Патент ссср 411671

 

О П И С"А- H И -Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

4И671

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 31.I.1972 (№ 1744312/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.1.1974. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 17.V.1974

М. Кл. Н 05Ь 33/14

Государственный комитет

Совета Мииистрав СССР па делом изобретений и открытий

УДК 628.9 038(088 8) Авторы изобретения

Б. В. Царенков, А. Н. Именков и Ю. П. Яковлев

Ордена Ленина физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе

Заявитель

ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ ИСТОЧНИК ЖЕЛТОГО СВЕТА

Известны электролюминесцентные источники желтого света на основе фосфида галлия, который одновременно легирован цинком, кислородом и азотом. Такие источники излучают свет одновременно в двух областях видимого спектра: красная полоса с Ь„,=1,78 эв и зеленая полоса с hv„„=2,23 эв. Красная полоса излучения связана с рекомбинацисй íà ZnO центрах, а зеленая полоса — с рекомбинацией на N центрах. Эти полосы излучения имеют различную зависимость интенсивности излучечия от тока, протекающего через p — n структуру (красное излучение насыщается при плотности тока около 5 А/см -, а зеленое излучение не имеет насыщения) . При низких плотностях тока красная люминесценция доминирует над зеленой, в то время как при высоких плотностях тока доминирует зеленая люминесценция. Таким образом, варьируя соотношением вводимого количества центров ZnO/N, а также плотностью тока, протекающего через р — а структуру, можно получить излучение желтого света. Недостатком известных источников является то, что в спектре излучения всегда присутствуют две полосы излучения и желтый свет получается за счет смешивания красного и зеленого излучения. Однако в ряде случаев требуется получить излучение в узкой области спектра (желтой), Кроме того, желтый свет можно получить только при определенном токе через светодиод.

Для получения излучения непосредственно в узкой желтой области спектра, увеличения

5 внешнего квантового выхода излучения и упрощения методики изготовления в предлагаемом источнике света область излучения выполнена па основе твердого раствора p — n

Al,Ga,,Ð,Аз „, где 0(х(0,2; 0,7(у(0,9, 10 и расположена между слоями фосфида галлия. Толщина n — и р — областей соизмерима с диффузионной длиной неосновных носителей. Твердый раствор легирован азотом. Такая структура позволяет получить одну крае15 вую полосу излучения в желтой области спектра.

На фиг. 1 изображены: а — схема четырехслойной структуры источника света, б— график изменения ширины запретной зоны по

20 толщине структуры, в — спектр излучения, четырехслойного источника света; на фиг. 2, а=в — то же, для трехслойной структуры источника света.

Структуру источника света изготавливают

25 методом последовательного наращивания на монокристаллическую подложку GaP трех слоев: а — А/,.ба,, Р„Аз, „, р — Al,Ga> „Р„,As<,„, р — GaP.

Эпитаксиальный слой n — А40а! Р Аз!. „ толщиной 3=5 мкм наращивают из насыщенного раствора-расплава, содержащего галлий, мышьяк, алюминий и фосфор. Для получения

p — Л „.Ga< Р„Аз! в насыщенный растворА1 г расплав вводят цинк из газовой фазы и затем наращивают слой толщиной также 3=5 мкм.

Добавление мышьяка в раствор обусловлено необходимостью получения Е =2,23 — 2,18 эв, а добавление алюминия — необходимостью уменьшения количества кислорода в эпитаксиальном слое, так как алюминий хорошо связывает кислород, образуя на поверхности раствора-расплава окисную пленку. Основание и — GaP и верхний слой р — GaP выполняют в данной конструкции пассивную роль.

Они предназначены для вывода излучения без потерь на поглощение и создания омического контакта.

В спектре излучения такой структуры (см. фиг. I, в) присутствует только краевое излучение в желтой области спектра. Яркость излучения при токе 20 мА (площадь диода

0,5 мм ) составляет в среднем 250 — 300 нит.

Для упрощения методики изготовления источника желтого света может быть использовано эпитаксиальное наращивание на монокристаллическую подложку и — GaP двух слоев: и — ОаР„Аз! „и р — — ОаР„Аь!

Люми!!есц!.IITIIIIp. слои нярящнва1от нз жидК1)!! (!)(1З1>1, СО, (ЕРЖ ill(E !1 Г1!Л.1!1!1, МЫН!Ьlll< 11 фоо—

411671 фор, а также легирующую примесь азота. Толщина и и р слоев составляет 5 и 20 мкм, соответственно.

В спектре излучения такой структуры (см. фнг. 2, в) присутствуют две полосы излучения; краевая полоса с максимумом в желтой области спектра н слабая длннноволновая полоса с максимумом в красной области спектра.

Присутствие красной полосы обусловлено ре10 комбинацией па ZnO центрах из-за трудности избавления от вредной примеси — кислорода.

Кроме того, эта структура имеет яркость излучения на 20 — 30 /О меньшую, чем предыдущая, из-за поглощения света в толстом слое

15 р — GaP Asl „.

Таким образом, предлагаемый источник света позволяет получить излучение с доминирующей полосой в желтой области спектра.

Предмет изобретен ия

Электролюминесцентный источник желтого света на основе фосфида галлия, о т л н ч а юшийся !ear, что, с целью получения излучения непосредственно в узкой желтой области

25 спектра, увеличения внешнего квантового выхода излучения и обеспечения возможности изготовления по упрощенной методике, область излучения выполнена на основе твердого раствора р — и AlxGal,.P„AsI „, где 0(х(0,2, з(! 0,7(у(0,9легнрована азотом н расположена мел(() слоями фосфида Галлия, причсM толIlllI1I;I II — - и р --- областей 0llçìåðèì(I с диффузионной длш1ой í oc11ов11ых носителей, 411671, 3 ч

5df

Ъ п

Р 17 fg 1У ХР .У,/ Я УГ юк

Составитель В. Сафонова

Техред Т. Ускова

Редактор А. Пейсоченко

Корректор Н. Аук

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1121/18 Иад. № 1157 Тираж 760 Подписное

ЦХИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5