Изобретение относится к области полупроводниковых светоизлучающих приборов и может использоваться для производства светодиодов.The invention relates to the field of semiconductor light-emitting devices and can be used for the production of LEDs.
Известен способ изготовления полупроводникового светоизлучающего прибора [US 20040113163], включающего подложку со сформированным на ее поверхности текстурированным слоем, имеющим шероховатую поверхность, а также выращенные методом эпитаксии слои из нитридного материала, образующие полупроводниковую гетероструктуру с р-n-переходом. Благодаря наличию указанного текстурированного слоя, микровыступы и микровпадины которого образуют центры рассеяния светового излучения, снижается влияние на выход света эффекта полного внутреннего отражения света, возникающего на границе «подложка - примыкающий к подложке слой материала», в случае, когда показатель преломления материала указанного слоя меньше показателя преломления материала подложки. В результате увеличивается доля выводимого через подложку светового излучения и, тем самым, повышается внешняя оптическая эффективность прибора.A known method of manufacturing a semiconductor light emitting device [US 20040113163], comprising a substrate with a textured layer formed on its surface having a rough surface, as well as layers of nitride material grown by the epitaxy method, forming a semiconductor heterostructure with a pn junction. Owing to the presence of the indicated textured layer, the microprotrusions and micro-valleys of which form centers of scattering of light radiation, the effect on the light output of the effect of total internal reflection of light arising at the interface “substrate - material layer adjacent to the substrate” is reduced in the case when the refractive index of the material of the specified layer is less refractive index of the substrate material. As a result, the proportion of light emitted through the substrate increases and, thereby, the external optical efficiency of the device increases.
Недостатком данного способа является то, что по отношению к основному технологическому процессу эпитаксиального выращивания полупроводниковых слоев требуются дополнительные технологические операции, включающие, например, такие операции, как травление материала слоя, в том числе с предварительным нанесением фотомаски, усложняющие технологию изготовления рассматриваемого прибора.The disadvantage of this method is that, in relation to the main technological process of epitaxial growth of semiconductor layers, additional technological operations are required, including, for example, operations such as etching of the material of the layer, including the preliminary application of a photomask, complicating the manufacturing technology of the device in question.
Так же известен способ изготовления полупроводникового светоизлучающего прибора [TW 591808] (ближайший аналог), включающего сапфировую подложку, а также выполненные из нитридного материала и выращенные методом эпитаксии последовательно расположенные буферный слой и слои, образующие полупроводниковую гетероструктуру с р-n-переходом. При этом между буферным слоем и подложкой располагается промежуточный слой, который, по одному из вариантов выполнения прибора, имеет поры, сформированные путем травления материала слоя и предназначенные для снижения механических напряжений в материале полупроводниковой гетероструктуры, обусловленных рассогласованием кристаллической решетки материала подложки и материала полупроводниковых слоев. Однако, кроме указанной функции, поры промежуточного слоя выступают в качестве центров рассеяния светового излучения, благодаря наличию которых снижается влияние на выход света эффекта полного внутреннего отражения света на границе «подложка - примыкающий к подложке слой материала» и, соответственно, увеличивается доля выводимого светового излучения.Also known is a method of manufacturing a semiconductor light-emitting device [TW 591808] (the closest analogue), including a sapphire substrate, as well as sequentially arranged buffer layer and layers forming a p-junction semiconductor heterostructure made of nitride material and grown by epitaxy. At the same time, an intermediate layer is located between the buffer layer and the substrate, which, according to one embodiment of the device, has pores formed by etching the material of the layer and designed to reduce mechanical stresses in the material of the semiconductor heterostructure due to the mismatch of the crystal lattice of the substrate material and the material of the semiconductor layers. However, in addition to this function, the pores of the intermediate layer act as centers of scattering of light radiation, due to the presence of which the effect of the effect of total internal reflection of light at the interface “substrate - material layer adjacent to the substrate” decreases on the light output and, accordingly, the fraction of light emission .
Недостатком данного способа является сложность технологии изготовления светоизлучающего прибора.The disadvantage of this method is the complexity of the manufacturing technology of the light-emitting device.
Цель предлагаемого изобретения состоит в повышении эффективности вывода света из кристалла полупроводникового светоизлучающего прибора, излучающего свет в синем и ультрафиолетовом диапазоне спектра излучения.The purpose of the invention is to increase the efficiency of light output from a crystal of a semiconductor light-emitting device that emits light in the blue and ultraviolet range of the radiation spectrum.
Поставленная цель достигается путем осаждения на поверхность гетероструктуры пористых пленок диоксида кремния с различной концентрацией пор и коэффициентом преломления ниже 1,47.This goal is achieved by deposition on the surface of the heterostructure of porous films of silicon dioxide with different pore concentrations and a refractive index below 1.47.
Пример конкретной реализации способаAn example of a specific implementation of the method
На поверхность гетероструктуры на основе нитрида галлия (GaN) наносится просветляющая пленка пористого диоксида кремния методом магнетронного распыления составной мишени кремний-графит (SiC) с отведением электронно-ионной бомбардировки от гетероструктуры.An antireflection film of porous silicon dioxide is deposited on the surface of a gallium nitride (GaN) heterostructure by magnetron sputtering of a composite target silicon-graphite (SiC) with the removal of electron-ion bombardment from the heterostructure.
