Планарные структуры

Планарные цифровые и буквенно-цифровые индикаторы можно изготавливать на базе диффузионных р — «-переходов как из GaP [87], так и из GaAsi-xP* [88]. Семиполосковый цифровой индикатор зеленого цвета, описанный в работе [87], сформирован в одном эпитаксиальном слое, выращенном из жидкой фазы, с помощью низкотемпературной диффузии цинка через маску из нитрида кремния. Строение отдельной полоски показано на рис. 6.35, а. Если средний коэффициент отражения для заднего контакта равен R, то доля света, падающая нор­мально на контакт и отраженная от него обратно к передней поверхности, составляет RLvi(0). Яркость такого диода возрас­тает по сравнению со значением, соответствующим только пер­вому падению света на верхнюю поверхность [уравнение (6.80)], в 1 - j - R раз, т. е.

L'v0(Q) = Lv0(Q)( + R), (6.81)

так что соответствующий коэффициент вывода света становится равным [84]

(6.82)

Ло =

("о + nit

(1 + /?)(! - cos 0,),

Планарные структуры

Планарные структуры

Рис. 6.36. Схема (а) и разрез (б) диодного элемента монолитного буквенно­цифрового индикатора из GaAsi_*P* с 5X7 элементами [88].

В приведенных выражениях не учитываются потери на погло­щение в переднем контакте, а также увеличение коэффициента вывода из-за многократных отражений. Вклад многократных отражений может быть представлен в виде бесконечного ряда; тогда

Ь'л = LM (0) (I + R) [1 + |-* ], (6.83)

где R (0) = 1 — Т(0), а р — вероятность однократного прохож­дения через слой толщиной h и с коэффициентом поглощения а: р = e~'lh. Поглощение передним контактом можно учесть, вы­брав соответствующим образом величину среднего коэффициента отражения контакта R. В реальных приборах при R{0) = 0,287, R — 0,7 и р = 0,95 (h — 0,25 мм, а — 1 см-1) полная яркость L'0(0) приблизительно вдвое больше величины Lo0(0), опреде­ляемой однократным прохождением света через диод.

Конструирование индикаторов из прямозонных полупровод­ников проще в том отношении, что надо учитывать выход света только после первого падения на поверхность диода. На рис. 6.36 показаны основные элементы конструкции монолитного матрич­ного буквенно-цифрового индикатора из 5 X 7 элементов [88]. Свет, генерируемый в области под верхним контактом, пол­ностью поглощается. Для уменьшения площади р — я-перехода и соответствующего увеличения плотности тока в центральной части отдельных элементов, имеющих квадратную форму, р — я-переход отсутствует (рис. 6.36, а). Прибор изготавливает­ся двумя последовательными операциями диффузии в трой­ную п — р — я-структуру, выращенную газовой эпитаксией (рис. 6.36,6). Первая диффузия обеспечивает изоляцию рядов элементов, а вторая формирует излучающие свет р — я-пере­ходы. Области я-типа пяти элементов в строке соединены ме - : жду собой напыленным контактом из Au—Ge, Ni. Области і p-типа семи элементов в столбце соединены контактными до - : рожками из Ті—А1, соединенными с элементами через окна в пленке напыленной двуокиси кремния.

Планарные монолитные матричные буквенно-цифровые ин­дикаторы из GaP с 5X7 элементами можно изготавливать также селективной жидкостной эпитаксией [89, 90]. В высоко­омной подложке из GaP селективно выращиваются полоски GaP я-типа, легированного азотом и серой. Перпендикулярные им полоски р-типа можно изготовить с помощью еще одной се­лективной эпитаксии или диффузией через маску. Однако в силу ограничений, свойственных этому процессу (разд. 5.4), описан­ный метод не получил широкого распространения.

Оставить комментарий