SU438364A1 - Диодный источник света на карбтде кремни - Google Patents
Диодный источник света на карбтде кремниInfo
- Publication number
- SU438364A1 SU438364A1 SU1828718A SU1828718A SU438364A1 SU 438364 A1 SU438364 A1 SU 438364A1 SU 1828718 A SU1828718 A SU 1828718A SU 1828718 A SU1828718 A SU 1828718A SU 438364 A1 SU438364 A1 SU 438364A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- silicon carbide
- concentration
- thickness
- atoms
- base
- Prior art date
Links
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 21
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims description 21
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/34—Materials of the light emitting region containing only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/931—Silicon carbide semiconductor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Description
1
Изобретение относитс к источникам света, а именно к источникам света на карбиде кремни .
Известен диодный источник света с желтым излучением на карбиде кремни с концентрацией нескомпенсированных доноров 0,8- 5-10 см и структурой р-п-перехода, состо щей из сильнолегированного, низкоомного /о-сло толщиной 0,1-2 мкм, низкоомного базового п-сло и высокоомного активированного сло толщиной 0,1 -1,5 мкм, расположенного между ними.
Недостатком таких источников света вл етс небольща однородность параметров в различных образцах, особенно в многоэлементных приборах, и вследствие этого небольщой выход годных приборов, а также высока стоимость изготовлени из-за использовани дорогосто щего исходного материала - полупроводникового карбида кремни .
Целью изобретени вл етс увеличение однородности по основным параметрам, увеличение выхода годных приборов и обеспечение возможности использовани карбида кремни в более широком диапазоне концентраций основных и побочных примесей, в частности абразивного карбида кремни .
Поставленна цель достигаетс тем, что на базовый монокристалл карбида кремни п-типа наноситс эпитаксиальна пленка карбида кремни того же типа проводимости, на поверхности которой расположен диффузионный р-п-переход. Базовый монокристалл карбида кремни д-типа имеет концентрацию нескомпенсированных атомов доноров 5-10- ом и концентрацию атомов побочных примесей до 2-10 см- а эпитаксиальна пленка имеет концентрацию нескомпенсированных атомов доноров (азота и кислорода) 0,8-3,0-10 , концентрацию атомов побочных примесей 0,4-1,5-10 см- и толщину 5-100 мкм.
Пример 1. Диодные источники света на карбиде кремни с желтым цветом излучени выполнены на базовых монокристаллах карбида кремни толщиной 300+20 мкм с концентрацией нескомпенсированных атомов доноров азота (1,5-4) -10 см и концентрацией компенсирующих атомов побочных примесей (3-8) 10 . На эти кристаллы нанесены монокристаллические эпитаксиальные пленки п-типа с концентрацией нескомпенсированных атомов доноров (азота и кислорода ) 1,1-2, см, концентрацией атомов
побочных примесей 0,4-1,5-10 см и толщиной 30-50 мкм, поверхностный слой которых уО-типа проводимости толщиной 0,1-0,5 мкм диффузионно легирован алюминием до концентрации к нему прилегает
компенсированный слой га-типа проводимости
толщиной 0,3-1 мкм с удельным сопротивлением ом/см, легированный бором. На диффузионную р-область, имеющую два указанных сло , нанесен омический контакт алюмини с добавкой 2% титана толщиной 1,5 мкм. Омический контакт исходного базового кристалла сформирован двухслойным покрытием титана и никел толщиной соответственно 0,05 и 0,2 мкм.
После образовани диффузионной р-области 95% кристаллов обнаруживали однородную и ркую фотолюминесценцию не менее, чем в 1,5-3 раза, превышающую ркость фотолюминесценции , получаемой обычно на стандартных кристаллах, причем у последних процент годных по фотолюминесценции пластин в среднем составл ет 50-65%.
После резки диффузионных кристаллов с контактами на квадраты 1,5X1,5 мм 86% приборов имели однородную электролюминесценцию , ркость которой составл ла 80-
200 -- при плотности тока 0,5 а/см (ток
м
10 ма). На стандартных кристаллах процент выхода годных по электролюминесценции приборов составл ет в среднем 55-70%, а разброс приборов по ркости излучени не менее чем в 1,5-3 раза выше по сравнению с новыми приборами.
Значительный эффект наблюдаетс у карбидокремниевых светодиодов на энитаксиальпых пленках по величине пр мого падени напр жени . При комнатной температуре и при токе в 10 ма оно составл ет минимально возможную дл карбида кремни величину 2,25-2,5 в (весьма близкую к контактной разности потенциалов), причем у основной части приборов (85%) оно равно 2,25-2,35 в. Таким образом, у преобладающего большинства приборов разброс значений пр мого падени напр жени не превышает 5% (в отношении к его минимальному значению), что но крайней мере в 10-15 раз ниже по сравнению с приборами на кристаллах ПМХЗ и ОХМЗ. Значени пр мого падени напр жени при этом очень незначительно уменьшаютс (до 2,2-2,35 в - на 2-10%) и увеличиваютс (до 2,4-2,8 в - на 5-20%) соответственно при повышении температуры до +70°С и ее снижении до -60°С, т. е. относительное изменение пр мого падени напр жени в указанном диапазоне также в 1,5-2 раза ниже, чем у стандартных приборов на указанных кристаллах . Себестоимость изготовлени приборов - 3 руб. по сравнению с 10 руб. дл приборов на стандартных базовых монокристаллических карбидах кремни .
Пример 2. Диодные источники света на карбиде кремни с желтым цветом излучени выполнены на исходных кристаллах карбида кремни с концентрацией нескомпенсированных атомов доноров азота (3-5)-10 см- с концентрацией нобочных примесей (5-8,5) 10 см и толщиной 350 мкм. На этих кристаллах расположены монокристаллические
эпитаксиальные пленки электронного типа проводимости толщиной 40-70 мкм с концентрацией нескомненсированных атомов доноров (азота и кислорода) (0,8-1,6) -10 см 5 и концентрацией побочных примесей (0,8-1,2)-10 см, поверхностный слой которых р-типа проводимости толщиной 0,15- 0,4 мкм диффузионно легирован алюминием до концентрации к нему прилегает компенсированный слой п-типа проводимости толщиной 0,4-1,5 мкм с удельным сопротивлением ом/см, легированный бором. В качестве исходных кристаллов служат
5 технические монокристаллы абразивного карбида кремни , непригодные дл изготовлени кондиционных источников света без эпитаксиальной пленки. На диффузионной р-области расположен омический контакт алюмини с
0 добавкой титана (,5%) толщиной 1 мкм. Омический контакт базового кристалла образован двуслойным покрытием титана и никел толщиной соответственно 0,5 и 0,3 мкм, а эпитаксиальной пленки - двуслойным покрытием Al+Ti (,5%) толщиной 1 мкм и никел толщиной 0,3 мкм. Яркость излучени диодных источников света составл ла
100-220 - при плотности тока 0,5 а/см м
0 (ток 10 ма). Процент выхода годных по фотолюминесценции кристаллов составл ет 95%, а процент выхода годных по электролюминесценции источников света 90%. Разброс приборов по ркости излучени не
5 менее чем в 3 раза ниже, чем у стандартных приборов. Стоимость изготовлени предложенного одноэлементного источника света 2,5 руб. Стоимость изготовлени многоэлементных источников света на тех же базовых кристаллах
30 руб., т. е. в несколько раз ниже, чем при изготовлении стандартных приборов КЛ105 на обычном материале карбида кремни .
Claims (1)
- Формула изобретениДиодный источник света на карбиде кремни -типа, содержащий диффузионный р-ппереход , структура которого состоит из «изкоомного , легированного алюминием и боромр-сло толщиной 0,1-2 мкм, низкоомного, легированного азотом и кислородом базового п-сло и высокоомного, активированного бором сло толщиной 0,1-1,5 мкм, расположенного между ними, отличающийс тем,что, с целью повыщени однородности источников света по основным параметрам и обеспечени возможности использовани карбида кремни в более широком диапазоне концентраций основных и побочных примесей, на базовый монокристалл карбида кремни -типа нанесена эпитаксиальна пленка карбида кремни того же типа проводимости, на поверхности которой расположен указанный р-«-переход, причем базовый монокристаллкарбида кремни п-типа имеет концентрацию нескомпенсированных атомов доноров 5-10 - 5-10 см-з и концентрацию атомов побочных нримесей до 2-10® см- а эпитаксиальна пленка имеет концентрацию нескомненсированных атомов доноров (азота и кислорода) 0,8-3,0-10 см-, концентрацию атомов побочных примесей 0,4-1,5-10 см- и толщину 5-100 мкм.
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU1828718A SU438364A1 (ru) | 1972-09-15 | 1972-09-15 | Диодный источник света на карбтде кремни |
| CA180,364A CA1009739A (en) | 1972-09-15 | 1973-09-05 | Semiconductor light source utilizing sic single crystal |
| US05/394,715 US3972749A (en) | 1972-09-15 | 1973-09-06 | Semiconductor light source on the basis of silicon carbide single crystal |
| GB4224673A GB1422675A (en) | 1972-09-15 | 1973-09-07 | Semiconductor light source comprising a silicon carbide single crystal |
| DE2345198A DE2345198B2 (de) | 1972-09-15 | 1973-09-07 | Siliziumkarbid-Lumineszenzdiode |
| DD173505A DD106525A1 (ru) | 1972-09-15 | 1973-09-14 | |
| FR7333038A FR2200723B1 (ru) | 1972-09-15 | 1973-09-14 | |
| CS6379A CS167032B1 (ru) | 1972-09-15 | 1973-09-14 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU1828718A SU438364A1 (ru) | 1972-09-15 | 1972-09-15 | Диодный источник света на карбтде кремни |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU438364A1 true SU438364A1 (ru) | 1976-07-05 |
Family
ID=20527079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU1828718A SU438364A1 (ru) | 1972-09-15 | 1972-09-15 | Диодный источник света на карбтде кремни |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3972749A (ru) |
| CA (1) | CA1009739A (ru) |
| CS (1) | CS167032B1 (ru) |
| DD (1) | DD106525A1 (ru) |
| DE (1) | DE2345198B2 (ru) |
| FR (1) | FR2200723B1 (ru) |
| GB (1) | GB1422675A (ru) |
| SU (1) | SU438364A1 (ru) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5200805A (en) * | 1987-12-28 | 1993-04-06 | Hughes Aircraft Company | Silicon carbide:metal carbide alloy semiconductor and method of making the same |
| US5082695A (en) * | 1988-03-08 | 1992-01-21 | 501 Fujitsu Limited | Method of fabricating an x-ray exposure mask |
| US5187547A (en) * | 1988-05-18 | 1993-02-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Light emitting diode device and method for producing same |
| US5027168A (en) * | 1988-12-14 | 1991-06-25 | Cree Research, Inc. | Blue light emitting diode formed in silicon carbide |
| US4918497A (en) * | 1988-12-14 | 1990-04-17 | Cree Research, Inc. | Blue light emitting diode formed in silicon carbide |
| JP2509713B2 (ja) * | 1989-10-18 | 1996-06-26 | シャープ株式会社 | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
| US5313078A (en) * | 1991-12-04 | 1994-05-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Multi-layer silicon carbide light emitting diode having a PN junction |
| US6403975B1 (en) | 1996-04-09 | 2002-06-11 | Max-Planck Gesellschaft Zur Forderung Der Wissenschafteneev | Semiconductor components, in particular photodetectors, light emitting diodes, optical modulators and waveguides with multilayer structures grown on silicon substrates |
| SE9602993D0 (sv) * | 1996-08-16 | 1996-08-16 | Abb Research Ltd | A bipolar semiconductor device having semiconductor layers of SiC and a method for producing a semiconductor device of SiC |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3030704A (en) * | 1957-08-16 | 1962-04-24 | Gen Electric | Method of making non-rectifying contacts to silicon carbide |
| US2937323A (en) * | 1958-05-29 | 1960-05-17 | Westinghouse Electric Corp | Fused junctions in silicon carbide |
| NL230857A (ru) * | 1958-08-26 | |||
| US3210624A (en) * | 1961-04-24 | 1965-10-05 | Monsanto Co | Article having a silicon carbide substrate with an epitaxial layer of boron phosphide |
| US3517281A (en) * | 1967-01-25 | 1970-06-23 | Tyco Laboratories Inc | Light emitting silicon carbide semiconductor junction devices |
| US3577285A (en) * | 1968-03-28 | 1971-05-04 | Ibm | Method for epitaxially growing silicon carbide onto a crystalline substrate |
| DE1802350C3 (de) * | 1968-10-10 | 1974-01-24 | Tatjana G. Kmita | Elektrolumineszente Halbleiterdiode |
| US3565703A (en) * | 1969-07-09 | 1971-02-23 | Norton Research Corp | Silicon carbide junction diode |
-
1972
- 1972-09-15 SU SU1828718A patent/SU438364A1/ru active
-
1973
- 1973-09-05 CA CA180,364A patent/CA1009739A/en not_active Expired
- 1973-09-06 US US05/394,715 patent/US3972749A/en not_active Expired - Lifetime
- 1973-09-07 DE DE2345198A patent/DE2345198B2/de not_active Withdrawn
- 1973-09-07 GB GB4224673A patent/GB1422675A/en not_active Expired
- 1973-09-14 FR FR7333038A patent/FR2200723B1/fr not_active Expired
- 1973-09-14 DD DD173505A patent/DD106525A1/xx unknown
- 1973-09-14 CS CS6379A patent/CS167032B1/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1009739A (en) | 1977-05-03 |
| CS167032B1 (ru) | 1976-04-29 |
| FR2200723A1 (ru) | 1974-04-19 |
| DE2345198A1 (de) | 1974-04-25 |
| GB1422675A (en) | 1976-01-28 |
| FR2200723B1 (ru) | 1978-02-10 |
| DE2345198B2 (de) | 1979-10-18 |
| US3972749A (en) | 1976-08-03 |
| DD106525A1 (ru) | 1974-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1044549A (zh) | 碳化硅中形成蓝光发射二极管 | |
| Muench et al. | Epitaxial deposition of silicon carbide from silicon tetrachloride and hexane | |
| US5338944A (en) | Blue light-emitting diode with degenerate junction structure | |
| SU438364A1 (ru) | Диодный источник света на карбтде кремни | |
| JPS6347983A (ja) | 炭化珪素電界効果トランジスタ | |
| Damon et al. | Electrical and optical properties of indium selenide | |
| US3565703A (en) | Silicon carbide junction diode | |
| Kuznetsov et al. | Deep centers and electroluminescence in 4H SiC diodes with a p-type base region | |
| US4231050A (en) | Reduction of surface recombination current in GaAs devices | |
| US3745423A (en) | Optical semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| US3634872A (en) | Light-emitting diode with built-in drift field | |
| US5075757A (en) | Ohmic contact electrodes for semiconductor diamonds | |
| KR890003051A (ko) | Iii/v족 화합물 반도체 재료로된 발광다이오드 | |
| TW395064B (en) | Epitaxial wafer and its fabrication method | |
| US3986193A (en) | Semiconductor SiCl light source and a method of manufacturing same | |
| US4297783A (en) | Method of fabricating GaAs devices utilizing a semi-insulating layer of AlGaAs in combination with an overlying masking layer | |
| US3210624A (en) | Article having a silicon carbide substrate with an epitaxial layer of boron phosphide | |
| DE2752107A1 (de) | Elektrolumineszenzelement und verfahren zu seiner herstellung | |
| Lazarouk et al. | Electroluminescence from aluminum-porous silicon reverse-biased Schottky diodes formed on the base of highly doped n-type polysilicon | |
| JP3260001B2 (ja) | 半導体素子 | |
| KR970003428A (ko) | 에피탁시 반도체 웨이퍼(epitaxially coated semiconductor wafer)의 제조방법 | |
| Patrick | Measurement of resistivity and mobility in silicon epitaxial layers on a control wafer | |
| JPH04137771A (ja) | 半導体装置 | |
| US3975555A (en) | Method of making electrical contacts having a low optical absorption | |
| US3912923A (en) | Optical semiconductor device |