Способ массового изготовления светодиодов Советский патент 1976 года по МПК H05B33/10 

На фиг. 1 показан цилиндр с полированной поверхностью из нелегированного высокоомного полупроводника; на фиг. 2 представлен полуцилиндр, который получается после того, как цилиндр, изображенный на фиг. 1, разрезан вдоль оси по плоскостям А-А и Б-Б; на фиг. 3 - полуцилиндр из нелегированного полупроводника с легированным низкоомнььм слоем того же типа проводимости, что и сам полуцилиндр; на фиг. 4 показана цилиндрическая заготовка с узкой полосой вдоль оси цилиндра; на фиг. 5 изображен светодиод, получающийся в результате разрезания на части длинного полуцилиндра; на фиг. 6 представлена схема включения светодиода.

Процесс изготовления светодиода состоит в следующем.

Поверхность слитка полупроводникового монокристалла, выращенного по одному из известных способов, подвергается сначала шлифовке, а затем полировке с тем, чтобы придать заготовке вид цилиндра (фиг. 1). Затем этот цилиндр разрезается на две части вдоль оси (фиг. 2). Для простоты дальнейшего рассмотрения будем считать, что исходный материал 1 имеет произвольную по величине проводимость rt-типа. В этом случае на плоской поверхности полуцилиндра создается .монокристаллический слой 2 также электронной нроводи.мости, но с требуемым значением удельного сопротивления (фиг. 3), а на него наносится слой с дыроч} ой проводимостью в виде узкой полосы вдоль оси цилиндра 3, после чего полуцилиндр разрезается на узкие полудиски.

На /9-и п-области наносятся омические контакты 4 и 5, соответственно к которым может быть осуществлена припайка проводников (фиг. 5). Каждый нолудиск может быть закреплен на металлическом держателе для улучшения теплоотвода.

При подаче на р - «-переход 6 смещающего напряжения источника 7 в области объе.мною заряда возникает свечение, которое выводится через полированную поверхность 8. Так как р - «-нереход, на котором возникает свечение, расположен па оси цилиндра, то большинство кванто,в света нодается на поверхность раздела воздух-полупроводник под углом, меньшим, чем угол полного внутреннего отражения, и поэтому выводится в окружающую среду. Это дает возможность увеличить КПД светодиода в несколько раз по сравнелию с ПЛОСКОЙ конструкцией.

Изобретение особенно целесообразно для

таких хрупких материалов, как сульфид и селенид цинка, хрупкость которых мешает обработке поверхности отдельного светодиода. К тому же эти материалы выращиваются в виде цилиндрических слитков разных диаметров так, что при небольшом поперечном сечении слитка он без дополнительной резки сразу может быть пущен па шлифовку и полировку. В том случае, когда диаметр слитка большой,

первопачально следует разрезать его на длинные параллелепипеды соответствующего поперечного сечения, которые затем шлифуются с целью придания им формы цилиндра. Слой л-типа с высокой проводимостью может быть

создан, например, диффузией А1 в парах цинка, или эпитаксией. Дырочный слой может быть получен вакуумным расныление.м широкозонных соединений с дырочной проводимостью.

Формула изобретения

1. Способ массового изготовления светодиодов с цилиндрической излучаюшей новерхностью, содержащих р - л-переходы и омические контакты к р-н «-областям, основаппый на использовании одной общей заготовки, разделяемой па отдельныесветодиоды, отличающийся тем, что, с целью удешевления

производства, используют заготовку в виде монокристаллического цилиндра, боковую иоверхность которого полируют и затем разрезают вдоль оси на два одинаковых нолуцилиндра, на плоской поверхности каждого из

этих полуцилиндров создают низкоомный полупроводниковый слой того же тина проводимости, что и у полуцилиндра, вслед за чем на не.м формируют в виде узкой нолоски вдоль оси цилиндра слой с проводимостью противоположного типа, после чего полуцилиндр разрезают на полудиски, на р-и п-области которых наносят омические контакты для присоединения внешних выводов. 2. Способ по п. 1, от л и ч а ю щ и и с я тем,

что в качестве материала для изготовления полуцилиндров используют монокристаллы соединений с «-проводимостью, а узкую полоску вдоль оси цилиндра изготовляют из широкозонного материала /9-проводимости.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полированный цилиндр изготовляют из сульфида цинка или селенида цинка с «-проводимостью и на него вдоль оси цилиндра наносят слой материала с р-проводимостью и

шириной запрещенной зоны не менее 3 эв.

/

--Д

А---/

xl

. -