Полупроводниковый источник света

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик () i 434950 (6!) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 16.03.73 (21) 1890101/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05.08.77.Бюллетень М 29 (51) М. Кл.

Н 051. 33/00

Государственный комитет

Совета Министров Ссср оо делим изобретений и отнрьтий (53) УДК 621 382 (088.8) (45) Пата опубликования описания 05.09.77

Б.,В, Царенков, М.,Л,,Водовозова, С.,А, Дохман, A.,H. Именков, Л, М.,Коган,Л, А. Титова, Ю, П„Яковлев и Ю,.М. Деготь (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ордена Ленина физико-технический институт нм. А. Ф. Иоффе (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ИСТОЧНИК СВЕТА

Известен плоский попупроводниковый источник света в виде параллелепипеда. Плоская конструкция проста в изготовлении, требует малого расхода т атериала и обеспечивает хорошее согласование с фотоприемником, который, как правило, также имеет плоскую. конструкцию.Однако известная конструкция имеет низкий коэффициент преобразования электрической энергии в световую (низкий квантовый выход излучения). Это связано с тем, что йз. кристалла может выйти только то излучение, которое падает на грани параллелепипеда пЬд углом меньше предельного угла внут реннего отражения. Этот угол в полупроводниках составляет 10-20о, в результате чего через шесть граней параллелепипеда может выйти небольшая часть излучения.- Осталтное же излучение претерпевает многократное полное внутреннее отражение от граней и поглощается в кристалле.

Цель изобретения - увеличение внешнего квантового выхода излучения. Предлагаемый источник света отличается тем, что он выполнен в виде пластины, у которой по крайней мере одна из сторон выполнена не менее, чем с одной выпуклостью или впадиной, которая может ограничиваться криволинейной либо кусочно-гладкой поверхностью. Ближайшая точка поверхности впадины или выпуклости расположена на расстоянии не меньше диффузионной длины неосновных носителей от P"" 4 -перехода. Геометрические размеры выпуклости и впадины не меньше длины волны излучения источника света.

В такой конструкции луч света, первоначально падающий на плоскую или искривленную грань триод углом больше угча предельного внутреннего отражения, выходит из крис15 талла после одйо" или многократного отра1 жения от поверхности выпуклости или впадины, если не учитывать поглощения света в кристалле. При этом роль выпуклости пли впадины сводится к изменению направления

2(лучей света, падающих на поверхности, их ограничивающие. Таким образом, наличие выпуклости илп впадины приводит к повышению внешнего квантового выхода источника света.Геометрические размеры выпуклости или впадины должны быть больше длины волпыиз414950

Составитель Г, Корнилова

Техред 3. Фанта Корректор С, Патрушева редактор Б. Федотов

Зи;,кз 2833/46 Тираж 1003 Ilодпнсное

Ш111ИПИ Государственного комитата Совета Ииннстров СССР и о дол «м из об роте ш ш н от кры тпй

113035, Москва, ili-3>, Раушскап иб., де 4/5 ееее .явке*веке 1 илпал 11П1!" 11атент", I . Ужгород, ул. 11ро.гпчя, 4 з лучения источника света, чтобы обеспечить

Отклонение луча. Поверхность выпуклости или впадины не должна располагаться от р-и -перехода на расстоянии меньше диффузионной длины неосновяых носителей, чтобы большая часть неосновных носителей не могла достиг нуть поверхности и рекомбинировать на ней и уменьшать таким образом внутренний квантовый выход иапучения.

Впадина может быть выполнена одновре- 10 менно с изготовлением P" tl -перехода на одной из больших сторон пластины. Глубина и полОВина ширины Впадины соизмеримы с по ловиной толщины пластины.,При этом толщина пластины, выбрана значительно больше диф- фузионной длины носителей тока и, естественно, значительно больше длины волны излучения. Ширина впадины в то же время соизмерима с шириной пластины, На такое углубление попадает практически все излучение p - -tt-.

/перехода и отражается так, что направление

его распространения изменяется в пределах

О

180-360 С. Таким образом, выполнение источника света с такой впадиной рационально как с точки зрения повышения квантового вы45 хода излучения, так и с точки зрения создания дешевого светодиода.

Н8 чертеже изображена конструкция уст ройс тва., Полупроводниковый источник света пред- 30 ставляет собой полупроводниковую пластину

1, с p-w -переходом 2, впадиной Э иа большей стороне к токовыми контактами 4,5.

Стрелками показан ход лучей света в крист е от одной лу ших к р->-рехода.

Источник света может быть изготовлен иэ пластины арсенида галлия методом эпитаксиального наращивания из жидкой фазы, содержащей галпий, мышьяк и легируюшую примесь кремния. Впадину на одной из сторон пластины выполняют одновременно с изгото пением Р- ц -перехода путем эпитаксиальиого наращивания через лунку в защитном псркрытии, Квантовый выход конструкции составляет

5-6%, что превышает квантовый выход изЪ вестной конструкции в 2-3 раза.

Ф ормул а изобрете ния

Полупроводниковый источник света в виде пластины с одним и более р-М --переходми, отличающийся тем,что,с целью увеличения внешнего квантового выхода излучения, по крайней мере одна иэ сторон пластины выполнена не менее чем с одной областью с криволинейной поверхностью которая расположена от р-я-перехода на расстоянии не меньше диффузионной длины неосновных носителей, а геометрические размь» ры ее не меньше длины волны излучения,