177313. lajstromszámú szabadalom • Fénykibocsátásra alkalmas kétpólusú félvezető szerkezeti elem
5 177313 6 katódcsatlakozások egy felületoldalon való elrendezése válik lehetővé, és amelynél a félvezető testből történő fénykisugárzás az abszorbeáló vagy reflektáló szennyezési zónáktól vagy érintkező mezőktől egyáltalán nem gátolva, a fényáteresztő félvezető test szabad felületén keresztül történik. A hasznos hatás új eljárási lépéssorozat következménye. amellyel kiküszöböljük, hogy áthelyezzük a költséges eljárási lépéseket az egyedi feldolgozásból csoport-, vagy tárcsamegmunkálásba és lehetővé tesszük az elemek vizsgálatát a darabolás előtt. Ezenkívül további célunk, hogy a hiányosságokat, mint például az optikai jellemzők romlását, az elégtelen színtisztaságot, amely az alacsony zöld/vörös arányok miatt áll elő, vagy pedig a nagy injekciós áramoknál vagy potenciálkülönbségeknél későn jelentkező emissziót kiküszöböljük, és a villamos stabilitást a gyártási eljárásban és az alkatrészüzemben megnöveljük. Kitűzött célunkkal kapcsolatban a feladatunk abban áll, hogy fénykibocsátó szerkezetet alakítsunk ki. amelynél a félvezetőben a töltéshordozó mérleget úgy tudjuk beállítani, hogy a töltéshordozókat a lumineszcencia-tartományba lehet vezetni. Az eddig ismert megoldások hiányosságainak műszaki okai abban állnak, hogy vertikális üzem alkalmazásánál a diódastruktúrában a fénykibocsátó felületet egy érintkező zavarta, a töltéshordozó bevezetése mind ez ideig választás nélkül, a félvezető minden részébe történt, tehát azokba a tartományokba is, amelyekben nem történt sugárzást keltő rekombináció, nagy fényerőkhöz nagyobb injektálási áramok voltak szükségesek, míg oldalt elhelyezett kontaktuselrendezésű struktúránál olyan üzem, mint egy látszólagos vertikális struktúránál, nem volt lehetséges, oldalt elhelyezett érintkezőkkel rendelkező struktúra villamosán és termikusán nem volt megfelelően terhelhető, nem lehetett terjedelmes felületű érintkezőmezőket használni, a pn-átmenetek vagy nyitottak, mesaszerűek voltak, vagy pedig csak egy szigetelőréteggel voltak lefedve, az oxigén és mély központokat képező szennyeződések behatolása nem volt kielégítően megakadályozva, az oldalstruktúra előállítására a szennyezési technológia — legyen az diffúzió vagy ötvözés — nem maszkoló szigetelőrétegek, vagy nagy ötvözési hőmérsékletek alkalmazásához volt kötve, és a gyártási ciklust lumineszcencia-„chip”-ekre történő darabolás után elégtelen elővizsgálat és költséges szerelési eljárások kedvezőtlenül terhelték. A találmány szerint a feladatot fénykibocsátásra alkalmas kétpólusú félvezető elemmel oldjuk meg, amelynek fénykibocsátása különösen a látható spektrumtartományban van és egy félvezető anyagból levő lemeztestet tartalmaz, széles energiahiány hellyel, két ellentétes vezetési fajtájú érintkeztetett zónával és a felületoldalon egynél több fém-félvezető érintkezővel van ellátva, egy lumineszcenciát generáló tartomány közelében, a megoldást az biztosítja, hogy két, egymással ellentétes vezetési fajtájú, nagymértékben szennyezett tartomány felületszerűen kiterjedve, a felületig hatolóan van elrendezve, és mindegyik tartomány egy fémes félvezető érintkezővel van ellátva. Ezeket a tartományokat oldalt és mélységben egy kisebb vezetőképességű összekötőzóna, valamint egy lumineszcencia tartomány választja el egymástól. Egy villamosán vezető lemez nagy szigetelési ellenállású vékony réteggel van szigetelve, legalább az oldalsó lumíheszcenciatartomány szélén, a pn-átmenet felület felé való áthatolásának vonalára merőlegesen, olyan szélességben, amely nagyobb ezen luniíneszcencia tartomány vastagságánál, és a lumineszcencia tartományt áthidaíóán van elhelyezve. Ez a vezetőlemez villamosán össze van kötve az ellentétes vezetési fajtájú zóna szomszédos fém félvezető érintkezőjével. Az ellentétes vezetési fajtájú zóna folyásirányú aktiválásánál a helytől független potenciállal terhelt vezetőlemez alatt az oldalsó lumineszcencia tartomány szélén legalább egy fajta rekombinációs partnerek bevezetése tartósan blokkolva van, és a lumineszcencia ott veszteségmentesen ki van küszöbölve. Az említett rekombinációs partnereket a mozgató vektorokban a mozgási vonalak tekintetében úgy változtatjuk, hogy ugyanúgy, mint a többi rekombinációs partner, a lumineszcencia tartományba jutnak. A rekombinációnál előállított fény kisugárzása legalább egy másik szabad felületen keresztül történik. Az a felületoldal, ame- 1} en a fém-félvezető felületi érintkezők vannak elhelyezve, a mikrométer tartományig el van simítva. Mindkét fémfelvezető érintkező a csatlakozó elektródák útján közvetlenül aktiválva van. A találmány tárgyának egy további kialakítása szerint az összekötő zónán levő szigetelő réteg feletti maradék fedetlen felület az első vezető lapig terjedően további vezetőlemezzel van borítva, amely össze van kötve a második, nagymértékben szennyezett tartomány fém-félvezető érintkezőjével. A szigetelő réteg fölött, az összekötő zónán elhelyezett további vezető lemez, előnyösen úgy is kiképezhető, hogy nincs érintkező kiképezve az ellentétes vezetési fajtájú, nagymértékben szennyezett zónatartományok legalább egyike felé. A találmány szerint mindegyik fém-félvezető érintkező és mindegyik vezetőlemez által képzett összefüggő fémfelület fölött egységes határolósíkkal rendelkező kiemelkedés van elrendezve, hogy ezáltal megkönnyítse a félvezető lapocskáknak a külső vezetékekkel való kapcsolatát. A villamosán vezető lapocskák a lumineszcenciás fényt áteresztő, vagy át nem eresztő fém vagy fémoxid rétegből vannak előállítva. Fényátnemeresztő réteg esetében a szigetelő réteg vastagsága a lumineszcencia hullámhosszának körülbelül a fele, korrigálva a törésmutató befolyásával. Egy második előnyös találmány szerinti kialakításnál a szigetelő rétegek fényáteresztő vezető lemez alatt olyan rétegvastagságértékkel vannak elhelyezve, amely a lumineszcencia hullámhosszának a negyedrésze, korrigálva a törésmutató értékével. Ebben az esetben a találmány szerint a fém-félvezető érintkező, amely a lumineszcencia szempontjából aktív felületoldalon van, a szubsztrátum szemközt fekvő oldalán levő fémérintkezővel van összekötve. Ez a kapcsolat különösen az egységes vezetőfajtájú félvezető testrészen keresztül és zárórétegtől nem zavarva jön létre. Az ellentétesen vezető zónák injektálási feszültségének hozzárendelése itt két különböző felületoldal felől történik. A töltéshordozók bevezetése a lumineszcencia tartományba azonban legalább egy vezetőlemez segítségével történik a találmány szerint. Célszerű az is, ha a fémérintkezőt a szubsztrátum oldalon fényátnemeresztő és reflektáló anyagból képezzük ki. A találmány szerint az érintkező összefüggő fém-félvezető érintkezőrácsbó! áll, amelynek a lyukai között előre meghatározott rétegvastagságú szigetelő réteg szigetek vannak, amelyeknek rétegvastagsága a lumineszcencia hullámhosszának közel a fele. Továbbá a lumineszcencia tartomány a találmány szerint vagy az összekötő zónába van beiktatva, vagy pedig az összekötő zónával ellentétesen vezető zónában helyezkedik el. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
