Компоновка шунтирующего слоя для сид

Светоизлучающее диодное (СИД) устройство содержит кристалл (40) СИД, содержащий светоизлучающий полупроводниковый слой (20), эпитаксиально выращенный на подложке роста и продолжающийся, по существу, по всему кристаллу СИД, причем кристалл СИД имеет верхнюю поверхность, содержащую слой (28) растекания тока, покрывающий полупроводниковый слой; и металлический электродный рисунок (42, 44, 46) только на участке верхней поверхности для пропускания тока через СИД для питания СИД, причем упомянутый электродный рисунок содержит множество металлических контактов (42) на верхней поверхности, имеющих ширины приблизительно между 2 и 10 разами больше, чем длина Lt передачи контактов, где длина передачи определяется из соотношения связывающего поверхностное сопротивление в Омах на квадрат слоя растекания тока и контактное удельное сопротивление границы раздела контакта и слоя растекания тока в Ом/м2, причем металлические контакты, по существу, блокируют свет, излученный светоизлучающим полупроводниковым слоем; и металлические соединения (44), соединяющие одни из контактов друг с другом, причем металлические соединения имеют ширины меньше чем 2Lt. Изобретение обеспечивает уменьшение контактного сопротивления и улучшение равномерности распределения тока без снижения светоотдачи. 18 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Данное изобретение относится к светоизлучающим диодам (СИД) и, в частности, к металлическому слою со сформированным рисунком на светоизлучающей поверхности кристалла СИД, который улучшает распределение тока, не увеличивая блокировку света.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Предшествующий уровень техники, изображенный на Фиг. 1, является видом сверху на кристалл 10 СИД, а Фиг. 2 представляет собой упрощенное сечение СИД 10 по линии 2-2 на Фиг. 1. В примере кристалл 10 СИД является кристаллом на основе GaN c удаленной подложкой роста. Эта структура хорошо известна. Нижний металлический анодный электрод 12, как правило, соединен непосредственно с площадкой монтажной подложки или с печатной платой. Металлический отражатель 14 над электродом 12 отражает свет вверх. Эпитаксиально выращенные полупроводниковые слои СИД включают в себя первый слой 16 р-типа, плакирующий слой 18 р-типа, активный слой 20, плакирующий слой 22 n-типа, первый слой 24 n-типа и второй слой 26 n-типа. Различные слои p- и n-типа, которые образуют границу раздела между плакирующими слоями и металлическими контактами, могут иметь разное количество легирующих добавок и разные составы для выполнения разных функций, таких как согласование постоянных кристаллических решёток и растекание тока. Слоев может быть гораздо больше. Полупроводниковые слои являются прозрачными.

Прозрачный слой 28 растекания тока формируется над вторым слоем 26 n-типа, а металлический катодный электрод 30 электрически соединен с краем слоя 28 растекания тока. Проволочное соединение (не показано) соединяется с катодным электродом 30. Материал слоя растекания тока выбирается для малых оптических потерь, низкого удельного сопротивления и хорошего электрического контакта. Подходящие материалы для слоя 28 растекания тока включают в себя оксид индия и олова, оксид цинка или другие прозрачные токопроводящие оксиды. Слой 28 растекания тока имеет толщину всего несколько микрон, поэтому у него низкое сопротивление в вертикальном направлении и значительно более высокое сопротивление в горизонтальном направлении. Важно, что распределение тока по плакирующему слою 18 p-типа и плакирующему слою 22 n-типа является достаточно равномерным для достижения равномерной генерации света по всему активному слою 20.

Чтобы компенсировать относительно высокое продольное сопротивление слоя 28 растекания тока, рисунок металлического шунтирующего слоя 32 с низким сопротивлением формируют так, чтобы он продолжался по слою 28 растекания тока, но при этом блокировал лишь небольшое количество света. Существует компромисс между минимизацией сжатия тока и минимизацией блокировки света. Шунтирующий рисунок, показанный на Фиг. 1, является типичным, с металлическими шинами по периферии кристалла 10 и соединяющими их перпендикулярными металлическими шинами. Эти шунтирующие дорожки формируются очень узкими, чтобы минимизировать блокировку света.

Фиг. 2 показывает толстыми стрелками 36 прохождение тока через кристалл 10 СИД, а тонкими стрелками 38 - некоторые траектории фотонов. Также упрощенно показано пятно излучаемого света 39.

Верхняя поверхность кристалла 10 СИД делается шероховатой, чтобы увеличить выход света.

Одной из проблем обычных шунтирующих конструкций является то, что тонкие шунтирующие дорожки имеют контактное сопротивление на границе раздела дорожек и слоя 28 растекания тока, где контактное сопротивление непосредственно связано с шириной дорожек.

Для частного случая шунтирующего слоя со сформированным рисунком, отличающегося шинами, как показано на Фиг.1, контактное сопротивление одной из трех внутренних пересекающихся шин может быть выражено как

,

где сопротивление Rs является поверхностным сопротивлением (в Ом/квадрат) слоя 28 растекания тока, L - длина секции шины, w - ширина шины, а Lt является длиной передачи, выраженной в единицах длины. Длина передачи определяется как

,

где ρc является контактным удельным сопротивлением границы раздела металл-полупроводник, выраженным в Ом/м2.

Как известно, продольный ток между проводящим слоем и металлическим контактом не является равномерным вдоль всего контакта. Напряжение является самым высоким на краю контакта и, по существу, падает по экспоненте с ростом расстояния. Расстояние 1/е кривой напряжения является еще одним способом для определения длины передачи.

Фиг.3 представляет вышеприведенное выражение контактного сопротивления, нормированного по Rs, как функцию нормированной величины w/Lt для случая L=Lt. Кривая показывает, что для ширин контакта меньших чем 2Lt, контактное сопротивление увеличивается обратно пропорционально w, поскольку

.

С другой стороны, для ширин контакта больших чем 2Lt, контактное сопротивление приближается к величине , поскольку стремится к 1.

Как видно, ширина шин на Фиг.1 не может быть слишком маленькой, иначе контактное сопротивление будет слишком высоким, но в то же время желательно сделать шины узкими, чтобы меньше блокировать свет.

Таким образом, было бы желательно уменьшить контактное сопротивление между металлическим шунтирующим слоем и слоем растекания тока без отрицательного воздействия на светоотдачу кристалла СИД. Напротив, было бы желательно увеличить светоотдачу кристалла СИД без уменьшения контактного сопротивления между металлическим шунтирующим слоем и слоем растекания тока. Желательно также улучшить равномерность распределения тока по всей поверхности кристалла СИД.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Здесь описаны различные металлические шунтирующие рисунки, которые уменьшают контактное сопротивление и улучшают равномерность распределения тока без снижения светоотдачи.

В одном варианте осуществления шунтирующий рисунок представляет собой матрицу круглых металлических точек, диаметры которых больше, чем ширина шин и поперечных шин, и имеют величины порядка 2Lt-10Lt, чтобы не блокировать значительное количество света. В одном из вариантов осуществления радиус каждой точки больше чем 2Lt и меньше чем 10Lt и предпочтительно - меньше чем 5Lt. Полная площадь точек меньше, чем полная площадь шин и поперечных шин предыдущего уровня техники, так что свет блокируется меньше. Могут быть использованы формы, отличные от круглой точки, такие как многоугольники (например, квадраты и прямоугольники). Все эти формы в данном документе называются точками.

В одном варианте осуществления ширины точек (между 2Lt и 10Lt) составляют около 15 мкм для типичных используемых металлов и используемого слоя растекания тока для того, чтобы обеспечить низкое контактное сопротивление. Каждая точка представляет собой область ввода тока. Как правило, для хорошего распределения тока достаточно плотности 50-60 дискретных областей ввода тока на квадратный миллиметр. Для минимальной ширины 2Lt и 50 квадратных точек на мм2 верхняя поверхность кристалла СИД будет покрыта точками примерно на 1%. Для большого кристалла площадью 1 мм2 полная площадь точек будет около 0,01 мм2. В одном варианте осуществления покрытие точками верхней поверхности кристалла СИД предпочтительно составляет менее 5%.

Чтобы заставить ток равномерно распределяться по верхней поверхности кристалла СИД, точки связаны с сеткой из очень тонких металлических соединений, у которых контактное сопротивление между ними и слоем растекания тока относительно высоко из-за ширины соединений, которая намного меньше чем 2Lt, но мало влияет на ввод тока, так как ввод тока осуществляется через точки.

Как результат использования матрицы точек, полное контактное сопротивление ниже и блокирование света меньше, что повышает эффективность СИД.

В одном варианте осуществления электрод для проволочного соединения образуется около середины верхней поверхности СИД, чтобы создать более равномерное распределение тока.

В одном варианте осуществления в дополнение к матрице точек, соединенных между собой сеткой из тонких металлических соединений, некоторые точки также соединены с электродом для проволочного соединения посредством радиально расположенных тонких металлических соединений, чтобы сделать сопротивления соединений между точками и электродом для проволочного соединения более однородными.

В одном варианте осуществления точки формируются тем большего размера, чем дальше они расположены от электрода для проволочного соединения, чтобы создать более равномерное распределение тока по всей поверхности СИД.

В одном варианте осуществления точки расположены тем ближе друг к другу, чем дальше они расположены от электрода для проволочного соединения, чтобы создать более равномерное распределение тока.

В одном варианте осуществления между электродом для проволочного соединения и слоем растекания тока имеется диэлектрик для снижения сжатия тока под и вокруг периферии электрода для проволочного соединения.

В альтернативном варианте осуществления для того, чтобы избежать использования диэлектрического слоя между электродом для проволочного соединения и слоем растекания тока, используется концентрическое шунтирующее кольцо, окружающее электрод для проволочного соединения на некотором расстоянии для снижения сжатия тока под и вокруг периферии электрода для проволочного соединения.

В варианте осуществления, где есть шунтирующая полоска, которая проходит по периметру верхней поверхности СИД, ширина полоски уменьшается вблизи углов, чтобы уменьшить или устранить сжатие тока вблизи углов.

В одном варианте осуществления наклонная зеркальная структура формируется под каждой точкой и сеткой соединений. Зеркало под каждой точкой и соединением не только отражает свет от поглощающей нижней стороны каждой точки/проводника, но и позволяет избежать сжатия тока непосредственно под каждой точкой (и приводит к меньшему распространению под каждым соединением), заставляя активный слой под каждой точкой не генерировать свет. В одном варианте осуществления каждое зеркало образуется в канавках, которые проходят через активный слой под каждой точкой и соединением.

Описаны также и другие варианты осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой вид сверху на верхнюю поверхность кристалла СИД по предшествующему уровню техники, показывающий металлический шунтирующий рисунок.

Фиг.2 представляет собой разрез вдоль линии 2-2 на Фиг.1.

Фиг.3 изображает график зависимости нормированного контактного сопротивления от нормированной ширины контакта, показывающий, что нормированная ширина меньше чем 2Lt, приводит к резкому повышению контактного сопротивления.

Фиг.4 является видом сверху на верхнюю поверхность кристалла СИД, показывающим металлический шунтирующий рисунок в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

Фиг.5 показывает шунтирующий рисунок Фиг.4 с относительно большим электродом для проволочного соединения, находящимся вблизи середины поверхности кристалла СИД для, по существу, равномерного распределения тока.

Фиг.6 показывает шунтирующий рисунок Фиг.5 с дополнительными радиальными соединениями между электродом для проволочного соединения и различными точками.

Фиг.7 представляет собой вид сверху на верхнюю поверхность кристалла СИД, показывающий металлический шунтирующий рисунок, у которого точки увеличиваются в размерах по мере удаления от электрода для проволочного соединения.

Фиг.8 является видом сверху на верхнюю поверхность кристалла СИД, показывающим металлический шунтирующий рисунок, у которого плотность размещения точек увеличивается по мере удаления от электрода для проволочного соединения.

Фиг.9 представляет собой вид сверху на верхнюю поверхность кристалла СИД, показывающий металлический шунтирующий рисунок с квадратными точками и увеличенной центральной точкой для проволочного соединения.

Фиг.10 представляет собой сечение области электрода для проволочного соединения с расположенным под ним диэлектрическим слоем, чтобы избежать сжатия тока под электродом.

Фиг.11 является видом сверху на верхнюю поверхность кристалла СИД, показывающим металлическое шунтирующее кольцо, которое окружает электрод для проволочного соединения для снижения сжатия тока под и вокруг периферии электрода для проволочного соединения.

Фиг.12 представляет собой вид сверху на верхнюю поверхность кристалла СИД по предшествующему уровню техники, показывающий металлический шунт, который идет по периметру верхней поверхности, похожей на Фиг.1.

Фиг.13 представляет собой увеличенный вид сверху на угол кристалла СИД, показывающий, как можно избежать сжатия тока вблизи угла за счет уменьшения ширины шунта ближе к углу. Тот же самый способ может использоваться в углах любого пересечения шин.

Фиг.14 изображает сечение кристалла СИД в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, где в канавках под каждой точкой формируются наклонные зеркала.

Одинаковые или эквивалентные элементы помечены одинаковыми ссылочными позициями.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Фиг.4 иллюстрирует один вариант осуществления металлического шунтирующего рисунка 40 на верхней поверхности кристалла СИД в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Кристалл СИД может иметь такие же слои, как и кристалл СИД в соответствии с предшествующим уровнем техники на Фиг.2.

В соответствии с вышеприведенным уравнением 1, одним из способов управлять местоположением ввода тока в полупроводник вдоль шины является использование правильной настройки геометрического параметра w. Круглые контакты 42 (точки) являются предпочтительными из-за их, по существу, равномерного растекания тока. Контактное сопротивление круглого контакта радиуса rc может быть выражено следующим образом:

.

В уравнении 3 члены I0 и I1 являются модифицированными функциями Бесселя первого и второго рода соответственно. Как и в случае шины, контактное сопротивление круглого контакта резко возрастает при rc<2Lt. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления радиус каждого круглого контакта находится примерно между 2Lt и 10Lt.

Соответственно, рисунок шунтирующего слоя может состоять из нескольких геометрических фигур, характеристики которых позволяют выборочно управлять местами ввода тока, но которые ограничены в размере, чтобы не оказывать отрицательного воздействия на светоотдачу. Это может быть применено, например, для повышения однородности тока, протекающего через активный слой устройства с минимальной площадью контакта металл-полупроводник.

Узкие металлические соединения 44 расположены в виде сетки для соединения вместе контактов 42. Соединения 44 имеют ширину предпочтительно меньше чем 2Lt, так как от них не требуется вводить ток в кристалл СИД, а более широкие соединения увеличат блокирование света.

Контакты 42 и соединения 44 предпочтительно являются многослойными композициями металлов, которые обеспечивают низкое сопротивление, и при этом не мигрируют в полупроводниковые слои.

Фиг.5 показывает шунтирующий рисунок Фиг.4 с относительно большим электродом 46 для проволочного соединения, расположенным вблизи середины поверхности кристалла СИД для, по существу, равномерного распределения тока. Размер электрода 46 предпочтительно минимален для достижения хорошего сцепления.

Фиг.6 показывает шунтирующий рисунок Фиг.5 с дополнительными радиальными соединениями 48 между электродом 46 для проволочного соединения и различными контактами 42. Эти радиальные соединения 48 обеспечивают параллельный путь соединения с внешними контактами 42 для более равномерного распределения тока, так как полные сопротивления путей в сетке соединений 44 увеличиваются с удалением от электрода 46 для проволочного соединения.

Фиг.7 представляет собой вид сверху на верхнюю поверхность кристалла СИД, показывающий металлический шунтирующий рисунок, имеющий контакты 50, которые увеличиваются в размерах (диаметре) по мере удаления контактов 50 от электрода 46 для проволочного соединения. Большая площадь контактов, по сути, уменьшает пространство между контактами вблизи периметра, тем самым увеличивая ввод тока вблизи периметра, чтобы компенсировать увеличение сопротивления соединений 44 и 48, ведущих к внешним контактам 50.

Фиг.8 является видом сверху на верхнюю поверхность светодиода, показывающим металлический шунтирующий рисунок, имеющий контакты 54, плотность которого увеличивается по мере удаления контактов 54 от электрода 46 для проволочного соединения для достижения более равномерной плотности тока.

Фиг.9 является видом сверху на верхнюю поверхность кристалла 55 СИД, показывающим металлический шунтирующий рисунок, имеющий квадратные точки 56, увеличенную центральную точку 57 для проволочного соединения и узкие соединения 58, соединяющие точки. Расположения и ширины квадратных точек могут быть сходными с расположениями и ширинами круглых точек, как описано выше.

В одном варианте осуществления ширины точек (между 2Lt и 10Lt) составляют около 15 мкм для типичных используемых металлов и используемого слоя растекания тока для того, чтобы обеспечить низкое контактное сопротивление (на основе графика, аналогичного Фиг.3 для конкретных материалов). Каждая точка представляет собой область ввода тока. Как правило, для хорошего распределения тока достаточно плотности 50-60 дискретных областей ввода тока на квадратный миллиметр. Для минимальной ширины 2Lt и 50 квадратных точек на мм2 верхняя поверхность кристалла СИД будет покрыта точками примерно на 1%. Для большого кристалла площадью 1 мм2 полная площадь точек будет около 0,01 мм2. Круглые точки той же ширины, что и квадратные точки, занимают меньшую площадь, так что будут меньше блокировать свет. В одном варианте осуществления покрытие точками верхней поверхности кристалла СИД предпочтительно составляет менее 5%, например 2%. Поперечники точек меньше чем 5Lt, но немного больше чем 2Lt, являются предпочтительными, поскольку ширины больше чем 2Lt, не обеспечивают значительного снижения контактного сопротивления, а блокировка света должна быть сведена к минимуму.

Фиг.10 представляет собой сечение области электрода 46 для проволочного соединения с расположенным под ним диэлектрическим слоем 64, чтобы избежать сжатия тока под и вокруг периферии электрода 46. Металл контактирует со слоем 28 растекания тока посредством кольца, имеющего ширину Wx. Wx предпочтительно находится в пределах 0,5Lt<Wx<Lt. Также показаны проволочное соединение 60 и соединительный металл 62.

Фиг.11 показывает концентрическое шунтирующее кольцо 65, окружающее электрод 46 для проволочного соединения на некотором расстоянии. Шунтирующее кольцо 65 уменьшает сжатие тока под и вокруг периферии электрода 46 для проволочного соединения. Ширина (Wr) шунтирующего кольца 65 пропорциональна Lt, предпочтительно больше чем 0,1Lt и меньше чем Lt, для того чтобы обеспечить адекватно низкое сопротивление току. Диаметр (D) кольца 65 предпочтительно по меньшей мере на 20% больше, чем диаметр электрода 46 для проволочного соединения.

Фиг.12 представляет собой вид сверху на верхнюю поверхность кристалла СИД по предшествующему уровню техники, показывающий металлический шунт 66, который идет по периметру верхней поверхности светодиода, аналогично Фиг.1, с электродом 68 для проволочного соединения возле одного угла. Благодаря ответвлениям шунта 66, которые приближаются друг к другу у каждого угла, вблизи углов будет сжатие тока, что приведет к неоднородному световому потоку и, возможно, к перегрузкам по току в этих областях. Для того чтобы, по существу, предотвратить такое сжатие тока в углах, может быть использована конфигурация металлического шунта, изображенная на Фиг.13.

Фиг.13 представляет собой увеличенный вид одного угла кристалла СИД, показывающий, что металлический шунт 70 имеет уменьшенную ширину Wc в углах, чтобы уменьшить ввод тока из каждого ответвления возле угла. Wc имеет значение, предпочтительно меньшее чем Lt (например, 0,1Lt), чтобы увеличить контактное сопротивление, необходимое для создания, по существу, равномерного распределения тока возле угла. Ширина оставшейся части шунта больше чем Lt. В отличие от внутренних контактов, в крайних контактах ток течет только с одной стороны контактной площадки и, следовательно, минимальная ширина 2Lt здесь неприменима. Электрод для проволочного соединения предпочтительно расположен на середине ответвления шунта, чтобы избежать сжатия тока вблизи угла. Каждый угол будет похож на Фиг.13.

Тот же самый способ может использоваться в углах любого пересечения шин.

Контакты 42, 50, 56 в центральной части кристалла СИД соединены с металлическим шунтом 70 посредством узких соединений 44, 48, описанных ранее.

Фиг.14 изображает сечение кристалла СИД в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, где в канавках 78 под каждым круглым контактом 80 и соединением сетки формируются наклонные зеркала 76. Зеркала 76 уменьшают блокирование света вышележащими круглыми контактами 80 и соединениями и предотвращают создание областей с большой плотностью тока под каждым круглым контактом 80 и, в меньшей степени, под соединениями. Подробная информация о формировании таких зеркал 76 может быть найдена в патентной заявке США №12/770,550 от Rafael Aldaz, поданной 30 апреля 2010 г., которая включена в данный документ посредством ссылки.

Геометрические формы зеркал 76 могут быть адаптированы для повышения светоотдачи. Это справедливо при условии, что верхние контакты 80 (похожие или идентичные любому из контактов, описанных выше) могут быть объединены с использованием зеркальных стенок, расположенных в полупроводнике под контактами 80, как показано на Фиг.14. На рисунке показан случай, когда зеркало 76 (обычно металлическое) проникает в полупроводник и пересекает активный слой 20 в областях под контактами 80. Для предотвращения коротких замыканий между слоями зеркало 76 покрыто прозрачным диэлектриком 84. Помещение в кристалл этих зеркальных стенок улучшает светоотдачу за счет уменьшения активной области, где генерируются фотоны. Из-за этого компромисса желательно, чтобы ширина Ws каждого контакта 80 была минимизирована и, следовательно, количество зеркал было максимальным. Это, в свою очередь, выражается в минимизации расстояния между зеркалами, что максимизирует светоотдачу.

Предпочтительно, рисунок шунтирующего слоя должен быть разработан для оптимизации следующих аспектов эффективности:

- Равномерный ввод тока в активный полупроводниковый слой (например, управлять распределением контактов);

- Минимизация падения напряжения на шунтирующем слое (например, использовать тонкие металлические соединения);

- Максимизация светоотдачи (например, оптимизировать размер контактов и формировать зеркала);

- Максимизация активной области (например, оптимизировать размер зеркал).

В то время как были показаны и описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, для специалиста в данной области будет очевидно, что могут быть сделаны изменения и модификации без отступления от этого изобретения в его более широких аспектах и, следовательно, прилагаемая формула изобретения должна включать в свой объем все такие изменения и модификации, которые соответствуют истинной сущности и объему настоящего изобретения.

1. Светоизлучающее диодное (СИД) устройство, содержащее:
- кристалл (40) СИД, содержащий светоизлучающий полупроводниковый слой (20), эпитаксиально выращенный на подложке роста и продолжающийся, по существу, по всему кристаллу СИД, причем кристалл СИД имеет верхнюю поверхность, содержащую слой (28) растекания тока, покрывающий полупроводниковый слой; и
- металлический электродный рисунок (42, 44, 46) только на участке верхней поверхности для пропускания тока через СИД для питания СИД, причем упомянутый электродный рисунок содержит:
- множество металлических контактов (42) на верхней поверхности, имеющих ширины приблизительно между 2 и 10 разами больше, чем длина Lt передачи контактов, где длина передачи определяется как

где Rs является поверхностным сопротивлением в Омах на квадрат слоя растекания тока, а ρc является контактным удельным сопротивлением границы раздела контакта и слоя растекания тока, выраженным в Ом/м2,
причем металлические контакты, по существу, блокируют свет, излученный светоизлучающим полупроводниковым слоем; и
- металлические соединения (44), соединяющие одни из контактов друг с другом, причем металлические соединения имеют ширины меньше чем 2Lt.

2. Устройство по п.1, в котором множество металлических контактов на верхней поверхности имеют ширины между около в 2 и 5 раз больше, чем длина Lt передачи контактов.

3. Устройство по п.1, в котором полная площадь контактов составляет менее 2% от светоизлучающей поверхности кристалла СИД.

4. Устройство по п.1, в котором полная площадь контактов составляет менее 5% от светоизлучающей поверхности кристалла СИД.

5. Устройство по п.1, в котором полная площадь контактов составляет менее 10% от светоизлучающей поверхности кристалла СИД.

6. Устройство по п.1, в котором контакты являются, по существу, круглыми, а ширины являются диаметрами контактов.

7. Устройство по п.1, в котором контакты являются многоугольниками.

8. Устройство по п.1, дополнительно содержащее электрод для проволочного соединения, подсоединенный к контактам посредством по меньшей мере одного из металлических соединений.

9. Устройство по п.8, в котором металлические соединения образуют сетку параллельных и перпендикулярных соединений.

10. Устройство по п.8, в котором металлические соединения радиально продолжаются от электрода для проволочного соединения.

11. Устройство по п.8, в котором, по меньшей мере, некоторые из контактов увеличиваются в размерах по мере их удаления от электрода для проволочного соединения.

12. Устройство по п.8, в котором плотность контактов увеличивается по мере их удаления от электрода для проволочного соединения.

13. Устройство по п.8, дополнительно содержащее диэлектрический слой между электродом для проволочного соединения и слоем растекания тока для уменьшения плотности тока между электродом для проволочного соединения и слоем растекания тока.

14. Устройство по п.13, в котором электрод для проволочного соединения продолжается за край диэлектрического слоя на расстояние Wx вокруг диэлектрического слоя, причем 0,5Lt<Wx<Lt.

15. Устройство по п.8, дополнительно содержащее концентрическое шунтирующее кольцо, окружающее электрод для проволочного соединения на некотором расстоянии, чтобы уменьшить сжатие тока под и вокруг периферии электрода для проволочного соединения, при этом отсутствуют металлические контакты между шунтирующим кольцом и электродом для проволочного соединения.

16. Устройство по п.15, в котором ширина шунтирующего кольца находится между 0,lLt и Lt, и в котором диаметр шунтирующего кольца на по меньшей мере 20% больше, чем диаметр электрода для проволочного соединения.

17. Устройство по п.1, дополнительно содержащее металлический шунт по периметру верхней поверхности кристалла СИД, причем упомянутый шунт имеет первую ширину вдоль краев кристалла и более узкую ширину в углах кристалла для уменьшения плотности тока в углах кристалла.

18. Устройство по п.17, в котором первая ширина шунта вдоль краев кристалла больше чем Lt, а более узкая ширина шунта в углах кристалла составляет менее 0,1Lt для снижения плотности тока на углах кристалла.

19. Устройство по п.1, в котором подложка роста удалена.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к светодиоду или лазерному диоду и способу его изготовления. Нитридный полупроводниковый элемент 1 включает в себя основную структурную часть 5 и структурную часть 11 элемента, сформированную на основной структурной части 5 и имеющую, по меньшей мере, полупроводниковый слой 6 AlGaN n-типа и полупроводниковые слои 8, 9, 10 AlGaN p-типа и дополнительно включает в себя n-электродную контактную часть 13а, образованную на полупроводниковом слое 6 AlGaN n-типа, n-электродную часть 13b контактной площадки, образованную на n-электродной контактной части 13a, и p-электрод 12, образованный на полупроводниковых слоях 8, 9, 10 AlGaN p-типа, причем мольная доля AlN в полупроводниковом слое 6 AlGaN n-типа составляет 20% или более, n-электродная контактная часть 13а включает в себя один или более металлических слоев, и p-электрод 12 и n-электродная часть 13b контактной площадки имеют общую наслоенную структуру из двух или более слоев со слоем Au как самым верхним слоем и слоем, предотвращающим диффузию Au, состоящим из проводящего оксида металла и образованным под самым верхним слоем для предотвращения диффузии Au.

Изобретение относится к области электронной техники и техники освещения на основе полупроводниковых светоизлучающих диодов (СИД), а именно к фотолюминофорной смеси для приготовления фотолюминесцентной пленки белых светодиодов.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является повышение эффективности теплоотвода и упрощение конструкции.

Подложка для оптической системы снабжена тонкоструктурным слоем, включающим в себя точки, состоящие из множества выпуклых или вогнутых участков, проходящих в направлении от главной поверхности подложки наружу поверхности, причем тонкоструктурный слой имеет множество точечных линий, в которых множество точек размещено с шагом Py в первом направлении на главной поверхности подложки, в то же время имея множество точечных линий, в которых множество точек размещено с шагом Px во втором направлении, ортогональном первому направлению, на главной поверхности подложки, один из шага Py и шага Px является постоянным интервалом нанометрового диапазона, тогда как другой является непостоянным интервалом нанометрового диапазона, или оба они являются непостоянными интервалами нанометрового диапазона.

Изобретение может использоваться как для изготовления энергосберегающих ламп, так и светосильных светодиодных излучателей. Оптическое согласующее устройство состоит из оптического согласующего элемента, излучающего полупроводникового светодиода и расположенным между ними промежуточного слоя, причем оптический согласующий элемент выполнен из оптически прозрачного материала, показатель преломления которого подобен показателю преломления излучающего полупроводникового светодиода, при этом промежуточный слой выполнен туннельно-прозрачным, с модулем упругости более низким по сравнению с модулями упругости полупроводникового светодиода и оптического согласующего элемента.

Настоящее изобретение относится к области получения наноструктур на поверхности карбида кремния. Cпособ получения наноструктур на поверхности карбида кремния содержит этапы, на которых устанавливают твердую мишень в рабочую кювету с жидкостью, устанавливают рабочую кювету с твердой мишенью на координатный столик, осуществляют лазерную абляцию при помощи Nd:YAG лазера, работающего в импульсном режиме, при этом Nd:YAG лазер осуществляет облучение твердой мишени ультрафиолетовым излучением на длине волны 355 нм, с длительностью импульса 10 пс, с частотой повторения импульса 50 кГц и со средней мощностью 3,5 Вт, и в качестве жидкости используют воду, прошедшую этап очистки в системе обратного осмоса.

Изобретение относится к активным электронным компонентам. Согласно изобретению в отличие от обычного светотранзистора с одним излучающим p-n-переходом в светотиристоре в открытом состоянии два перехода являются излучающими, а один переход поглощает тепловую энергию.

Изобретение относится к осветительной технике, а именно к светодиодным осветительным устройствам, в которых в качестве источников света использованы светоизлучающие диоды.

Данный нитридный полупроводниковый ультрафиолетовый светоизлучающий элемент обеспечивается: базовой секцией структуры, которая включает в себя сапфировую подложку (0001) и слой AlN, сформированный на подложке; и секцией структуры светоизлучающего элемента, которая включает в себя слой покрытия n-типа полупроводникового слоя AlGaN n-типа, активный слой, имеющий полупроводниковый слой AlGaN, и слой покрытия p-типа полупроводникового слоя AlGaN p-типа, при этом упомянутый слой покрытия n-типа, активный слой и слой покрытия p-типа сформированы на базовой секции структуры.

Изобретение относится к светодиодной технике и может быть использовано в устройствах автоблокировки на перегоне и на железнодорожных станциях. Устройство содержит печатную плату 1, линзу 2 с квадратным или круглым основанием 3, снабженную светоприемной полусферической поверхностью 4 и светоизлучающей асферической поверхностью 5, направляющие штыри 6, излучатель света 7 с присоединительными выводами, слой антибликового силикона 8, слой силикон-люминофорной композиции 9, слой корректирующего силиконового обрамления 10.

Изобретение относится к области изготовления наноструктурных материалов и может быть использовано в оптоэлектронике для производства светоизлучающих индикаторов. Способ получения пористого кремния со стабильной фотолюминесценцией согласно изобретению осуществляют путем анодного электрохимического травления монокристаллической кремниевой подложки в электролите, состоящем из плавиковой кислоты, этанола и водного раствора перманганата калия при освещении подложки и в темноте. Изобретение позволяет получить пленки пористого кремния, обладающие стабильными спектрами фотолюминесценции при длительном хранении в естественных условиях.

Изобретение относится к светоизлучающим устройствам, которые способны преобразовывать высокоэнергетическое первичное излучение во вторичное излучение с большей длиной волны в видимой области спектра, и могут быть использованы в качестве преобразователей излучения в светоизлучающих устройствах, излучающих цветной или белый свет. Светоизлучающее устройство согласно изобретению содержит первый светоизлучающий диод, поверхностно-модифицированный люминофор, выполненный с возможностью поглощать свет, излучаемый из первого светоизлучающего диода, и излучать свет, имеющий отличную от поглощенного света длину волны, причем поверхностно-модифицированный люминофор содержит силикатный люминофор, и фторированное покрытие, расположенное на силикатном люминофоре. Изобретение имеет улучшенную устойчивость к влажности воздуха и другим факторам окружающей среды, и увеличенный эксплуатационный ресурс. 15 з.п. ф-лы, 11 ил., 6 табл.

Изобретение относится к области электронной техники. Техническим результатом является обеспечение высокой эффективности светодиодного источника белого света с удаленным конвертером, обеспечение высокой цветовой однородности, а также возможность задавать диаграмму направленности испускаемого светового потока при малом размере светодиодного источника белого света. В светодиодном источнике белого света, содержащем корпус и рефлектор, корпус выполнен из теплорассеивающего материала, внутренняя часть корпуса выполнена в виде по меньшей мере одного сегментированного рефлектора, формирующего диаграмму направленности распределения светового потока, содержащего слой отражающего материала, состоящий из по меньшей мере одного слоя, и слой светопропускающего диэлектрического материала, состоящий из по меньшей мере одного слоя. По меньшей мере один кристалл светоизлучающего диода (СИД) закреплен внутри корпуса. Сверху корпус накрыт конвертером, выполненным из по меньшей мере одного слоя светопропускающего материала. По меньшей мере на одну сторону конвертера нанесен слой точечного люминофора. Сторона конвертера, направленная к по меньшей мере одному кристаллу СИД, покрыта слоем отражающего материала, состоящим из по меньшей мере одного слоя. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Использование: для изготовления твердотельных светоизлучающих диодов. Сущность изобретения заключается в том, что светоизлучающий диод содержит множество слоев, причем первый слой из данного множества слоев содержит наноструктурированную поверхность, которая содержит квазипериодический анизотропный массив удлиненных ребристых элементов, имеющих рисунок волнообразной структуры, причем каждый ребристый элемент имеет волнообразное поперечное сечение и ориентирован по существу в первом направлении. Технический результат: обеспечение возможности повышения КПД тонкопленочного СИД, уменьшения потерь света и исключения неравномерного распределения тока. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 24 ил.

Изобретение относится к области полупроводниковых светоизлучающих приборов, а именно, к светоизлучающим устройствам, содержащим эпитаксиальные структуры на основе нитридных соединений металлов III группы - алюминия, галлия, индия (AIIIN). Сущность изобретения заключается в том, что в светоизлучающем устройстве, содержащем расположенные на общей изолирующей подложке и разделенные промежутками светоизлучающие элементы, каждый из которых включает эпитаксиальную структуру, содержащую расположенные последовательно в направлении эпитаксиального роста слой n-типа проводимости, активный слой с p-n-переходом и слой р-типа проводимости, а также металлическую n-контактную площадку к слою n-типа проводимости, размещенную в углублении, сформированном в эпитаксиальной структуре на уровне слоя n-типа проводимости, и первый металлический слой, нанесенный поверх слоя р-типа проводимости, при этом, по меньшей мере, для части светоизлучающих элементов слой n- типа проводимости одного светоизлучающего элемента электрически связан со слоем р-типа проводимости соседнего с ним светоизлучающего элемента с обеспечением их последовательного электрического соединения, согласно изобретению металлическая контактная площадка к слою n-типа проводимости каждого светоизлучающего элемента в горизонтальной плоскости сечения имеет вид протяженной узкой полосы, ориентированной вдоль двух его противоположных сторон и размещенной в центральной части указанного сечения так, что концевые участки указанной полосы расположены с зазором относительно двух других противоположных сторон указанного сечения, при этом устройство содержит изоляционный слой, в каждом светоизлучающем элементе расположенный поверх первого металлического слоя и покрывающий боковую поверхность углубления, сформированного в эпитаксиальной структуре для размещения металлической контактной площадки к слою n-типа проводимости, а также покрывающий поверхность разделяющих светоизлучающие элементы промежутков, и второй металлический слой, расположенный поверх изоляционного слоя и контактирующий в каждом светоизлучающем элементе в сформированном в эпитаксиальной структуре углублении со слоем n-типа проводимости с образованием металлической контактной площадки к слою n-типа проводимости, причем в каждом светоизлучающем элементе в изоляционном слое имеется выборка, образующая сквозное окно, в месте расположения которого первый и второй металлические слои контактируют друг с другом, а во втором металлическом слое на участке поверхности светоизлучающего элемента, расположенном вблизи указанной выборки, по всей поверхности элемента выполнен разрыв, расположенный таким образом, что слой n-типа проводимости одного светоизлучающего элемента электрически связан со слоем р-типа проводимости соседнего с ним светоизлучающего элемента. Изобретение обеспечивает повышение эффективности излучения высоковольтного светоизлучающего устройства. 2 ил.

Предложен способ изготовления светоизлучающего устройства, выполненного с возможностью предотвращения образования неоднородностей цвета и желтого кольца с малыми затратами. Способ изготовления светоизлучающего устройства со светоизлучающим элементом и слоем полимерной смолы, содержащим частицы флуоресцентного материала и наполнителя, который отражает свет, причем способ содержит процесс осаждения флуоресцентного материала для осаждения частиц флуоресцентного материала раньше, чем наполнителя. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к полупроводниковым приборам, предназначенным для детектирования и испускания инфракрасного (ИК) излучения при комнатной температуре и может быть использовано, например, в устройствах, измеряющих характеристики сред, содержащих газообразные углеводороды, и в волоконно-оптических датчиках, измеряющих состав жидкости по методу исчезающей волны, для которых указанная полоса совпадает с максимумом фундаментального поглощения измеряемого компонента, например спирта или нефтепродуктов. Полупроводниковый диод для средневолнового инфракрасного диапазона спектра (1) содержит гетероструктуру с подложкой (2) и плоские эпитаксиальные p- и n-области (3, 4), p-n-переход (5), контакты (6, 7), мезу травления (10), при этом контакт (7) к неактивной области (8) расположен сбоку от активной области (9), а его поперечный размер выбирают исходя из максимального размера мезы, а минимальное расстояние между краями мезы и чипа выбирают исходя из размера чипа. Меза имеет расширение в направлении к световыводящей поверхности и имеет, как и контакты, прямоугольную форму с округлениями. Диод согласно изобретению обеспечивает повышенную яркость и фоточувствительность к излучению в средней инфракрасной области спектра. 16 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к светотехнике, а именно к светодиодным модулям, используемым в качестве индикаторов или в качестве источников света с различным диапазоном спектра световых волн, и приспособлениям для их монтажа. Техническим результатом изобретения является упрощение подключения светодиодного модуля к электрической цепи и его замены. Светодиодный модуль состоит из светодиода и монтажного приспособления. Светодиод имеет просвечивающий корпус с основанием и линзой в верхней части, внутри которого размещен светодиодный излучатель. Электроды светодиода выведены наружу из его корпуса через боковые стенки под углом 180 градусов относительно друг друга и перпендикулярно к его вертикальной оси, образуя по бокам корпуса электрические контакты. Монтажное приспособление выполнено в виде изолирующего корпуса с отверстиями и прорезями и/или пазами под корпус и контакты светодиода, в которых, также, размещены подпружиненные контакты монтажного приспособления, выполненные в виде металлических пластин, имеющих выводы наружу изолирующего корпуса. Подсоединение светодиода к монтажному приспособлению осуществляют погружением светодиода в изолирующий корпус и заклиниванием его контактов с контактами монтажного приспособления путем поступательного и/или вращательного движения светодиода. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Светодиодная матрица относится к области информационной техники и может быть использована при построении крупногабаритных матричных экранов и иных средств отображения визуальных данных. Светодиодная матрица содержит несущий элемент, имеющий верхнее основание, на котором расположены светодиоды, и нижнее основание, на котором расположены элементы для управления светодиодами. При этом светодиодная матрица имеет защитное покрытие, однородно сформированное по всей площади верхнего основания из эластичного светопрозрачного эпоксидного компаунда с вязкостью 5050…6050 сП и твердостью 50…60 Шор А, полностью закрывающее все светодиоды. Использование изобретения позволит получить повышение надежности от механических повреждений, повышение степени защиты от электростатических повреждений кристалла светодиода. А также обеспечивается теплоперенос, стабилизируется температура светодиодов за счет прямого контакта компонента с корпусом светодиода, что увеличивает в 3-5 раз время эксплуатации видеоэкрана. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам автоматической и полуавтоматической блокировки железнодорожного транспорта. Предназначено для использования в качестве источника света в сигнальных установках (светофорах) железнодорожного транспорта и метрополитена с контролем работоспособности во включенном и выключенном состоянии. Технический результат: повышение надежности и снижение потребляемой мощности светофорной лампы за счет использования реактивного балласта. При этом предлагаемая лампа полностью взаимозаменяема с традиционными 2-нитевыми лампами накаливания. Светодиодная лампа для железнодорожного светофора с реактивным балластом содержит электрическую цепь с мостом, предохранителем, корпус, выполненный в виде стандартного цоколя светофорной лампы накаливания ЖС-12-15+15 или ЖС-12-25+25, а также реактивный балласт, в качестве которого могут выступать балластный конденсатор, или индуктивность, или насыщенный трансформатор, или автотрансформатор. Устройство снабжено схемой отключения лампы от сети при наличии питающего напряжения и одновременном отсутствии излучения полупроводникового излучателя или излучателей, которая управляется от светочувствительного элемента, находящегося в оптической видимости с излучателем. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Светоизлучающее диодное устройство содержит кристалл СИД, содержащий светоизлучающий полупроводниковый слой, эпитаксиально выращенный на подложке роста и продолжающийся, по существу, по всему кристаллу СИД, причем кристалл СИД имеет верхнюю поверхность, содержащую слой растекания тока, покрывающий полупроводниковый слой; и металлический электродный рисунок только на участке верхней поверхности для пропускания тока через СИД для питания СИД, причем упомянутый электродный рисунок содержит множество металлических контактов на верхней поверхности, имеющих ширины приблизительно между 2 и 10 разами больше, чем длина Lt передачи контактов, где длина передачи определяется из соотношения связывающего поверхностное сопротивление в Омах на квадрат слоя растекания тока и контактное удельное сопротивление границы раздела контакта и слоя растекания тока в Омм2, причем металлические контакты, по существу, блокируют свет, излученный светоизлучающим полупроводниковым слоем; и металлические соединения, соединяющие одни из контактов друг с другом, причем металлические соединения имеют ширины меньше чем 2Lt. Изобретение обеспечивает уменьшение контактного сопротивления и улучшение равномерности распределения тока без снижения светоотдачи. 18 з.п. ф-лы, 14 ил.

Наверх