Інтегральний світлодіод

Інтегральний світлодіод, який має поверхневий вихід випромінювання та виконаний на основі підкладки з GaAs у вигляді ізольованої мезаканавки, що складається з р-n-переходу, в якому р-шар електрично зв'язаний з анодом світлодіода і є активним шаром, шар n-типу зв'язаний з катодом світлодіода, контакти анода і катода знаходяться на одній стороні підкладки, який відрізняється тим, що світлодіод має структуру з горизонтальним протіканням струму на основі підкладки n- або 3 12865 4 гий р- шар зв'язаний з другим шаром n- типу, що параметрам випромінювання і довжині хвилі ); n+складає підкладку світлодіода і формує другий р-n шар (3), для створення контакту з металізацією (5); перехід, що виконує функцію ізоляції мези світлоn1- шар, що створює з р+- шаром другий (горизондіода, конструкція якого має вихід обох контактів тальний) р-n перехід (2); n2- шар прозорий для (анода, катода) на одну поверхню, протилежну тій, випромінювання (6), через який здійснюється вихід через яку виводиться його випромінювання. При випромінювання, генерованого в активному шарі протіканні струму через р-n перехід у р- активному (ширина забороненої зони Езз2 цього шару більше, шарі генерується випромінювання, що виходить ніж в активному p+- шарі і його опір більше, ніж від першого р- шару через перший шар n- типу, шару n1); ізоляція - на основі окислу кремнію або другий р- шар і усю підкладку n- типу у бік, протиінших діелектриків (9); покриття, що формує оптилежний розташуванню контактів, частина випромічну лінзу і має просвітлюючі властивості (4) на нювання відбивається від їх металевої поверхні і основі діелектрику (для узгодження із середовививодиться в протилежну сторону разом з основщем, що приймає випромінювання та ізоляції ним потоком випромінювання, конструкція викориНПС). стовується у монолітних матричних літероПри подачі напруги зміщення на р-n перехід цифрових індикаторах [4]. СД струм, минаючи шари з підвищеним опором (р і Переваги: контакти розміщені на одній стороні n2) протікає горизонтально, неосновні НЗ уводять(характерно для планарних технологій), можлися безпосередньо з n+- області в активну р+- обвість виконання матриці світлодіодів у вигляді ізоласть, де відбувається рекомбінація і генерується льованих один від одного елементів (мез), частковипромінювання СД. Площа р-n переходу (через ве горизонтальне протікання струму при яку тече струм) може бути менше, більше або дозниженому опорі р- і n- шарів переходу (можлирівнює площі вікна для виходу випромінювання. вість роботи на великих щільностях струму), підЦе дає можливість змінювати ступінь генерації НЗ вищена ефективність випромінювання за рахунок (яка пропорційна щільності струму або генераційвикористання відбитого випромінювання від метаної її складової) і щільність оптичного потоку. Вилу контактів. хід випромінювання здійснюється через n2- шар (із Недоліки: складності виконання матриці світшириною забороненої зони Езз2 більше, ніж Езз лодіодів такого типу, що електрично і оптично зв'яактивного шару), а потім через діелектричне покзані з матрицею фотоприймачів - ФП (контакти і риття, що має просвітлючі властивості і формує потік випромінювання виведені в різні боки); струм оптичну лінзу (4). Випромінювання, що проходить протікає не по всій частині активного шару; випроу протилежному напрямку (у р- шар), поглинається мінювання виводиться через усю товщину підклау товщі підкладки, як у СД із ПВВ [1-3]. Контакти дки і р- шар ізоляції (поглинаючий), що збільшує катода і анода СД знаходяться в різних рівнях оптичні втрати, знижена частота переключення СД НПС, перші охоплюють активний р- шар (що має (через різний час виходу прямого і відбитого під вигляд замкнутого кільця, квадрату) у вигляді нерізними кутами від металевих контактів СД випрозамкнутого кільця (більш ніж на 75% його довжини) мінювання), застосована ізоляція виключно р-n або виконані у вигляді літери П. Це також дозвопереходом (СД електрично зв'язані один з одним ляє варіювати об'єм активної зони та площу р-n через ємність р-n переходу і темнові струми). переходу СД і, відповідно, щільність струму, що Завданням корисної моделі є збільшення ефепротікає, у різних конструкціях такого типу. ктивності і швидкодії СД, покращення динамічних СД може бути виконано з різними типами ізойого характеристик за рахунок підвищення зналяції СД один від одного (р-n переходом або ізочення рекомбінаційного струму і потужності виляцією діелектриком, де шари 1 і 8 можуть виконупромінювання, збільшення ефективної площини ватися напівпровідником або діелектриком, активної зони СД на основі створення конструкції з прозорим для випромінювання відповідно). виключно горизонтальним протіканням струму, що Запропонована конструкція СД має малі розможе бути використана в матрицях твердотільних міри (порядку 5...50кв.мкм) і працює на малих, севипромінювачів на основі СД із планарним розміредніх і високих (від десятків до тисяч Ампер на щенням контактів і виходу випромінювання на одкв.см) щільностях струму, забезпечуючи частоту ному боці підкладки для забезпечення електричмодуляції в режимі «малого сигналу» від 0,3ГГц і ного і оптичного контакту з ФП і застосування в вище [6]. У залежності від складу активного р+ОЛЕ і ОЦІС [5]. шару (з урахуванням величини Езз), можливо одеСтруктура інтегрального СД з поверхневим ржувати СД, що працюють у діапазонах інфрачервиходом випромінювання і з горизонтальним провоного випромінювання або на інших довжинах тіканням струму зображена на фігурі. оптичних хвиль [3]. Інтегральна НПС СД із горизонтальним протіКонструкції СД створюються на основі з'єдканням струму і виходом контактів на одну сторону нань А3Е5 або на Si [7] з урахуванням зміни ширимістить підкладку n- типу (1), на якій розташовані: ни забороненої зони Езз від рівня легування [8], що р- поглинаючий шар (8) із шириною забороненої дозволить і в них одержувати шари як поглинаючі, зони (Езз1) меншою, ніж в активному шарі, що фотак і прозорі для випромінювання. рмує з підкладкою перший горизонтальний р-n Суть корисної моделі полягає в тому, що на перехід; р+- активний шар (7), по якому протікає відміну від прототипу (у якому: струм протікає пеструм (опір р+- шару менший, ніж р- шару) і в якому реважно у вертикальному напрямі, контакти СД і відбувається процес рекомбінації неосновних носіпотік його випромінювання виведені в різні стороїв заряду (НЗ) з наступним випромінюванням (шини, активна область СД є тільки частиною ррина забороненої зони Езз цього шару відповідає активного шару, випромінювання виводиться че 5 12865 6 рез усю товщину n- шару підкладки і р- шар ізоляК.М. Голанта. -М.: Мир, 1988. -287с. ції р-n переходом, що поглинає випромінювання і 2. Волоконно оптические линии связи - ВОЛС. збільшує оптичні втрати, знижена частота перекСправочник под ред. С.В. Свечникова, Л.М. Андлючення СД через різний час виходу прямого і рушко.- К.: Тэхника, 1988. -239с. відбитого під різними кутами від металевих конта3. Dr. Yuliya Semenova. Dublin Institute of ктів випромінювання, застосована ізоляція тільки Technology. School of electronic and р-n переходом), у запропонованій конструкції конCommunications Engineering Optical такти СД і напрямок його випромінювання виведеCommunications Systems. Optical Sources: The Light ні в один бік, струм протікає горизонтально по всій Emitting Diode. площині активного p+- шару, який співпадає з усім http:www.electronics.dit.ie/staff/Ysemenova/oc.s/. p+- шаром НПС, відсутній р- поглинаючий шар і 4. А. Берг, П. Дин. Светодиоды. Пер.с англ. випромінювання виводиться через n2- шар (з шип/ред. А.Э. Юновича. -М.:Мир, 1979. -688с. риною забороненої зони Езз2>Eзз активного шару, 5. Заявка на корисну модель u200500239 від що забезпечує прозорість для випромінювання), 11.01.2005. Україна. Оптоелектронна цифрова застосована ізоляція мез СД діелектриком або р-n інтегральна схема /Проскурін М.П., Білявська О.С., переходом, підвищення частоти переключення Демиденко О.О. забезпечується високим ступенем домішкового 6. Носов Ю.Р. Оптоэлектроника,- М.: Радио и легування активної p+- області при малих розмірах связь, 1989. -360с. НПС СД. 7. A.M. Емельянов, Н.А. Соболев, Т.М. МельРеалізація запропонованої конструкції СД доникова, S. Pizzini. Эффективный кремниевый свезволить застосовувати їх в оптопарах ОВЧ, УВЧ тодиод с температурно-стабильными спектральдіапазону ФП з підвищеним коефіцієнтом передачі ными характеристиками. Физика и техника по струму (потужності) до 5...30% [4, 9], створюваполупроводников. -2003. -т.37, вып. 6 -С.756-761. ти матриці СД, у яких контактні площадки анода 8. С.М. Зи. Физика полупроводниковых прибо(або катода) виведені на ту ж поверхню, через яку ров: В 2 т. М.: Мир, 1984. -912с. виводиться випромінювання, і використовувати їх 9. Юшин A.M. Оптоэлектронные приборы и их для мікропотужних ОЛЕ у складі ОЦІС. зарубежные аналоги. Справочник: 5т. Джерела інформації. /РадиоСофт. -М., 2000-2003.-Т.1 -512с. 1. Основы оптоэлектроники. Пер. с яп. п/ред. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601