KR20130090757A - 면발광 반도체 발광다이오드 - Google Patents

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베른트 쿨로트히
베라 아브로시모바
토르스텐 트랜클러
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예놉틱 폴리머 시스템즈 게엠베하
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Abstract

본 발명은 면발광 반도체 발광다이오드에 관한 것으로, 제1도전형 반사층(4)이 기판(2)과 제1배리어층(5) 사이에 구비되고, 제1컨택트층(9)은 활성층(6)에 의해 발산되는 조사가 LED를 통과하여 방출되는 적어도 하나의 발광면(13)을 가지고, 상기 발광면(13)은 전하 수송체로써 방사되는 제1컨택트층(9)안의 표면 주입 영역(11)에 의해 서로 전기적으로 그리고 광학적으로 분리되며,
제1컨택트층(9)에서 시작하여 활성층(6)까지 연장되고 발광면(13)아래에 위치한 층들의 영역들은, 전하 수송체들로써 방사되는 제1 깊은 주입 영역(12.1)에 의해 발광면(13) 아래에 위치하지 않는 층들의 영역에 대하여 전기적으로 그리고 광학적으로 분리된다.

Description

면발광 반도체 발광다이오드{SURFACE-EMITTING SEMICONDUCTOR LIGHT-EMITTING DIODE}
본 발명은 반도체 발광 다이오드에 관한 것으로서, 미국 특허 US5,216,263에서 일반적으로 알려진 것과 같은 반도체 발광 다이오드에 관한 것이다.
수십년동안, LED 및 LED 배열 칩은 그래픽 문자를 디스플레이하기 위하여 사용되어 왔다. 이러한 목적으로, 예를 들면, 7-세그먼트 LED 디스플레이 칩들은 GaAs(갈륨비소) 기판상의 두꺼운, n형 전도성 GaAsP(갈륨비소인) 층에 아연 확산 또는 아연 주입의 수단에 의해 배치되고, 동일한 기술로써 오늘날까지 제조되어 오고 있다. 이 경우, 전형적인 광도는 5mA의 전류 세기에서 동작할 때 0.1mcd/세그먼트에 도달한다. 그 광 파장은 재료에 의해 인간의 눈의 민감도가 약 10%일 때, 650-660nm(적색광)으로 제한된다.
다른 LED 디스플레이 부품들은 가시 스펙트럼내의 다른 발광파장을 가진 효율성이 더 좋은 (약 10%의 효율) LED 칩들이 결합되고 배치된 하이브리드 요소들로서, 개발되어 왔다. 그러나 이들 요소들은 크기 때문에 아주 컴팩트한 공간, 예컨대 광학기계의 빔경로 내에 사용될 수 없었다.
또, LED 백라이트를 가진 반투명 LCD 디스플레이는 그래픽 문자들을 표시하기 위하여 사용되고 있다. 이들은 주로 상대적으로 큰 디스플레이어서 LED 백라이트가 지지 보드상의 독특한 LED들 또는 LED 칩들의 배열에 의해 특이하게 적용된다. 하나의 배열을 가진 LED들은 개별적으로 또는 집합적으로 제어될 수 있다. 그러한 LED 백라이트는 단색, 다색 또는 백색일 수 있다.
크기를 더욱 컴팩트하게 하기 위하여 반도체층(결정구조)는 소규모로 구조화되어야 하고, 그들의 광학적 및 전기적 특성이 개조되어야 한다. 확산이외에 조사(irradiation)를 통한 소위 양자(proton) 또는 다른 하전체의 주입은 결정 구조를 변경 또는 파괴시킬 수 있어 그 조사되거나 주입된 영역들은 부분적으로 또는 완전히 그들의 전기 전도성을 상실하게 된다. 더욱이, 이들 영역들은 어떤 파장들에 흡수될 수 있다. 결정들의 변경은 전하 수송체를 전달하는 동적 에너지의 선택을 통하여 그리고 조사를 위하여 사용되는 빔 번들(beam bundle)의 단위 면적당 전하 수송체의 양을 통하여 제어될 수 있다. 소위 깊은 주입 영역들을 생성하기 위하여, 전하 수송체들은 고에너지, 저조사량으로써 재료에 조사되는 반면에, 저에너지 및 고조사량들이 표면에 주입된 영역을 생성하기 위하여 사용된다.
미국특허 US 5,216,263A는 하나의 층이 다른 층 위에 배치된 일련의 층들을 가진 LED 배열의 면발광 반도체 반도체 발광 다이오드(LED)를 개시하고 있고, 상기 LED 배열에서는, 일련의 층들이 제1도전형의 기판 컨택트의 층, 상기 제1도전형의 공통기판, 제1도전형의 제1배리어층, 발광 활성층(light-emitting active layer), 제2도전형의 제2배리어층, 양자의 조사에 의해 서로 전기적으로 절연된 제1컨택트층내에 표면 주입 영역을 가진 제2 도전형의 제1컨택트층, 및 제1컨택트층을 연결하기 위한 많은 전기 도전성 표면 컨택트을 포함한다.
반도체 층들의 깊은 구조화는, 실리콘 확산에 의해 무질서하게 배열되고 활성층을 통하여 확장되고 활성층의 개별 발광면적을 통하여 서로 전기적으로 절연된, LED 배열의 각 LED들 사이에 생성됨으로써 달성된다. 또, 상기 무질서화된 영역들은 조사되는 발광의 흡수를 증가시켰다.
활성층의 각 개별영역은 상기 제1컨택트층상에 P-컨택트에 의해 제어될 수있고, P-컨택트는 이 영역과 관련된다. 상기 기판 접촉 및 기판은 기판과 관련된 반도체층 측에 조사 발광을 허용하도록 발광면의 영역에서 제거되어야 한다. 배열된 층들을 통하여 관통 조사는 가능하지 않다.
미국 특허 US 5,216,263A는 기판으로서, 전적으로 n-도핑된(n-doped) 기판을 개시하고 있고, 반면에 상기 제1컨택트층은 p-도프되어(p-doped) 있다.
상기 미국 특허 US 5,216,263A는 반도체층들을 구조화하는 데에 여러가지 많은 단계를 필요로 하는 단점을 가진다. 첫째, 시간이 소요되는 실리콘 확산(7 내지 8시간)에 후속하여 양자의 조사와 다양한 에칭단계들이 따른다. 또, 공지된 기술은 기판이 n-도핑되고 p-도핑될 수 있는 수단을 개시하고 있지 않다.
이와 같은 달리 도핑된 기판의 변경 적용가능성들은 LED의 동작 및 공통 양극 또는 음극을 가진 칩들의 생산을 위한 회로 장치에 추가적인 가능성을 제공한다.
본 발명의 목적은, 종래 기술에 비하여, 고광도(high light intensity)를 가지고, 또 공통 양극 과 공통 음극을 모두 가질 수 있는, 면발광 반도체 발광다이오드를 제안하는 것이다. 또, 제안된 면발광 반도체 발광 다이오드는, 발광 영역과 비발광 영역 사이에 양호한 콘트라스트(contrast)를 유지하면서, 560nm 내지 880nm의 스펙트럼 범위의 파장을 방출하고, 칩의 가장자리에서는 발광하지 않는다.
이러한 목적은 하나의 층 위에 다른 하나의 층으로 배치되는 일련의 층들을 가지는 면발광 반도체 발광 다이오드에 의해 달성되고, 이 일련의 층들은 다음을 포함한다:
- 제1도전형의 기판 컨택트의 층,
- 공통 기판,
- 제1도전형 제1배리어층,
- 발광 활성층,
- 제2도전형 제2배리어층,
- 제2도전형 제1컨택트층, 및 전하 수송체를 조사함으로써 서로 전기적으로 분리된 제1컨택트층 내에 표면 주입, 및 제1컨택트층과 접촉을 이루기 위한 다수의 전기 도전성 표면 컨택트.
본 발명에 따른 LED는 기판이 반도체 기판을 포함하고, 상기 기판은 제1도전형을 가지거나 상기 기판은 전기적으로 절연 기판이거나 금속 또는 복합재료를 포함하는 것에 특징이 있고,
본 발명에 따른 LED는 제1도전형의 반사층이 상기 기판과 제1배리어층 사이에 구비된 것에 특징이 있고,
본 발명에 따른 LED는 제1 컨택트층이 활성층에 의해 발산되는 빛이 LED로 방출되는 적어도 하나의 발광면을 가지고, 상기 발광면이, 전하 수송체로 조사되는 제1컨택트층내의 표면주입 영역(surface implanted region)에 의해 서로 전기적으로 그리고 광학적으로 분리되는 것과, 상기 발광면 아래에 위치하고 상기 발광면에서 시작하여 적어도 활성층을 통과하는 데까지 진행하는 상기 층들의 영역들이 전하 수송체로 방사되는 깊은 주입 영역에 의해 상기 발광면의 아래쪽에 위치하지 않는 영역에 대하여 전기적으로 그리고 광학적으로 분리된 것에 특징이 있다.
본 발명의 핵심은, 몇몇의 기술적으로 유사한 단계에 의해 아주 작은 범위로 구조화되고, 청색에서 적외선 조사까지의 파장영역에 고광도를 허용하는 면발광 반도체 LED이다.
반사층은 활성층에 의해 발광하는 광을 발광면의 방향으로 반사하여, 발광면에서 650nm의 발광 파장으로 단위 발광 세그먼트당 고광도(high light intensity), 예를 들면 약 10mcd(밀리칸데라)가 먼저 얻어진다. 반사층은 충분한 반사 성능과 전기적 전도성을 가지기 위하여 적합한 방식으로 구조화될 수 있다. 분산된 브래그(Bragg) 반사체가 바람직하게 사용된다.
발광면은 제2도전형의 전기 전도성을 가진다. 이러한 발광면에서 표면 컨택트를 통하여 수행되는 연결 이외에, 활성층에 의해 조사되는 빛도 이들 발광면에서 방출된다. 발광면들 사이의 제1컨택트층의 전기 전도성은 전하 수송체들과 함께 방사에 의해 상쇄된다. 또, 제1컨택트층의 영역은 활성층에 의해 이 방법으로 발광되는 광 파장의 고 흡수성을 가짐으로써, 전기적 절연 이외에 발광면의 광 분리도 발생하게 된다. 표면 주입 영역은 상기 제1컨택트층보다 더 깊게 형성될 수 있다.
발광면은 어떠한 형상, 예를 들면 둥근 형상, 바아 형상, 다각형 형상, 또는 곡형의 형상을 가질 수 있다.
400nm 내지 950nm 범위의 파장의 방사가 조사될 수 있고, 560nm 내지 880nm의 파장이 바람직하다.
또, 직진 전류 흐름이 활성층을 통과하도록 하기 위하여 그리고 원하지 않는 횡 전류 흐름을 방지하기 위하여 깊은 주입 영역(deep implanted regions)들이 활성층을 통과하는 데까지 형성된다는 것이 중요하다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 깊은 주입 영역들은 제1컨택트층을 통과하여 연장되고 직접적으로 표면 주입 영역의 경계를 정한다. 각 발광면의 깊은 주입 영역들은 서로 이격될 수 있고, 서로에 대하여 인접하거나 서로의 안으로 침입될 수 있다. 또, 상기 깊은 주입 영역들은 다른 층들 안까지 연장될 수 있고, 따라서 깊은 주입 영역들의 다른 형을 형성할 수 있다. 다른 형의 깊은 주입 영역들을 통하여 본 발명에 따른 일련의 LED층들은 광학적으로 그리고 전기적으로 서로 분리된 어떠한 형태나 배열의 영역안으로 구조화될 수 있다.
표면 주입 영역 또는 깊은 주입 영역들로서 형성된 광학적 및 전기적 분리는 다른 에너지와 방사선량의 전하 수송체로써 일련의 층들을 조사함으로써 생성된다. 조사를 위한 전하 수송체들은 양자 또는 이온일 수 있다.
본 발명에 따른 LED의 제1도전형과 제2도전형은 p-도핑된 반도체 도전형 및 n-도핑된 반도체 도전형을 포함하는 그룹에서 선택된다. 상기 제1도전형과 제2도전형은 서로 다르다.
전하 수송체로서 본 발명에 따른 LED의 층의 다른 재질을 위하여 (예를 들면 도전형을 n-형에서 p-형으로, p-형에서 n-형으로 전환을 위하여)서로 다른 이온을 사용하는 것도 가능하다. GaN-기반의 반도체에서 고 저항성 영역을 생성하기 위하여, 전하 수송체 주입을 위하여 Si,O,N,He 또는 Mg의 이온들을 사용하는 것이 가능하다. 예를 들면, H, Li, C 또는 O의 이온들이 Zn-도핑된 GaAs 구조의 분리를 위하여 주입될 수 있다.
본 발명에 따른 LED의 다른 실시예들은 표면 주입 영역 및 깊은 주입 영역들이 같은 공간의 수평 치수들을 가지지만 농도와 주입을 위하여 사용되는 전하 수송체들의 형태와 농도의 결과로서 수직적으로는 서로 다르게 수행될 수 있다.
표면 주입 영역과 깊은 주입 영역들은 단자 하나의 주입 공정에서 연속적으로 제조될 수 있다.
매우 유리하게, 본 발명의 LED에서는 p-n 접합을 포함하는 에피텍셜(epitaxial)구조가 p-도핑된 기판 뿐만 아니라 n-도핑된 기판상에 배치되는 것이 가능하다. 이러한 것은 공통 양극(common anode)및 공통 음극(common cathode)를 가진 칩들을 제조하는 것을 가능하게 한다. 그와 같이 할 때, 구조에 따라, 제1컨택트층 및 기판 컨택트가 양극 또는 음극으로서 형성될 수 있다.
제1배리어층 및 제2배리어층, 제1컨택트층 및 활성층들의 재료는 (AlxGa1 -x)1-zInzP(알루미늄 갈륨 인화인듐) 및 (AlxGa1 -x)1- xAs(알루미늄 갈륨비소)를 포함하는 군에서 선택된다. 특히 바람직한 재료는 화학량론적 지수(stoichiometric index)가 0≤x≤1 및 0≤z≤0.6의 범위로 주어진다. 그렇지 않으면, InyGa1 - yN(질화 인듐 갈륨)이 제1배리어층 및 제2배리어층, 제1컨택트층 및 활성층 또는 이들 층들중 어느 하나의 층의 재료로 선택될 수 있고, 상기 y는 0≤y≤0.5이다. InyGa1 - yN을 사용할 때, 기판은 바람직하게는 게르마늄, 실리콘, 및 금속합금을 포함하는 군에서 선택된다.
본 발명의 LED의 다른 실시예에서, 제1배리어층 및 제2배리어층, 제1컨택트층 및 활성층을 위한 재료는 AlxGayInzN을 포함할 수 있고, 상기 x+y+z=1, 0 = x = 1, 0 = y = 1, 0 = z = 0.5이다.
상기 재료들은 상기 제1배리어층과 제2배리어층들이 각각 활성층의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 가지도록 선택된다.
상기 활성층은 도핑되지 않은(i-층) 재료 또는 p-도핑된 재료 또는 n-도핑된 재료를 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 활성층은 퀀텀웰(quantum well)(1쌍의 박층) 또는 다중 퀀텀웰(다중 쌍의 박층)과 같은 공지의 방법으로 형성될 수 있다. 상기 활성층은 발광면의 아래 4㎛ 이하의 깊이로 배치되지만, 바람직한 실시예에서는 상기 발광층들은 발광면의 아래 3㎛ 이하의 깊이로 배치된다.
상기 기판은 발광 방출을 흡수하는 어떠한 반도체 기판일 수 있다; GaAs(갈륨비소)가 바람직한 기판이다. 기판은 p-도핑되거나 n-도핑될 수 있다. 상기 기판은 바람직하게는 Si,GaAs,Ge 및 금속합금을 포함하는 군에서 선택된 도핑된 재료이다.
또한, 기판은 도핑되지 않은 GaAs, 고저항성 실리콘 또는 비전도성 게르마늄과 같이 전기적 절연성 기판인 것도 가능하다.
또, 전기 절연 기판은 사파이어, si-AlN, MgAl2O4-스피넬(spinel) 또는 금속 산화물, 예를 들면 MgO 또는 ZnO을 포함하는 군에서 선택된 재료일 수 있다. 또한 전기 절연 기판은 복합재료, 예를 들면 다결정 실리콘 카바이드(polycrystalline silicon carbide: SopSiC)를 포함할 수 있다.
다른 재질 또는 다른 형태의 기판, 예를 들면 제1도전형 또는 제2도전형의 기판, 및 전기절연성 기판이 하나가 다른 위에 층으로 결합될 수 있다.
상기 기판은 발광되는 빛을 흡수하거나 투과할 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시예에서, 제1도전형의 버퍼층이 기판과 제1배리어층 사이에 제공되어 서로 다른 층들의 결정구조를 보상할 수 있다. 예를 들면, 이 버퍼층은 GaAs를 포함하는 제1도전형의 도핑된 층일 수 있다.
기판 컨택트와 표면 컨택트들이 결합면으로서 구조화될 때 유리하다. 그래서 기판 컨택트와 표면 컨택트들은 결합면에 의해 완전히 또는 부분적으로 덮여진다. 이와 같이, 더 간단하고 더 확실하고 지속가능한 제1컨택트층과 기판의 접촉이 달성된다.
전기절연성 기판이 있는 본 발명에 따른 다른 실시예에서, 상기 기판 컨택트는 적어도 하나의 금속 도체에 의해 상기 버퍼층에 연결될 수 있다. 상기 금속 도체는 바람직하게는 전기절연성 기판내의 채널을 따라 배치된다.
전기적으로 연결되는 LED의 층들, 특히 버퍼층은 전기적으로 전도성 물질로 채워지고 절연기판안에 제공되는 미세 구멍 안에 연결될 수 있다. 상기 미세 구멍들은 최대 10㎛의 직경을 가진 구멍들(perforations)이다.
그렇게 함으로써, 기판 컨택트가 전방향의 반사체일 때 유리하다. 전방향 반사체는 본 발명의 LED의 층들이 발광하는 빛을 투과하는 기판상에 위치하고 기판의 저면은 상기 발광 빛을 반사하는 층(예를 들면 Al,Ag,Cr 또는 Au의 층)을 구비한다.
전기 절연성 기판에 채널이 구비될 때, 채널은 그 내측면위에 코팅될 수 있다. 또 금속 전도체 자체가 반사층이 될 수 있다.
또, 제1도전형의 전류 확산층은 제1컨택트층과 기판 컨택트 사이에 전류흐름을 도전성 단면에 걸쳐 확산하기 위하여 제2배리어층과 제1컨택트층 사이에 구비될 수 있다.
가장 바람직한 방법으로, 전류 확산층은 전체 전기 전도성 단면을 횡단하여 전류 흐름을 생성하는 역할을 한다. 이 전기 전도성 단면은 각 경우에 발광면 아래에 배치된 층들의 영역의 수평 단면에 대응하고, 일련의 층들의 깊은 주입 영역들에 의해 횡방향으로 광학적으로 그리고 전기적으로 분리되어 있다. 이런 종류의 층들의 유리한 효과는 활성층의 전체 단면을 따라 전류의 흐름이 있고, 이러한 방법으로 균일하고, 높은 광 생산이 가능하다는 것이다. 전류 확산층의 재질은 예를 들면 p-도핑되거나 n-도핑된 AlInGaP 또는 AlGaAs 또는 InGaN일 수 있고, 전류 확산층은 활성층에 의해 빛에 대하여 투과성이 있다.
전류 확산층은 발광되는 조사에 대하여 투과성이 있는 재질, 예를 들면, 인듐 주석 산화물(ITO: indium tin oxide) 또는 산화 아연(ZnO)를 포함할 수 있다. 도핑을 위한 전류 확산층의 재질과 혼합된 기판은 전류 확산층이 제1도전체 형 또는 제2도전체 형인 방법으로 선택되고, 제2배리어층의 도전체 형에 대응한다.
본 발명에 따른 LED는 많은 발광면이 공통 기판위에 패턴으로 배치된 LED 어레이(LED Array)안에 배치될 수 있다; 열과 행으로 형성된 패턴이 바람직하다.
이러한 종류의 LED 어레이는 그의 LED들이 개별적으로 그리고 서로 독립적으로 제어가능하도록 배치될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 깊은 주입 영역들이 전기 절연성 기판까지 모든 층들을 거쳐 연장된다. 제1도전 형의 제2컨택트층은 버퍼층과 반사층 사이에 구비된다. 또한 제2컨택트 층은 동시에 버퍼층으로서 형성되는 것도 가능하다. 제2컨택트층은 도전형에 의존하는 양극 또는 음극일 수 있다.
인접하게 배치된 구동되지 않는 LED들을 통하여 빛이 전혀 방출되지 않도록 LED를 선택적으로 구동하기 위한 수단이 제공될 때 유리하다. 이런 종류의 수단은 컨택트 배열들일 수 있고 본 발명에 따른 LED들을 가진 LED 어레이의 제어는 LED의 선택적인 구동에 의해 달성될 수 있다. 간단하고 바람직한 배열은 활성층 아래의 다른 층들안으로 각각 연장되는 교차, 스트립형 컨택트를 포함한다. 또, LED들의 그룹을 집합적으로 구동(복합 구동)하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 LED가 구동될 때, 충분한 고 전압이 인가되면 양극에서 음극으로 전류가 흐른다. 위에서 설명한 바와 같이, 활성층의 상하에 배치된 층들의 도핑(doping)에 따라, 전류는 제1컨택트층에서 기판 접촉층 또는 제2컨택트층으로 흐르거나, 기판 접촉층 또는 제2컨택트 층에서 제1컨택트층으로 흐른다. 전류의 측편 확산은 깊은 주입 영역에 의해 제한되고, 이는 발광면 아래에 위치한 층들의 도전성 단면을 횡단하는 전류의 흐름이 직접적으로 실질적으로 수직으로 발생하기 때문이다. 조사 방출은 공지의 방식으로 활성층에 발생한다.
기판의 방향으로 방출되는 조사는 반사층에 충돌하고 발광면의 방향으로 반사층에 의해 반사된다. 방출되는 조사의 확산은 광학적으로 분리된 깊은 주입 영역들에 의해 억제된다.
본 발명은 후술하는 실시예들과 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 n-도핑된 기판을 가진 본 발명에 따른 LED의 제1실시예이고;
도 2는 p-도핑된 기판을 가진 본 발명에 따른 LED의 제2실시예이고;
도 3은 n-도핑된 기판을 가진 본 발명에 따른 LED의 제3실시예이고;
도 4는 도핑되지 않은 기판을 가진 본 발명에 따른 LED의 제4실시예이고;
도 5는 본 발명에 따른 LED의 제1배치에 대한 평면도이고;
도 6은 숫자 디스플레이의 본 발명에 따른 LED의 제2배치의 평면도이고;
도 7은 본 발명에 따른 LED의 제3배치의 평면도이고;
도 8은 본 발명에 따른 LED를 가진 LED 어레이의 평면도이고;
도 9는 주입된 표면과 동일한 수평의 치수를 가진 깊은 주입영역을 가진 본 발명에 따른 LED의 제5실시예이고;
도 10은 주입된 표면과 동일한 수평의 치수를 가진 깊은 주입영역, 절연기판 및 다중 방향 반사체를 가진, 본 발명에 따른 LED의 제5실시예이고;
도 11은 스폿 방출기로서 본 발명에 따른 LED의 평면도이다.
이하의 실시예들의 일련의 층들은 적층된 에피텍셜 구조를 생성하기 위한 공지의 방법으로 제조된다. 표면 주입 영역과 깊은 주입 영역들도 공지의 방법으로 생성된다.
575 nm 내지 595 nm의 파장의 황색광을 방출하는 일련의 층들이 도 1에 도시된 제1실시예의 LED안에 배치된다.
기판 컨택트(1)와 n-도핑된 기판(2)이 바닥층으로서 구비되고, 상기 기판 컨택트(1)는 저항성 n-컨택트(음극)로서 구성되고, 금으로 만들어지며, 상기 n-도핑된 기판(2)은 GaAs 단결정(갈륨 비소)로 만들어지며 전기적으로 통전되도록 평면으로 상기 기판 컨택트(1)에 연결된다.
상기 기판(2)의 위에는 반사층(4)이 뒤따르는 n-GaAs의 버퍼층(3)이 배치되고, 상기 반사층은 분산된 브래그(Bragg) 반사체(DBR)로서 형성되고, 위에서 반사층(4)상에 충돌하는 황색광들이 반사층(4)위로 다시 반사되도록 구성된다. 상기 반사층(4)위에는 n-AlInGaP가 위치하고, 이 n-AlInGaP위에는 i-AlInGaP의 ㅓ활성층(6)과 AlInGaP 의 제2배리어층이 적층된다. 제1배리어층과 제2배리어층의 밴드갭(bandgap)은 활성층(6)의 밴드갭보다 더 크다. 활성층(6)은 다중 퀀텀 웰(multi-quantum well)로서 배치된다. 다른 실시예에서, 상기 활성층(6)은 p-도핑된 층 또는 n-도핑된 층, 도핑되지 않은 층 또는 퀀텀웰로서 형성될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 기판 컨택트(1)는 게르마늄 또는 금-게르마늄으로 만들어질 수도 있다.
제2배리어층(7)의 상부에는 p-AlInGaP의 전류확산층(8)과 p-GaAs의 제1컨택트층(9)(양극)들이 적층된다.
제1컨택트층(9)에서 시작하여, 양자들의 방사에 의해 깊이 주입된 제1영역(12.1)들이 반사층안으로 연장되도록 구비된다. 상기 제1 깊은 주입 영역(12.1)은 제1 깊은 주입 영역(12.1)의 수직 연장방향을 따라 일정하게 유지되는 환형의 단면을 가진다. 상기 제1 깊은 주입 영역(12.1)과 관련되지 않은 단면의 표면은 전기적으로 도전성 단면(20)(도시된 직경)이다. 제1 깊은 주입 영역(12.1)가 침투된 층의 영역들, 즉 상기 도전성 단면(20)과 관련된 영역들은 횡방향으로 광학적으로 그리고 전기적으로 분리된다.
상기 제1 깊은 주입 영역(12.1)의 주위에, 제1 컨택트층(9)들이 양자 방사에 의해 주입된 표면인 영역(11)(빗금친 부분)을 가진다. 상기 제1컨택트층(9)의 표면에는 표면 컨택트(10)들이 구비되고, 이 표면 컨택트를 통하여 도전성 단면(20)이 제1컨택트층(9)의 표면상의 도전성 단면(20)의 전 둘레에 걸쳐 균일하게 접촉된다. 표면 컨택트(10)들은 결합면(10.2)에 의해 완전히 덮여진다. 제1컨택트층(9)의 표면에서 도전성 단면(20)의 잔존 자유 표면은 발광면(13)을 나타내고, 활성층(6)안으로 발광되며, 발광면(13)에 도달하여 관통하는, 빛은 이 발광면을 통하여 방출된다. 상기 활성층(6)은 상기 발광면(13)의 3 ㎛ 아래에 배치된다. 얻어지는 광도는 5mA에서 LED당 15mcd이다.
다른 실시예에서, 제1배리어층(5) 및 제2배리어층(7), 제1컨택트층(9), 및 활성층(6)의 재료는, 흡수성 기판상에 청색 및 녹색 방사의 방출을 위하여 배치될 수 있다.
도 2에 도시된 LED의 제2실시예는 제1실시예와 동일한 배치내의 동일한 층들을 가지고, 640nm 내지 660nm 파장의 적색광을 방출한다. 재료의 불순물들은, 개별층들이 달리 도핑된 재료로 만들어지는 점에서, 제1실시예의 불순물과는 다르다. 따라서, 기판(2), 버퍼층(3), 반사층(4) 및 제1배리어층(5)들은 p-도핑되는 반면에, 제2배리어층(7), 전류확산층(8) 및 제1컨택트층(9)들은 n-도핑된다. 상기 활성층(6)은 발광면(13)의 3㎛ 아래에 배치된다.
도 3에 도시된 LED의 제3실시예는 모든 층들이 제1 및 제2실시예에서와 같은 배치로 구비된다. 860nm의 적외선 조사는 이러한 구조에 의해 조사된다. 기판(2), 버퍼층(3), 반사층(4) 및 제1배리어층(5)들은 n-도핑되는 반면에, 제2배리어층(7), 전류확산층(8) 및 제1컨택트층(9)들은 p-도핑된다. LED의 제1 및 제2실시예와는 대조적으로, 제1배리어층(5)과 제2배리어층(7) 및 전류확산층(8)들은 도핑된 AlGaAs로 만들어진다. 상기 활성층(6)은 AlGaAs를 포함하는 다중 퀀텀웰이고, 발광면(13)의 3㎛ 아래에 배치된다.
도 4는 공통기판(2)상에 설치된 본 발명의 제4실시예에 따른 2개의 LED를 나타내고, 기판(2)은 도핑되지 않은 GaAs의 전기 절연기판(2.1)이다. 전기 절연기판(2.1)위에는 n-도핑된 GaAs의 제1컨택트층(14)이 배치된다. 상기 제2컨택트층의 상부에는 DBR로 형성된 n-도핑된 반사층(4), AlInGaP의 제1배리어층, 활성층으로서 i-AlInGaP 의 다중 퀀텀웰, p-AlInGaP의 제2배리어층(7), p-AlInGaP의 전류확산층(8), 및 p-GaAs의 제1컨택트층(9)이 적층된다. 제1깊은 주입 영역(12.1)은 제1컨택트층(9)에서 반사층(4)안으로 연장된다. 표면 컨택트(10)와, 결합면(10.2)들은 위에서 설명한 제1실시예 내지 제3실시예에서 같이 배치된다. 또, 서로 평행하게 연장되는 제2깊은 주입영역(12.2)들이 있고, 이들 제2 깊은 주입 영역(12.2)들은 제1컨택트층(9)에서 절연기판(2.1)안으로 진행하도록 형성된다. 제2 깊은 주입 영역(12.2)은 2개의 LED들 사이에 형성되고, LED의 일련의 층들의 일측에서 일련의 층들의 타측으로 연속적으로 연장되어 이들 층들은 전 층들에 걸쳐 2개의 LED들을 서로 전기적으로 그리고 광학적으로 분리한다. 상기 LED들은 추가적인 제2 깊은 주입 영역(12.2)들에 의해 일련의 층들의 측편에서 분리된다.
본 발명의 LED들의 실시예들과 배치들이 도 5 내지 도 8에 도시되어 있다. 도 5는 삼각형 발광면(13)을 가진 2개의 LED들의 배치를 보여준다. 제1컨택트층(9)는 2개의 발광면(13)들을 서로 전기적으로 그리고 광학적으로 분리시키는 표면 주입 영역(11)을 가진다. 결합면(10.2)들은 표면 컨택트(10)(도시되지 않음)을 통하여 구비된다.
제1컨택트층(9)에서 발광면(13)의 위치는 도 6의 숫자를 디스플레이하기 위하여 구비될 수도 있다. 총 7개의 LED들의 발광면(13)들이 스트립(10.1)들로 형성된 표면 컨택트(10)들을 통하여 개별적으로 접촉되고, 각각은 결합면(10.2)에 전기 전도성 방식으로 연결된다. 표면 컨택트(10)들과 발광면(13)들은 표면 주입 영역(11)에 의해 서로 전기적으로 그리고 광학적으로 분리되고, 따라서 서로 독립적으로 그리고 개별적으로 제어될 수 있다.
유사한 배치가 도 7에 도시되어 있다. 가시광을 방출하거나 적외선을 방사하고, 각각은 50㎛의 직경을 가진 원형 발광면(13)들은 분리되고 결합된 표면 컨택트(10)들에 의해 접촉되고 개별적으로 제어될 수 있다.
도 8에는, 다수의 발광면(13)들이 공통 절연기판(2.1)상에 어레이(15)(LED 어레이)로 배치되고, 여기서 일련의 층들은 도 4에 도시된 제4실시예의 LED들에 대응한다.
표면 컨택트(10)들은 제1컨택트층(9)의 표면 주입 영역(11)들에 의해 서로 전기적으로 광학적으로 분리된 스트립(10.1)들로 형성된다. 다수의 발광면(13)들은 상기 스트립(10.1)에 의해 어레이(15)의 제1방향(17)으로 각각 접촉된다. 제2컨택트층(14)는, 다수의 스트립(14.1)들로 형성되고, 이들 스트립들은 서로 전기적으로 분리되고 어레이(15)의 제1방향(17)에 수직으로 연장된 어레이(15)의 제2방향(18)으로 연장되어, 위에서 보았을 때 제1방향(17)으로 연장되는 스트립(10.1)과 제2방향(18)으로 연장되는 스트립(14.1)들이 스트립(10.1,14.1)들의 교차점(19)을 가진 그리드(점선으로 도시됨)를 형성하고, 각 발광면(13)들은 그 교차점(19)중 어느 하나의 위에 각각 배치된다. 상기 스트립(10.1)들은 끝단중 하나에 위치한 결합면(10.2)에 의해 연결된다. 하나의 끝단에서 제1컨택트층(19)에서 시작하여 스트립(14.1)들이 화학적 에칭 또는 플라즈마 에칭에 의해 점별로 노출된다. 상기 스트립914.1)들의 노출된 영역은 개별적으로 연결될 수 있다.
또, 스트립(14.1)들에 선택적으로 연결될 수 있도록 구성된 컨트롤(16)이 구비되고, 스트립(14.1)들은 개별적으로 연결되어, 스트립(10.1)과 스트립(14.1) 사이의 전류의 직류 흐름이 각 발광면(13)이 다른 발광면(13)들로부터 개별적으로 그리고 독립적으로 컨트롤(16)에 의해 교차점(19)에 수직으로 제어가능한 방식으로 개시될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 스트립(14.1)들은 일련의 층들에서 돌출되는 결합면(10.2)을 가지거나 다른 공지의 방법으로 영역별 또는 점별로 노출될 수 있다.
본 발명에 따른 LED의 제5실시예는 도 9에 도시되어 있다. 표면 주입 영역(11)들과 깊은 주입 영역(12)들은 동일한 수평 치수들을 가지고, 하나 아래에 다른 하나가 동연의 관계로(coextensive relation) 배치된다. 수평으로 서로 분리되도록 배치된, 2개의 수직 연장 영역(도면에서 좌우에 빗금친 영역)이 표면 주입 영역(11)과 하나의 위에 다른 하나가 동연으로 배치되는 깊은 주입 영역(12)으로써 형성된다. 깊은 주입 영역(12)들은 제2 깊은 주입 영역(12.2)으로서 형성되고 표면 주입 영역(11)에서 기판(2)으로 연장된다. 기판(2)은 제1도전형 또는 제2도전형을 가진다.
도 10은 도 9에 도시된 기본 구조에 대응하는 본 발명의 LED의 제6실시예를 나타낸다. 제6실시예에서, 전기 절연 기판(2.1)이 구비되고, 기판 컨택트(1)와 버퍼층(3)이 금속 도전체(22)에 의해 접촉되고 전기적 도전식으로 서로 연결되도록, 2개의 수직 연장 채널(23)들이 전기 절연 기판(2.1), 각 채널(23)안에 배치되는 금속 도전체(22)안에 포함된다. 버퍼층(3)은 발광면(13)의 아래에서 금속 도전체(22)에 의해 접촉된다. 전기 절연 기판(2.1)은 발광되는 빛을 투과하고 그 저면에 금 코팅을 가진다. 이와 같이 코팅된 전기 절연 기판(2.1)을 통하여 전기 절연 기판(2.1)위에 배치된 본 발명의 LED층들과 조합되어 전-이중방향(omni-bidirectional) 반사체가 형성된다.
도 11에 도시된 본 발명의 LED 응용에서, 소위 스폿(spot) 발광체 칩이 평면도로 나타나있다. 발광면(13)은 원형의 형상으로 되고 결합면(10.2)로 둘러싸여 있고 50㎛의 직경을 가진다. 다른 실시예에서, 상기 직경은 예컨대 25㎛로 더 작거나, 150㎛로 더 클 수 있다. 650nm의 파장을 가진 조사(적색)가 발광되고, 400nA에서 시작하는 가시광이 얻어 진다. 광도는 1세대 스폿 발광칩에 비교하여 약 5배 더 세다. 상기 스폿 발광칩은 200 A/㎠의 높은 전류부하와 짧은 스위칭 시간(5 ns이하)을 제공한다. 스폿 발광침이 100,000 시간(100 A/㎠에서) 이상의 수명을 가지므로, 스폿 발광칩은 특히 데이터 전송에 사용되는 것이 알맞다. 스폿 발광칩에서 본 발명의 LED의 고효율은 스폿 발광칩의 비-고정식 응용, 또는 스폿 발광칩을 포함하는 설비나 장치를 위하여 긴 배터리 수명을 제공한다.
따라서 이러한 스폿 발광칩들은 간섭(speckle)없이 예를 들면 VCSEL 대체용으로, 회전 위치 센서(엔코더)용 조사 원(radiation source)으로서, 광학용 소형 광포인트로서, 광 배리어용 집중 빔으로서, 그리고 레이저 프린터용 포인트라인 어레이용으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 LED는 많은 분야에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 LED는 육안으로 볼 수 있는 그래픽 문자를 디스플레이하는 디스플레이의 백라이트용으로, 또는 광학기구의 빔경로안으로 육안으로 볼 수 있는 그래픽 문자들을 반사하는 용도로 적합하다. LED의 고 광도 때문에, 흡수, 부분반사, 분산(scattering) 및/또는 간섭의 결과로서 발생하는 손실들이 쉽게 보상될 수 있다. 또한, 양호한 대비 특성 때문에 본 발명의 LED는 작은 및/또는 고해상도의 그래픽 문자들을 디스플레이하는 데 사용될 수 있다.
1: 기판 컨택트 2: 기판
2.1: 전기 절연기판 3: 버퍼층
4: 반사층 5: 제1배리어층
6: 활성층 7: 제2배리어층
8: 전류확산층 9: 제1컨택트층
10: 표면 컨택트 10.1: 스트립
10.2: 결합면 11: 표면 주입 영역
12: 깊은 주입 영역 12.1: 제1 깊은 주입 영역
12.2: 제2 깊은 주입 영역 13: 발광면
14: 제2컨택트층 14.1: 스트립
15: 어레이 16: 컨트롤
17: 제1방향 18: 제2방향
19: 교차점 20: 도전성 단면
21: 도전체 22: 금속 도전체
23: 채널

Claims (25)

  1. 면발광 반도체 발광 다이오드(LED)이고,
    - 제1도전형의 기판 컨택트(1)의 층,
    - 공통 기판(2),
    - 제1도전형 제1배리어층(5),
    - 발광 활성층(6),
    - 제2도전형 제2배리어층(7),
    - 제2도전형 제1컨택트층(9), 및 전하 수송체를 조사함으로써 서로 전기적으로 분리된 제1컨택트층(9) 내에 표면 주입, 및 제1컨택트층(9)과 접촉을 이루기 위한 다수의 전기 도전성 표면 컨택트(10)를 상하 연속적으로 가진 면발광 반도체 발광다이오드에 있어서,
    상기 기판(2)은 반도체 기판을 포함하고, 상기 기판(2)은 제1도전형을 가지거나, 상기 기판(2)은 전기 절연 기판(2.1)이거나, 상기 기판(2)은 금속 또는 복합재료를 포함하고,
    제1도전형 반사층(4)이 상기 기판(2)과 제1배리어층(5) 사이에 구비되며,
    제1컨택트층(9)은 활성층(6)에 의해 발산되는 조사가 LED를 통과하여 방출되는 적어도 하나의 발광면(13)을 가지고, 상기 발광면(13)은 전하 수송체로써 방사되는 제1컨택트층(9)안의 표면 주입 영역(11)에 의해 서로 전기적으로 그리고 광학적으로 분리되며,
    제1컨택트층(9)에서 시작하여 활성층(6)까지 연장되고 발광면(13)아래에 위치한 층들의 영역들은, 전하 수송체들로써 방사되는 제1 깊은 주입 영역(12.1)에 의해 발광면(13) 아래에 위치하지 않는 층들의 영역에 대하여 전기적으로 그리고 광학적으로 분리된 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  2. 제1항에 있어서,
    제1도전형 및 제2도전형은 p-도핑된 반도체 도전형 및 n-도핑된 반도체 도전형을 포함하는 군에서 선택되고, 상기 p-도핑된 반도체 도전형 및 n-도핑된 반도체 도전형은 서로 다른 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1배리어층(5) 및 제2배리어층(7)은 각각 상기 활성층(6)의 밴드갭보다 더 큰 밴드갭을 가지는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1배리어층(5) 및 제2배리어층(7), 제1컨택트층(9) 및 활성층(6)의 재료는 (AlxGa1-x)1-ZInzP 및 (AlxGa1 -x)1- xAs를 포함하는 군에서 선택되고, 여기서 0≤x≤1이고, 0≤z≤0.6인 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1배리어층(5) 및 제2배리어층(7), 제1컨택트층(9) 및 활성층(6)의 재료는 AlxGayInzN을 포함하고, 여기서 x＋y＋z=1, 0≤x≤1, 0≤y≤1,0≤z≤0.5인 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1배리어층(5) 및 제2배리어층(7), 제1컨택트층(9) 및 활성층(6)의 재료는 InyGa1 - yN을 포함하고, 여기서 0≤y≤0.5이고, 상기 기판(2)은 게르마늄, 실리콘, 및 금속합금을 포함하는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 활성층(6)은 도핑되지 않은 재료 또는 p-도핑된 재료 또는 n-도핑된 재료를 포함하고, 발광면(13)의 아래 4㎛ 보다 더 깊게 배치되는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 활성층(6)은 퀀텀웰 또는 다중 퀀텀웰로 형성되고, 발광면의 아래 4㎛ 이하의 깊이로 배치되는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 다이오드.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판(2)은 Si,GaAs, Ge, 및 금속합금을 포함하는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 다이오드.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판(2)은 전기 절연 기판(2.1)인 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 다이오드.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전기 절연 기판(2.1)은 사파이어, Si-AlN, MgAl2O4-스피넬(spinel), 금속 산화물, 또는 복합재료를 포함하는 군에서 선택된 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 다이오드.
  12. 제1항에 있어서,
    서로 다른 층들의 결정구조를 보상하기 위하여 기판(2) 및 제1배리어층(5) 사이에 제1도전형의 버퍼층(3)이 구비되는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 다이오드.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 반사층(4)은 분산된 브래그 반사체(DBR)인 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 다이오드.
  14. 제1항에 있어서,
    제1컨택트층(9)과 기판 컨택트(1) 사이에, 도전성 단면(20)에 걸쳐 전류 흐름을 확산하기 위하여, 발광 조사에 대하여 투명한 제2도전형의 전류확산층(8)이 구비되는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전류확산층(8)은 투명하고 도전성 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 기판 컨택트(1)와 표면 컨택트(10)는 결합면(10.2)으로 구성되어 상기 결합면(10.2)에 의해 적어도 부분적으로 덮여지는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  17. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 기판 컨택트(1)는 전기 절연 기판(2.1)안에 구비된 적어도 하나의 채널(23)안으로 연장되도록 배치된 적어도 하나의 금속 도전체(22)에 의해 상기 버퍼층(3)에 연결된 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 기판 컨택트(1)는 발광 조사를 반사하기 위한 층으로 피복되고, 절연 기판(2.1) 및 버퍼층(3)안의 적어도 하나의 금속 도전체(22)와 함께 전방향(omni directional) 반사체를 형성하는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 표면 주입 영역(11)과 제1 깊은 주입 영역(12.1)은 다른 운동에너지를 가진 전하 수송체와 방사용으로 사용되는 빔번들의 단위 면적당 전하 수송체의 량을 가진 일련의 층들의 조사를 통하여 전기적으로 그리고 광학적으로 분리되고, 상기 표면 주입 영역들은, 깊은 주입영역(12)에 비교하여, 더 낮은 운동에너지와 빔 번들의 단면적당 더 많은 량의 전하 수송체로써 생성되는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광 다이오드.
  20. 제16항에 있어서,
    다른 이온들이 다른 발광 다이오드 재료용 전하 수송체로서 사용되는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 표면 주입 영역(11)과 제1 깊은 주입 영역(12.1)은 동일 공간에서 동일한 수평 치수들을 가지지만 이온의 농도와 형태의 결과로서 수직방향으로는 서로 다르고, 하나의 주입 공정으로 연속적으로 제조되는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  22. 제1항에 있어서,
    다수의 발광면(13)들이 공통 기판(2)상에 패턴(어레이(15))으로 배치되는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 깊은 주입 영역(12.1)에 추가하여, 모든 층들을 관통하여 전기 절연기판(2.1)까지 연장되는 제2 깊은 주입영역(12.2)이 구비되고, 제1도전형 제2 컨택트층(14)이 버퍼층(3)과 반사층(4) 사이에 구비되며, 제2도전형의 전류확산층(8)이 제2배리어층(7)과 제1컨택트층(9) 사이에 구비되고, 표면 컨택트(10)들이 다수의 스트립(10.1)들로 형성되고, 상기 스트립(10.1)들은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 스트립(10.1)들을 통하여 다수의 발광면(13)들이 어레이(15)의 제1방향(17)으로 각각 접촉되며, 상기 스트립(10.1)들은 상기 어레이(15)의 제1방향(17)에 대하여 수직인 방향으로 향하는 어레이(15)의 제2방향으로 연장되며, 상기 제2방향(17)으로 연장되는 스트립(14.1)들은 스트립(10.1, 14.1)들의 교차점(19)을 가진 그리드를 형성하고, 각 발광면(13)은 상기 교차점(19)중 하나의 교차점위에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 스트립(10.1,14.1)들은 컨트롤(16)에 의해 선택적으로 접촉되어, 스트립(10.1)과 스트립(14.1) 사이의 전류의 직류 흐름이 다른 발광면(13)으로부터 독립된 각 개별 발광면(13)을 위한 컨트롤(16)에 의해 하나의 교차점(19)에 수직으로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 면발광 반도체 발광다이오드.
  25. 육안으로 관찰가능한 그래픽 문자를 광학 장비의 빔경로안으로 반사하기 위한 상기 제1항 내지 제24항 중 어느 하나의 항에 따른 LED 또는 LED 어레이의 사용.
KR1020127027961A 2010-04-01 2011-03-31 면발광 반도체 발광다이오드 KR20130090757A (ko)

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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9236947B2 (en) * 2013-09-03 2016-01-12 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Fast thin-film light emitting diode
NL2015258A (en) 2014-08-03 2016-07-07 Protochips Inc Method for safe control of gas delivery to an electron microscope sample holder.
US10418519B2 (en) 2015-12-22 2019-09-17 Apple Inc. LED sidewall processing to mitigate non-radiative recombination
TWI571622B (zh) * 2016-04-11 2017-02-21 閤康生物科技股份有限公司 樣本收集元件及其製作方法
CN107919256A (zh) * 2016-10-09 2018-04-17 南京理工大学 一种提高532nm波长处量子效率的反射式AlGaAs光电阴极及制备方法
CN107482471A (zh) * 2017-09-21 2017-12-15 山西飞虹微纳米光电科技有限公司 一种半导体激光bar条及其制备方法
US10270221B1 (en) * 2018-04-27 2019-04-23 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Optical device and system having an array of addressable apertures
CN111370997B (zh) * 2020-03-13 2022-08-12 天津华慧芯科技集团有限公司 分布反馈式激光器的新型电流阻挡层结构
EP4150679A4 (en) * 2020-05-15 2024-03-06 Lumileds LLC LIGHT-EMITTING DEVICE WITH CONFIGURABLE SPATIAL EMISSION INTENSITY DISTRIBUTION
PL440480A1 (pl) * 2022-02-26 2023-08-28 Instytut Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk Hybrydowa dioda elektroluminescencyjna emitująca pojedyncze fotony i sposób wytwarzania hybrydowej diody elektroluminescencyjnej emitującej pojedyncze fotony

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU595077B2 (en) 1986-10-27 1990-03-22 Econolight Limited Discharge lamp control circuit
DE3709301C2 (de) 1987-03-20 2001-12-06 Daimler Chrysler Ag Monolithisch integrierte Senderanordnung
US4956683A (en) * 1988-03-14 1990-09-11 Polaroid Corporation Isolation of p-n junctions
US5216263A (en) 1990-11-29 1993-06-01 Xerox Corporation High density, independently addressable, surface emitting semiconductor laser-light emitting diode arrays
US5062115A (en) * 1990-12-28 1991-10-29 Xerox Corporation High density, independently addressable, surface emitting semiconductor laser/light emitting diode arrays
US5453386A (en) 1994-05-09 1995-09-26 Motorola, Inc. Method of fabrication of implanted LED array
US5729566A (en) * 1996-06-07 1998-03-17 Picolight Incorporated Light emitting device having an electrical contact through a layer containing oxidized material
US5799030A (en) * 1996-07-26 1998-08-25 Honeywell Inc. Semiconductor device with a laser and a photodetector in a common container
DE19632626A1 (de) 1996-08-13 1998-02-19 Siemens Ag Verfahren zum Herstellen von Halbleiterkörpern mit MOVPE-Schichtenfolge
US5893721A (en) * 1997-03-24 1999-04-13 Motorola, Inc. Method of manufacture of active matrix LED array
DE19824222A1 (de) * 1998-05-29 1999-12-02 Lite On Electronics Inc Leuchtdiode mit lichtdurchlässiger Fensterschicht
DE19918651A1 (de) 1999-04-16 2000-10-19 Friedrich Schiller Uni Jena Bu Lichtemittierende Halbleiterdiode und Verfahren zu ihrer Herstellung
US6534331B2 (en) * 2001-07-24 2003-03-18 Luxnet Corporation Method for making a vertical-cavity surface emitting laser with improved current confinement
CN1230923C (zh) * 2002-08-09 2005-12-07 洲磊科技股份有限公司 发光二极管结构
US7531380B2 (en) * 2003-04-30 2009-05-12 Cree, Inc. Methods of forming light-emitting devices having an active region with electrical contacts coupled to opposing surfaces thereof
US20050194584A1 (en) 2003-11-12 2005-09-08 Slater David B.Jr. LED fabrication via ion implant isolation
US20060082297A1 (en) 2004-10-19 2006-04-20 Eastman Kodak Company Method of preparing a lens-less LED
DE102005019375A1 (de) 2005-02-28 2006-09-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh LED-Array
US7244630B2 (en) * 2005-04-05 2007-07-17 Philips Lumileds Lighting Company, Llc A1InGaP LED having reduced temperature dependence
US7811842B2 (en) 2007-01-11 2010-10-12 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. LED array
JP4895993B2 (ja) * 2007-12-26 2012-03-14 ソニー株式会社 発光素子組立体及びその製造方法
EP2237328B1 (en) 2009-03-31 2017-08-02 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Method for producing a plurality of optoelectronic semiconductor components and optoelectronic semiconductor component
US8658513B2 (en) 2010-05-04 2014-02-25 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Isolation by implantation in LED array manufacturing
TW201210074A (en) * 2010-08-20 2012-03-01 Chi Mei Lighting Tech Corp Light-emitting diode structure and method for manufacturing the same
JP2012054492A (ja) 2010-09-03 2012-03-15 Nk Works Kk 紫外線半導体発光素子

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