PL111133B1 - Method for light emitting diode manufacturing - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonania diody elektroluminescencyjnej, swiecacej w zakre¬ sie widzialnym, o obszarze czynnym wykonanym z AlxGai-xAs, z auasiheterostruktura domieszko¬ wana krzemem Si po obu stronach zlacza p-n.Dotychczas znane sa swiecace w zakresie widzial¬ nym diody z AlxGa1_xAs, domieszkowane tellurem Te i cynkiem Zn. Wymagaja one dwóch operacji technologicznej epitaksji z fazy cieklej (nalozenie warstwy domieszkowanej Te) oraz dyfuzji Zn (wy¬ tworzenie warstwy domieszkowanej Zn).Kazda pojedyncza strukture szlifuje sie i poleru¬ je w celu uzyskania soczewki. Sa to operacje bar¬ dzo czasochlonne i precyzyjne, z uwagi na wymiary struktur, a w konsekwencji niekonieczne. Tak wiec znane sposoby wykonania diod o energii fali 1,9 eV i zewnetrznej sprawnosci kwantowej 0,1% sa skom¬ plikowane i niefunkcjonalne. Dotychczas znane dio¬ dy wykonane z AlxGai-xAs i domieszkowane krze¬ mem Si w jednym procesie technologicznym nie - spelniaja warunku swiecenia w zakresie widzial¬ nym. Struktury tych diod maja na powierzchni AkGai-^As o duzej wartosci x, na przyklad 0,5.Na powierzchni takiej warstwy tworza sie tlenki, które uniemozliwiaja uzyskanie dobrych kontaktów omowych. Prace nad tymi diodami ze wzgledu na zbyt male uzyskiwane zewnetr/ne sprawnosci kwantowe dla promieniowania widzialnego oraz znaczne trudnosci w uzyskaniu omowych kontak¬ tów zostaly zaniechane. 10 13 20 25 30 Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad zna¬ nych sposobów wykonania diod elektroluminescen¬ cyjnych oraz opracowanie funkcjonalnego i ekono¬ micznego sposobu wykonania diod o wysokiej zewnetrznej sprawnosci kwantowej, swiecacych w zakresie widzialnym.Gel ten zostal osiagniety przez sposób wedlug wynalazku, którego dioda posiada obszar czynny wykonany z Al^Ga^^As w ramach jednofetopnio- wego procesu epitaksjalnego z fazy oraz auasihete- rostrukture domieszkowana krzemem po obu stro¬ nach zlacza p-n. Istota sposobu jest to, ze do stopu dodaje sie Al w ilosci zapewniajacej poczatkowa wartosc parametru x w warstwie epitaksjalnej AlxGai_xAs wieksza od 0,65, zaleznie od tempera¬ tury procesu i ilosci Ga jako rozpuszczalnika, rów¬ noczesnie dodaje sie do stopu Si w ilosci nie wiek¬ szej od 0,2% at, a wzrost skompensowanej war¬ stwy typu p prowadzi sie do wartosci parametru x mniejszej od 0,5, to znaczy do temperatury mniej¬ szej od 600°C.Uzyskane sposobem wedlug wynalazku diody ma¬ ja wysoka wewnetrzna sprawnosc kwantowa, struktury w tych diodach maja na powierzchniach GaAs, co umozliwia wykonanie omowych kontak¬ tów, zas technologie wytwarzania charakteryzuje prostota, funkcjonalnosc i ^konomicznosc czasowa i materialowa w odniesieniu do rodzaju i ilosci ma¬ terialu zródla i plytek podlozowych. 111 1333 Sposób wykonania diody elektroluminescencyjnej wedlug wynalazku zostanie blizej objasniony na realizacyjnym przykladzie wykonawczym. Do wy¬ konania diody stosuje sie jednostopniowy proces epitaksjalny z fazy cieklej, przy nastepujacym skladzie stopu: ilosc galu Ga — 45 g, arsenku galu GaAs — 2,1 mg, glinu Al — 0,23 g, krzemu Si — 20 mg, przy orientacji plytek podlozowych [100], temperaturze rozpoczecia procesu 900?C i szybkosci studzenia 2°C/min. Proces prowadzi sie do tempe¬ ratury 100°C. Podczas studzenia pieca na plytce podlozowej wyrasta warstwa AlxGai_xAs typu n, a nastepnie typu p tworzac auasiheterostrukture.Plytki po wyjeciu ze stopu pokrywa sie kontakta¬ mi Ag—Te (do typu n) i Ag—Mn (do typu p).Plytki dzieli sie na struktury o wymiarach 0,3 X X 0,3 mm. Struktury umieszcza sie w reflektorku na typowych oprawkach. Diody zalewa sie przez¬ roczysta zywica w formie. Diody te daja zewnetrz¬ na sprawnosc kwantowa 0,1%, energie wypromie- 1133 4 niowana hv = 1,9 eV (A = 0,65 pm) i swiatlosc 14 med przy Ir = 20 mA.Zastrzezenie patentowe 5 Sposób wykonania diody elektroluminescencyjnej, swiecacej w zakresie widzialnym, o wysokiej zew¬ netrznej sprawnosci kwantowej oraz o obszarze czynnym wykonanym z AlxGai-xAs w ramach je- dnostopniowego procesu epitaksjalnego z fazy io cieklej, z auasiheterostruktura domieszkowana krzemem po obu stronach zlacza p-n, znamienny tym, ze do stopu dodaje sie Al w ilosci zapewnia¬ jacej poczatkowa wartosc parametru x w warstwie epitaksjalnej AlxGai^xAs wieksza od 0,65, zaleznie 15 od temperatury procesu i ilosci Ga jako rozpusz¬ czalnika, równoczesnie dodaje sie do stopu Si w ilosci nie wiekszej od 0,2% at, a wzrost skom¬ pensowanej warstwy typu p prowadzi sie do war¬ tosci parametru x mniejszej od 0,5, to znaczy do 20 temperatury mniejszej od 600°C.RSW Zakl. Graf. W-wa, Srebrna 16, z. 117-81/0 — 120 + 20 egz.Cena 45 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 5 Sposób wykonania diody elektroluminescencyjnej, swiecacej w zakresie widzialnym, o wysokiej zew¬ netrznej sprawnosci kwantowej oraz o obszarze czynnym wykonanym z AlxGai-xAs w ramach je- dnostopniowego procesu epitaksjalnego z fazy io cieklej, z auasiheterostruktura domieszkowana krzemem po obu stronach zlacza p-n, znamienny tym, ze do stopu dodaje sie Al w ilosci zapewnia¬ jacej poczatkowa wartosc parametru x w warstwie epitaksjalnej AlxGai^xAs wieksza od 0,65, zaleznie 15 od temperatury procesu i ilosci Ga jako rozpusz¬ czalnika, równoczesnie dodaje sie do stopu Si w ilosci nie wiekszej od 0,2% at, a wzrost skom¬ pensowanej warstwy typu p prowadzi sie do war¬ tosci parametru x mniejszej od 0,5, to znaczy do 20 temperatury mniejszej od 600°C. RSW Zakl. Graf. W-wa, Srebrna 16, z. 117-81/0 — 120 + 20 egz. Cena 45 zl PL