Способ изготовления полупроводникового излучателя


 

H01L33/46 - 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 2503094:

Закрытое акционерное общество "НОВАЯ ЛАЗЕРНАЯ ТЕХНИКА" (ЗАО "НОЛАТЕХ") (RU)

Предложенный способ изготовления полупроводниковых излучателей применяется в технологии квантовой электроники. Получаемые полупроводниковые излучатели предназначены для использования в аппаратуре медицинской диагностики, экологической аппаратуре контроля газовых сред, волоконно-оптических датчиках давления, температуры, вибрации, химического анализа веществ, скорости потока жидкости и газов, в системах связи, контрольно-измерительной аппаратуре. Способ заключается в изготовлении полупроводникового излучателя, в котором торцевую грань, противоположную выводной, активного элемента соединяют с внешним спектрально-селективным отражателем на основе кристаллической брэгговской решетки, имеющей последовательность чередующихся параллельных слоев двух видов полупроводниковых материалов. Излучатель может быть суперлюминесцентный, лазерный одноэлементный, многоэлементный. Способ изготовления полупроводникового излучателя согласно изобретению обеспечивает упрощение технологии изготовления за счет упрощения и ускорения сборки элементов излучателя, увеличение мощности излучения при сохранении стабилизации длины волны и ширины спектра выходного излучения при изменении температуры окружающей среды и тока накачки через активный кристалл, увеличение долговечности и надежности, уменьшение габаритов излучателя, снижение его себестоимости. 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.

 

Область техники

Изобретение относится к области полупроводниковой квантовой электроники, к технологии изготовления полупроводниковых излучателей, а именно суперлюминесцентных и лазерных источников излучения.

Предшествующий уровень техники

Актуальнейшей проблемой является стабилизация длины волны и ширины спектра выходного излучения полупроводниковых суперлюминесцентных и лазерных источников излучения с токовой инжекцией при выводе излучения через торцевую грань активного элемента (выводную) с осью выходного излучения в плоскости p-n-перехода.

Для осуществления способа изготовления полупроводникового излучателя традиционно создают полупроводниковый активный элемент и устанавливают брэгговскую решетку со стороны одной из торцевых граней активного элемента, имеющей просветляющее покрытие, вывод излучения осуществляют через световолокно (см., например [Н.Н. Гавриленко и др. Квантовая электроника, т.17, №40 (1990); V. Jayaraman, Z.M. Chuang, L.A. Coldrew IEEE J. Quntum Electron., v.QE-29, no.6 (1993), p.1824 - обзор; И.А. Авруцкий, В.П. Дураев и др., Письма в ЖТФ, т.13, вып.14, (1987), сс.849-854; Свидетельство на полезную модель 8175 RU от 11.12.1997, МПК 6: H01S 3/18, опубликовано 16.10.1998; О.В. Журавлева и др. Квантовая электроника, т.36, №8 (2006), с.743; заявка US 2010/0074282, опубликованная 25.03.2010]). Брэгговская решетка может быть нанесена либо на поверхность волноведущего слоя из не поглощающего лазерное излучение полупроводникового кристалла [Н.Н. Гавриленко и др. Квантовая электроника, т.17, №40 (1990)], либо на поверхность световолокна (см., например, [V. Jayaraman, Z.M. Chuang, L.A. Coldrew IEEE J. Quntum Electron., v.QE-29, no.6, 1993, p.1824 - обзор; И.А. Авруцкий, В.П. Дураев и др., Письма в ЖТФ, т.13, вып.14 (1987), сс.849-854; заявка US 2010/0074282, опубликованная 25.03.2010]).

Лучшие результаты по стабилизации длины волны и ширины спектра выходного излучения и его сужения были получены при использовании фотоиндуцированной решетки Брэгга, сформированной на сердцевине световолокна - волоконной брэгговской решеткой (далее ВБР). Известно, что такую решетку размещают как на пути выходного сигнала (см., например [Свидетельство на полезную модель 8175 RU от 11.12.1997, МПК 6 - H01S 3/18, опубликовано 16.10.1998; M.I. Belovolov, A.V. Gladyshev, V.P. Duraev et al., Proc.of SPIE, Vol.5381, pp.20-25, Fig.1]), так и со стороны, противоположной выводу излучения (см., например, [M.I. Belovolov, A.V. Gladyshev, V.P. Duraev et al., Proc.of SPIE, Vol.5381, pp.20-25, Fig.2; O.B. Журавлева и др. Квантовая электроника, т.36, №8 (2006), с.743, Рис.1]). В обоих случаях для повышения качества выходного излучения активный элемент полупроводникового излучателя и ВБР преимущественно устанавливают на двух индивидуальных микрохолодильниках.

Проблема стабилизации длины волны и ширины спектра выходного излучения очень важна для суперлюминесцентных двухпроходных источников излучения. Известен способ изготовления узкополосного двухпроходного суперлюминесцентного диода (в дальнейшем СЛД) с длиной волны излучения 1060 нм [А.А. Лобинцов. Квантовая электроника, 2009, т.39, №9, сс.793-796]. СЛД собирают с внешними спектрально-селективными отражателями на основе ВБР. При этом получено выходное излучение со значительным сужением ширины спектра до 0.1-1.0 нм, что на 1-2 порядка меньше, чем у традиционных СЛД, хотя значительно больше, чем у одночастотных полупроводниковых лазеров. Для рассматриваемых СЛД оптическая мощность на выходе одномодового волоконного световода достигала 5.0-8.0 мВт.

Во всех рассмотренных случаях наибольшие проблемы возникают при юстировании ВБР относительно излучающей области активного элемента полупроводникового излучателя во время его сборки и сохранении достигнутых параметров во время его эксплуатации.

Наиболее близким является способ изготовления полупроводникового излучателя на основе многослойной гетероструктуры с p-n-переходом [M.I. Belovolov, A.V. Gladyshev, V.P. Duraev et al., Proc.of SPIE, Vol.5381, pp.20-25, Fig.2]. Способ содержит выполнение активного элемента. На поверхностях, параллельных плоскости p-n перехода, нанесены металлические токовые контакты для инжекции тока накачки в активную область при работе прибора. На параллельные торцевые грани, перпендикулярные продольной оси активной области выходного излучения, нанесены покрытия с коэффициентом отражения R1, равным 0,36, на выводную торцевую грань вывода излучения и с коэффициентом отражения R2, равным 0,005, на торцевую грань, противоположную выводной. Элементом с брэгговской решеткой выбрана ВБР, являющаяся фотоиндуцированной решеткой Брэгга на сердцевине световолокна. ВБР помещена со стороны торцевой грани активного элемента, противоположной выводной, так, что образованные чередующиеся параллельные плоские области с различным коэффициентом преломления параллельны упомянутой торцевой грани активного элемента.

Для реализации способа также необходимо осуществление процесса прецизионной юстировки ВБР относительно активного элемента, для чего используют механическую систему для перемещения решетки. Надежность такой системы обычно не высока. Процесс длителен и трудоемок. Необходимо также использование фотодиода для регистрации излучения в процессе юстирования ВБР. Используемое дополнительное оборудование дорогостояще. Для улучшения стабилизации длины волны и ширины спектра выходного излучения используют два микроохладителя, индивидуально для активного элемента и ВБР. Наблюдаются трудности в сохранении достигнутых параметров во время эксплуатации прибора, сохранения стабильного температурного режима СЛД.

Кроме того, необходимо отметить, что при использовании ВБР для активного элемента двухпроходного СЛД получают узкополосный источник с выходным излучением с шириной спектра в диапазоне 0.1-1.0 нм, что не приемлемо для большого числа применений СЛД.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом предложенного способа изготовления полупроводникового излучателя является упрощение технологии изготовления за счет упрощения и ускорения сборки элементов излучателя, увеличение мощности излучения при сохранении стабилизации длины волны и ширины спектра выходного излучения в процессе работы при изменении температуры окружающей среды и тока накачки через активный элемент, увеличение долговечности и надежности, уменьшение габаритов излучателя, снижение его себестоимости.

В соответствии с изобретением технический результат достигается тем, что предложен способ изготовления полупроводникового излучателя, содержащий выбор активного элемента на основе многослойной гетероструктуры с p-n-переходом с нанесенными металлическими токовыми контактами на поверхности, параллельные плоскости p-n-перехода, для инжекции тока накачки и получения активных областей излучения при работе полупроводникового излучателя и с нанесенными оптическими покрытиями на параллельные торцевые грани, перпендикулярные продольной оси выходного излучения из активной области активного элемента при работе полупроводникового излучателя, одна из торцевых граней выводная, предназначенная для вывода излучения при работе полупроводникового излучателя, причем на торцевую грань, противоположную выводной, нанесено просветляющее покрытие. Способ содержит также выбор элемента с брэгговской решеткой в виде чередования параллельных плоских областей с различным коэффициентом преломления. При этом его размещают со стороны торцевой грани активного элемента, противоположной выводной, так, что плоские области параллельны упомянутой торцевой грани. Дополнительно в предложенном способе выбрают активный элемент, в котором имеется по крайней мере одна активная область при инжекции тока при работе полупроводникового излучателя, и, кроме того, имеется по крайней мере один активный элемент, элементом с брэгговской решеткой выбирают кристаллическую брэгговскую решетку, в которой чередующимися плоскими областями являются чередующиеся параллельные слои двух видов полупроводниковых материалов, причем число пар слоев, их толщины и различие коэффициентов преломления полупроводниковых материалов определяются условием Брэгга. При этом активный элемент закрепляют на контактной пластине, закрепляемой в корпусе, устанавливают кристаллическую брэгговскую решетку на оптическом контакте на торцевой грани активного элемента, противоположной выводной, закрепляя кристаллическую брэгговскую решетку на контактной пластине.

Существенным отличием предложенного нового способа изготовления полупроводникового излучателя является неочевидное и оригинальное использование кристаллической брэгговской решетки (далее КБР) и ее размещение, непосредственно на торцевой грани активного элемента, не требующие юстирования. Наличие оптического контакта с зеркальной торцевой гранью активного элемента и соизмеримость размеров площадей КБР и торцевой грани исключают необходимость процесса юстирования. Кроме того, исключаются фотодиод, используемый в процессе юстирования элемента с брэгговской решеткой относительно активной области активного элемента и дополнительный микроохладитель для элемента с брэгговской решеткой. В то же время КБР находится на микроохладителе совместно с активным элементом, в процессе накачки полупроводникового излучателя через КБР ток не проходит, вследствие чего температура КБР остается неизменной при работе полупроводникового излучателя.

Кристаллическая брэгговская решетка может быть выращена либо методом молекулярно-лучевой эпитаксии, либо методом МОС-гидридной эпитаксии, например, на подложке GaAs, образованием чередующихся параллельных слоев твердого раствора GaAIAs и GaAs. Ее подбирают в соответствии с длиной волны излучения полупроводникового излучателя, например, суперлюминесцентного диода (далее СЛД) или лазерного диода (далее ЛД).

Отсутствие необходимости использования дорогостоящего оборудования и длительного трудоемкого процесса прецизионного юстирования привело к удешевлению и ускорению процесса сборки прибора.

Вероятность разъюстировки вследствие сдвигов КБР по отношению к плоскости торцевой грани активного элемента исключена, так как активный элемент и КБР дополнительно закреплены относительно друг друга на контактной пластине.

Технический результат достигается также тем, что крепят активный элемент и КБР при помощи либо стеклянной пасты, либо оптического клея.

Проведенные испытания при различных климатических воздействиях среды подтвердили предполагаемую надежность предложенного устройства при высокой выходной мощности излучения со стабильной длиной волны в процессе работы и сохранении ширины спектра выходного излучения при изменении температуры окружающей среды и тока накачки через активный кристалл.

Технический результат достигается также тем, что выбирают активный элемент, на одной из поверхностей которого нанесен полосковый металлический токовый контакт.

Для изготовления суперлюминесцентного источника излучения технический результат достигается тем, что ось полоскового контакта составляет с выводной торцевой гранью угол 7°-10°.

В другом случае для изготовления суперлюминесцентного полупроводникового излучателя технический результат достигается тем, что не менее половины полоскового контакта со стороны выводной торцевой грани нанесена под углом 7°-10° к плоскости выводной торцевой грани, а противоположный конец полоскового контакта перпендикулярен торцевой грани, противоположной выводной.

Для изготовления лазерного полупроводникового излучателя технический результат достигается также тем, что, ось полоскового контакта перпендикулярна торцевым граням.

Технический результат достигается тем, что выбирают активный элемент, на одной из поверхностей которого нанесено по крайней мере два полосковых металлических токовых контакта, что является непременным условием для получения также по крайней мере двух активных областей. Такой активный элемент является монолитной излучающей линейкой и имеет две параллельные торцевые грани, выводную и противоположную ей. Кристаллическую брэгговскую решетку также устанавливают на оптическом контакте на торцевую грань активного кристалла, противоположную выводной, т.е. одну ко всем имеющимся активным областям. Получают выходное излучение повышенной мощности со стабильной длиной волны и шириной спектра.

При изготовлении многоэлементных полупроводниковых излучателей технический результат достигается тем, что при выборе по крайней мере двух активных элементов единую кристаллическую брэгговскую решетку устанавливают на оптическом контакте на обе торцевые грани, противоположные выводным, обоих активных элементов. Это условие относится ко всем возможным различным сборкам активных элементов как собирая излучающие линейки, так собирая в излучающие решетки.

Таким образом, проще и быстрее изготавливают высокомощные полупроводниковые излучатели, суперлюминесцентные либо лазерные, со стабильной длиной волны и шириной спектра выходного излучения при изменении температуры окружающей среды и тока накачки через активный(е) кристалл(ы), надежные и долговечные, со сниженной себестоимостью и значительно меньшими габаритами.

Анализ патентных материалов и технической литературы показал, что совокупность представленных существенных отличительных признаков изобретения нова, обладает изобретательским уровнем.

Технологическая реализация предложенного в настоящем изобретении полупроводникового излучателя основана на известных базовых технологических процессах, которые к настоящему времени хорошо разработаны и широко применяются. Предложение удовлетворяет критерию «промышленная применимость».

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение поясняется фиг.1, на которой схематически изображено продольное сечение предложенного торцевого полупроводникового излучателя, где 1 - металлокерамический корпус, 2 - активный элемент полупроводникового излучателя, 3 - микроохладитель, 4 - терморезистор, 5 - одномодовое световолокно, 6 - микролинза, 7 - кристаллическая брэгговская решетка, 8 - оптический коннектор, 9 - контактная пластина, 10 - слой связующего средства.

Осуществление изобретения

В дальнейшем изобретение поясняется конкретными вариантами его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи. Приведенные примеры модификаций полупроводникового излучателя не являются единственными и предполагают наличие других реализации (в том числе в известных диапазонах длин волн), особенности которых отражены в совокупности признаков формулы изобретения.

Пример 1. Для реализации предложенного способа изготовления полупроводникового излучателя на подложке из GaAs была выращена многослойная гетероструктура РО ДГС из полупровониковых соединений InAIAs-InGaAs-InGaAsP (с p-n-переходом). Из выращенной пластины изготовляли активные элементы 2 полупроводникового излучателя. Для создания зеркальных торцевых граней, параллельных друг другу, скалывают пластину по кристаллической плоскости. На одну из торцевых граней наносят просветляющее покрытие с коэффициентом отражения R1-излуч, равным 0,4%, она является выводной торцевой гранью, а на противоположную ей торцевую грань наносят просветляющее покрытие с коэффициентом отражения R2-крист, равным 0,05%.

На поверхности активного кристалла, параллельные плоскости p-n-перехода, наносят металлические токовые контакты. На поверхность подложки наносят сплошной металлический токовый контакт из Sn-Au. Для создания активного элемента 2 двухпроходного суперлюминесцентного полупроводникового излучателя, в частности, двухпроходного суперлюминесцентного диода (далее СЛД) со стороны гетероструктуры наносят полосковый контакт из Au-Zn, ось которого составляет с выводной торцевой гранью угол 7°±0,5°.

Готовый активный элемент 2 припаивают на первую часть контактной пластины 9, производят монтаж проволочных выводов, электротренировку и измерение параметров активного элемента.

Контактную пластину 9 соединяют из двух контактных пластин лазерной сваркой (на фиг.1 не указано на первую часть контактной пластины 9 для активного элемента 2 и на вторую часть - для микропечи (на фигуре не показана) с одномодовым световолокном 5).

Сборку СЛД производят в корпусе 1 типа 14 pin DIL. В данном случае предусмотрен вывод излучения через одномодовое световолокно 5, которое должно быть закреплено на микропечи. Контактные пластины активного элемента 2 и микропечи соединяют лазерной сваркой в контактную пластину 9. На основании корпуса 1 закреплена холодная поверхность микроохладителя 3, на его противоположной поверхности припаяны контактная пластина 9 и терморезистор 4.

В качестве элемента с брэгговской решеткой выбирают кристаллическую брэгговскую решетку 7 (далее КБР), изготовленную методом МОС-гидридной эпитаксии на подложке GaAs. В ней образовано 18 пар чередующихся параллельных слоев твердого раствора GaAIAs и GaAs. Закрепляют КБР 7 на торцевой грани, противоположной выводной, при помощи оптического контакта, а на контактной пластине при помощи слоя стеклянной пасты 10 (слой связующего средства 10), нанесенного на контактную пластину. После этого коэффициент отражения R2-КБР со стороны, противоположной выводу излучения, становится равным 97%±1%.

Для подготовки одномодового световолокна 5 на его конце, обращенного к активному элементу 2, сформирована микролинза 6. На противоположном конце световолокна 5 смонтирован оптический коннектор 8 типа FC/APC. Световолокно 5 защищено полимерным кембриком. Световолокно 5 устанавливают на микропечь, юстируют световолокно 5 относительно активного элемента 2 СЛД, закрепляют его на микропечи и в корпусе 1.

Далее проводят измерения параметров СЛД, измерение длины волны и ширины спектра выходного излучения СЛД на выходе одномодового световода. После получения удовлетворительных измерений мощностных, спектральных характеристик корпус закрывают крышкой и герметизируют.

Мощностные и спектральные характеристики СЛД до установки КБР следующие: мощность излучения 3 мВт, ширина спектра выходного излучения - 32 нм при длине волны излучения - 1064 нм.

При измерении мощностных и спектральных характеристик СЛД на выходе одномодового световода получено: мощность излучения на выходе световода равна 5 мВт, ширина спектра выходного излучения - 32 нм, равная селективности КБР.

При электротермотренировке СЛД в течение 100 часов не наблюдалось изменения длины волны и ширины спектра выходного излучения СЛД. При нагреве до 50°C и при изменении тока накачки СЛД также не наблюдалось изменения длины волны и ширины спектра выходного излучения.

Пример 2. В другом варианте для реализации предложенного способа изготовления лазерного полупроводникового излучателя, а именно, лазерного диода (далее ЛД) отличие состояло только в конструкции активного элемента 2. Полосковый контакт изготовляли так, что его продольная ось была перпендикулярна торцевым граням активного элемента, параллельна оси оптического резонатора, т.е. параллельна оси вывода излучения. При этом получали активный элемент 2, являющийся многопроходным.

Были измерены мощностные и спектральные характеристики ЛД до установки КБР. Получено: мощность излучения равна 5 мВт, ширина спектра выходного излучения - 0,5 нм при длине волны излучения, равной 1064 нм.

При измерении мощностных и спектральных характеристик ЛД и на выходе одномодового световода получено: мощность излучения равна 10 мВт на выходе световода, ширина спектра выходного излучения - 0,5 нм, при длине волны излучения, равной 1064 нм.

При электротермотренировке ЛД в течение 100 часов не наблюдалось изменения длины волны и ширины спектра выходного излучения ЛД. При нагреве до 50°C и при изменении тока накачки ЛД не наблюдалось изменения длины волны и ширины спектра выходного излучения.

Пример 3. В следующем варианте способ отличался от первого примера тем, что на поверхности гетероструктуры активного кристалла был изготовлен полосковый контакт, причем он выполнен под углом 7°-10° к плоскости выводной торцевой грани, на 55%±0,5% его длины. Остальная часть полоскового контакта плавно переходит в полосковый контакт с осью, перпендикулярной торцевой грани, противоположной выводной.

Параметры СЛД не изменились.

Пример 4. В следующем варианте способ отличался от первого примера тем, что при закреплении активного элемента 2 и КБР 7 на контактной пластине 9 использовали оптический клей.

Параметры СЛД не изменились.

Пример 5. В следующем варианте способ отличался от второго примера тем, что собирают линейку (фигура отсутствует) из десяти активных элементов 2, припаивая их на контактную пластину 9, производят монтаж выводов, электротренировку и измерение параметров линейки. Единую КБР 7 устанавливают на оптическом контакте на все десять торцевых граней, противоположных выводным, десяти активных элементов 2 линейки и закрепляют ее при помощи стеклянной пасты 10 на контактной пластине 9. (В связи с отсутствием световолоконного вывода излучения исключены операции, касающиеся микропечи и установки световода.)

Определено, что при постановке КБР на линейку из 10 активных элементов ЛД мощность излучения лазерного полупроводникового излучателя возрастала в 1,5 раза (от 1 до 1,5 Вт). При изменении температуры от 25 до 50°C длина волны и ширина спектра выходного излучения оставались без изменений.

Именно использование только одной, единой кристаллической брэгговской решетки для всех активных элементов как излучающих линеек, так и излучающих решеток, причем при различном числе активных областей в каждом активном элементе позволило обеспечить стабилизацию длины волны и ширины спектра выходного излучения в процессе работы многоэлементного полупроводникового излучателя при изменении температуры окружающей среды и тока накачки при высокой мощности излучения. Технология изготовления значительно более простая - упрощена и значительно ускорена сборка элементов излучателя. Уменьшены габариты, снижена себестоимость. Предложенным способом получены полупроводниковые излучатели как суперлюминесцентные, так и лазерные увеличенной долговечности и надежности.

Промышленная применимость

Предложенный способ изготовления полупроводниковых излучателей применяется в технологии квантовой электроники. Получаемые полупроводниковые излучатели предназначены для использования в аппаратуре медицинской диагностики, экологической аппаратуре контроля газовых сред, волоконно-оптических датчиках давления, температуры, вибрации, химического анализа веществ, скорости потока жидкости и газов, в системах волоконно-оптической связи, контрольно-измерительной аппаратуре.

1. Способ изготовления полупроводникового излучателя, содержащий выбор активного элемента на основе многослойной гетероструктуры с p-n-переходом с нанесенными металлическими токовыми контактами на поверхности, параллельные плоскости р-n-перехода, и оптическими покрытиями на параллельные торцевые грани, перпендикулярные продольной оси выходного излучения из активной области, одна из торцевых граней выводная, причем на торцевую грань, противоположную выводной, нанесено просветляющее покрытие, а также выбор элемента с брэгговской решеткой в виде чередования параллельных плоских областей с различным коэффициентом преломления, при этом его размещают со стороны торцевой грани, противоположной выводной, так, что плоские области параллельны упомянутой торцевой грани, отличающийся тем, что выбирают активный элемент, в котором имеется по крайней мере одна активная область при инжекции тока, активный элемент закрепляют на контактной пластине, закрепляемой в корпусе, элементом с брэгговской решеткой выбирают кристаллическую брэгговскую решетку, в которой чередующимися плоскими областями являются чередующиеся параллельные слои двух видов полупроводниковых материалов, причем число пар слоев, их толщины и различие коэффициентов преломления полупроводниковых материалов определяются условием Брэгга, устанавливают кристаллическую брэгговскую решетку на оптическом контакте на торцевой грани, противоположной выводной, активного элемента, закрепляя кристаллическую брэгговскую решетку на контактной пластине.

2. Способ изготовления полупроводникового излучателя по п.1, отличающийся тем, что крепят кристаллическую брэгговскую решетку при помощи стеклянной пасты.

3. Способ изготовления полупроводникового излучателя по п.1, отличающийся тем, что крепят кристаллическую брэгговскую решетку при помощи оптического клея.

4. Способ изготовления полупроводникового излучателя по п.1, отличающийся тем, что выбирают активный элемент, на одной из поверхностей которого нанесен полосковый металлический токовый контакт.

5. Способ изготовления полупроводникового излучателя по п.4, отличающийся тем, что ось полоскового контакта составляет с выводной торцевой гранью угол 7-10°.

6. Способ изготовления полупроводникового излучателя по п.4, отличающийся тем, что не менее половины полоскового контакта со стороны выводной торцевой грани выполнена под углом 7-10° к плоскости выводной торцевой грани, а противоположный конец полоскового контакта перпендикулярен торцевой грани, противоположной выводной.

7. Способ изготовления полупроводникового излучателя по п.4, отличающийся тем, что ось полоскового контакта перпендикулярна торцевым граням.

8. Способ изготовления полупроводникового излучателя по п.4, отличающийся тем, что выбирают активный элемент, на одной из поверхностей которого нанесено по крайней мере два полосковых металлических токовых контакта.

9. Способ изготовления полупроводникового излучателя по п.1, отличающийся тем, что при выборе по крайней мере двух активных элементов закрепляют их на одну и ту же контактную пластину, кристаллическую брэгговскую решетку устанавливают на оптическом контакте на торцевые грани, противоположные выводным, активных элементов и закрепляют ее на упомянутой контактной пластине.



 

Похожие патенты:

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.

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).

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.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является воспроизведение света практически равномерного цвета.

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.

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.

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.

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.

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.
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.

Изобретение относится к светотехнике, в частности к световым приборам на светодиодах. Сущность изобретения заключается в том, что рабочая поверхность формирующей оптической системы, через которую выводится излучение светодиода, представляет собой в общем случае асимметричную асферическую поверхность. Оптический модуль согласно изобретению содержит светодиод (светодиодный кристалл) и примыкающую к нему формирующую оптическую систему (ФОС), через которую выводится излучение светодиода. Рабочая световыводящая поверхность ФОС представляет собой асимметричную асферическую поверхность, при этом форма рабочей поверхности ФОС определена из решения предложенной системы уравнений. Задача изобретения заключается в создании оптического модуля, обеспечивающего формирование требуемой индикатрисы излучения. 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является уменьшение неравномерности яркости и оттенков. Блок (49) задней подсветки устройства отображения (69) отображения, включающего в себя жидкокристаллическую панель отображения (59), включает в себя основание (41), рассеивающую пластину (43), которая поддерживается посредством основания, и точечный источник света для облучения светом рассеивающей пластины. Точечный источник света включает в себя светодиод (22), установленный на монтажной подложке (21). Предоставляется множество светодиодов, и соответственно они покрываются рассеивающими линзами (24). Оптические оси (OA) рассеивающих линз наклонены относительно рассеивающей пластины, и рассеивающие линзы, имеющие различные наклоны оптических осей, располагаются на основании смешанным образом. Рассеивающие линзы, имеющие оптические оси, наклонные в противоположных направлениях, спариваются, и пары размещаются в матрице. 6 н. и 19 з.п. ф-лы, 12 ил.

Источник света, в котором используют светоиспускающий диод с элементом, преобразующим длину волны, выполнен с возможностью получения неравномерного углового распределения цвета, которое можно использовать с конкретным оптическим устройством, которое трансформирует угловое распределение цвета в равномерное распределение цвета. Соотношение высоты и ширины элемента, преобразующего длину волны, выбирают для получения желаемого неравномерного углового распределения цвета. Использование управляемой угловой неравномерности цвета в источнике света и его использование в применениях, которые трансформируют неравномерность в равномерное распределение цвета, увеличивает эффективность системы по сравнению со стандартными системами, в которых используют равномерный угловой светоиспускающий диод. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.
Изобретение к полупроводниковым электролюминесцентным излучателям с управляемыми цветовыми характеристиками. Полупроводниковый электролюминесцентный излучатель включает соединенный с источником электропитания полупроводниковый светоизлучающий кристалл, генерирующий световой поток при протекании через него питающего тока, при этом использован кристалл, излучающий свет, по меньшей мере, в двух различных спектральных диапазонах с регулируемым путем изменения параметров электропитания соотношением интенсивностей излучений различного спектрального диапазона. Согласно изобретению использован источник электропитания, снабженный схемой амплитудно-широтной импульсной модуляции питающего тока, обуславливающей изменение величины амплитуды и длительности импульсов питающего тока при обеспечении постоянства силы света генерируемого кристаллом светового потока. Изобретение обеспечивает повышение комфортности зрительного восприятия света, генерируемого излучателем с изменяемыми цветовыми характеристиками. 1 з.п. ф-лы.

Способ изготовления относится к области полупроводниковых светоизлучающих приборов и может использоваться для производства светодиодов. Сущность способа заключается в том, что на световыводящей поверхности GaN-n или GaN-p типов осаждается просветляющее оптическое покрытие SiO2 и в нем формируется микрорельеф в виде наноострий с плотностью 107-108 шт/см2. Данный способ позволяет создавать микрорельефную рассеивающую свет световыводящую поверхность как на GaN n-типа, так и на GaN р-типа без ухудшения параметров гетероструктуры, кроме того, способ предназначен для повышения внешней квантовой эффективности светодиодов на основе GaN. 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к светотехнике, а именно к полупроводниковым источникам света на основе светодиодов. Светодиод содержит по меньшей мере один светоизлучающий кристалл со сверхузкой диаграммой направленности, который установлен в корпусе из оптически прозрачного материала, световыводящая поверхность которого выполнена сферической формы, причем размер сферы и высота оптического элемента связаны определенным соотношением, зависящим от угла расходимости потока излучения светодиода; высоты оптического элемента; радиуса сферы оптического элемента; угловой величины диаграммы направленности светового потока излучающего кристалла и показателя преломления материала оптического элемента. Изобретение обеспечивает возможность создания светодиода, обеспечивающего формирование требуемой диаграммы направленности излучения светового потока. 1 ил.

Изобретение относится к способу изготовления шаровидной светодиодной лампы (10), имеющей прозрачную колбу (14) и основание (12) для присоединения к ламповому патрону. Путем обертывания основания (12) расширяющейся лентой (38) из пеноматериала типа Compriband или подобной, до вставки в участок (16) горловины колбы (14), может быть достигнуто автоматическое выравнивание основания (12) в горловине (16) колбы. Дополнительно, полосы (36) из мягкого металла могут быть обернуты вокруг ленты (38) до обертывания ленты (38) вокруг основания (12). Лента (38) выполняет функцию воздушной подушки, которая прижимает металлические полосы (36) к основанию (12) и колбе (14). Технический результат - повышение теплоотвода за счет улучшение передачи тепла от основания к колбе. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Светоизлучающее устройство (100) согласно изобретению содержит по меньшей мере один излучатель (101) света, расположенный на подложке (102), и отражающий оптический корпус (103, 108), по меньшей мере частично окружающий по сторонам упомянутый по меньшей мере один излучатель (101) света, причем пространство (106) между упомянутым отражающим оптическим корпусом (103, 108) и упомянутым по меньшей мере одним излучателем (101) света наполнено по меньшей мере частично суспензией отражающего материала (104). Светоизлучающее устройство дополнительно содержит по меньшей мере один канал (105), подходящий для применения упомянутого отражающего материала (104). Также предложен способ изготовления описанного выше светоизлучающего устройства. Изобретение обеспечивает возможностью улучшенной светоотдачи, упрощение технологии изготовления светоизлучающего устройства, обеспечение меньшего потребления материала для изготовления светоизлучающего устройства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ изготовления светодиодного модуля согласно изобретению включает формирование на подложке изолирующей пленки; формирование на изолирующей пленке первой заземляющей контактной площадки и второй заземляющей контактной площадки, отделенных друг от друга; формирование первой разделительной пленки, которая заполняет пространство между первой и второй заземляющими контактными площадками, второй разделительной пленки, осажденной на поверхность первой заземляющей контактной площадки и третьей разделительной пленки, осажденной на поверхность второй заземляющей контактной площадки; формирование первого разделяющего слоя заданной высоты на каждой из разделительных пленок; распыление затравочного металла на подложку, на которой сформирован первый разделяющий слой; формирование второго разделяющего слоя заданной высоты на первом разделяющем слое; формирование первого зеркала, соединенного с первой заземляющей контактной площадкой, и второго зеркала, соединенного со второй заземляющей контактной площадкой с помощью выполнения процесса нанесения металлического покрытия на подложку, на которой сформирован второй разделяющий слой; удаление первого и второго разделяющих слоев; соединение стабилитрона с первым зеркалом и соединение светодиода со вторым зеркалом; и осаждение флуоресцентного вещества для того, чтобы заполнить пространство, образованное первым зеркалом и вторым зеркалом. Также согласно изобретению предложены еще один вариант описанного выше способа и конструкция светодиодного модуля. Изобретение обеспечивает возможность улучшить относительную световую эффективность светодиодного элемента с помощью улучшения тепловыделяющей способности при изготовлении светодиодного модуля с высокой яркостью, и получить светодиодный модуль небольшого размера с высокой яркостью при низкой стоимости, значительно снизить интенсивность отказов модуля и стоимость изготовления единицы, используя полупроводниковый процесс, который облегчает массовое производство. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 13 ил.

Предложены два варианта светоизлучающих устройств, использующих проводящий связывающий агент при соединении корпуса и крышки. Также предложен способ изготовления светоизлучающего устройства, который включает в себя этап соединения крышки 3, имеющей рамную часть 4, с корпусом 1, имеющим светоизлучающий элемент 2, установленный в углублении корпуса 1, чтобы закрыть отверстие углубления. На этапе соединения металлический связывающий агент 31, имеющий лучшую смачиваемость в отношении рамной части 4, нежели в отношении корпуса 1, частично наносится на корпус 1 или рамную часть 4, и распространяется вдоль рамной части 4, и соединяется, при этом пространство определяется областью соединения, где соединяется металлический связующий агент, и корпус 1 и рамная часть 4 соединяются. Изобретение обеспечивает возможность стабильного производства не воздухонепроницаемого светоизлучающего устройства при использовании для соединения крышки и корпуса металлического связывающего агента за счет исключения короткого замыкания электродов. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх