177313. lajstromszámú szabadalom • Fénykibocsátásra alkalmas kétpólusú félvezető szerkezeti elem
Il 17731? 12 Ion keresztül. Kedvező hatással van az útvonali és kiterjedési ellenállások csökkentésére a dióda áteresztő irányú üzeménél a p-vezető tartomány „körbe”szennyezése és érintkeztetése. valamint elhelyezése az n-vezetőzóna körül. Annak ellenére, hogy az érintkezők oldalt vannak elrendezve. ilyen módon messzemenően vertikális üzem válik lehetővé az epitaxiális réteg 17 rétegrészének bevonásával. A diódák fényereje és hosszú idejű stabilitásuk javul. A csatlakozó összeköttetések felvitele a lapos vezetőlemez tartományokra szokásos összekötési eljárással és huzalokkal vagy fóliákkal történhet. Egy harmadik kiviteli példánál vörösen világító lumineszcencia diódát ismertetünk a 4. ábrával kapcsolatban. Egy GaAsMP„, anyagú epitaxiális réteg egy viszonylag nagymértékben szennyezett 29 n-vezető tartomány kialakítására nagymértékben szennyezett 28 n-vezető tartományon helyezkedik el, GaAs-hordozó alakjában és nagymértékben szennyezett 30 p-vezető tartományt, valamint 31 pn-átmenetet tartalmaz. A felület vékony SiO,-réteggel van takarva, amelyben nyílás van kialakítva, a fém-félvezető 32 érintkező számára, a nagymértékben szennyezett 30 p-vezető tartomány felé. valamint egy nyílás a 33 vezetőlemezek a 29 n-vezető tartományhoz való csatlakoztatására. A 33 vezetőlemez fényáteresztő ónoxidból van és a vékony szigetelőréteg fölött a fém-félvezető 34 érintkezőtől kiindulva, a 31 pn-átmenet szélén túl, nagymértékben szennyezett 30 p-tartomány fölé nyúlik. A 33 vezetőlemez nagymértékben szennyezett 30 p-vezető tartomány fölött a 36 lumineszcencia tartománynak legalább azt a részét takarja, amelyben normálisan felületi lumineszcencia jelentkezik. Ha a galliumarzenid szubsztrátum nagymértékben szennyezett 28 n-vezető tartományán található fém-félvezető 35 érintkezőn negatív potenciál van, ez a potenciál közelítően a 33 vezetőlemezre is kiterjed, minthogy a fémfélvezető 34 érintkező és a fém-félvezető 35 érintkező között nincs záróréteg. A nagymértékben szennyezett 30 pvezető tartomány felületrészébe belövellt elektronok a 33 vezetőlemez által kialakított villamos erőtér hatására kitérnek eredeti mozgási pályájukról és eltávolodnak a felületi lumineszcencia tartományából. Minthogy az elektronok bevezetése a 36 lumineszcencia tartományba veszteségmentesen történik, a fényerő-fluxusáram karakterisztikának linearitása javul, és a fényerő növekszik. A struktúra másik sajátos előnye az egyszerű anódérintkezőkke! szemben, amelyek egy nagymértékben szennyezett 30 p-vezető tartomány szélen vagy középpontjában \ annak elhelyezve, abban áll, hogy a találmány szerinti gyártmány-struktúránál a tapadást közvetítő folyamatok nemkívánatos kihatásait, például a járulékos energialerakódásokat a szigetelő és félvezető határfelületén, ki lehet küszöbölni anélkül, hogy magát az eljárást el kellene hagyni. Az eljárás következtében megszűnő felületi lumineszcencia most a szerkezeti elem szerint hatástalanná válik, minthogy a felületi lumineszcencia még az új lumineszcencia diódánál is a teljes egyenlegből kihagyható. Ennek következtében is fényerőnövekedés áll elő. Ez a diódastruktúra még oly módon is kiépíthető, hogy az ónoxid helyett keskeny alumíniumszalagot használunk vezetőlemezként, amennyiben csak a vékony felületi 36 lumineszcenciatartomány lefedéséről kell gondoskodni. A közvetlen fém-félvezető 34 érintkező a viszonylag nagymértékben szennyezett 29 n-vezetőtartományhoz elhagyható és ezt egy másik villamos összeköttetéssel helyettesítjük, amely a 33 vezetőlemezt a szubsztrátumon levő fém-félvezető 35 érintkezővel köti össze. Minthogy a 33 vezetőlemez működés közben nem vesz fel áramot, a 33 vezetőlemeztől a szubsztrátumérintkezőig kialakított összekötéssel szemben nem kell nagy terhelhetőségi követelményt támasztani. Ekkor a 33 vezetőlemez előnyösen ugyanannak a fotolitográfiai eljárásnak a folyamán állítható elő, mint a fém-félvezető 32 érintkező, amely a nagymértékben szennyezett 30 p-vezetőtartományhoz csatlakozik. A nagymértékben szennyezett 30 p-vezetőtartomány szélének átfedésével kapcsolatos ugyanilyen változat, amely az n-tartománytól indul ki, a 33 vezetőlemez útján biztosítható akkor, ha a hordozó szubsztrátum és az epitaxiális réteg arzénmentes GaP-ből áll. Ebben az esetben egy fénysugárzó diódastruktúra, amely a felület oldalán át a nagymértékben szennyezett 30 p-vezetőtartományig terjed, ugyanúgy lehetséges, mint az olyan struktúra, amely a hordozó szubsztrátum oldalon sugároz. Ebben a diódastruktúrában foszformentes GaAsfélvezető testek is alkalmazhatók. A találmány szerinti lumineszcenciadióda-struktúra egy további kialakítását a negyedik kiviteli példa és a hozzátartozó 5. és 6. ábrák mutatják. A 37. félvezetőtest egy nagymértékben szennyezett 38 nvezetőréteget és egy ezzel összekötött nagymértékben szennyezett 39 n-vezetőtartományt tartalmaz, amely a felületig terjed. A nagymértékben szennyezett 38 n-vezetőréteg felett levő gyengébben vezető lumineszcenciára képes n-vezetőréteg maradék részében érintkezővel ellátott, nagymértékben szennyezett 41 p-vezetőtartomány és egy további érintkező nélküli 42 p-vezetőtartomány van beiktatva. A 43 vezetőlemez villamosán >fssze van kötve a nagymértékben szennyezett 41 p-vezetőtartománnyal és szigeteken a kis vezetőképességű 40 összekötőzóna fölött egészen a további érintkező nélküli 42 p-vezetőtartomány szélének közeiéig nyúlik. A fém-félvezető érintkezők, amelyek a nagymértékben szennyezett 39 n-vezetőtartományon és a nagymértékben szennyezett, 41 p-vezetőtartományon vannak, fémes 44 és 45 kiemelkedésekkel vannak ellátva. A diódaelem áteresztő irányú működésénél a 43 vezetőlemez által kifejtett ismertetett hatás mellett fnűködésbe lép a további érintkező nélküli 42 p-vezető tartomány és a kis vezetőképességű 40 összekötőzóna közötti pn-átmenet is. Amint a 6. ábrán látható, a diódastruktúra helyettesítő kapcsolása egyrészt a D, vertikális diódára bontható, amelyet a pn-átmenetnek a nagymértékben szennyezett 41 p-vezetőtartomány és a kis vezetőképességű 40 összekötőzóna közötti sík része képvisel, másrészt a sorbakapcsolt D, és D, oldaldióda sorozatra lehet bontani. A D, oldaldiódával párhuzamosan — amelyet lényegében a nagymértékben szennyezett 41 p-vezetőtartomány és a kis vezetőképességű 40 összekötőzóna gömb alakú pnátmenetrészei képeznek - a Cj eltérítő kondenzátor helyezkedik el. Ezzel az elágazással sorban következik az igen csekély felületi kiterjedése következtében igen stabil feszültségű átmenet, amely a további érintkező nélküli 42 p-vezető tartomány és a kis vezetőképességű 40 összekötőzóna között helyezkedik el. Minthogy ez a pn-átmenet nincs áramátfolyásra terhelve, az árammentes pn-átmenetek re jellemző tipikus diffúziós feszül tségjelentkezik. A szabad töltéshordozók energiája a sávokban nem elégséges ahhoz, hogy ezt a potenciálgátat leküzdje. A töltéshordozók által képzett oldaláramfolyást is ez a gát a mélyebb tartományokba szorítja. A nagymértékben szennyezett 41 p-vezetőtartomány és 42 p-vezetőtartomány közötti tér ilyen módon igen egyszerűen járulékos defektus elektronoktól mentesen tartható. Ezáltal nagyobb tartományokban a felületi lumineszcencia is ki van iktatva, fezen 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
