Przedmiotem wynalazku jest struktura wielowar¬ stwowa diody elektroluminescencyjnej emitujaca promieniowanie podczerwone duizej mocy, wyso¬ kiej czestotliwosci granicznej, wykonana na podlo¬ zu GaAs oraz sposób wytwarzania tej struktury.Struktury diod elektroluminescencyjnycli tego typu znajduja, zastosowanie w elementach stoso¬ wanych zwlaszcza w telekomunikacji swiatlowo¬ dowej oraz w urzadzeniach sterujacych.Znane sa struktury diod elektroluminescencyj- nych emitujace promieniowanie o duzej mocy i o wysokiej czestotliwosci granicznej. Przykladem ta¬ kiej struktury jest struktura diody ty^u Burrusa, która jest struktura wielowarstwowa: Na podlozu GaAs typu n znajduje sie girulba (powylzej 2i0 ycm) warstwa Gai_*AlxA!s typu n o wartosci x*X,3, na tej warstwie jest warstwa czynna tyjpiu p o war¬ tosci 0^x^!0,Jl, a na niej warstwa ograniczajaca typu p o wartosci xlt0,3' i warstwa podkontaktowa typu p z GaAs. Warstwy te w opisanej kolejnosci sa wykonane za pomoca epitaksji z fazy cieklej.Po wykonaniu kontaktów omowych wytrawia sie za pomoca trawienia chemicznego dziury w pod¬ lozu o srednicy okolo 200 nm.Poniewaz w znanych sposobach stosuje sie se¬ lektywne mieszanki trawiace, wiec trawienie kon¬ czy sie po osiagnieciu plrzez roztwór powierzchni Gai_xAlxAs o duzej zawartosci x. Kontakt od stro¬ ny p posiada mala srednice (~!50 \um) i jest umiej¬ scowiony dokladnie pod wytrawiona dziura. Dzieki 3° 10 15 20 25 2 takiej konstrukcji uzyskuje sie duze gestosci pradu plynacego przez zlacze i generowane promienio¬ wanie w warstwie czynnej wychodzi w postaci skupionej wiazki przez wytrawione dziury. Ponie¬ waz material grubej warstwy ograniczajacej po¬ siada szersza przerwe zabroniona od materiallu warstwy czynnej, unika sie strat zwiazanych z ab¬ sorpcja promieniowania. Umozliwia to wytwarza¬ nie warstw stosunkowo grubych, co jest korzystne ze wzgledów konstrukcyjnych.Takie rozwiazania posiadaja jednak wade pole¬ gajaca na nierównomiernym rozkladzie Al w po¬ przek warstwy. Niedogodnosc ta zwiazana jest z faktem, ze plrzy wytwarzaniu warstw Gai-*AlxAs metoda epitaksji z fazy cieklej, Al posiada stala segregacji k»l i jego zawartosc w stopie maleje w trakcie procesu, czemu towarzyszy malejaca za¬ wartosc Al w warstwie epitaksjalnej. Wystepuje to szczególnie silnie w przypadku stosowania cien¬ kich stopów, co jest skadinad korzystnie ze wzgle¬ dów oszczednosciowych. Zmniejszenie zawartosci Al w poblizu warstwy czynnej zmniejsza w spo¬ sób istotny skutecznosc ograniczenia przeplywu nosników i odbicia promieniowania od strony typu n i powoduje w efekcie znaczne obnizenie czesto¬ tliwosci granicznej diody.Istota rozwiazania wedlug wynalazku jest struk¬ tura diody elektroluminescencyjnej emitujaca pro¬ mieniowanie podczerwone o wysokiej czestotliwosci granicznej i duizej mocy oraz sposób jej wytwa- 136 38313* 383 rzania. Struktura wielowarstwowa zawiera podlo¬ ze, gruba warstwe nosna, a takze warstwy czynna, ograniczajaca i podkontaktowa oraz dodatkowa cienka warstwe ograniczajaca. Dodatkowo cienka warstwa ograniczajaca znajduje sie bezposrednio na warstwie nosnej, a dopiero na niej znajduje sie warstwa czynna, ograniczajaca i podkontaktowa.Sposób wykonania struktury wielowarstwowej diody elektroluminescencyjnej wedlug wynalazku polega na naniesieniu na podloze GaAfc szeregu warstw epitaksjalnych. Wzrost pierwszej warstwy nosnej rozpoczyna sie po zalaniu plytki podlozowej w temiperaturze —i9lOOf°iC stopem równowagowym, nastepnie stopniowo temperatura obniza sie do temperatury ~800°C tak, alby warstwa osiagnela grubosc ~0O urn. Nastejpnie podloze z naniesiona warstwa nosna zalewa sie stopem równowagowym, ale o mniejszej zawartosci arsenu i glinu i pro¬ wadzi sie wzrost dodatkowej cienkiej warstwy ograniczajacej (przy ciaglym spadku temperatury), az do uzyskania przez nia grubosci 1<—6 \irn.Struktura wedlug wynalazku oraz sposób jej wy¬ tworzenia zostana blizej oibjasnione na .przykladzie wykonania pokazanym na rysunku. Plytke podlo¬ zowa 1 z GaAs typu n zorientowana w plaszczyz¬ nie (1111) lufb (100) po odpowiedniej obróbce che¬ micznej umieszcza sie w kasecie grafitowej. W ka¬ secie tej znajduja sie równiez zbiorniki ze stogami zlozonymi z odpowiedniej ilosci galu, niedomiesz- kowanego arsenku galu, glinu i odpowiednio cyny lub germanu jako domieszek typu nip. Kasete umieszcza sie w piecu oporowym w przeplywie wodoru.IPo osiagnieciu temlperatury okolo OtiOPC, plytka podlozowa 1. zostaje zalana pierwszym stdpem i w czasie powolnego studzenia nastepuje wzrost pierw¬ szej warstwy 2 — nosnej Gai_*AlxAs tytu n, do¬ mieszkowanej Sn, wartosc poczatkowa parametru xG,3. W temperaturze i^OO^C plytka zostaje wpro¬ wadzona pod drugi roztwór, przy czym czas prze¬ bywania plytki pod roztworem zostal tak dobrany, aby otrzymac cienka dodatkowa warlstwe ograni¬ czajaca 3 Gai_xAlxAs o grulbosci ~£ \im tyfpu n, domieszkowana Sn o wartosci xK),3, podczas gdy warstwa nosna 2 posiada grubosc powyzej 20 \im. 10 15 Nastepnie przesuwa sie plytke pod kolejne roz¬ twory uzyskujac warstwe czynna 4 Gai—xAl*As o wartosci 0^x^0,1 typu pr domieszkowana Ge, o grulbosci ~2 nim, warstwe ograniczajaca 5 Gai_x- AlxAs typu p, domieszkowana Ge o wartosci x^0,3 o grulbosci ~2 jun i warstwe podkontaktowa 6 GaAs typu p domieszkowana Ge o grulbosci ~1 \vm. Po zakonczeniu .procesu epitaksjalnego plytke z naniesionymi warstwami poddaje sie scienianiu do ~10O |im, a nastepnie na warstwe najwyzsza typu p naklada sie warstwe pasywujaca (np. SiOi), w której na drodze fotolitografii otwiera sie okna o srednicy ^5K) (im. Po nalozeniu kontaktów omo¬ wych do strony typu p i do strony tyipo n, w tych ostatnich wytrawia sie okna o srednicy ~BO0 \vm, po czym trawi- sie studnie w podlozu 1 GaAs. Po zakonczeniu tej operacji plytke dzieli sie na struk¬ tury, które po zmontowaniu na przepustach stano¬ wia gotowe diody elektroluminescencyjne przysto¬ sowane do sprzezenia ze swiatlowodem.(Zastrzezenia patentowe i. Struktura wielowarstwowa diody elektrolumi¬ nescencyjnej zawierajaca podloze, gru/ba warstwe nosna, a takze warstwy czynna, ograniczajaca i podkontaktowa, wnunjfiina tym, ze miedzy gruba warstwa nosna (2), a warstwa czynna <4) znajduje sie dodatkowa cienka warstwa ograniczajaca z ar¬ senku galowo-glinowego — Gai-gtAl*A» (8) o tym samym typie przewodnictwa' i koncentracji domie¬ szek co warstwa nosna (2), przy czym grubosc tej warstwy wynosi 1-H3 uhl, a x0,8. 12. Sposób wytwarzania struktury wielowarstwo¬ wej diody elektroluminescencyjnej polegajacy na naniesieniu na podloze GaAs szeregu warstw epi¬ taksjalnych, znamienny tym, ze wzrost warstwy nosnej (2) do grubosci 20 (im rozpoczyna sie po zalaniu plytki podlozowej w temperaturze 90O°C stopem równowagowym i trwa do tem/peratury 8O0flC, a nastepnie podloze <1) z warstwa nosna (2) zalewa sie stopem równowagowym o mniejszej za¬ wartosci arsenu i glinu i prowadzi sie wzrost cien¬ kiej dodatkowej warstwy ograniczajacej (3) do uzyskania przez nia grulbosci 1-H3 |4n. l^^^^^^ Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 6, 131/M Cena 100 sl PLThe subject of the invention is a multilayer structure of a light emitting diode emitting high power infrared radiation, made on a GaAs substrate, and a method of producing this structure. Structures of light-emitting diodes emitting high-power radiation with a high cutoff frequency are known. An example of such a structure is the structure of the Burrus back diode, which is a multilayer structure: On the n-type GaAs substrate there is a girulba (above 2 and 0 µm) layer Ga_ * AlxA! S of no type value x * X, 3, on this layer there is the active layer of the type at the value 0 ^ x ^ 0, Jl, and thereon the limiting layer of the type at the value xlt0.3 'and the pz GaAs sub-contact layer. These layers are made in the sequence described by liquid phase epitaxy. After ohmic contacts are made, holes in the substrate with a diameter of about 200 nm are etched by chemical etching. Known methods use selective etching mixtures, thus This connects after the solution reaches the high x content of the Gai_xAlxAs surface. The p side contact has a small diameter (~! 50 µm) and is positioned directly under the etched hole. Due to this structure, high currents flowing through the junction are obtained and the radiation generated in the active layer emerges in the form of a focused beam through the etched holes. Since the thick boundary layer material has a wider gap forbidden from the active layer material, losses due to radiation absorption are avoided. This makes it possible to produce relatively thick layers, which is advantageous from a structural point of view. Such solutions, however, have the drawback of unevenly distributing Al across the layer. This disadvantage is related to the fact that the production of Gai-* AlxAs layers by the liquid phase epitaxy method, Al has a constant segregation of k1 and its content in the alloy decreases during the process, which is accompanied by a decreasing Al content in the epitaxial layer. This is especially true when thin alloys are used, which is also advantageous for reasons of economy. Reducing the Al content in the vicinity of the active layer significantly reduces the effectiveness of limiting the flow of carriers and the reflection of radiation on the ni-type side, and as a result, a significant reduction of the boundary frequency of the diode. The essence of the solution according to the invention is the structure of the light emitting diode emitting infrared radiation. with a high cut-off frequency and high power, and the method of its production. 136 38313 * 383. The multilayer structure comprises a backing, a thick backing layer, as well as an active, constraining and sub-contact layer and an additional thin constraining layer. In addition, a thin limiting layer is located directly on the carrier layer, and only on top of it is the active, limiting and sub-contact layer. The method of making the multilayer structure of the light-emitting diode according to the invention consists in applying a series of epitaxial layers on the GaAfc substrate. The growth of the first carrier layer begins after the equilibrium alloy is poured on the backing plate at a temperature of -19100 ° C, then the temperature gradually decreases to a temperature of -800 ° C so that the layer thickness is ~ 0O µm. Then, the substrate with the applied wear layer is flooded with an equilibrium alloy, but with a lower content of arsenic and aluminum, and the growth of an additional thin limiting layer (with a constant temperature decrease) until it reaches a thickness of 1 <-6% irn. The invention and the method of its production will be more closely explained on the embodiment shown in the drawing. The n-type GaAs substrate 1 oriented in the plane (1111) of the barrel (100) is placed in a graphite cartridge after appropriate chemical treatment. There are also tanks with stacks composed of an appropriate amount of gallium, unmixed gallium arsenide, aluminum and tin or germanium, respectively, as admixtures of the n and p type. The cassette is placed in a resistance furnace in a flow of hydrogen. After reaching the temperature around OtiOPC, the substrate plate 1 is poured with the first foot and during slow cooling, the first layer 2 - bearing 2 - Gai_ * AlxAs title n, paired with Sn, starts to grow. parameter xG, 3. At a temperature of 120 ° C, the plate is placed under the second solution, and the plate's residence time under the solution was selected so as to obtain a thin additional limiting layer of 3 Ga_xAlxAs with a thickness of ~ m and type n, doped with Sn with a value of xK), 3, while the bearing layer 2 has a thickness above 20 µm. 10 15 Then the plate is shifted under successive solutions to obtain the active layer 4 Gai-xAl * As with a value of 0 ^ x ^ 0.1 of the pr type doped with Ge, with a thickness of ~ 2 nim, the limiting layer 5 Ga_x- AlxAs of p type, doped A Ge of value x ^ 0.3 with a thickness of ~ 2 jun and a sub-contact layer of p-type 6 GaAs doped with Ge with a thickness of ~ 1 \ vm. After the epitaxial process is completed, the plate with the layers is shaded to ~ 10O | m, and then the top layer of the p-type is covered with a passivating layer (e.g. SiOi), in which windows with a diameter of ^ 5K are opened by photolithography (im After placing ohmic contacts on the pi side to the tyipo n side, in the latter, windows with a diameter of ~ BO0 \ vm are etched, and then the wells are etched in the 1 GaAs substrate. After this operation is completed, the plate is divided into a structure. tubes, which, when assembled on the culverts, constitute ready-made light-emitting diodes adapted to be coupled with a light guide. (Patent claims i. Multilayer structure of a light-emitting diode containing a substrate, a thick carrier layer, as well as an active, limiting and sub-contact layer, in the fact that between the thick carrying layer (2) and the active layer <4) there is an additional thin limiting layer of gallium-aluminum arsenic - Gai-gtAl * A »(8) of the same type water and the concentration of admixtures as the bearing layer (2), the thickness of this layer being 1-H 3 µl and x0.8. 12. A method of producing a multilayer structure of a light-emitting diode consisting in applying a series of epi taxial layers to the GaAs substrate, characterized by the increase of the bearing layer (2) to a thickness of 20 (it begins after pouring the substrate plate at 90 ° C with equilibrium alloy and lasts until the temperature of 80 ° C, then the substrate <1) with the bearing layer (2) is flooded with an equilibrium alloy with a lower arsenic and aluminum content and the thin additional limiting layer (3) grows until it becomes thick 1-H3 | 4n. l ^^^^^^ The National Printing House, Plant No. 6, 131 / M Price 100 sl PL