tai jopa sa-20 toja. Osa näistä kerroksista voidaan muodostaa ns. kvanttikaivokerrok-siksi (kvanttikaivoiksi). Tällaisen kvanttikaivokerroksen molemmille puolille muodostetaan vielä kvanttivallikerros (potentiaalivalli). Kun tar-In the manufacture of semiconductor wafers, it is known to use a semiconductor bar formed of a desired semiconductor material, such as gallium arsenide. The semiconductor rod should be as clean as possible to ensure the highest quality of the resulting component. From the semiconductor bar, the semiconductor wafers 10 are cut either in the crystal direction [100] or in such a way that the crystal direction differs from the direction [100]. The cut semiconductor wafers are transferred to a first manufacturing step, whereby epitaxial membrane growth is performed on the surface of the semiconductor wafers. The present invention uses the (all) ~ SSMBE method. During the growth step, the required number of layers are formed on the surface of the semiconductor wafer. How many layers are grown depends on e.g. the type of component that is made. There may be dozens or even hundreds to hundreds of layers. Some of these layers may be formed by so-called "sandwich". quantum well layers (quantum wells). Further, a quantum wall (potential wall) is formed on both sides of such a quantum well layer. When

I II I

:.v vittavat kerrokset on kasvatettu puolijohdekiekon pintaan, siirretään fv puolijohdekiekko toiseen vaiheeseen, jossa muodostetaan varsinainen tV-· 25 komponenttirakenne. Sinänsä tunnettua on, että yhdelle puolijohdekie-kolle muodostetaan useita komponentteja. Tässä toisessa vaiheessa .III puolijohdekiekon pintaan erilaisten maskien avulla lisätään eri puoli- ,· ·. johteita ja syövytetään osa kerroksista pois halutun sähköisen kytken- ’ * nän aikaansaamiseksi.The .v layers are grown on the surface of the semiconductor wafer, the fv semiconductor wafer is moved to the second step to form the actual tV · 25 component structure. It is known per se that multiple components are formed on a single semiconductor wafer. In this second step, various semiconductors, · ·, are added to the surface of the .III semiconductor wafer by means of various masks. guides and etching a portion of the layers to provide the desired electrical coupling.

3030

Selostetaan seuraavaksi keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaista puolijohdevalolähdettä 1 (kuva 6) ja menetelmää sen valmistamiseksi.Next, a semiconductor light source 1 according to a preferred embodiment of the invention (Figure 6) and a method for making it will be described.

*\v Substraatin 2 päälle muodostetaan ensimmäinen DBR-puolijohdepeili- L" pino 16, joka käsittää useita puolijohdekerroksia 3, 4, 5, 6, edullisesti n- ,‘i'’ 35 tyyppisiksi seostettuja puolijohdekerroksia. Nämä kerrokset muodos tetaan all-SSMBE-menetelmää käyttäen. Näille kerroksille 3-6 seos- suhteet ja kerroksissa käytettävä puolijohdemateriaali valitaan siten, • · * * » 9 * * 4 * 117955 6 että muodostuu kuvassa 2b esitetty energiavallirakenne. Kerrosten 3— 6 energiavalli kasvaa siirryttäessä substraatista ylöspäin, kunnes saavutetaan suurin energiavallikerros 6. Tämän jälkeen seuraa yksi tai useampi pienin energiavallikerros 21. Seuraava DBR-peili koostuu jäl-5 leen asteittaisesti kasvavista energiavallikerroksista 3, 4, 5 ja 6. Tällainen joukko eri energiavallin omaavia kerroksia 3—6 muodostaa DBR-puolijohdepeilirakenteen.A first DBR semiconductor mirror L "stack 16 is formed on the substrate 2, comprising a plurality of semiconductor layers 3, 4, 5, 6, preferably n-, 'i' '35 doped semiconductor layers. These layers are formed by an all-SSMBE- For these layers, 3-6 alloy ratios and the semiconductor material used in the layers are selected such that the energy barrier structure shown in Figure 2b is formed. The energy barrier of the layers 3-6 increases as the substrate moves up until the maximum is reached. The energy DB 6. The next DBR mirror is again composed of 5 gradually increasing energy gap layers 3, 4, 5 and 6. Such a set of different energy layers 3 to 6 forms a DBR semiconductor mirror structure.

Kun tarvittava määrä DBR-puolijohdepeilirakenteita on muodostettu 10 substraatin 2 päälle, aloitetaan aktiivialueen 17 muodostus. Aktiivialue 17 voi koostua esim. yhdestä tai useammasta kvanttikaivokerroksesta 18 ja potentiaalivallikerroksista 19. Tämän aktiivialueen 17 yläpuolelle muodostetaan vastaavantyyppinen toinen DBR-puolijohdepeilipino 20, joka koostuu joukosta DBR-peilirakenteita. Tämän toisen DBR-puoli- 15 johdepeilipinon 20 muodostuksessa on käytetty p-tyyppisesti seostettuja puolijohdekerroksia 7, 8, 9, 10. Tällöin muodostuu kuvan 6 kaltainen puolijohdevalolähde 1. Kuvassa 6 paksuilla viivoilla on havainnollistettu ensimmäisen puolijohdepeilipinon 16 ja aktiivialueen 17 sekä aktiivialueen 17 ja toisen puolijohdepeilipinon 20 välistä rajapintaa.Once the required number of DBR semiconductor mirror structures are formed on substrate 2, formation of the active region 17 is initiated. The active region 17 may consist, for example, of one or more quantum well layers 18 and potential barrier layers 19. Above this active area 17 is formed another DBR semiconductor mirror stack 20 of the same type consisting of a plurality of DBR mirror structures. This second DBR semiconductor mirror stack 20 is formed by p-doped semiconductor layers 7, 8, 9, 10. This produces a semiconductor light source 1 similar to Figure 6. The thick lines in Figure 6 illustrate the first semiconductor mirror stack 16 and active region 17 and second an interface between a semiconductor mirror stack 20.

2020

Keksinnön mukaisessa puolijohdevalolähteessä käytetään epäsymmetristä energiavallirakennetta, mikä aikaansaa sen, että saavutetaan erittäin hyvät valon emittoitumisominaisuudet ja kerrosten kokonais- • 1 2 ’··' määrää voidaan vähentää verrattuna tunnetun tekniikan mukaisiin puo- i 25 lijohdevalolähteisiin. DBR-peilirakenteissa käytettävien pienempien • t \v energiavallikerrosten paksuudet valitaan siten, että näiden kerrosten yhteispaksuus mukaan lukien suuren energiavallikerroksen paksuus on ····: huomattavasti pienempi kuin emittoituvan valon aallonpituus, edullisesti :3: n. neljäsosa emittoituvan valon aallonpituudesta (λο/4). Vastaavasti 30 DBR-peilirakenteiden välissä oleva yhden tai useamman pienimmän energiavallikerroksen 21 paksuus on edullisesti n. λο/4.The semiconductor light source according to the invention employs an asymmetric energy gap structure which provides very good light emitting properties and can reduce the total number of layers of the semiconductor light sources according to the prior art. The thicknesses of the smaller • t \ v energy gap layers used in DBR mirror structures are chosen such that the total thickness of these layers, including the high energy barrier layer, is ····: significantly less than the wavelength of emitted light, preferably: 3/4 of the emitted light wavelength (λο ). Correspondingly, the thickness of one or more of the smallest energy gap layers 21 between the DBR mirror structures is preferably about λο / 4.

, Enemmistövarauksenkuljettajien virran tasoittamiseksi energiavalliraja- *;./ pintojen yli valitaan seostusprofiilii DBR-peilirakenteissa siten, että mitä :··/ 35 suurempi energiavalli saman tyyppisesti seostettujen puolijohdekerros- :T ten 3—6; 7—10 väliin muodostuvassa heteroliitosrajapinnassa on, sitä pienempi on seostustaso (n+, p+). Tällöin DBR-peilirakenteiden hete- 2 • 9 3 • · 1 * » 117955 7 roliitosrajapinnoissa sidokset ovat kuvien 3a ja 3c kaltaisia, jolloin voidaan välttyä kuvien 3b ja 3d kaltaisilta sidoksilta. Kuvissa + ja - ilmaisevat avaruusvarausta heteroliitoksessa diffuusion jälkeen ja E ilmaisee liitokseen muodostuvaa sähkökenttää, joka balansoi varauksen-5 kuljettajien diffuusion. Merkintä ΔΕ kuvaa heteroliitoksen eri puolilla olevien energiavallikerrosten sähkökenttien voimakkuuksien eroa kauempana heteroliitosrajapinnasta.To balance the current across the bulk charge carriers, the doping profile across DBR mirror structures is selected such that: ·· / 35 greater energy band for the same type of doped semiconductor layers: 3-6; In a heterologous junction formed from 7 to 10, the lower the doping level (n +, p +). In this case, the bonding at the instantaneous interfaces of the DBR mirror structures 2 · 9 3 • · 1 * »117955 7 is similar to Figures 3a and 3c, thus avoiding the bonding of Figures 3b and 3d. In the figures, + and - indicate the space charge in the heterocouple after diffusion, and E indicates the electric field formed at the junction, which balances the diffusion of charge-5 drivers. The notation ΔΕ denotes the difference in the electric field strengths of the energy fields of the heterogeneous link further away from the heterogeneous interface.

Energiavallikerrosten ja niiden välisten heteroliitosrajapintojen seostus-10 profiilien muodostaminen toteutetaan edullisesti seuraavasti. Heteroliitoksen eri puolilla olevien energiavallikerrosten sähkökenttien voimakkuuksia voidaan pienentää siten, että seostustaso on sitä suurempi, mitä suurempi on energiavalli. Kun tämä yhdistetään edellä mainittuun sääntöön, jossa seostustaso on suurempi sillä puolella heteroliitosta, 15 jossa energiavalli on pienempi, saadaan optimaalinen seostusprofiili.Preferably, the formation of doping profiles of the energy gap layers and the heterogeneous junctions between them is accomplished as follows. The electric field strengths of the energy gap layers on different sides of the heterocouple can be reduced such that the higher the doping level, the greater the energy gap. When combined with the above rule, where the doping level is higher on the side of the heterocouple with a lower energy gap, an optimal doping profile is obtained.

Kuvassa 2a on esitetty keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaisen puolijohdevalolähteen energiavallirakennetta. Erona tässä on kuvan 2b rakenteeseen lähinnä se, että kukin DBR-puolijoh-20 depeili käsittää yhden pienemmän energiavallikerroksen 3 ja yhden suuren energiavallikerroksen 6.Figure 2a shows the energy gap structure of a semiconductor light source according to another preferred embodiment of the invention. The difference here is mainly in the structure of Fig. 2b, in that each DBR semiconductor depole comprises one smaller energy field layer 3 and one large energy field layer 6.

KoSihityyppistä onkaloa käytettäessä puolijohdevalolähdekomponentin \v 1 alempi DBR-peilirakenne käsittää N+1/2 jaksoa pienen refraktiivi-in- • · • 25 deksin takaamiseksi onkalossa sekä substraatissa (jos substraatilla on :V: korkea refraktiivi-indeksi). Tällöin substraatin päälle muodostetaan en- t“’1: simmäisenä suuren energiavallin ja matalan refraktiivisen indeksin omaava kerros.When using a KoShi type cavity, the lower DBR mirror structure of the semiconductor light source component \ v 1 comprises N + 1/2 cycles to provide a low refractive index in the cavity as well as in the substrate (if the substrate has: V: high refractive index). Then, a layer having a high energy spacing and a low refractive index is formed on the substrate before the first one.

• · • « > 30 Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisessa puolijohdevaloläh- teessä substraatin 2 päälle kasvatettujen puolijohdekerrosten ja substraatin 2 välisen rajapinnan sähköiseksi optimoimiseksi on substraatin 2 päälle muodostettu ensimmäiseksi sellainen DBR-puolijohdepeilira-kenne, jossa energiavalli on pienin. Tämän DBR-puolijohdepeiliraken- * · · 35 teen paksuus on sopivimmin puolet emittoituvan valon aallonpituudesta · .·:1 (λο/2) vaihesovituksen aikaansaamiseksi. Tämän DBR-puolijohdepeili- • · • · • · · • · *·· • · • · 1 · * · 1 • · · • · 1 s 117955 8 rakenteen päälle on muodostettu N jaksoa DBR-puolijohdepeiliraken-teita.In a semiconductor light source according to a preferred embodiment of the invention, for the electrical optimization of the interface between the semiconductor layers deposited on the substrate 2 and the substrate 2, a DBR semiconductor mirror structure having the lowest energy gap is first formed on the substrate 2. The thickness of this DBR semiconductor mirror structure * · · 35 is preferably half the wavelength · · ·: 1 (λο / 2) of the emitted light to achieve phase matching. This section of the DBR Semiconductor Mirror Mirror is constructed over N 8 DBR semiconductor mirror structures.

Tarvittaessa voidaan n- ja p-kerrosten väliseen rajapintaan muodostaa 5 vielä yksi tai useampia suuren energiavallin omaavia ohuita väliontelo-kerroksia (thin high -bandgap intra-gavity barriers, kuva 4a). Nämä ohuet kerrokset 11, 12 sijoitetaan lähelle ontelokerroksia (kvanttikaivo-ja) 13, 14, 15. Ohuet kerrokset 11, 12 sijoitetaan minimiamplitudikohtiin (node) silloin, kun kvanttikaivorakenteena 13, 14, 15 käytetään kosi-10 ni U-kaviteettia. Tämä tarkoittaa sitä, että kvanttikaivorakenteen paksuus on 1λ ja ensimmäinen ohut kerros 11 sijoitetaan ontelossa kohtaan %X ja toinen ohut kerros 12 sijoitetaan ontelossa kohtaan 3AX.If necessary, one or more high-energy thin-bandgap intra-gavage barriers (Figure 4a) may be formed at the interface between the n and p layers. These thin layers 11, 12 are positioned near the cavity layers (quantum wells) 13, 14, 15. Thin layers 11, 12 are placed at minimum amplitude points (node) when cos-10 ni U-cavity is used as the quantum well structure 13, 14, 15. This means that the quantum well structure has a thickness of 1λ and the first thin layer 11 is placed in the cavity at% X and the second thin layer 12 is placed in the cavity at 3AX.

Nämä kerrokset 11, 12 ovat niin ohuita, että kvanttimekaanisen tunne-loitumisen johdosta varauksenkuljettajat läpäisevät ne siirtyessään 15 DBR-peilirakenteesta kohti kvanttikaivorakennetta. Ohuet kerrokset 11, 12 estävät kuitenkin varauksenkuljettajien vuotamisen takaisinpäin, jolloin varauksenkuljettajien pysyvyys kvanttikaivossa paranee verrattuna rakenteeseen, jossa näitä ohuita kerroksia 11, 12 ei käytetä. Ainakin yksi kvanttikaivo on sijoitettu maksimiamplitudikohtaan (anti-20 node), jossa aallon amplitudi on maksimissa. Kosini U-kaviteetilla tämä on kohdassa VzX. Kuvassa 4b on vielä havainnollistettu tätä 1λ-kaviteettia sekä minimi- ja maksimiamplitudikohtia. Tällöin nämä ohuet väliontelokerrokset 11,12 vähentävät varauksen kuljettajien vuotamista :.v kvanttikaivoalueen ulkopuolelle. Väliontelokerrokset 11, 12 eivät kui- #* : *· 25 tenkaan vaikuta ontelon optisiin ominaisuuksiin, koska ne sijaitsevat '•V* kohdissa, joissa aallon amplitudi on nolla.These layers 11, 12 are so thin that, due to quantum mechanical sensing, charge carriers pass through them as they move from the 15 DBR mirror structures toward the quantum well structure. However, the thin layers 11, 12 prevent the charge carriers from leaking back, thereby improving the stability of the charge carriers in the quantum well compared to the structure where these thin layers 11, 12 are not used. At least one quantum well is located at the maximum amplitude point (anti-20 node) where the wave amplitude is at its maximum. For cosine U cavity this is at VzX. Figure 4b further illustrates this 1λ cavity and the minimum and maximum amplitude points. Then, these thin tapering layers 11,12 reduce the leakage of charge drivers: .v outside the quantum well area. The interlayer layers 11, 12, however, do not affect the optical properties of the cavity since they are located at 'V * locations where the wave amplitude is zero.

«t* • * • * »*· ····: Toisen DBR-puolijohdepeillpinon 20 DBR-peilin rajallinen p-seostettu- ··-·; jen energiavallikerrosten lukumäärä sekä seostustaso aiheuttavat sen, 30 että virran jakautuminen ei ole tasaista sillä alueella, josta valoa emittoituu. Seostustasoa rajoittaa mm. se, että AIGaAs-kerroksien p-seos-taminen on vaikeaa, sekä se, että vapaiden varauksenkuljettajien absorboituminen tulisi minimoida. Tätä tilannetta voidaan jonkin verran • · · *·’· parantaa muodostamalla päällimmäisen DBR-puolijohdepeilin päälle 35 virtaa levittävä kerros ja suunnittelemalla elektrodikerros sellaiseksi, « · .·:* että se varjostaa mahdollisimman vähän ja tasoittaa virran jakautu- .···. mistä päällimmäisessä DBR-puolijohdepeilissä.«T * • * • *» * · · · · · · · · · · · · · ·: · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · the number of layers of energy energy and the doping level cause the distribution of the current to be uneven in the region from which light is emitted. The doping level is limited by e.g. the difficulty of p-blending the AIGaAs layers, and the fact that the absorption of free charge carriers should be minimized. This situation can be somewhat improved by · · · * · '· forming a 35 current-spreading layer on the top DBR semiconductor mirror and designing the electrode layer with a minimum of shading and smoothing of the current distribution ···. from top DBR semiconductor mirror.

* * •»· * « • * * i I ( * » * * *· · · • · 9 117955* * • »· *« • * * i I {* »* * * · · · • · 9 117955

Kuvissa 5a ja 5b on esitetty vielä eräitä edullisia elektrodikerrosraken-teita 22, joita käytetään siinä pinnassa, josta puolijohdevalolähdekom-ponentti 1 emittoi valoa. Tämä elektrodikerros sijoitetaan sopivimmin p-5 tyypin puolijohdekerrosten päälle. Tämä elektrodikerroksen rakenne on optimoitu siten, että se takaa mahdollisimman hyvän sähkön johtavuuden puolijohdekomponenttiin ja toisaalta absorboi mahdollisimman vähän puolijohdekomponentin emittoimaa valoa.Figures 5a and 5b further show some preferred electrode layer structures 22 used on the surface from which light is emitted by the semiconductor light source component 1. This electrode layer is preferably placed on a p-5 type semiconductor layer. This structure of the electrode layer is optimized to provide optimum conductivity to the semiconductor component and, on the other hand, to minimize the light emitted by the semiconductor component.

10 On selvää, että nyt esillä olevaa keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.It will be understood that the present invention is not limited to the above embodiments, but may be modified within the scope of the appended claims.

• · • · 1 • » · • « • 1 • · * 1 1 • · • » • · • 1 t « * · · 1 1 · • 1 * · • · ♦ • · • · · • 1 • · · *·1 • · • · · • · · *·· • 1 • ·· t .• • • 1 1 • »· •« • 1 • · * 1 1 • • • • • • • 1 t «* · · 1 1 · • 1 * · • • ♦ • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 1 1 · · * · 1 • · • · · • · * ·· • 1 • ·· t.

· · * 1 • » 1 « Il * 1· · * 1 • »1« Il * 1

Claims (9)

1. Ytemitterande halvledarljuskälla (1) som omfattar ett substrat (2), pä ytan av substratet (2) tillväxta ätminstone första (16) och andra halv- 5 ledarspegelstackar (20), i vilka var och en halvledarspegel omfattar ett stort energitröskelskikt (21) och ätminstone ett mindre energitröskel-skikt (3, 4, 5, 6; 7, 8, 9, 10), och i ätminstone en halvledarspegel de mindre energitröskelskiktena (3, 4, 5, 6; 7, 8, 9, 10) är bildade pä bara ena sidan av det stora energitröskelskiktet (21), kännetecknad av, att 10 de mindre energitröskelskiktena (3, 4, 5, 6; 7, 8, 9, 10) är bildade före det stora energitröskelskiktet (21) i färdriktningen av majoritets-laddningsbärarna.A surface emitting semiconductor light source (1) comprising a substrate (2), on the surface of the substrate (2), at least first (16) and second semiconductor mirror stacks (20), in which each semiconductor mirror comprises a large energy threshold layer (21). ) and at least a smaller energy threshold layer (3, 4, 5, 6; 7, 8, 9, 10), and in the at least a semiconductor mirror the smaller energy threshold layers (3, 4, 5, 6; 7, 8, 9, 10 ) are formed on only one side of the large energy threshold layer (21), characterized in that the smaller energy threshold layers (3, 4, 5, 6; 7, 8, 9, 10) are formed before the large energy threshold layer (21). the direction of travel of the majority-charge carriers. 2. Halvledarljuskälla (1) enligt patentkrav 1, kännetecknad av, att 15 mellan den första och den andra halvledarstacken (16, 20) har bildats ett aktivt omräde (17).Semiconductor light source (1) according to claim 1, characterized in that an active region (17) is formed between the first and second semiconductor stacks (16, 20). 3. Halvledarljuskälla (1) enligt patentkrav 2, kännetecknad av, att i det aktiva omrädet (17) har bildats ätminstone ett kvantbrunnskikt (18). 20Semiconductor light source (1) according to claim 2, characterized in that at least one quantum well layer (18) is formed in the active region (17). 20 4. Halvledarljuskälla (1) enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknad av, att i det aktiva omrädet (17) har bildats ätminstone ett tunnt . ^ mellankavitetskikt (11,12) med en stor energitröskel. « * · • · ·· :4 7 25Semiconductor light source (1) according to any of claims 1-3, characterized in that at least one thin is formed in the active region (17). ^ intermediate cavity layer (11,12) with a large energy threshold. «* · • · ··: 4 7 25 5. Halvledarljuskälla (1) enligt nägot av patentkraven 1-4, känneteck- :*v nad av, att halvledarspegelns tjocklek är en fjärdedel av det emitterade ljusets väglängd (λο/4).Semiconductor light source (1) according to any one of claims 1-4, characterized in that the thickness of the semiconductor mirror is one quarter of the path length of the emitted light (λο / 4). • · · « · • · :[[[: 6. Halvledarljuskälla (1) enligt nägot av patentkraven 1-5, känneteck- 30 nad av, att pä substratet (2) har bildats en första DBR-halvIedarspegel . med den minsta energitröskeln, att tjockleken av den första DBR-halv- ledarspegeln är företrädesvis hälften av det frän halvledarljuskällan *" emitterade ljusets väglängd (λο/4), och att pä DBR-halvIedarspegeln *"" har bildats N perioder DBR-halvledarspeglar. *:··: 35A semiconductor light source (1) according to any of claims 1-5, characterized in that a first DBR semiconductor mirror has been formed on the substrate (2). with the smallest energy threshold, that the thickness of the first DBR semiconductor mirror is preferably half of the path length of the semiconductor light source "emitted light (λο / 4), and that N periods of DBR semiconductor mirror have been formed on the DBR semiconductor mirror". *: ··: 35 7. Halvledarljuskälla (1) enligt nägot av patentkraven 1-6, känneteck- ... · nad av, att den är en pä antingen den röda väglängden 620-690 nm • ·· • · 117955 eller pä väglängden 800-1600 nm fungerande resonanskavitet-LED eller en vertikalt ytemitterande laser.7. A semiconductor light source (1) according to any one of claims 1-6, characterized in that it is operable on either the red path length 620-690 nm • ·· • · 117955 or on the path length 800-1600 nm resonance cavity LED or a vertical surface emitting laser. 8. Förfarande för att tillverka en ytemitterande halvledarljuskälla (1), i 5 vilket förfarande pä ett substrat (2) tillväxas ätminstone en första (16) och en andra halvledarspegelstack (20), i vilka var och en halvledar-spegel förses med ett stort energitröskelskikt och ätminstone ett mindre energitröskelskikt (3, 4, 5, 6; 7, 8, 9, 10), och i ätminstone en halv-ledarspegel de mindre energitröskelskiktena bildas pä bara ena sidan 10 av det Stora energitröskelskiktet, kännetecknat av, att de mindre energitröskelskiktena (3, 4, 5, 6; 7, 8, 9, 10) bildas före det Stora energitröskelskiktet (21) i färdriktningen av majoritetsladdningsbärarna.8. A method of manufacturing a surface emitting semiconductor light source (1), wherein a method on a substrate (2) produces at least one first (16) and a second semiconductor mirror stack (20), in which each semiconductor mirror is provided with a large energy threshold layer and at least one smaller energy threshold layer (3, 4, 5, 6; 7, 8, 9, 10), and in at least a semiconductor mirror the smaller energy threshold layers are formed on only one side 10 of the Large Energy Threshold layer, characterized in that they the smaller energy threshold layers (3, 4, 5, 6; 7, 8, 9, 10) are formed before the Large Energy Threshold layer (21) in the direction of travel of the majority charge carriers. 9. Förfarande enligt patentkrav8, kännetecknat av, att för tillväxt 15 används (all)-SSMBE-förfarandet. • 1 • · · • · · • · • · • · • «· • · • # · • · 1 • · ··♦ • « • · i«4 * * · t · · • · I · • 1 1 • · · • · · • · · * 1 · • · • t * · · * *··»· * · • 1 • 1 ··2· • · · f 2 • »· * ·9. A process according to claim 8, characterized in that the (all) SSMBE method is used for growth. • 1 • · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 • · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
FI20010878A 2001-04-27 2001-04-27 High efficiency semiconductor light source and process for its manufacture FI117955B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20010878A FI117955B (en) 2001-04-27 2001-04-27 High efficiency semiconductor light source and process for its manufacture
PCT/FI2002/000366 WO2002089275A1 (en) 2001-04-27 2002-04-29 A semiconductor light source with a high efficiency and a method for its manufacture

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20010878A FI117955B (en) 2001-04-27 2001-04-27 High efficiency semiconductor light source and process for its manufacture
FI20010878 2001-04-27

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20010878A0 FI20010878A0 (en) 2001-04-27
FI20010878A FI20010878A (en) 2002-10-28
FI117955B true FI117955B (en) 2007-04-30

Family

ID=8561072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20010878A FI117955B (en) 2001-04-27 2001-04-27 High efficiency semiconductor light source and process for its manufacture

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI117955B (en)
WO (1) WO2002089275A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2726777B1 (en) 2011-06-29 2020-03-11 Harman Professional Denmark ApS Color mixing illumination device
WO2024043316A1 (en) * 2022-08-25 2024-02-29 国立大学法人京都大学 Two-dimensional photonic crystal laser

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2646799B2 (en) * 1989-12-21 1997-08-27 日本電気株式会社 Semiconductor multilayer film
US5530715A (en) * 1994-11-29 1996-06-25 Motorola, Inc. Vertical cavity surface emitting laser having continuous grading

Also Published As

Publication number Publication date
FI20010878A0 (en) 2001-04-27
WO2002089275A1 (en) 2002-11-07
FI20010878A (en) 2002-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10622512B2 (en) Light emitting diode with reflective part for UVA and blue wavelengths
Takeuchi et al. GaN-based vertical-cavity surface-emitting lasers with AlInN/GaN distributed Bragg reflectors
US6855959B2 (en) Nitride based semiconductor photo-luminescent device
US7126160B2 (en) II-VI/III-V layered construction on InP substrate
EP2618388B1 (en) Light-emitting diode chip
JPH10321952A (en) Surface-emitting semiconductor laser
KR101550117B1 (en) Photoelectric element and manufaturing method thereof
US6097041A (en) Light-emitting diode with anti-reflector
US10020421B2 (en) Optoelectronic component
CN102882129A (en) Method for preparing multi-wavelength silica-based hybrid laser array by changing width of silicon waveguide
JP2010157735A (en) Semiconductor light-emitting device
US8526480B2 (en) Semiconductor laser device
JPH04225588A (en) Semiconductor laser structure
CN114122913B (en) High-brightness high-power semiconductor light-emitting device and preparation method thereof
KR102358403B1 (en) A light emitting diode comprising at least one wider bandgap interlayer located within at least one barrier layer of the light emitting region.
US20070034858A1 (en) Light-emitting diodes with quantum dots
FI117955B (en) High efficiency semiconductor light source and process for its manufacture
US20070158662A1 (en) Two-dimensional photonic crystal LED
WO2013152231A1 (en) Light emitting devices with embedded void-gap structures through techniques of closure of voids
JP2008103498A (en) Light-emitting element
US20230006426A1 (en) Group iii-n light emitter electrically injected by hot carriers from auger recombination
US20040013146A1 (en) Laser diode with a low absorption diode junction
DE112021001893T5 (en) LIGHT EMISSION ELEMENT, LIGHT EMISSION ELEMENT UNIT, ELECTRONIC DEVICE, LIGHT EMISSION DEVICE, DETECTION DEVICE AND COMMUNICATION DEVICE
JP7413599B1 (en) III-V group compound semiconductor light emitting device and method for manufacturing the III-V group compound semiconductor light emitting device
WO2021078657A1 (en) Fabricating a semiconductor structure with multiple quantum wells

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 117955

Country of ref document: FI

MA Patent expired