177313. lajstromszámú szabadalom • Fénykibocsátásra alkalmas kétpólusú félvezető szerkezeti elem
13 177313 14 struktúra következtében az áteresztő irányú áramfeszültség-jelleggörbe meredeksége is növekszik, és az áteresztő irányú telítési áram is csökken. Az érintkezőmentes 42 p-vezetőtartomány hatásossága még némileg növelhető azáltal, ha azt a lehetőséghez képest közeire, például néhány mikrométernyire közelítjük a nagymértékben szennyezett 41 p-vezetőtartományhoz. Amennyiben az érintkezőmentes 42 p-vezető tartomány közel helyezkedik el a nagymértékben szennyezett 39 n-vezető tartományhoz, úgy ez csak a negatív töltéshordozókra gyakorol hatást és azokat arra kényszeríti, hogy mélyebbre mozogjanak a félvezető testben. Amennyiben szükséges, hogy egyidejűleg és olyan mértékben fejtsünk ki hatást a járulékos pozitív és negatív töltéshordozók mozgására, amennyire csak lehetséges, akkor a p-tartományt egészen a nagymértékben szennyezett 41 p-vezető tartományig és a nagymértékben szennyezett 39 n-vezetőtartományig kell kiterjeszteni. Egy további kiviteli alak, amely a vertikálisan üzemeltetett fénykibocsátó diódáknál a töltéshordozó egyenleg javított vezetését biztosítja, a 7. ábrán látható. Ez a struktúra zölden világító 50 lumineszcencia tartományokra van kialakítva. Egy epitaxiális réteggel ellátott 46 GaP- szubsztrátum az epitaxiált oldalon nagymértékben szenynyezett 48 p-vezetőtartománnyal rendelkezik, valamint egy szigetelőréteggel, továbbá a 49 pn-átmenet szélét a szigetelőrétegen átfedő 51 vezetőlemezzel. Az 51 vezetőlemez a szigetelőréteg által képzett lejtő fölé nyúlik és a nagymértékben szennyezett 48 p-vezetőtartomány részben szabadon hagyott felületéig terjed. Ezáltal fém-félvezető érintkező gyűrű képződik, amely a nagymértékben szennyezett 48 p-vezetőtartomány oldalsó 49 pn-átmenetének széle közelében helyezkedik el, és egyáltalán nem befolyásolja a központi tartományban az optikai átlátszóságot. A vezetőlemez fő részének nem kell nagy rétegvastagságúnak lennie, minthogy — amint azt már kifejtettük — nincs árammal terhelve, hanem csak a nagymértékben szennyezett 48 p-vezető tartomány potenciálját kell eljuttatnia az 50 lumineszcencia tartomány oldalszéle fölötti epitaxiális rétegrészre. Igen vékony nemesfém rétegek veszik át ezt a szerepet, és ennek ellenére átlátszók maradnak. Az áram vezető fém-félvezető érintkező, valamint a csatlakozó elektródák számára kialakított szigetek tartományában a fémborítás erősítve van. A 46 GaP-szubsztrátumnak epitaxiálás nélküli felületoldalán beleötvözött fémrács van, amely megfelelően alakított, nagymértékben szennyezett 52 n-vezető tartományt képez. A rácsszemekben itt is szigetelőrétegpárnák vannak kialakítva, amelyeket fémréteg borít. A fémréteg az ötvözött rácsot fém-félvezető 53 érintkezővé foglalja össze. Üzem közben ennél a diódastruktúránál ismét a 2. ábrán bemutatott elvet alkalmazzuk a felületi lumineszcencia kiküszöbölésére. A sugárzó emissziós folyamatban különösen résztvevő töltéshordozók, mint amilyenek a belövellt defektus elektronok, nem tudnak a kis vezetőképességű 47 összekötőzónába diífundálni, még akkor sem, ha a defektus elektronok koncentrációjának gradiense abban az irányban még meredekebb, mint a többi térfogatrészben. A sugárzó rekombinációnál az izoelektronikus zavarhelyek által keltett és a felső és alsó féltérbe kisugárzott fényt a kiválasztott szubsztrátumoldali borítás egy irányban téríti el, és ez a félvezetőt egy epitaxiált felületoldalon keresztül hagyja el, különösen a 100 nm vastagságú 54 szigetelőrétegen keresztül, amely Si02-ből van. Ezen struktúra különleges előnye egyrészt az alkatrészstruktúra megbízhatóságában ‘áll, másrészt, hogy tapadásközvetitő eljárás szigetelőrétegek és szigetelő kettős rétegek céljára lehetővé válik, energialerakás útján, továbbá azáltal, hogy olyan szerelési koncepciót alkalmazhatunk, amilyen a vörösen sugárzó lumineszcencia diódáknál már számos változatban rendelkezésre áll. Az emissziós tulajdonságok a vezetőlemezek nélküli diódastruktúrákhoz képest itt javulnak. Amennyiben a szerelési koncepció szempontjából előnyösebb volna, hogy a fénykisugárzást a lumineszcencia lapocska szubsztrátum oldalán keresztül idézzük elő. a legutóbbi kiviteli példánál bemutatott struktúrát könnyen meg lehet változtatni. Az 51 vezetőlemezt erre a célra a teljes epitaxiált szigetelőréteggel fedett felületre kiterjesztjük, még az 54 szigetelőréteg fölé is. Ebben az esetben a fényáteresztő vezetőlemez anyagot fényátnemeresztő, fényeltérítő anyaggal helyettesítjük. A szubsztrátum oldali érintkeztetést úgy alakítjuk ki, hogy a fémrácsban összefüggő fém-félvezető érintkezőt képezünk ki, míg a szigetelőpárnák tartományait a lumineszcenciafény áthaladása számára átlátszó állapotban tartjuk. A kiviteli példákban a zöld, sárga vagy vörös színben világító alkatrészelemek előnyös bemutatása nem képezi a találmány korlátozását erre a spektrumtartományra. Azonos termékstruktúrával ki lehet alakítani narancssárgán világító lumineszcencia diódákat vagy infravörösen sugárzó fénykibocsátó elemeket. Hasonlóképpen a különböző kiviteli példáknál előforduló részleteket, mint például az 1. ábrán bemutatott 11 fémes kiemelkedést, a nagymértékben szennyezett 41 p-vezető tartomány körüli érintkező nélküli 42 p-vezetőtartományt, amint az 5. ábrán látható, valamint a lumineszcencia zóna fölé nyúló 9 vezetőlemezt az 1. ábrából, egyetlen lumineszcencia elrendezéssé tudjuk egyesíteni, úgy, hogy egy teljes felületoldalt egyetlen összefüggő fémfelület takar. Ezt az oldalt azután szerelési síkként lehet előnyösen használni. A másik felületoldalt ilyenkor csak részben lehet az érintkeztetésre kihasználni. A találmány szerinti gyártmánystruktúra a széles sávközzel rendelkező félvezető testekben lehetővé teszi a tisztán elektronikus működés előnyös kihasználását, mégpedig az áteresztő irányú áram-feszültség-jelleggörbe konstans meredeksége útján, amely több nagyságrendre terjed ki. A jelleggörbe meredeksége az összekötő félvezetők számára viszonylag alacsony n-értéket mutat. Az ilyen jelleggörbével rendelkező diódák „logaritmikus” diódákként alkalmazhatók. Szabadalmi igénypontok 1. Kétpólusú félvezető áramköri elem, amely fénykibocsátásra van kialakítva, különösen a látható spektrumtartományban, és széles energiahiányhelyeket tartalmazó félvezető anyagból készült lemeztestből, érintkezőkkel ellátott, két ellentétes vezetési fajtájú zónából áll és egynél több fém-félvezető érintkezője van egy lumineszcenciát generáló tartomány közelében levő felületoldalon, azzal jellemezve, hogy egy nagymértékben szennyezett p-vezet őtartománya (4,18, 30,41,48) és egy nagymértékben szennyezett n-vezetőtartománya (6. 21, 28, 39, 52) felületszerüen kiszélesedve a külső felületig áthatolóan van elrendezve, és mindegyik tartomány (4,18, 30,41, 48 ; 6, 21, 28, 39. 52) egy fém-félvezető érintkezővel (8, 19, 32; 12,22. 35. 53) van ellátva, és ezen tartományok egy kis vezetőképességü összekötőzóna (7, 20, 40, 47) és egy lumineszcenciatartomány (14, 26, 36,50) útján oldalt és mélységben egymástól el vannak választva, és egy villamosán vezetőlemez (9, 24. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 7
