PL212836B1 - Półprzewodnikowe źródło promieniowania elektroluminescencyjnego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest półprzewodnikowe źródło promieniowania elektroluminescencyjnego stosowane jako przyrząd półprzewodnikowy emitujący promieniowanie, a wykorzystując) zjawisko akumulacji nośników ładunku w złączu l-h.

Znane są diody elektroluminescencyjne, w których źródłem pobudzającym półprzewodnik do promieniowania elektroluminescencyjnego są rekombinujące w bazie nadmiarowe nośniki ładunku wstrzykiwane tam przez spolaryzowane w kierunku przewodzenia złącze p-n.

Z patentu PI. nr 174483 znane jest ź ródł o promieniowania elektroluminescencyjnego posiadają ce strukturę ze złączem l-h oraz z kontaktami omowymi. W obszarze czynnym struktury, na krawędzi złącza l-h koncentracja domieszki akceptorowej jest mała. Natomiast w płaszczyźnie kontaktu znajdującego się na końcu tego obszaru, ma wartość znacznie większą, a rozkład tej domieszki ma charakter ekspotencjalny. W źródle tym czynnikiem pobudzającym półprzewodnik do promieniowania jest gromadzenie się w objętości półprzewodnika nośników ładunku w wyniku zachodzenia zjawiska akumulacji przy przepływie prądu. Osiągnięto to przez wytworzenie w objętości obszaru, w którym zachodzi akumulacja nośników, wewnętrznego pola hamującego przepływ nośników mniejszościowych. Dzięki hamującemu polu elektrycznemu, nadmiarowe nośniki ładunku, płynące z obszaru o mniejszej koncentracji domieszek do obszaru o większej koncentracji gromadzą się w głębi obszaru niejednorodnego gdzie ulegają rekombinacji wywołując promieniowanie.

Półprzewodnikowe źródło promieniowania elektroluminescencyjnego według wynalazku posiada strukturę zawierającą złącze l-h oraz kontakt) omowe. W źródle tym, obszary / i h są obszarami jednorodnymi, przy czym obszar / charakteryzuje bliska samoistnej koncentracja domieszki Nl. przechodząca skokowo w płaszczyźnie w do znacznie większej koncentracji domieszki Nh w obszarze h struktury. Grubość obszaru h jest większa od długości drogi dyfuzyjnej nośników nadmiarowych w tym obszarze.

Technologia wytwarzania struktury jest prostsza niż opisywana z patencie nr 174 483, bowiem dla efektywnego działania nie wymaga wytworzenia w obszarze / eksponencjalnie zmieniającego się rozkładu domieszki, koniecznego dla powstania wewnętrznego pola elektrycznego hamującego przepływ nośników ładunku.

Wynalazek zostanie bliżej objaśniony na przykładzie wykonania pokazanym na rysunku, którego fig. 1 przedstawia strukturę źródła, fig. 2 ilustruje rozkład koncentracji domieszek N w tej strukturze, a fig. 3 przedstawia rozkł ad koncentracji noś ników nadmiarowych akumulowanych w jednorodnie domieszkowanym obszarze / złącza /-h, w pobliżu płaszczyzny x = w. Półprzewodnikowe źródło promieniowania elektroluminescencyjnego, będące przedmiotem niniejszego wynalazku posiada strukturę składającą się z obszarów / i h, zaopatrzonych w kontakty omowe k01 i k02. Obszary I i h są obszarami jednorodnymi. W obszarze / koncentracja domieszki nośników nadmiarowych Nl jest bliska koncentracji samoistnej. W płaszczyźnie w następuje skokowy i znaczący wzrost koncentracji domieszki. Istotnym jest aby grubość obszaru h była większa od długości drogi dyfuzyjnej nośników nadmiarowych w tym obszarze, a kontakt omowy do obszaru / cechowała duża prędkość rekombinacji nośników ładunku.

Źródło to pracuje na innej zasadzie niż źródła znane ze stanu techniki a mianowicie:

W rozwiązaniu tym noś niki nadmiarowe, akumulowane są w obszarze / złącza l-h, gdzie ulegają rekombinacji, dzięki czemu uzyskuje się emisję promieniowania o rozkładzie widmowym zależnym od rodzaju półprzewodnika, z którego została wykonana struktura.

Aby uzyskać jak największą moc promieniowania, należy tak wykonać omawianą strukturę, aby prędkość rekombinacji nośników nadmiarowych w płaszczyźnie x = w złącza l-h była jak najmniejsza. Uzyskuje się to wówczas, gdy stosunek koncentracji domieszek obszarów h i / jest jak największy, przy jednoczesnym zachowaniu dużych wartości czasów życia nośników nadmiarowych w obu tych obszarach, a także przy spełnieniu warunku, aby grubość obszaru h była większa od długości drogi dyfuzyjnej nośników nadmiarowych w tym obszarze.

W strukturze takiej kontakt omowy k01, charakteryzuje się bardzo dużą prę dkoś cią rekombinacji powierzchniowej. Jeśli kontakt ten jest podgrzewany, wówczas dostarcza do obszaru / znacznie więcej nośników ładunku, zwiększając tym samym ich akumulację w złączu l-h, a w konsekwencji zwiększając moc promieniowania rekombinacyjnego.

Claims (1)

1. Półprzewodnikowe źródło promieniowania elektroluminescencyjnego posiadające strukturę zawierającą złącze /-h oraz kontakty omowe, znamienne tym, że obszary (I) i (h) struktury są obszarami jednorodnymi, przy czym obszar (I) charakteryzuje się koncentracją domieszki (Nl) bliską koncentracji samoistnej, przechodząc skokowo w płaszczyźnie (w) do dużej koncentracji domieszki (Nh), w obszarze (h) struktury, zaś grubość obszaru (h) jest większa od długości drogi dyfuzyjnej nośników nadmiarowych w tym obszarze.