KR20070093051A - 고효율 발광 다이오드 - Google Patents

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KR20070093051A
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찰스 투
블라디미르 오드노블유도브
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더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아
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Abstract

고효율 LED가 GaP 기판 상에 직접 성장된 다이렉트-밴드갭 AlGaInNSbAsP 재료 시스템을 이용하여 제조된다.

Description

고효율 발광 다이오드{HIGH EFFICIENCY LIGHT-EMITTING DIODES}
본 발명은 GaP 기판 상에 직접 성장된 고효율 발광 다이오드에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)를 이용한 고체-상태 조명은 연구 및 사업에서 가장 관심있는 분야 중 하나가 되었다. 이러한 LED의 사용분야는 풀컬러(full-color) 디스플레이, 시그널링, 교통신호등, 자동차 등 및 휴대전화의 배경조명을 포함한다. 백색 LED는 일반적인 조명을 위한 백열 램프 및 형광 램프를 대체하기 위한 최종 목표이다. 백색 광을 만들기 위한 세 개의 주된 방법: (1) 청색 LED와 노랑색 인, (2) 자외선 LED 및 트리-컬러(tri-color) 인, (3) 적색, 녹색 및 청색 LED를 혼합한 트리-컬러(RGB 방법) 이 존재한다. RGB 방법은 이들 세 개의 방법 중 가장 효율적인 방법으로 생각된다. 최적의 트리-컬러 혼합에 대한 세 개의 파장은 460 nm, 540 nm, 610 nm 이다. 첫번째 두 개의 파장, 460 nm와 540 nm는 AlGaInN LED로부터 만들어지고, 마지막 610 nm는 GaAs 기판 상에 성장된 AlGaInP-LED로부터 만들어진다. 현재 사용되는 황-적색 AlGaInP 기반 LED를 이용하는 것은 몇가지 문제가 있다. 첫번째 문제는 낮은 내부 양자 효율과 열악한 전자 제한으로 인한 황적색 범위에서의 열악한 온도 안정성이다. 두번째 문제는 광-흡수 GaAs 기판의 제거와 투명 GaP 기판 또는 캐리어 상의 반사층을 웨이퍼-접합하기 위한 복잡하고 높은 비용의 처리과정이다.
본 발명은 황-적색 LED용 활성 영역으로서 GaP(100) 상에 직접 성장된 다이렉트-밴드갭 AlGaInNSbAsP 재료 시스템을 이용하는 것을 포함한다. GaP에 단지 0.4%의 질소를 포함시키는 것은 상기 재료를 인다이렉트 밴드갭으로부터 다이렉트 밴드갭으로 변화시키고 발광 파장을 황색 스펙트럼 범위로 변환시킨다. 칩 처리는 투명 GaP(100) 기판 상에 한 단계의 성장을 이용함으로써 매우 간단하다.
도 1은 본 발명의 LED 구조물을 도시한다.
도 2는 도 1의 LED 구조물의 밴드 다이어그램의 개략도이다.
도 3(a)는 InGaNP/GaP-기반 LED의 도전 밴드 오프셋을 도시한다.
도 3(b)는 AlInGaP/AlGaP-기반 LED의 도전 밴드 오프셋을 도시한다.
도 4(a)는 매립된 전류 확산/차단 층의 개략적인 밴드 다이어그램이다.
도 4(b)는 전류 확산/차단 층을 사용하지 않고 기판을 통과하여 확한하는 전류의 일 예이다.
도 5는 GaP 장벽 내의 InGaNP 양자 웰의 어닐링 광발광 특성의 효과를 도시한다.
도 6(a)는 InGaNP-기반 베어(bare) LED 칩의 전자발광 스펙트럼을 도시한다.
도 6(b)는 상업용 AlInGaP-기반 베어 LED 칩에 대한 발광 파장 대 구동 전류의 의존도를 도시한다.
도 1은 본 발명의 층 구조를 도시하고, 도 2는 도 1의 LED 구조의 가능한 밴드 다이어그램 중 하나에 대한 개략도를 도시한다.
이제 도 1과 도 2를 참조한다:
GaP 기판 위에 성장된 제 1 층은 AlxGa1 -xP 버퍼 층이고, 이는 소자 구조물의 후속 성장을 위한 매끄러운 층을 얻기 위해 기판 상에 성장을 시작할 때 필요하다.
제 2 층은 AlyGa1 - yP 홀-누설 방지층이며, 그 목적은 상기 구조의 활성 영역 내에서 홀을 제한하고 활성 영역으로부터의 누설을 방지하는 것이다. 이러한 층은 다음의 AlzGa1 - zP 장벽층과의 타입 Ⅱ("계단") 헤테로 접합을 형성하기 때문에, 홀만을 제한한다. 최대 밸런스 밴드 오프셋은 만약 AlP 재료가 홀-누설-방지층으로서 사용되고 GaP 재료가 장벽층으로서 사용되는 경우 달성될 수 있다. 이 경우에 밸런스 밴드 오프셋은 약 500 meV이고, 이는 활성층 내의 홀에 대한 강한 제한을 제공하기에 충분히 크다. AlzGa1 - zP 장벽층과 AlnInmGa1 -m- nNcAsvSbkP1 -c-v-k 활성층 사이의 도전 밴드 오프셋은 우수한 전자 제한을 제공하기에 충분히 크기 때문에(도 3에 도시된, AlInGaP-기반 종래 LED의 것보다 3 배 이상임), AlInGaP-기반 LED의 경우에서처럼, 활성 영역 외부의 여분의 전자 제한 층을 가질 필요가 없다.
도 3은 (a) GaP/InGaNP/GaP 와 (b) Al0 .5In0 .5P/(AlGa)0.5In0 .5P/Al0 .5In0 .5P 헤테로 구조물에 대한 도전 밴드 아이어그램을 도시한다. GaP와 Al0 .5In0 .5P가 인다이렉 트-밴드갭 재료이기 때문에, 전자가 존재하는 이들의 도전 밴드 최소치는 쇄선으로 도시된, 일부 유한 전자 모멘텀에서 X-밸리(valley)에 있다. InGaNP와 (AlGa)0.5In0 .5P 는 다이렉트-밴드갭 재료이기 때문에, 전자가 존재하는 이들의 도전 밴드 최소치(그리고 홀이 존재하는 이들의 밸런스 밴드 최대치)는 실선으로 도시된 Γ-밸리 또는 제로 모멘텀에 있다. 이러한 헤테로구조에서, 전자는 보다 낮은-에너지 InGaNP 또는 (AlGa)0.5In0 .5P 활성 영역에 존재하고, 이들은 각각 보다 높은-에너지 GaP 또는 Al0 .5In0 .5P 장벽에 의해 제한된다. 높은 온도에서, 보다 얕은 포텐셜 웰에 제한된 전자는 장벽을 넘어 진행하기에 충분한 열적 에너지를 얻을 수 있고 활성 영역에서 손실되어 전자-홀 재결합에 의한 발광이 감소하게 된다. 따라서, 포텐셜 장벽이 클수록, 전자 제한은 커지고, 소자의 고온 특성은 우수해진다.
제 3 층은 다수의 AlzGa1 - ZP 장벽/AlnInmGa1 -m- nNcAsvSbkP1 -c-v-k 활성층으로 구성된 활성 영역이다. 활성층은 다이렉트 밴드갭 재료 층이다. 이러한 영역은 실제 발광기이다. 캐리어 방사성 재결합 과정은 장벽층에 의해 분리된 활성층 내부에서 진행한다. 이러한 다수의 층은 구조물 안으로 주입된 캐리어로부터 광 생성을 최대화하기 위해 필요하다.
마지막 층은 InwAlsGa1 -s- wP 캡/콘택층이다. 이러한 층은 소자를 위한 외부 전극 콘택을 만들기 위한 것이며, 활성 영역을 표면으로부터 분리하여 우수한 전류 확산을 제공한다. 인듐을 합금에 추가하는 것은 반도체와 전극에 사용된 금속 간의 쇼트키 장벽을 감소시키는데 도움이 되며, 이로써 보다 낮은 콘택 저항을 제공한다.
대안적인 실시예는 도 1과 같은 동일한 구조를 이용하지만, InwAlsGa1 -s- wP 캡/콘택층(s≤t) 이전에, 내부에 또는 이후에 (n-타입 또는 p-타입 또는 도핑되지 않은) AltGa1 -tP 전류 확산/차단층을 갖는다.
또 다른 대안적인 실시예는 도 1과 같은 동일한 구조를 이용하지만, AlxGa1 -xP 버퍼 층(x≤t) 이전에, 내부에 또는 이후에 (n- 또는 p-타입 또는 도핑되지 않은) AltGa1-tP 전류 확산/차단층을 갖는다.
AltGa1 -tP 전류 확산/차단층은 구조물의 전기적 및 광학적 특성을 향상시키는데 사용된다. AltGa1 -tP 전류 확산/차단층(도 4a)은 InwAlsGa1 -s- wP 캡/콘택층 또는 AlxGa1 -x-wP 버퍼층에 대해 큰 밸런스 밴드 오프셋(0.5 eV까지)을 갖는 비교적 얇은 층이다. 상기 층은 AlyGa1 - yP 홀-누설-방지층으로부터 활성 영역의 마주하는 측에 위치한다. 이러한 층은 주입된 홀(도 4a)에 대한 포텐셜 장벽을 제공하여 홀이 AltGa1 -tP 전류 확산/차단층을 따라 측방으로 이동하여 장벽을 넘을 수 있고, 이로써 활성 영역으로의 캐리어의 보다 균일한 주입을 위한 p-타입 콘택/전극으로부터의 전류 확산을 제공한다. 도 4b는 전류 확산/차단 층을 사용하지 않는 구조물 내의 전류를 도시한다. 이 경우에, 전류는 "샤워-헤드-형" 방식으로 활성 영역 안으로 흐르고, 이는 균일하지 않은 주입을 제공한다. 도 4c는 전류 확산/차단 층을 갖는 구조물의 전류를 도시한다. 도면에 도시된 것처럼, 전류 확산/차단 층은 전류 흐름을 확산시키고 균일한 주입을 제공할 수 있다. AltGa1 -tP 전류 확산/차단 층은 전류 확산을 제공하기에 충분히 두껍지만, 다이오드의 만족스러운 전류-전압 특성을 제공하기에 충분히 얇다. 통상적으로 콘택 패드의 크기는 가능한 작아서, LED의 표면을 덮지 않아야 하며, 광이 소자로부터 나오는 것을 방해하지 않아야 한다. 한편, 콘택 패드 크기를 감소시키는 것은 LED의 활성 영역의 보다 작은 영역으로 캐리어가 주입되게 하며, 이로써 광 출력을 감소시킨다. LED 칩으로부터의 광 출력을 최대화시키는 최적의 콘택 패드 크기가 존재한다. 콘택 패드 크기를 감소시키면서 균일한 캐리어 주입을 유지시키고 이로써 광 출력을 증가시키기 때문에, 콘택 패드 아래에서 확산하는 전류의 향상은 매우 중요하다.
추가의 실시예는 도 1의 LED 구조물의 변형이며, 특정 층들 간의 계면 상에 또는 특정 층들 내부의 임의의 위치에 증착된 n- 및 p-타입 델타 도핑 층을 사용한다. 이러한 도핑 층은 다이오드의 전류-전압 특성을 향상시킨다. 또한 델타 도핑은 도펀트 원자들이 성장-차단 표면 상에 증착된 "원자 평탄 도핑"으로 불린다. 델타 도핑은 국부적으로 높은 도핑 농도를 제공한다. 델타 도핑 층의 사용은 헤테로접합의 계면에서 캐리어에 대한 포텐셜 장벽을 감소시키거나 제거하며, 이로써 전류-전압 특성을 향상시킨다.
상기 설명한 모든 구조물과 특정 구조물의 층들의 일부 또는 개별 층들은 임의의 합금보다는 초격자(super lattice) 또는 "디지털 합금" 기술을 이용하여 성장될 수 있다. A와 B 원자가 하나의 하위격자를 차지하고 C 원자가 또 다른 하위 격자를 차지하는 임의의 합금 AxB1-xC 에서, A와 B 원자는 하위 격자 내에서 임의로 분포된다. AC/BC/AC/BC의 교호하는 얇은 층으로 구성된 "디지털 합금"에서, A의 평균 성분은 AC와 BC의 상대적인 두께를 조절함으로써 임의의 합금과 동일하게 만들어질 수 있다. 이러한 층들은 임의의 합금에서와 같이 전자가 층들을 완전히 통과하여 이동하기에 충분히 얇아 디지털 합금의 일부 거시적 특성이 임의의 합금과 유사하게 한다. 예컨대, 다수의 AlP/GaP 얇은 층은 GaP 층에서 종료될 수 있어, 반응성인 알루미늄이 공기와 접촉하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 두꺼운 AlGaP 층(임의의 합금)보다는 다수의 AlP/GaP 얇은 층이 바람직할 수 있다.
또 다른 실시예는 성장에 사용된 최대 온도보다 높은 온도로 기판을 가열시키는 어닐링의 성장시 또는 성장후 사용에 의해 구조물의 광학 특성을 향상시키는 것을 포함한다. 몇몇 타입의 재결합 과정: 광자를 방출하는 방사성 재결합, 및 반응 동안 해제된 에너지가 광자 또는 열로 변환되는 (예컨대 딥(deep) 레벨을 통한, 오이제(Auger) 과정을 통한) 몇몇 타입의 비방사성 재결합 과정은 LED 칩의 활성 영역 내에서 발생한다. 대체로, 소자 내에서 비방사성 재결합 이벤트를 가능한 많이 감소시키길 원한다. 비방사성 재결합 이벤트의 가장 일반적인 원인은 딥 레벨, 또는 비방사성 재결합 중심부와 같이 구조물 내의 결함이다. 이는 모든 결함이 대 체가능한 반도체 원자와 다른 에너지 레벨 구조를 갖기 때문이다. 결함은 고유 결함(예컨대, 틈), 변위, 불순물(외부 원자) 및 이들의 결합을 포함한다.
질소 원자의 크기는 활성 영역에 사용된 다른 원자의 크기보다 훨씬 작기 때문에, 질소를 포함하는 것은 비방사성 재결합 중심부로서 캐리어를 포획하는 경향이 있는 다수의 포인트 결함을 만든다. 따라서, 이들 포인트 결함은 구조물의 광학 특성을 저하시킨다. 어닐링은 구조물 내에서, 특히 질소-함유 활성 영역 내의 포인트 결함의 수를 감소시키는 것을 도우며, 이로써 방사 효율을 향상시킨다. 도 5는 어닐링이 GaP 장벽 사이에 끼워진 7-nm-두께 InGaNP 활성층을 갖는 샘플의 광발광 세기를 어떻게 증가시키는지를 보여준다. 여기서 어닐링은 인 과압력 하의 성장 직후에 (성장 챔버 내의) 그 자리에서 수행된다. 어닐링 온도는 700℃이고, 어닐링 시간은 2분이다.
밴드 오프셋
헤테로구조물에서 소자의 가장 중요한 파라미터 중 하나는 활성층과 장벽층 사이의 밴드 오프셋(△Ec 및 △Ev)이다. 일반적으로, 큰 △Ec는 소자 성능을 우수하게 한다. 큰 밴드 오프셋은 최대 효율을 증가시키고 소자의 온도 안정성을 향상시킨다. 본 명세서에서 개시한 LED 구조물의 도전 밴드 오프셋은 종래 AlInGaP-기반 LED 구조물의 약 3 배이다.
예컨대, 610 nm에서 발광하며 GaP 장벽 내의 InGaNP 활성층을 갖는 LED 구조물은 △Ec가 225 meV(도 3a)이다. 현재 제조중인 AlGaInP-기반 LED는 동일한 파장에서 △Ec가 75 meV이다(도 3b). 이러한 큰 밴드 오프셋은 구조물이 현재 사용된 것보다 훨씬 우수한 온도 안정성을 갖게 한다. 예컨대 LED 칩은 발광 성능을 감소시키지 않으면서 높은 온도에서 동작할 수 있다. 소자를 통과하는 구동 전류를 증가시키는 것은 전기 에너지의 일부가 열로 변환되기 때문에 LED 다이를 가열시킨다. 따라서, 주변 접합 온도는 증가하고 이는 전자의 열적 에너지를 증가시킨다. 캐리어(전자 및 홀)의 방사성 재결합이 발생하는 활성 영역은 실제로 캐리어를 위한 포텐셜 웰이다. 가열로 인한 전자의 열적 에너지의 증가는 고-에너지 전자의 수를 증가시키고, 이는 포텐셜 장벽을 극복하기에 충분한 에너지를 가지며 활성 영역에 남는다. 활성 영역에 남은 전자는 방사성 재결합에 참여하지 않는다. 이는 높은 동작 온도에서 LED 칩의 발광 성능을 감소시킨다. 따라서, 가능한 높은 포텐셜 장벽 높이는 활성 영역의 양호한 전자 제한을 제공하기 위해 바람직하다. 본 발명의 재료 시스템은 종래 AlInGaP 재료 시스템이 비해 3배나 높은 도전 밴드 오프셋을 보여주었으며(도 3 참조), 이는 높은 구동 전류 밀도 또는 높은 온도에서 LED 칩의 발광 성능을 우수하게 한다.
본 발명의 재료 시스템의 또 다른 장점은 AlInGaP 재료 시스템에 비해 활성 영역의 밴드갭의 온도 의존성이 약하다는 것이고, 이는 방출 파장의 온도 안정성을 우수하게 한다. 상기 설명한 것처럼, 보다 높은 구동 전류는 주위 접합 온도를 증가시킨다. 결정(crystal) 온도가 증가할 때 재료의 밴드갭은 감소한다. 이는 방출 피크 파장은 적색 이동을 야기한다. 즉, LED 칩은 높은 구동 전류에서 동작할 때 광 방출 색을 바꾼다. 이러한 효과는 안정적인-컬러의 LED를 얻기 위해 최소화되거나 방지되어야 한다. 실험 데이터는 방출 파장이 60 mA 구동 전류까지 이동하 지 않는 것으로 도시되었다(도 6a). 구동 전류가 10 mA에서 60 mA로 증가할 때 상업용 AlInGaP-기반 베어(bare) LED 칩은 적색 이동의 13 nm를 보여준다(도 6b).
이러한 LED의 적용분야는 풀-컬러 디스플레이, 시그널링, 교통신호등, 자동차 등 및 휴대폰의 배경조명을 포함한다.

Claims (11)

  1. a) n-타입 GaP 기판;
    b) n-타입 또는 도핑되지 않은 AlxGa1 -xP 버퍼층;
    c) n-타입 또는 도핑되지 않은 AlyGa1 - yP 홀-누설-방지층;
    d) 다수의 n-타입 또는 p-타입 또는 도핑되지 않은 AlzGa1 - zP 장벽/AlnInmGa1 -m-nNcAsvSbkP1-c-v-k 활성층; 및
    e) p-타입 또는 도핑되지 않은 InwAlsGa1 -s- wP 캡/콘택층
    을 포함하는 LED 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    성분 x,y,z,n,m,c,v,s,w,k가 0≤x≤y≤1 이고, 0≤z,n,m,c,v,s,w,k≤1 인 것을 특징으로 하는 LED 구조물.
  3. a) p-타입 GaP 기판;
    b) p-타입 또는 도핑되지 않은 AlxGa1 -xP 버퍼층;
    c) 다수의 n-타입 또는 p-타입 또는 도핑되지 않은 AlzGa1 - zP 장벽/AlnInmGa1 -m-nNcAsvSbkP1-c-v-k 활성층; 및
    d) n-타입 또는 도핑되지 않은 AlyGa1 - yP 홀누설방지층;
    e) n-타입 또는 도핑되지 않은 InwAlsGa1 -s- wP 캡/콘택층
    을 포함하는 LED 구조물.
  4. 제 1 항에 있어서, n-타입 또는 p-타입 또는 도핑되지 않은 AltGa1 -tP 전류 확산/차단층이 상기 InwAlsGa1 -s- wP 캡/콘택층 이전에, 내부에, 또는 이후에 놓이는 것을 특징으로 하는 LED 구조물.
  5. 제 3 항에 있어서, n-타입 또는 p-타입 또는 도핑되지 않은 AltGa1 -tP 전류 확산/차단층이 상기 AlxGa1 -xP 버퍼층 이전에, 내부에, 또는 이후에 놓이는 것을 특징으로 하는 LED 구조물.
  6. 제 1 항에 있어서, 층들간의 계면들 상에, 또는 특정 층들 내부의 임의의 위치에 증착된 n-타입 또는 p-타입 델타 도핑층들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구조물.
  7. 제 3 항에 있어서, 층들간의 계면들 상에, 또는 특정 층들 내부의 임의의 위치에 증착된 n-타입 또는 p-타입 델타 도핑층들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구조물.
  8. 제 4 항에 있어서, 층들간의 계면들 상에, 또는 특정 층들 내부의 임의의 위치에 증착된 n-타입 또는 p-타입 델타 도핑층들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구조물.
  9. 제 5 항에 있어서, 층들간의 계면들 상에, 또는 특정 층들 내부의 임의의 위치에 증착된 n-타입 또는 p-타입 델타 도핑층들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구조물.
  10. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 층들, 또는 상기 층들의 일부는 초격자(super lattice) 또는 "디지털 합금(digital alloy)" 기술을 이용하여 성장되는 것을 특징으로 하는 LED 구조물.
  11. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 성능의 향상은 사용된 가장 높은 성장 온도보다 높은 어닐링 온도에서 성장 동안 또는 성장 이후에 상기 구조물을 어닐링함으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 LED 구조물.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101438806B1 (ko) 2007-08-28 2014-09-12 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
DE102009004895A1 (de) * 2009-01-16 2010-07-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement
JP2012526391A (ja) 2009-05-05 2012-10-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー インジウム空乏機構を利用してインジウム含有基板上で成長した半導体素子
US9293622B2 (en) 2009-05-05 2016-03-22 3M Innovative Properties Company Re-emitting semiconductor carrier devices for use with LEDs and methods of manufacture
GB0911134D0 (en) * 2009-06-26 2009-08-12 Univ Surrey Optoelectronic devices
CN102473817A (zh) 2009-06-30 2012-05-23 3M创新有限公司 无镉再发光半导体构造
CN102474932B (zh) 2009-06-30 2015-12-16 3M创新有限公司 具有可调节色温的白光电致发光器件
JP5728007B2 (ja) 2009-06-30 2015-06-03 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 電流集中に基づく色調整を伴うエレクトロルミネセント素子
TWM388109U (en) * 2009-10-15 2010-09-01 Intematix Tech Center Corp Light emitting diode apparatus
CN102254954A (zh) * 2011-08-19 2011-11-23 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 含有数字合金位错隔离层的大失配外延缓冲层结构及制备
KR101376976B1 (ko) * 2012-06-29 2014-03-21 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 반도체 발광 디바이스
US9406835B2 (en) * 2012-07-05 2016-08-02 Koninklijke Philips N.V. Light emitting diode with light emitting layer containing nitrogen and phosphorus
CN103633217B (zh) * 2012-08-27 2018-07-27 晶元光电股份有限公司 发光装置
RU2547383C2 (ru) * 2013-08-28 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Способ нанесения эмиссионного слоя
US11322650B2 (en) 2017-07-28 2022-05-03 Lumileds Llc Strained AlGaInP layers for efficient electron and hole blocking in light emitting devices
WO2019022960A1 (en) * 2017-07-28 2019-01-31 Lumileds Llc CONSTRAINTS OF ALGAINP FOR EFFICIENT BLOCKING OF ELECTRON AND HOLES IN LIGHT EMITTING DEVICES
US10141477B1 (en) 2017-07-28 2018-11-27 Lumileds Llc Strained AlGaInP layers for efficient electron and hole blocking in light emitting devices
US10874876B2 (en) * 2018-01-26 2020-12-29 International Business Machines Corporation Multiple light sources integrated in a neural probe for multi-wavelength activation
CN109217109B (zh) * 2018-08-29 2020-05-26 中国科学院半导体研究所 基于数字合金势垒的量子阱结构、外延结构及其制备方法
WO2020206621A1 (en) * 2019-04-09 2020-10-15 Peng Du Superlattice absorber for detector

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5103271A (en) * 1989-09-28 1992-04-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same
JP2773597B2 (ja) * 1993-03-25 1998-07-09 信越半導体株式会社 半導体発光装置及びその製造方法
US5937274A (en) * 1995-01-31 1999-08-10 Hitachi, Ltd. Fabrication method for AlGaIn NPAsSb based devices
JP4097232B2 (ja) * 1996-09-05 2008-06-11 株式会社リコー 半導体レーザ素子
KR19990014304A (ko) * 1997-07-30 1999-02-25 아사구사 나오유끼 반도체 레이저, 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법
US6515313B1 (en) * 1999-12-02 2003-02-04 Cree Lighting Company High efficiency light emitters with reduced polarization-induced charges
US20020104997A1 (en) * 2001-02-05 2002-08-08 Li-Hsin Kuo Semiconductor light emitting diode on a misoriented substrate
US6815736B2 (en) * 2001-02-09 2004-11-09 Midwest Research Institute Isoelectronic co-doping
JP2003229600A (ja) * 2001-11-27 2003-08-15 Sharp Corp 半導体発光素子
US7919791B2 (en) * 2002-03-25 2011-04-05 Cree, Inc. Doped group III-V nitride materials, and microelectronic devices and device precursor structures comprising same
WO2004017433A1 (en) * 2002-08-02 2004-02-26 Massachusetts Institute Of Technology Yellow-green light emitting diodes and laser based on strained-ingap quantum well grown on a transparent indirect bandgap substrate

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