Светотранзистор белого света


 

H01L33/50 - Полупроводниковые приборы по меньшей мере с одним потенциальным барьером или с поверхностным барьером, предназначенные для светового излучения, например инфракрасного; специальные способы или устройства для изготовления или обработки таких приборов или их частей; конструктивные элементы таких приборов (соединение световодов с оптоэлектронными элементами G02B 6/42; полупроводниковые лазеры H01S 5/00; электролюминесцентные источники H05B 33/00)

Владельцы патента RU 2499328:

Петренко Станислав Александрович (RU)

Изобретение относится к полупроводниковым приборам. Светотрназистор белого света представляет собой полупроводниковое устройство, предназначенное для светового излучения на основе транзисторной структуры с чередующимся типом проводимости, образующей активную область, генерирующую синее свечение. Светотрназистор имеет корпус с размещенным в нем чипом с последовательно соединенными областью с первым типом проводимости, являющуюся эмиттером, областью со вторым типом проводимости, являющуюся базой, и второй областью с первым типом проводимости, являющуюся коллектором. Каждая из областей имеет омический контакт, вынесенный наружу корпуса, при этом чип с эмиттером уменьшенной толщины, соединенным через базу с коллектором, помещен в оптически прозрачный компаунд, в верхнюю часть которого имплантирован люминофор. Изобретение обеспечивает возможность управлять током базы светотранзистора и, как следствие, управлять током его цепи эмиттер-коллектор, тем самым управлять интенсивностью свечения активной области светотранзистора, что позволяет создавать различные режимы свечения светотранзистора, в том числе и стабилизировать свечение на заданном уровне. 1 ил.

 

Изобретение относится к полупроводниковым приборам, по меньшей мере, с одним потенциальным барьером или с поверхностным барьером, предназначенные для светового излучения, имеющие в основном двухмерные излучающие поверхности, отличающиеся формой или относительными размерами или расположением полупроводниковых областей.

Известен светодиод содержащий, по меньшей мере, один полупроводниковый светоизлучающий элемент, покрытый линзой, имеющей расположенную над светоизлучающим элементом выемку, в которой сформирована двухслойная компаундная область. Указанная область включает нижний и верхний слои оптически прозрачного компаунда. Нижний слой компаунда, в котором распределены люминофорные частицы, имеет в отвержденном состоянии твердость большую, чем верхний слой. Изобретение обеспечивает повышение стабильности оптических характеристик светодиода (патент РФ №2331951, МПК7 H01L 33/00 опубликован 20.08.2008). Недостатком такого изобретения является невозможность управления световым потоком в процессе излучения.

Известен биполярный транзистор, содержащий полупроводниковую подложку, на которой расположена планарная транзисторная структура с чередующимся типом проводимости, включающая области эмиттера, базы и коллектора, причем область коллектора содержит приповерхностную высоколегированную зону, отличающийся тем, что, с целью обеспечения регулирования коэффициента усиления и расширения функциональных возможностей, в структуре выполнен паз, дно которого расположено в области коллектора, а области эмиттера и базы ограничены одной из стенок паза, на стенках паза сформированы слой диэлектрика и электрод, причем последний является полевым по отношению к области коллектора (а.с. 1091783 МПК6 H01L 29/73, опубликовано 10.05.1996). Недостатком изобретения является отсутствие генерации света активной областью транзистора.

Известен МДП-транзистор содержащий полупроводниковую подложку первого типа проводимости, сформированные в ней области стока и истока второго типа проводимости и электрод затвора. Между областями стока и истока создана дополнительная область первого типа проводимости, размещенная на расстоянии от области стока, большем ширины обедненной области обратно смещенного p-n-перехода стока при максимальном рабочем напряжении. Концентрация легирующей примеси в этой области превышает концентрацию легирующей примеси в подложке и определяется требуемой величиной порогового напряжения, минимальные размеры дополнительной области превышают ширину области пространственного заряда при инверсии на ее поверхности. Подложка выполнена с низкой концентрацией легирующей примеси, например 11013-81014 см-3 для кремния (а.с. 1507145, МПК5 H01L 29/784, опубликовано 15.02.1994). Недостатком изобретения является отсутствие генерации света активной областью транзистора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является, мощный светодиод среднего ПК-диапазона на основе тиристорной гетероструктуры, включающий слой n-GaInAsSb в качестве активной области, AlGaAsSb в качестве ограничительного слоя и GaSb p-типа толщиной 0,5 мкм между буферным и активным слоем для получения тиристорного эффекта, характеризующегося эффективной локализацией электронов и дырок и двухсторонней инжекцией дырок в активную область светодиода (патент РФ 64818, МПК7 H01L 33/00, опубликован 10.07.2007). Недостаток указанного светотиристора состоит в том, что регулирование потока излучений осуществляется ступенчато - по схеме «вкл-выкл», что не позволяет обеспечить плавное регулирование режима освещения и стабилизировать его при резких бросках напряжения в сети и изменении частоты питающего напряжения.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание светоизлучающего прибора с возможностью плавно регулировать ток, протекающий через него с целью плавного регулирования генерируемого светового излучения и стабилизации в заданном режиме, особенно в переходных режимах, а также при резких бросках питающего напряжения.

Сущность изобретения состоит в том, светотрназистор белого света представляющий собой полупроводниковое устройство предназначенное для светового излучения на основе транзисторной структуры с чередующимся типом проводимости, образующей активную область, генерирующую синее свечение, имеет корпус с размещенным в нем чипом с последовательно соединенными областью с первым типом проводимости, являющуюся эмиттером, областью со вторым типом проводимости являющуюся базой и вторую областью с первым типом проводимости, являющуюся коллектором, при этом каждая из областей имеет омический контакт, вынесенный наружу корпуса, а чип с эмиттером уменьшенной толщины, соединенным через базу с коллектором, помещен в оптически прозрачный компаунд, в верхнюю часть которого, имплантирован люминофор.

Изобретение поясняется рисунком, где на фигуре 1 показана конструкция светотранзистора белого света. Светотранзистор белого света состоит из корпуса 1, в нижней части которого размещен чип с транзисторной структурой с чередующимся типом проводимости, например n-p-n транзисторной структуры 2, где n - область с первым типом проводимости, p - область со вторым типом проводимость. Внутренняя полость корпуса 1 заполнена оптически прозрачным компаундом 3. В верхнюю часть оптически прозрачного компаунда имплантированы частицы люминофора 4. В качестве люминофора может использоваться, например, алюмоиттриевый гранат (АИГ). Светопрозрачный для синего свечения тонкий слой области с первым типом проводимости - n, являющейся эмиттером, имеет омический контакт 5, выведенный наружу корпуса обозначенный буквой Э (эмиттер). Активная базовая область со вторым типом проводимости p - также имеет омический контакт 6 выведенный наружу корпуса обозначен буквой Б (база). Вторая область с первым типом проводимости - n, являющаяся коллектором, припаяна к развитому омическому контакту 7, обозначенному буквой К одновременно являющемуся радиатором для отвода тепла, выделяющегося на коллекторе. Транзисторная структура с чередующимся типом проводимости изготавливается последовательно соединенными слоями различных светоизлучающих гетероструктур, например системой GaN/InGaN/GaN, где GaN создает проводимость n-типа, InGaN проводимость p-типа. Образующийся p-n переход такой системы является активной областью обладающей свойством, при протекании через нее электрического тока, генерировать оптическое излучение синего цвета.

Работает светотранзистор следующим образом. При подаче положительного потенциала на эмиттер Э и отрицательного потенциала на коллектор К светотранзистор закрыт и ток по цепи эмиттер-коллектор не протекает. При подаче на базу Б небольшого меняющегося положительного потенциала коллекторный переход открывается и по цепи эмиттер-коллектор протекает ток, вызывающий свечение активной области. Меняющийся в соответствии с меняющимся током базы ток в цепи эмиттер-коллектор изменяет интенсивность генерируемого синего свечения. Кванты синего света, пройдя оптически прозрачный компаунд 3, достигают области имплантированного люминофора 4. Часть квантов синего света поглощаются частичками люминофора и преобразуются в желтый свет, кванты которого, смешиваясь с квантами синего света прошедшими сквозь область люминофора и не поглотившиеся в нем, покидают границу светотранзистора и их смешение создает белый свет, освещающий окружающее пространство.

Техническим результатом применения изобретения является возможность управлять током базы светотранзистора и, как следствие, управлять током его цепи эмиттер-коллектор, тем самым управлять интенсивностью свечения активной области светотранзистора. Это позволяет создавать различные режимы свечения светотранзистора, в том числе и стабилизировать свечение на заданном уровне.

Светотранзистор белого света, представляющий собой полупроводниковое устройство, предназначенное для светового излучения на основе транзисторной структуры с чередующимся типом проводимости, образующей активную область, генерирующую синее свечение, имеет корпус с размещенным в нем чипом с последовательно соединенными областью с первым типом проводимости, являющуюся эмиттером, областью со вторым типом проводимости, являющуюся базой, и второй областью с первым типом проводимости, являющуюся коллектором, при этом каждая из областей имеет омический контакт, вынесенный наружу корпуса, отличающийся тем, что чип с эмиттером уменьшенной толщины, соединенным через базу с коллектором, помещен в оптически прозрачный компаунд, в верхнюю часть которого имплантирован люминофор.



 

Похожие патенты:

Описываются новые полициклические азотсодержащие гетероароматические соединения - тетрацианозамещенные 1,4,9b-триазафеналены общей формулы 1 где R означает - фенил, замещенный NO2, галогеном, С1-4алкилом или группой -OR1, где R1 - метил, - нафтил или - гетероарил состава C4H3S, и способ их получения исходя из соответствующих R-замещенных 1,1,2,2-тетрацианоциклопропанов при их кипячении в 1,2-дихлорбензоле.

Способ изготовления светоизлучающего устройства с преобразованной длиной волны содержит: светоизлучающий диод для эмитирования светового излучения с первой длиной волны, имеющего светоизлучающую поверхность, на данной поверхности расположен материал, преобразующий длину волны, который приспособлен для приема светового излучения, эмитируемого указанным светоизлучающим диодом, и преобразования по меньшей мере части указанного воспринятого светового излучения в световое излучение со второй длиной волны; размещение, по меньшей мере на части внешней поверхности указанного светоизлучающего устройства с преобразованной длиной волны, светоотверждаемого покровного материала, облучение которого световым излучением с указанной первой длиной волны эффективной интенсивности вызывает отверждение указанного светоотверждаемого покровного материала; и отверждение по меньшей мере части указанного светоотверждаемого покровного материала облучением указанного материала посредством указанного светоизлучающего диода, чтобы образовать отвержденный материал, блокирующий световое излучение.

Осветительное устройство (10), включающее в себя: светоизлучающий диод (20) (СИД), излучающий излучение СИД (21), передающее основание (50), включающее в себя люминесцентный материал (51), где люминесцентный материал (51) расположен, чтобы поглощать, по крайней мере, часть излучения СИД (21) и излучать излучение люминесцентного материала (13), при этом СИД (20) и люминесцентный материал (51) расположены, чтобы генерировать свет (115) предварительно установленного цвета; просвечивающее выходное окно (60), расположенное, чтобы передавать, по крайней мере, часть света (115); углубление СИД (11) и углубление рассеивателя (12), при этом углубление СИД (11) имеет боковую стенку углубления СИД (45) и поперечное сечение углубления СИД (211), углубление рассеивателя (12) имеет боковую стенку углубления рассеивателя (41) и поперечное сечение углубления рассеивателя (212), передающее основание (50) находится далее по ходу относительно СИД (20) и ранее по ходу относительно просвечивающего выходного окна (60); углубление СИД (11) находится ранее по ходу относительно передающего основания (50) и далее по ходу относительно СИД (20); углубление рассеивателя (12) находится далее по ходу относительно передающего основания (50) и ранее по ходу относительно просвечивающего выходного окна (60); а отношение поперечного сечения углубления рассеивателя (212) и поперечного сечения углубления СИД (211) находится в интервале от 1,01 до 2.

Светоизлучающее полупроводниковое устройство согласно изобретению содержит: подложку; первый слой из полупроводника с проводимостью n-типа, сформированный на подложке; второй слой из полупроводника с проводимостью р-типа; активный слой, расположенный между первым и вторым слоями; проводящий слой, расположенный на втором слое; первый контакт, нанесенный на подложку; второй контакт, нанесенный на проводящий слой, при этом подложка содержит, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, выполненное в форме усеченной инвертированной пирамиды, при этом первый, второй, активный и проводящий слои нанесены как на горизонтальные участки подложки, так и на внутренние грани отверстий.

Изобретение относится к светоизлучающим диодам и, в частности, к технологии улучшения извлечения света. Технический результат заключается в повышении яркости за счет устранения желто-зеленого цвета.

Изобретение может быть использовано в излучателях или в фотоприемниках среднего инфракрасного диапазона. Способ изготовления полупроводниковой структуры на основе селенида свинца, содержащей подложку и пленку селенида свинца, включает формирование поликристаллической пленки селенида свинца и ее последующую термическую обработку в кислородсодержащей среде, при этом согласно изобретению поликристаллическую пленку селенида свинца формируют на подложке, выполненной из материала, имеющего температурный коэффициент линейного расширения, лежащий в диапазоне от 10·10-6 °С-1 до 26·10-6 °С-1.
Изобретение может быть использовано при детектировании ионизирующего излучения и для создания источников белого света на основе нитридных гетеропереходов. Предложена гибкая (самонесущая) поликарбонатная пленка, наполненная неорганическими люминофорами из твердых растворов алюминатов и силикатов редкоземельных элементов. Пленка формируется методом литья из раствора суспензии поликарбоната и люминофора в хлорированных алифатических растворителях и содержит поликарбонат от 10 до 14% массовых, неорганический люминофор со структурой граната 4-8% массовых, пластификатор на основе акрило-нитрил-стирольной композиции 0,08-0,8%, поверхностно-активное вещество полиоксимоноолеат 0,5-2% и растворитель на основе хлорированных алифатических растворителей из группы метиленхлорида и\или хлороформа, дополняя ее состав до 100%. Изобретение обеспечивает возможность создания полимерной люминесцентной гибкой самонесущей поликарбонатной пленки, пригодной для использования в сцинтилляторах, в которых контактирование осуществляется механическим закреплением, а также в полупроводниковых осветительных структурах, в которых осуществляется адгезионное закрепление пленки, имеющей оптический контакт с гетероструктурой. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано при изготовлении устройств общего и местного освещения. Люминесцентный композитный материал содержит полимерную основу 1 из оптически прозрачного полимерного материала и многослойную полимерную пленку, содержащую люминофоры, из трех слоев: оптически прозрачная полимерная пленка 2; полимерная композиция 3, включающая неорганический люминофор - иттрий-алюминиевый гранат, допированный церием, или галлий-гадолиниевый гранат, допированный церием; полимерная композиция 4 с диспергированными полупроводниковыми нанокристаллами, выполненными из полупроводникового ядра, первого и второго полупроводниковых слоев, и испускающими флуоресцентный сигнал с максимумами пиков флуоресценции в диапазоне длин волн 580-650 нм. Слои многослойной полимерной пленки могут также располагаться в следующем порядке: полимерная композиция 3, включающая неорганический люминофор, полимерная композиция 4 с диспергированными полупроводниковыми нанокристаллами, оптически прозрачная полимерная пленка 2. Светоизлучающее устройство содержит расположенный удаленно от источника света люминесцентный композитный материал. Источник света выполнен в виде светодиода с длиной волны излучения 430-470 нм. Изобретение позволяет получить белое излучение с индексом цветопередачи более 80. Светоизлучающие устройства имеют срок службы более 50000 ч, световую отдачу более 100 Лм/Вт, коррелированную цветовую температуру 2500-5000 К. 4 н. 44 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к люминисцентным материалам и их применению в светоизлучающих диодных устройствах. Предложен материал желтого послесвечения, имеющий химическую формулу aY2O3·bAl2O3·cSiO2:mCe·nB·xNa·yP, где a, b, c, m, n, x и y являются коэффициентами, причем a не меньше 1, но не больше 2, b не меньше 2, но не больше 3, c не меньше 0,001, но не больше 1, m не меньше 0,0001, но не больше 0,6, n не меньше 0,0001, но не больше 0,5, x не меньше 0,0001, но не больше 0,2, и y не меньше 0,0001, но не больше 0,5, причем Y, Al и Si являются основными элементами, а Ce, B, Na и P являются активаторами. Предложен также способ получения заявленного материала, а также светоизлучающее диодное устройство с его использованием. Технический результат - возможность изготовления светодиодов переменного тока из люминисцентных материалов. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 табл., 6 ил., 14 пр.

Согласно изобретению предложен способ изготовления светоизлучающего устройства (СИД). Данный способ содержит этапы: обеспечения подложки, на которой установлен, по меньшей мере, один светоизлучающий диод и; установки коллиматора, по меньшей мере, частично окружающего сбоку упомянутый, по меньшей мере, один светоизлучающий диод, и сформированный с помощью, по меньшей мере, одного самонесущего элемента стены из материала толщиной в диапазоне от 100 до 500 мкм. Упомянутый коллиматора присоединяют к упомянутому, по меньшей мере, одному светоизлучающему диоду и упомянутой подложке, используя пропускающий связующий материал. Также предложено устройство, изготовленное согласно описанному способу. Изобретение обеспечивает упрощение изготовления СИД. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к твердотельным источникам света на основе органических светоизлучающих диодов (ОСИД), которые используются для создания цветных информационных экранов и цветовых индикаторных устройств с высокими потребительскими свойствами, а также экономичных и эффективных источников света. Предложен органический светоизлучающий диод, содержащий несущую основу, выполненную в виде прозрачной подложки с размещенными на ней прозрачным слоем анода и металлическим слоем катода, между которыми расположен светоизлучающий слой, выполненный на основе дендронизованного полиарилсилана общей формулы (I) или (II), где n - целое число от 5 до 1000. Технический результат - расширение ассортимента ОСИД с высокими рабочими характеристиками, в частности, с диапазоном излучения от 400 до 700 нм, что позволяет использовать их в качестве источников света. 6 з.п. ф-лы, 3 ил., 6 пр.

Способ изготовления светоизлучающего устройства согласно изобретению содержит следующие этапы: обеспечение кристалла светоизлучающего диода (СИД) на опоре (22), причем между кристаллом СИД и опорой существует зазор, причем кристалл СИД имеет нижнюю поверхность, обращенную к опоре, и верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности, формование материала (54) прокладки поверх кристалла СИД так, что материал прокладки запечатывает кристалл СИД и, по существу, полностью заполняет зазор между кристаллом СИД и опорой, и удаление материала (54) прокладки, но меньшей мере, с верхней поверхности кристалла СИД, причем кристалл СИД содержит эпитаксиальные слои (10), выращенные на ростовой подложке, причем поверхность ростовой подложки является верхней поверхностью кристалла СИД, при этом способ дополнительно содержит этап удаления ростовой подложки с эпитаксиальных слоев после формования материала (54) прокладки поверх кристалла СИД. Также предложены промежуточный способ изготовления светоизлучающего устройства, светоизлучающее устройство до сингуляции, светоизлучающее устройство, содержащее именно перевернутый кристалл. Таким образом использованная в изобретении обработка на уровне пластины одновременно многих СИД значительно сокращает время изготовления и позволяет использовать для прокладки широкий диапазон материалов, поскольку допускает широкий диапазон вязкости. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является воспроизведение света практически равномерного цвета. Осветительное устройство 12 включает в себя множество точечных источников 17 света и основание 14, на котором размещены точечные источники 17 света, классифицируемые на два или более цветовых диапазонов А, В и С, в соответствии с цветами света. Каждый цветовой диапазон определяется посредством квадрата, каждая сторона которого имеет длину, равную 0,01 в цветовом графике цветового пространства Международной Комиссии по Освещению 1931. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение может быть использовано при изготовлении твердотельных компактных мощных генераторов субтерагерцового и терагерцового диапазонов частот. Гетеропереходная структура согласно изобретению представляет собой совокупность чередующихся пар узкозонных (GaAs, либо GaN) и широкозонных (соответственно, Ga1-x Alx As, либо Ga1-xAlxN) полупроводниковых слоев. Толщины чередующихся узкозонных и широкозонных слоев выбираются одинаковыми в диапазоне 30…100 нм, узкозонные GaAs и GaN слои многослойной гетероструктуры легируются донорами до концентраций 5·1017…1·1018 см-3, а широкозонные слои Ga1-xAlxAs и Ga1-xAlxN не легируются, количество периодов пар чередующихся GaAs и Ga1-x Alx As (и, соответственно, GaN и Ga1-xAlxN) слоев мультислойной гетероструктуры выбирается от трех до нескольких десятков, мольная доля арсенида алюминия для всех слоев арсенида галлия - арсенида алюминия выбирается из диапазоне 0,20…0,35, а мольная доля нитрида алюминия для всех слоев нитрида галлия - нитрида алюминия выбирается из диапазона 0,35…0,65, при этом в слое Ga1-x Alx As (для системы GaAs-AlAs) и в слое Ga1-xAlxN (для системы GaN-AlN) из пары, наиболее удаленной от подложки, мольная доля арсенида алюминия (соответственно, нитрида алюминия) понижена и составляет около 0.7·Х, а сам этот слой покрыт более толстым (не менее 150 нм) легированным GaAs (соответственно, GaN) слоем. Вариантом заявляемой структуры может быть структура, в которой в слое твердого раствора из пары, ближайшей к подложке, мольная доля арсенида алюминия (соответственно, нитрида алюминия) составляет (0,65…0,75)·Х. Изобретение обеспечивает существенное увеличение мощности твердотельных генераторов субтерагерцового и терагерцового диапазона частот излучения 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Светоизлучающее устройство (1) содержит светоизлучающий диод (2), размещенный на монтажной подложке (3), причем упомянутое устройство имеет боковую периферийную поверхность (6) и верхнюю поверхность (8) и оптически активный слой покрытия (7), причем упомянутый слой покрытия (7) покрывает по меньшей мере часть упомянутой периферийной поверхности (6), простирается от монтажной подложки (3) до упомянутой верхней поверхности (8) и по существу не покрывает верхнюю поверхность (8). При этом по меньшей мере часть упомянутой боковой периферийной поверхности была предварительно обработана, чтобы она стала одной из полярной и аполярной, и при этом композиция покрытия, которая была использована для образования по меньшей мере части упомянутого слоя покрытия, является одной из полярной и аполярной. Также раскрыт способ получения такого устройства и предложен массив светоизлучающих устройств, состоящий из упомянутых выше светоизлучающих устройств. Изобретение обеспечивает возможность снижения потерь эффективности из-за рассеяния света через боковые поверхности светоизлучающего устройства. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Сид-модуль // 2503093
Согласно изобретению предложен источник света, который содержит СИД-кристалл и люминесцентный преобразователь длины волны, смонтированные бок о бок на основании, причем СИД-кристалл выполнен с возможностью излучения света возбуждения в первом диапазоне длин волн, а люминесцентный преобразователь длины волны выполнен с возможностью преобразования света возбуждения в преобразованный свет во втором диапазоне длин волн; отражатель со встроенным поглощающим слоем, причем отражатель выполнен с возможностью пропускания преобразованного света от люминесцентного преобразователя длины волны, причем встроенный поглощающий слой выполнен с возможностью снижения пропускания отражателем любого света возбуждения, падающего на отражатель под, по существу, непрямыми углами; и отдельный полусферический поглотитель, расположенный вокруг люминесцентного преобразователя длины волны таким образом, что преобразованный свет от люминесцентного преобразователя длины волны проходит через отдельный полусферический поглотитель при нормальном угле падения, а свет возбуждения, пропущенный через отражатель, проходит через отдельный полусферический поглотитель под непрямым углом. Также предложен модуль светоизлучающего диода. Изобретение обеспечивает менее сложный способ удаления света возбуждения из света, выходящего из источника. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 12 ил., 2 табл.
Наверх