Способ изготовления светодиода



Способ изготовления светодиода
Способ изготовления светодиода

 

H01L33/40 - 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 2504867:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (RU)

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.

 

Способ изготовления относится к области полупроводниковых светоизлучающих приборов и может использоваться для производства светодиодов.

Известен способ изготовления полупроводникового светоизлучающего прибора [US 20040113163], включающий подложку со сформированным на ее поверхности текстурированным слоем, имеющим шероховатую поверхность, а также выращенные методом эпитаксии слои из нитридного материала, образующие полупроводниковую гетероструктуру с p-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 превышает показатель преломления материала подложки. В результате увеличивается доля выводимого через подложку светового излучения и тем самым повышается внешняя оптическая эффективность прибора. 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, усложняется конструкция и технология изготовления рассматриваемого прибора.

Так же известен способ создания светодиодов на основе GaN [ЕР 2218114] (ближайший аналог), включающий текстурирование световы-водящей поверхности GaN-n типа. Для формирования шероховатых поверхностей используется фотолитография и плазмохимическое травление нитрида галлия. Травление производится через окна диаметром 2 мкм и расстоянием между центрами 8 мкм. При травлении боковые стенки микровыступа наклоняются так, чтобы каждый раз, когда луч отражается, угол падения луча на боковую стенку уменьшается. При этом угол падения лучей получается меньше, чем критический угол, и передача света через боковую наклонную поверхность увеличивается.

Недостатком предложенного способа является то, что травится сама подложка GaN, что негативно сказывается на параметрах гетеропереходов и такой способ создания шероховатых поверхностей не пригоден при выводе света через слой GaN-p типа из-за очень мелкого p-n перехода (0,15-0,2 мкм).

Целью изобретения является повышение внешней квантовой эффективности светодиода на основе GaN.

Поставленная цель достигается путем осаждения на поверхность GaN просветляющего оптического покрытия 8Юз и создания в этом покрытии микрорельефа. Повышение внешней квантовой эффективности достигается за счет эффекта просветления на границе GaN-SiO2 и за счет наличия рассеивающего свет микрорельефа в слое SiO2. Микрорельеф в виде наноострий с плотностью 1,4·107 шт/см2 создается с помощью фотолитографии или электронно-лучевой литографии и последующего травления SiO2.

По отношению к прототипу в заявляемом изобретении микрорельеф формируется в дополнительном слое SiO2 без необходимости травления самого нитрида галлия, что позволяет достигать цели при выводе света как через GAN-n так и через GAN-p типа с малой глубиной гетероперехода без ухудшения параметров гетероструктуры.

Пример конкретной реализации способа

На поверхность гетероструктуры на основе нитрида галлия (GaN) наносится просветляющее покрытие из диоксида кремния (SiO2) с оптической толщиной, соответствующей λ/4, методом магнетронного распыления с отведением электронной бомбардировки от гетероструктуры. В просветляющем покрытии из диоксида кремния (SiO2) формируется микрорельефная поверхность упорядоченной структуры в виде наноострий с помощью электроннолучевой литографии (Фиг.1). Расстояние между наноостриями 500 нм, диаметр основания острия 284 нм, что соответствует плотности наноострий 1,4·107 шт/см2 (Фиг.2).

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Steigerwald, Daniel A. (Cupertino, CA, US) Bhat, Jerome C. (San Francisco, CA, US). Light emitting device with enhanced optical scattering. US 20040113163; International Classes: G02B 5/02; H01L 33/22; G02B 5/02; H01L 33/00; (IPC1-7): H01L 33/00.

2. Zhong Hong [CN]; Tyagi Anurag [US]; Vampola Kenneth J [US]; Speck James S [US]; Denbaars Steven P [US]; Nakamura Shuji [US]. High light extraction efficiency nitride based light emitting diode by surface roughening. EP 2218114, international: H01L 33/00; H01L 33/22; H01L 33/20; H01L 33/32; European: H01L 33/22.

Способ изготовления светодиода на основе GaN, включающий создание гетероструктуры на основе нитрида галлия, отличающийся тем, что на световыводящую поверхность GaN-n или GaN-p типа осаждается просветляющее оптическое покрытие SiO2, и в нем формируется микрорельеф в виде наноострий с плотностью 107-108 шт./см2.



 

Похожие патенты:
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.

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.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является уменьшение неравномерности яркости и оттенков.

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.

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.

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 магнитомягкому композиционному материалу, включающему аморфный магнитомягкий сплав в виде частиц и легкоплавкое стекло. Материал характеризуется тем, что он дополнительно содержит кристаллы альфа кварца наноразмеров, распределенные в стекле и образующие вместе с ним стеклокристаллическое связующее.

Изобретение может быть использовано в защитных очках, шлемах, масках, щитках и экранах для защиты глаз человека от ослепляющего лазерного излучения. Светофильтр включает прозрачную подложку и нанесенные на нее три элемента, содержащих интерференционные покрытия из чередующихся слоев с высоким и низким показателями преломления (ВН)к.

Дифрагирующая излучение пленка имеет поверхность наблюдения и включает упорядоченный периодический массив частиц, включенных в материал матрицы. Массив частиц обладает кристаллической структурой, которая имеет (i) множество первых плоскостей кристалла из упомянутых частиц, которые дифрагируют инфракрасное излучение, где упомянутые первые плоскости кристалла параллельны упомянутой плоскости наблюдения; и (ii) множество вторых плоскостей кристалла из упомянутых частиц, которые дифрагируют видимое излучение.

Изобретение может быть использовано при глубокой переработке пыли, уловленной из отходящих газов электротермического производства кремния. Репульпируют водой при соотношении жидкого к твердому (15-20):1 техногенный отход в виде пыли, содержащей углеродные наночастицы, обрабатывают водным раствором фтористоводородной кислоты с концентрацией 15-32%, нейтрализуют аммиаком до pH 6,5-8,5.

Изобретение относится к способу получения водной суспензии кремниевых нанокристаллических частиц для биомедицинских применений. Заявленный способ характеризуется тем, что на поверхности кремниевых пластин формируют пленку пористого кремния толщиной от 1 до 100 мкм и пористостью от 50 до 80%.

Изобретение относится к деформационно-термической обработке сплавов с эффектом памяти формы, в частности сплавов на основе TiNi. Наноструктурный сплав титан-никель с эффектом памяти формы характеризуется структурой из наноскристаллических аустенитных зерен В2 фазы, в которой объемная доля зерен с размером менее 0,1 мкм и с коэффициентом формы зерен не более 2 во взаимно перпендикулярных плоскостях составляет не менее 90%.

Изобретение может быть использовано в типографских красках при производстве и обращении защищенных от подделок документов и изделий. Люминесцентные защитные чернила содержат растворитель и полупроводниковые нанокристаллы, диспергированные в кремнийорганическом соединении, состоящие из последовательно расположенных: полупроводникового ядра 1, первого 2 и второго 3 полупроводниковых слоев, а также внешнего 4 слоя, материал которого выбран из кремнийорганического полимера из ряда, включающего поли(аминоэтил)триметоксисилан, поли(метакрил)триэтоксисилан, поли(метил)триэтоксисилан, поли(меркаптоэтил)триметоксисилан, метил-фениловый полисилоксан, полиэтоксисилан.

Изобретение относится к технологии производства наноматериалов для получения оксидных топливных элементов, тонких покрытий, пленок, обладающих высокой ионной проводимостью.

Изобретение относится к химической технологии получения углеродных наноматериалов (УНМ), а именно к их очистке от металлсодержащего катализатора. Очистка производится путем растворения катализатора различными реагентами в электролизере, катодное и анодное пространство которого разделено мембраной.

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, в частности к вакуумной установке для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности детали.

Использование: в области микро- и наноэлектроники. Сущность изобретения: способ изготовления полевого нанотранзистора с контактами Шоттки на истоке/стоке и с управляющим электродом нанометровой длины включает выделение на полупроводниковой подложке активной области прибора, нанесение на поверхность полупроводниковой подложки контактного слоя истока/стока, состоящего из двух слоев - первого (нижнего), более тонкого, чем второй, стойкого к плазмохимическому травлению (ПХТ), в котором создаются заостренные края контактов Шоттки истока/стока и второго (верхнего), травящегося ПХТ, для увеличения общей толщины контактного слоя, обеспечивающего малое сопротивление контактов истока/стока, затем осаждаются слои вспомогательного слоя, состоящего из слоя диэлектрика и слоя металла, в котором методами литографии, самоформирования, плазмохимического травления формируется нанометровая щель, через которую производится плазмохимическое травление материала второго (верхнего) слоя контактного слоя истока/стока, а для дальнейшего уменьшения длины управляющего электрода и изоляции его от контактов истока/стока в сформированную нанометровую щель осаждается диэлектрик с низким значением диэлектрической проницаемости, плазмохимическим травлением на боковых стенках щели формируются диэлектрические спейсеры и изотропным химическим травлением удаляется металл первого (нижнего) слоя контактного слоя на дне щели, с последующим осаждением в эту углубленную щель подзатворного диэлектрика с высоким значением диэлектрической проницаемости и материала управляющего электрода, и проводится формирование затвора, при этом одновременно с управляющим электродом формируется контактная площадка управляющего электрода, а после удаления вспомогательного слоя с незащищенных участков формируются контактные площадки для истока/стока.
Наверх