Мезаструктуры

Впервые семиэлементные цифровые индикаторы на меза - структурах, показанные на рис. 6.37, были предложены в работе

[91] . Аналогичные структуры были изготовлены также на ос­нове красных светодиодов из GaP с высоким квантовым выхо­дом, причем материал выращивался жидкостной эпитаксией

[92] . Оказалось, что отражение от задней поверхности ухуд­шает четкость восприятия изображения, поэтому для повыше­ния резкости необходимо изготавливать поглощающий контакт. Чтобы избежать этого и уменьшить соответствующие потери, изображение наблюдают с противоположной стороны, как это описано ниже [84].

Поперечное сечение мезаструктуры, изображение источника и профиль яркости показаны на рис. 6.38. Вдали от краев меза­структуры соотношение между внутренней и внешней светимо­стями такое же, как и для планарной конструкции, т. е.

Ко = Ко (0) (1 + R) = (-^-J Т (0) Lel (0) (1 + R). ' (6.84)

Мезаструктуры

Разрез по А-А

Рис. 6.37. Монолитный семиэлементный цифровой индикатор из GaP на меза-

структурах [91].

Однако, как показано на рис. 6.38, наиболее важной особен­ностью мезаструктуры является влияние ее краев на выход света из прозрачного источника. Край мезаструктуры наклонен под углом 0S ж 45°, что превышает угол полного внутреннего отражения 0с = 17,6°. Таким образом, направление распростра­нения светового потока большой плотности, идущего в плоскости р — л-перехода

Lei (90) = Lel (0) , (6.85)

при попадании на края мезаструктуры становится нормальным к поверхности, что приводит к появлению максимумов яркости L' по краям мезаструктуры. Поэтому источник света имеет такое изо­бражение, которое показано в нижней части рис. 6.38. Отсюда непосредственно получаются относительные значения яркостей

Lp (0) == Lt (0) -j-, (6.86)

LP (0) = <°> LP <°> = Й)2 T (°) MO) ■7'“ ■L'e(°y-7 TTR'■

(6.87)

Таким образом, главной особенностью мезаструктуры яв­ляется возникновение по краю полосок повышенной яркости в дополнение к обычному свечению из-за изменения направле­ния распространения интенсивного светового потока из плоско­сти прозрачного источника в сторону наблюдателя. Яркость этих дополнительных полос зависит от геометрии источника и в про­зрачных полупроводниках может быть очень высокой. С точки зрения индикаторов такое распределение яркости является идеальным, поскольку яркие краевые полоски обеспечивают вы­сокую резкость и хороший контраст изображения.

Мезаструктуры

Рис. 6.38. Люминесцентная мезаструктура при наблюдении со стороны под­ложки [84].

Показаны видимое изображение источника и профиль яркости изображения при на­блюдении перпендикулярно подложке.

Кроме того, в таких структурах коэффициент вывода света в 2—4 раза больше, чем в планарных приборах. Степень увели­чения коэффициента вывода зависит от размеров диода, угла наклона боковой грани мезаструктуры, коэффициента отраже­ния контактов, а главное от прозрачности полупроводникового материала. Поэтому такие структуры можно использовать только в приборах из непрямозонных полупроводников.

Оставить комментарий