Лазер-тиристор

 

Даний винахід відноситься до квантової електронної техніки, а точніше до імпульсних інжекційним лазерів.

Отримання керованої послідовності потужних лазерних імпульсів актуально для ряду практичних застосувань, зокрема в системах оптичного зв'язку у вільному просторі, лазерної локації, дальнометрии. Імпульсні джерела потужного лазерного випромінювання, засновані на твердотільних лазерах, відрізняються високою вартістю, низькою енергоефективністю, а також великими габаритами. Побудова оптичних систем на основі напівпровідникових кристалів дозволить знизити вартість і підвищити енергоефективність за рахунок низької собівартості і високого ККД лазерних наногетероструктур. Однак для таких випромінювачів немає простих рішень, в тому числі схемотехнічних, що дозволяють досягти необхідної швидкодії при високих потужностях імпульсного лазерного випромінювання і зберігають переваги напівпровідникових лазерів.

У відомих інжекційних лазерах можливість одержання керованої послідовності потужних лазерних імпульсів забезпечується за рахунок прямої струмового модуляції секції посилення, пропускаючи імпульсний струм, що генерується зовнішніми імпульс Ginolas, A., Einfeldt, S., Bugge, F., Erbert, G., and Tränkle, G., "Root Cause Analysis of Peak Power Saturation in PulsePumped 1100 nm Broad Area Single Emitter Diode Lasers", IEEE J. Quant. Electron. 46(5), 658-665 (2010)), включає AlGaAs/GaAs гетероструктур, що складається з активної області, розташованої в волноводном шарі, укладеному між широкозонним емітером n-типу і емітером p-типу провідності, а також Фабрі-Перо резонатор, полосковий контакт до емітером p-типу провідності, розміри якого обмежені довжиною Фабрі-Перо резонатора і шириною випромінюючої апертури. Відомий інжекційний лазер демонстрував генерацію оптичних імпульсів амплітудою до 100 Вт, тривалістю 300 нс, з частотою 1 кГц. Генерація оптичних імпульсів здійснювалася за рахунок прямої накачування імпульсами струму тривалістю 300 нс, частотою 1 кГц і амплітудою до 240 А.

Недоліком відомого інжекційного лазера є складність конструкції всієї системи лазер-джерело за рахунок необхідності використання зовнішнього потужного імпульсного джерела струму, генерація тільки досить довгих імпульсів (тривалість більше 100 нс).

Відомий інжекційний лазер (Hallman L. W., Haring K., Toikkanen L., Leinonen T., Ryvkin B. S., Kostamovaara J. T. "laser Compact pulser for TOF SPAD rangefinder application" Frontiers in Ultrafast Optics: Biomedical, Scientific, and Industrial Applications XII. Edited by Heisterkamp, Alexander; Meunier, Mich�області, розташованої в волноводном шарі, укладеному між широкозонним емітером n-типу і емітером p-типу провідності, а також Фабрі-Перо резонатор, полосковий контакт до емітером p-типу провідності, розміри якого обмежені довжиною Фабрі-Перо резонатора і шириною випромінюючої апертури. Відомий інжекційний лазер демонстрував генерацію оптичних імпульсів амплітудою 40 Вт, тривалістю 87 пс і максимальною частотою 20 кГц. Генерація оптичних імпульсів здійснювалася за рахунок прямої накачування імпульсами струму тривалістю 1.5 нс і амплітуди 15 А. Зменшення тривалості оптичного імпульсу і зниження амплітуди струму накачування вдалося досягти за рахунок використання ефекту модуляції добротності.

Недоліком відомого інжекційного лазера є складність конструкції всієї системи лазер-джерело з-за необхідності використання зовнішнього потужного генератора імпульсів струму у вигляді дискретного лавинного транзистора.

Відомий інжекційний лазер (див. J. Klamkin, R. K. Huang, J. J. Plant, M. K. Connors, L. J. Missaggia, W. Loh, G. M. Smith, K. G. Ray, F. J. o'donnell, J. P. Donnelly and P. W. Juodawlkis Directly modulated narrowband slab-coupled optical waveguide laser. - ELECTRONICS LETTERS, - 1st April 2010, Vol. 46, No.7, p.522-523), що включає AlGaAs/InGaAs гетероструктур, сформовану в ній секцію усилениялась через полосковий контакт шириною 5,7 мкм. Електричне обмеження формувалося за рахунок протруєному мезаканавок. Генерація оптичних імпульсів в напівпровідниковому лазері була отримана при накачуванні напівпровідникового лазера зовнішнім джерелом імпульсами струму амплітудою 2.3 А, тривалістю 35 нс і частотою 2 МГц. Пікове значення вихідної оптичної потужності склало 2.3 Вт.

До недоліків заявленого пристрою можна віднести невисоке значення пікової вихідної оптичної потужності, а також необхідність модуляції струму інжекції в області посилення, що вимагає збільшення амплітуди струму накачування для підвищення амплітуди вихідного оптичного сигналу.

Також існує інший підхід до вирішення задачі генерації потужних лазерних імпульсів. Підхід заснований на використанні інтегрованого в лазерну гетероструктур потужного ключа, що дозволяє керуючими сигналами малої потужності перемикати високу електричну потужність.

Відомий лазер-тиристор (Y. Tashiro et al Vertical to surface transmission electrophotonic device with selectable output light channels, Appl. Phys. Lett., 54(4), p.329-331 (1989)) реалізований конструкцією на основі тиристорної n-p-n-p структури, що забезпечує лазерну генерацію. Конструкція гетероструктури включала наступну послідовність шарів,�0∙1018см-3шар катода Al0.4Ga0.6As n-типу провідності, легований до концентрації 2∙1018см-3товщиною 1 мкм, шар Al0.2Ga0.75As p-типу провідності товщиною 5 нм, легований до концентрації 1019см-3перша частина хвилеводного шару на основі Al0.25Ga0.75As товщиною 0.3 мкм p-типу провідності з концентрацією 1015см-3, активна область на основі GaAs товщиною 0.1 мкм p-типу провідності з концентрацією 1015см-3друга частина хвилеводного шару на основі Al0.25Ga0.75As товщиною 0.1 мкм p-типу провідності з концентрацією 1015см-3шар затвора n-типу провідності на основі Al0.25Ga0.75As товщиною 0.5 мкм, легований до 1017см-3шар анода Al0.4Ga0.6As p-типу провідності легованого до концентрації 2∙1018см-3товщиною 1 мкм і контактний шар GaAs p-типу провідності легованого до концентрації 1019см-3товщиною 0.5 мкм.

Запропонована конструкція демонструвала ВАХ з характерною областю ОДС, при цьому напруга включення становило 4, включення здійснювалося за рахунок засвічення зовнішнім оптичним імпульсом. У включеному стані була про�м. Розроблена конструкція мала суцільні полоскова контакти з боку анода і катода, а форма кристала забезпечувала наявність дзеркал резонатора для лазерного випромінювання.

Недоліком є те, що необхідний зовнішній оптичний джерело керуючого сигналу, що ускладнює конструкцію, а також низькі значення потужності лазерного випромінювання.

У патенті US 005204871 A запропонована конструкція оптотиристора, забезпечує розповсюдження світла, в тому числі і лазерного у вибраному напрямку. Пропонована конструкція щонайменше складається з підкладки, першого емітера, першою області, обмежує носії заряду, першого внутрішнього гетероперехода, формує бар'єр, першою області бази, другий області бази, другого внутрішнього гетероперехода, формує бар'єр, другий області обмежує носії заряду, другого емітера, де частини першого емітера і другої базової області одного типу провідності, а частини другого емітера і першої базової області протилежного типу провідності, де перший і другий емітери і перший і другий внутрішні гетеропереходи, формують бар'єри, перша і друга базові області разом формують єдиний оптичний резонатор в спрямо�текание електричного струму, який направлений через запропоновану конструкцію приладу.

Недоліком запропонованої конструкції є низькі значення струмів до 50 мА, які пропускає прилад.

У патенті ЄР 0273344 запропонований n-p-n-p лазер-тиристор, що включає область анода, область катода і базову область, яка розташована між анодом і катодом. Базова область складається з p-бази, що покриває катодну область і з першого по третій шари n-базового шару. При цьому перший шар n-бази покриває шар p-бази, третій шар n-бази покриває область анода. Області анода і катода виготовлені з більш широкозонних матеріалів, ніж перший і третій шари n-бази, а другий шар n-бази має меншу ширину забороненої зони, ніж перший і третій шари n-бази, так що поліпшуються характеристики оптичного зв'язку (зовнішнього оптичного накачування) і реалізується висока вихідна оптична потужність.

Недоліком даного винаходу є необхідність використання зовнішньої накачування, що ускладнює кінцевий прилад за рахунок включення додаткових елементів і необхідність їх тонкої юстування, а також занадто тонка область поглинання зовнішньої оптичної накачки, що потребує великих потужностей керуючих сигналів.

Найбільш близьким Rozhkov A. V., Pikhtin N. A., Tarasov I. S., Bagaev T. A., Zverkov M. V., Konyaev V. P., Kurniavko Y. V., Ladugin M. A., Marmalyuk A. A., Padalitsa A. A., Simakov V. A. High-Power Pulse Semiconductor Laser-Thyristor Emitting at 900-nm Wavelength, Photonics Technology Letters, IEEE Volume: 25, Issue: 17 p.1664-1667 (2013)), що включає вирощену на основі гетероструктур AlGaAs/GaAs, що містить катодну область, включає широкозонний шар Al0.35Ga0.65As n-типу провідності товщиною 0.5 мкм, підкладки GaAs n-типу провідності, анодну область, включає контактний шар GaAs p-типу провідності товщиною 0.4 мкм, широкозонний шар Al0.35Ga0.65As p-типу провідності товщиною 1.9 мкм, що одночасно є шаром оптичного обмеження лазерної гетероструктури і емітером, інжектується дірки в активну область, першу базову область, розташовану з боку широкозонного шару катодній області, що включає шар GaAs p-типу провідності товщиною 2.5 мкм, другу базову область, розташовану з боку широкозонного шару анодної області, що включає широкозонний шар Al0.35Ga0.65As n-типу провідності товщиною 1.9 мкм, що одночасно є шаром оптичного обмеження лазерної гетероструктури і емітером, інжектується електрони в активну область, шар GaAs n-типу провідності товщиною 2 мкм, волноводную область, розташовану ної 0.4 мкм, в якому розташована квантоворазмерная активна область InGaAs товщиною 9 нм. Перша базова область межує безпосередньо з другою базовою областю з боку узкозонного шару n-GaAs, формуючи тим самим колекторний p-n перехід. Ширина забороненої зони квантоворозмірних шарів активної області та першої базової області забезпечує поглинання частини спонтанного випромінювання активної області в першій базової області. Також відомий лазер-тиристор включає оптичний Фабрі-Перо резонатор, перший омічний контакт до анодної області, сформований з боку контактного шару GaAs p-типу провідності і формує область інжекції через активну область, другий омічний контакт до катодній області, сформований з боку підкладки GaAs n-типу провідності, мезаканавку, витравленную на глибину, що дорівнює сумі товщин шарів анодної хвилеводної областей та широкозонного шару другої базової області, розташовану вздовж першого омічного контакту, третій омічний контакт, до шару шар GaAs n-типу провідності другої базової області, розташований на дні мезаканавки.

Відомий лазер-тиристор забезпечує генерацію потужних лазерних імпульсів без використання зовнішніх потужних імпульсних р�стану при додатку малосигнального струму управління до секції управління через третій омічний контакт. В результаті була продемонстрована можливість генерації лазерних імпульсів амплітудою 28 Вт при напрузі постійного джерела живлення 14 В і амплітуді керуючого сигналу від 20 А/см2до 210 А/см2. Тривалість лазерного імпульсу становила 300 нс.

Недоліком запропонованої конструкції є низька ефективність оптичного зв'язку (передачі діркового струму анода), у результаті надлишкова концентрація фотогенерованих дірок у першій базової області низька, що обмежує максимальний струм через структуру і максимальну випромінену оптичну потужність. Також низька ефективність зворотного оптичного зв'язку веде до збільшення амплітуди струму управління. Низька ефективність зворотного оптичного зв'язку обумовлена наявністю узкозонного шару n-GaAs у другій базової області, поглинає значну частину спонтанного випромінювання активної області, що веде до зменшення концентрації фотогенерованих дірок у першій базової області, а також надмірної товщиною шару першої базової області p-GaAs, яка істотно більша за товщину області об'ємного заряду колекторного p-n переходу, що веде до зниження градієнта концентрації фотогенерованих дірок і як следствиения було розробка такої конструкції лазера-тиристора, яка б забезпечувала збільшення пікової вихідної оптичної потужності і зниження амплітуди сигналу управління.

Поставлена задача вирішується тим, що лазер тиристор включає вирощену на підкладці n-типу провідності гетероструктур, що містить катодну область, включає широкозонний шар n-типу провідності, підкладку n-типу провідності, анодну область, включає контактний шар p-типу провідності, широкозонний шар p-типу провідності, що одночасно є шаром оптичного обмеження лазерної гетероструктури і емітером, інжектується дірки в активну область, першу базову область, розташовану з боку широкозонного шару катодній області, що включає шар p-типу провідності, другу базову область, розташовану з боку широкозонного шару анодної області, що включає широкозонний шар n-типу провідності, що одночасно є шаром оптичного обмеження лазерної гетероструктури і емітером, інжектується електрони в активну область, волноводную область, розташовану між анодної областю і другий базовою областю, що включає нелегований шар, в якому розташована активна область, що складається щонайменше з одного квантоворазмванний з боку контактного шару і формує область інжекції через активну область, другий омічний контакт до катодній області, сформований з боку підкладки, мезаканавку, дотравленную до другої базової області, розташовану вздовж першого омічного контакту, третій омічний контакт, до другої базової області, розташований на дні мезаканавки. Параметри матеріалів шарів першої та другої базових областей задовольняють наступним виразами

EB1_MAXEAR

EB2_MINEAR+3kT,

де EAR- ширина забороненої зони активної області (ев);

k - постійна Больцмана;

T - температура активної області (До);

EB2_MIN- мінімальна ширина забороненої зони шару другий базовій області (ев);

EB1_MAX

DB1P+0.5·10-4

ΔP=20NDq(NA+ND)NA(ϕCUMAX)

де DB1- товщина першої базової області (см);

ΔP- товщина області об'ємного заряду колекторного p-n переходу при максимальній напрузі (см);

NA, ND, - концентрації акцепторів і донорів в першій і другій базової області відповідно (см-3);

∈ - діелектрична проникність першої базової області (відн. од.);

0=8.85·10-14Ф/см - діелектрична постійна;

φC- контактна різниця потенціалів колекторного переходу (В);

q=1.6·10-19Кл - заряд електрона

UMAX- максимальна робоча напруга на лазері-тиристорі в закритому стані (В).

Заявляється лазер-тиристор пояснюється кресленнями, де

на фіг.1 зображено известнлучения активної області відомого лазера-тиристора відн. од. - крива 1; спектр поглинання першої базової області відомого лазера-тиристора (αB1) відм. од. - крива 2; спектр поглинання другої базової області відомого лазера-тиристора (αB2) відм. од. - крива 3;

на фіг.4 показано спектр спонтанного випромінювання активної області заявляється лазера-тиристора відн. од. - крива 4; спектр поглинання першої базової області заявляється лазера-тиристора (αB1) відм. од. - крива 5; спектр поглинання другої базової області заявляється лазера-тиристора (αB2) відм. од. - крива 6.

Відомий лазер-тиристор (див. фіг.1) містить катодну область 1, що включає підкладку n-типу провідності 1, широкозонний шар n-типу провідності 3, анодну область 4, що включає контактний шар p-типу провідності 5, широкозонний шар p-типу провідності 6, одночасно є шаром оптичного обмеження лазерної гетероструктури і емітером, інжектується дірки в активну область 13, першу базову область 7, розташовану з боку широкозонного шару катодній області 1, що включає шар p-типу провідності 8, другу базову область 9, розташовану з боку широкозонного шару анодної області 4, включає широкозонний шар n-типу провідності 10, одновременв активну область 13, шар n-типу провідності 11, волноводную 12 область, розташовану між анодної областю 4 і другий базовою областю 9, що включає квантово-розмірну активну область 13, оптичний Фабрі-Перо резонатор, утворений природно сколеній гранню 14 з нанесеним покриттям, що просвітлює і природно сколеній гранню 15 з нанесеним відбиваючим покриттям, перший омічний контакт 16 до анодної області 4, сформований з боку вільної поверхні контактного шару 5 p-типу провідності і формує область інжекції через активну область 13, другий омічний контакт 18 до катодній області 1, сформований з боку вільної поверхні підкладки 2 n-типу провідності, мезаканавку 19, витравленную до другої базової галузі 9, розташовану вздовж першого омічного контакту 16, третій омічний контакт 20 до другої базової галузі 9, розташований на дні мезаканавки 19.

Пропонований інжекційний лазер (див. фіг.2) містить катодну область 1, що включає підкладку n-типу провідності 2, широкозонний шар n-типу провідності 3, анодну область 4, що включає контактний шар p-типу провідності 5, широкозонний шар p-типу провідності 6, одночасно є шаром оптичного обмеження лазерної �ю з боку широкозонного шару катодній області 1, включає щонайменше один шар p-типу провідності 8, другу базову область 9, розташовану з боку широкозонного шару анодної області 4, що включає щонайменше один широкозонний шар n-типу провідності 10, одночасно є шаром оптичного обмеження лазерної гетероструктури і емітером, інжектується електрони в активну область 13, волноводную 12 область, розташовану між анодної областю 4 і другий базовою областю 9, що включає квантово-розмірну активну область 13, оптичний Фабрі-Перо резонатор, утворений природно сколеній гранню 14 з нанесеним покриттям, що просвітлює і природно сколеній гранню 15 з нанесеним відбиваючим покриттям, перший омічний контакт 16 до анодної області 4, сформований з боку вільної поверхні контактного шару p-типу провідності 5 формує область інжекції через активну область 13, другий омічний контакт 18 до катодній області 1, сформований з боку вільної поверхні підкладки 2 n-типу провідності, мезаканавку 19, витравленную до другої базової галузі 9, розташовану вздовж першого омічного контакту 16, третій омічний контакт 20, до другої базової галузі 9, розташований на дні мезаканав�ективности передачі струму дірок із анодної області в першу базову область допомогою збільшення частки поглиненої спонтанного випромінювання активної області в першій базової області.

Тиристорні структури формуються на основі структур з трьома p-n переходами. Конструкція пропонованої гетероструктури потужного лазера-тиристора заснована на використанні базової лазерної подвійної гетероструктури роздільного обмеження, що забезпечує ефективну генерацію потужного лазерного випромінювання. Подвійна гетероструктура роздільного обмеження включає широкозонні емітери n - і p-типу провідності, инжектирующие електрони і дірки, відповідно, в активну область і одночасно є шарами оптичного обмеження, розташовану між широкозонними емітером волноводную область, в яку поміщена активна область. Результатом використання такої гетероструктури є одностороння інжекція. Тоді загальний струм через структуру визначається струмом випромінювальної рекомбінації в активній області. В цьому випадку струм дірок, інжектованих з p-емітера в n-емітер, є утечним і для ефективних лазерних гетероструктур прагне до нуля. Аналогічна ситуація для струмів електронів. Малі величини струмів витоку, порівняно з загальним струмом випромінювальної рекомбінації, підтверджуються експериментальними значеннями внутрішнього квантового виходу, близькими до 100%.

Інтеграція тиристорного ключа в лазерну гетероструктур пригнічує можливість передачі електричної діркового струму анодної області в першу базову область з-за ефекту односторонньої інжекції. Необхідно відзначити, що наскрізний струм електронів з катодної області у другу базову область забезпечується в результаті відсутності бар'єрів у зоні провідності на кордоні гетеропереходів. Передача діркового струму анодної області може бути забезпечена за рахунок поглинання в першій базової області випромінювання, генерованого активною областю (фіг.3 крива 1, 2; фіг.4 крива 4, 5). Питання розташування лазерної гетероструктури вирішувалось виходячи з дифузійних механізмів протікання струмів. Т. к. дірки характеризуються меншими подвижностями, то для забезпечення наскрізного струму був обраний струм електронів. Тоді лазерна гетероструктура формується анодної областю і другий базовою областю, а також хвилеводної областю, розташованої між ними. Для еф�наступна вимога. Спектр поглинання першої базової області повинен перекривати спектр спонтанного випромінювання активної області лазерної частини гетероструктури (фіг.3 крива 4, 5). Дана умова виконується, коли ширина забороненої зони квантово-розмірної активної області більше максимальної ширини забороненої зони першої базової області.

Оскільки струм електронів з катодної області, протікає через першу базову область, а значить і повний струм через лазер-тиристор визначається дифузійним механізмом, то максимальна амплітуда струму залежатиме від градієнта концентрації надлишкових носіїв в електронейтральної частини першої базової області (в загальному випадку частина товщини першої базової області припадає на область об'ємного заряду колекторного p-n переходу, а частина, що залишилася, є електронейтральної). Колекторний p-n-перехід - це p-n перехід, сформований на межі першої і другої базових областей. Це означає, що зворотна напруга на колекторному p-n переході зменшує товщину електронейтральної області, що веде до збільшення градієнта концентрації і амплітуди протекаемого струму. Т. к. інші p-n переходи зміщені у прямому напрямку, то напруга на колекторному переході одно н�ладиваемого напруги обмежена ефектом змикання p-n переходів, коли область об'ємного заряду першої базової області зрівняється з її товщиною. Щоб ефект змикання p-n переходів залишався нечутливим до зовнішніх флуктуацій, необхідно, щоб товщина першої базової області була на 0.5 мкм більше товщина області об'ємного заряду колекторного p-n переходу (ΔP) при максимальному робочому напрузі (UMAX). У свою чергу UMAXне може перевищувати напруга лавинного пробою.

Таким чином, чим більша кількість накопичених надлишкових фотогенерованих дірок у першій базової області і менше товщина залишилася квазинейтральной частини першої базової області при даному робочому напрузі в закритому стані, тим вище градієнт концентрації і більше амплітуда струму через лазер-тиристор. Видно, що найбільша кількість надлишкових фотогенерованих дірок, накопичених у першій базової області, можливо у разі мінімального поглинання випромінювання з активної області, що поширюється в сторону першої базової області, в інших шарах гетероструктури, а саме у другій базової області. У відомому лазері-тиристорі у другій базової області існує шар, спектр поглинання якого перекривається зі спектром спонтанного і струму анодної області. У пропонованому лазері-тиристорі друга базова область формується з прошарків, спектри поглинання яких не перекриваються зі спектром спонтанного випромінювання активної області (фіг.4 крива 4, 6), що дає максимальну ефективність оптичної передачі діркового струму анодної області в першу базову область. Т. к. ширина спектру спонтанного випромінювання обмежена енергетичним діапазоном 3 кТ, то достатньо, щоб мінімальна ширина забороненої зони шару другої базової області на 3 кТ перевищувала ширину забороненої зони активної області.

Цей лазер-тиристор працює наступним чином. Лазер-тиристор паралельно з ємністю підключається до постійного джерела напруги. До першого 16 і другого 18 омічного контакту прикладалася різниця потенціалів, що відповідає обраному максимальному робочому напрузі, так що позитивний потенціал відповідав анодної області 4, а негативний - катодній області 1, при цьому лазер-тиристор перебував у закритому стані. На першому етапі відбувалася зарядка конденсатора від зовнішнього джерела напруги, при цьому лазер-тиристор перебував у вимкненому стані з нескінченно високим опором. На другому етапі подачею упраризуемое малим послідовним опором, що забезпечувало протікання в ланцюзі струму тиристора розрядки конденсатора. Для включення лазера тиристора до третього омічного контакту 20 прикладався керуючий сигнал, що забезпечує пряме зміщення лазерного гетероструктури. При протіканні струму конденсатор розряджається, що формує імпульс струму і оптичної потужності.

Приклад

За базову лазерну гетероструктур візьмемо конструкцію, представлену в роботі (Д. А. Винокуров, А. В. Лютецкий, Д. Н. Миколаїв, В. О. Шамахов, К. В. Бахвалов, В. О. Васильєва, Л. С. Вавілова, М. Р. Растегаева, В. С. Тарасов. Характеристики лазерних діодів, випромінюючих на довжині хвилі 850 нм, з різними способами компенсації внутрішніх механічних напруг у гетероструктурі AlGaAs(P)/GaAs, ФТП, 2013, том 47, випуск 8, стор 1078-1081), що включає широкозонний емітер N-типу провідності на основі шару Al0.4Ga0.6As, легований кремнієм до концентрації 8∙1017см-3,і P-типу провідності на основі шару Al0.4Ga0.6As, легований магнієм до концентрації 2∙1018см-3товщина кожного емітера 1.5 мкм, контактний шар p-типу провідності на основі шару GaAs, легований магнієм до концентрації 2∙1019см-3товщиною 0.3 мкм, нелегиой 10.5 нм. За рахунок ефектів розмірного квантування ширина забороненої зони активної області зміщена в короткохвильову область і відповідає енергії 1.459 ев. Анодна область сформована на основі широкозонного емітера P-типу провідності і контактного шару p-типу провідності. Видно, що різниця ширини заборонених зон широкозонного емітера n-типу провідності на основі Al0.4Ga0.6As (ширина забороненої зони 1.97 ев) і активної області складає 0.511 ев, що істотно більше 3 кТ (при кімнатній температурі кТ=25 мев). Це означає, що друга базова область, включає тільки широкозонний емітер N-типу провідності на основі Al0.4Ga0.6As, не поглинає спонтанне випромінювання активної області і забезпечує максимальну оптичну зв'язок з першою базовою областю. Матеріал першої базової області на основі шару GaAs p-типу провідності має ширину забороненої зони 1.43 ев, що менше, ніж ширина забороненої зони активної області, а значить, перша базова область, виконана на основі шару GaAs p-типу провідності, забезпечить максимальне поглинання спонтанного випромінювання активної області. При максимальному робочому напрузі UMAX=15 В і концентрації легуючої домішки для першого ба�іі акцепторів у першій базової області;

ND=8·1017см-3- концентрації донорів в другій базової області;

∈=13.3 - діелектрична проникність першої базової області;

0=8.85·10-14Ф/см - діелектрична постійна;

φC=1.34 В - контактна різниця потенціалів p-n переходу між першою і другою базовою областю;

q=1.6·10-19Кл - заряд електрона;

ΔP=1.44 мкм - товщина області об'ємного заряду в першій базової області;

DB1=1.94 мкм товщина першої базової області.

Колекторна область виконана на основі шару Al0.4Ga0.6As N-типу провідності, товщиною 0.5 мкм, легованого кремнієм до концентрації 8∙1017см-3. Довжина Фабрі-Перо резонатора взята 1.5 мм, коефіцієнт відбиття просвітлюючого покриття 5% на природно сколеній грані 14, коефіцієнт відбиття відбиваючого покриття 95% на природно сколеній межі 15. Ширина першого 16 і третього омічного контакту 20 обрана 200 мкм, що забезпечує технологічну простоту монтажу електричного контакту. Глибина мезаканавки 19 складає 3.8 мкм, що забезпечує можливість формування третього омічного контакту 20 до другої базової області 9.

Режим генератора лазерних імпульсів реализуетсстью 1 мкФ (Slipchenko S. O., Podoskin A. A, Rozhkov A. V., Pikhtin N. A., Tarasov I. S., Bagaev T. A., Zverkov M. V., Konyaev V. P., Kurniavko Y. V., Ladugin M. A., Marmalyuk A. A., Padalitsa A. A., Simakov V. A. High-Power Pulse Semiconductor Laser-Thyristor Emitting at 900-nm Wavelength, Photonics Technology Letters, IEEE Volume: 25, Issue: 17, p.1664-1667 (2013)). Далі до першого і другого омічного контакту прикладалася різниця потенціалів, що відповідає обраному максимальному робочому напрузі 15, так що позитивний потенціал відповідав анодної області 4, а негативний катодній області 1, при цьому лазер-тиристор перебував у закритому стані. На першому етапі відбувалася зарядка конденсатора від зовнішнього джерела напруги, при цьому лазер-тиристор перебував у вимкненому стані з нескінченно високим опором. На другому етапі поданням керуючого імпульсу лазер-тиристор переводився у відкритий стан, що характеризується малим послідовним опором, що забезпечувало протікання в ланцюзі струму тиристора розрядки конденсатора. При протіканні струму конденсатор розряджається, що формує імпульс струму і оптичної потужності. Для включення лазера тиристора до третього омічного контакту 20 прикладався керуючий сигнал, що забезпечує пряме зміщення p-n переходу лазерної гетероструктури. Амплітуда сигналу, що управляє, обси амплітудою 50 Вт, тривалістю до 200 нс.

1. Лазер-тиристор, що включає вирощену на підкладці n-типу провідності гетероструктур, що містить катодну область, включає щонайменше один широкозонний шар n-типу провідності, підкладку n-типу провідності, анодну область, включає контактний шар p-типу провідності, щонайменше один широкозонний шар p-типу провідності, щонайменше один з яких одночасно є шаром оптичного обмеження лазерної гетероструктури і емітером, інжектується дірки в активну область, першу базову область, розташовану з боку широкозонного шару катодній області, включає щонайменше один шар p-типу провідності, другу базову область, розташовану з боку широкозонного шару анодної області, що включає щонайменше один широкозонний шар n-типу провідності, щонайменше один з яких одночасно є шаром оптичного обмеження лазерної гетероструктури і емітером, інжектується електрони в активну область, волноводную область, розташовану між анодної областю і другий базовою областю, що включає нелегований шар, в якому розташована активна область, що складається щонайменше з одногласти, сформований з боку контактного шару і формує область інжекції через активну область, другий омічний контакт до катодній області, сформований з боку підкладки, мезаканавку, дотравленную до другої базової області, розташовану вздовж першого омічного контакту, третій омічний контакт, до другої базової області, розташований на дні мезаканавки, відрізняється тим, що параметри матеріалів шарів першої та другої базових областей задовольняють наступним виразами
EB1_MAX≤EAR
EB2_MIN≥EAR+3·k·T,
де EAR- ширина забороненої зони активної області (ев);
k - постійна Больцмана;
T - температура активної області (До);
EB2_MIN- мінімальна ширина забороненої зони шару другий базовій області (ев);
EB1_MAX- максимальна ширина забороненої зони шару першої базової області (ев);
а для товщини першої базової області виконується рівність
DB1P+0.5·10-4
ΔP=20NDq(NA+ND)� AX)
де DB1- товщина першої базової області (см);
ΔP- товщина області об'ємного заряду колекторного p-n переходу при максимальній напрузі (см);
NA, ND- концентрації акцепторів і донорів в першій і другій базової області відповідно (см-3);
∈ - діелектрична проникність першої базової області (відн. од.);
0=8.85·10-14Ф/см - діелектрична постійна;
φC- контактна різниця потенціалів колекторного переходу (В);
q=1.6·10-19Кл - заряд електрона;
UMAX- максимальна робоча напруга на лазері-тиристорі в закритому стані (В).

2. Лазер-тиристор за п. 1, який відрізняється тим, що легована область містить як легуючої домішки n-типу провідності елемент, вибраний з групи: Si, Ті, Ge, Sn, або їх комбінацію.

3. Лазер-тиристор за п. 1, який відрізняється тим, що легована область містить як легуючої домішки p-типу провідності елемент, вибраний з групи: c, S, Mg, Be, Zn, або їх комбінацію.

4. Лазер-тиристор за п. 1, який відрізняється тим, що гетероструктура виконана в системі твердих розчинів A3B5.



 

Схожі патенти:

Напівпровідниковий джерело випромінювання на длиннопробежних поверхневих плазмонах

Використання: джерело випромінювання. Суть винаходу полягає в тому, що джерело випромінювання включає активний шар з напівпровідникового матеріалу, багатошарову структуру з періодично шарами, що чергуються з різними показниками заломлення, електричні контакти - верхній і нижній, верхній являє собою тонку металеву плівку завтовшки від 3 нм до 30 нм, розташовану над даними активним шаром на відстані не більше 70 нм, товщини шарів у цій багатошаровій структурі і товщина цієї тонкої металевої плівки вибрані таким чином, щоб дана структура підтримувала длиннопробежное поширення поверхневих плазмонів уздовж її поверхні, причому ефективний показник заломлення такого поширення був близький до показника заломлення зовнішнього середовища. Технічний результат: забезпечення можливості збільшення інтенсивності вихідного випромінювання, поліпшення просторових і частотних характеристик випромінювання, спрощення конструкції при виробництві напівпровідникових джерел випромінювання. 3 з.п. ф-ли, 5 іл.

Інжекційний лазер

Використання: для генерації лазерного випромінювання. Суть винаходу полягає в тому, що інжекційний лазер включає напівпровідникову гетероструктур, що містить хвилеводних шар, укладений між верхнім і нижнім широкозонними емітером відповідно p - і n-типу провідності, які одночасно є обмежувальними шарами, з активною областю, яка складається щонайменше з одного квантово-розмірного активного шару, оптичного резонатора Фабрі-Перо і полоскового омічного контакту, під яким розташована область інжекції, причому у верхньому емітер p-типу провідності в області омічного контакту виконані мезаканавки довжиною, рівної або меншої ширини омічного контакту, і еквідистантно розташовані з періодом, визначаються згідно заданому співвідношенню. Мезаканавки у поперечному перерізі виконані у формі клина, одна з граней якого перпендикулярна осі оптичного резонатора Фабрі-Перо, а друга грань нахилена назовні під кутом 25-60 градусів до площини першої грані мезаканавки. Технічний результат: забезпечення можливості генерації інжекційним лазером звуженого спектру випромінювання. 3 іл.

Інжекційний лазер з многоволновим модульованим випромінюванням

Використання: для керування лазерним випромінюванням. Суть винаходу полягає в тому, що інжекційний лазер з многоволновим модульованим випромінюванням на основі гетероструктури містить перший оптичний Фабрі-Перо резонатор, обмежений з одного боку першим відбивачем, з іншого боку першим розподіленим Бреггівським дзеркалом, формують другий відбивач, другий оптичний Фабрі-Перо резонатор, обмежений з одного боку першим відбивачем, з іншого боку третім відбивачем, секцію посилення, загальну область посилення, секцію управління, область поглинання, перший омічний контакт, другий омічний контакт, третій омічний контакт, елемент, що забезпечує електричну ізоляцію, перший оптичний Фабрі-Перо резонатор оптично зв'язаний з другим оптичним Фабрі-Перо резонатором через частину хвилеводного шару, при цьому відбивачі формують такі спектри оптичних втрат на вихід, при яких виконується задана умова. Гетероструктура інжекційного лазера з многоволновим модульованим випромінюванням включає хвилеводних шар, укладений між широкозонним емітером p-типу провідності і широкозонним емітером n-типу провідності, активну область, забезпечення можливості зміни вихідної оптичної потужності, довжини хвилі генерації, заужение спектру лазерної генерації, підвищення енергетичної ефективності, зниження часу включення і виключення випромінюваних лазерних імпульсів. 6 з.п. ф-ли, 4 іл.

Напівпровідниковий підсилювач оптичного випромінювання

Використання: посилення оптичного випромінювання. Суть винаходу полягає в тому, що напівпровідниковий підсилювач оптичного випромінювання включає гетероструктур, виражену на підкладці n-типу провідності, що складається з широкозонних емітерів n-типу провідності і p-типу провідності, хвилеводних шар, активну область, включає щонайменше один квантово-розмірний активний шар, межі, що обмежують кристал в напрямку поперек верствам гетероструктури, перший омічний контакт на зовнішній стороні підкладки і щонайменше один другої омічний контакт, розташований з боку емітера p-типу провідності і формує область посилення і область інжекції, область поглинання, розташовану за межами області посилення, при цьому області посилення та області поглинання оптично зв'язані щонайменше через частину хвилеводного шару, загального для областей посилення і поглинання, до області поглинання сформований щонайменше один третій омічний контакт, розташований з боку емітера р-типу провідності і геометричні розміри якого визначають згідно заданому співвідношенню. Електрична ізоляція другого омічного контакту і третього омічного контакту обеспьтат: забезпечення можливості спрощення технології процесів, збільшення оптичної потужності вхідного лазерного імпульсу. 1 з.п. ф-ли, 3 іл.

Спосіб створення межз'єднань в напівпровідникових лазерах

Винахід відноситься до технології виробництва напівпровідникових лазерів. Спосіб складання напівпровідникових лазерів включає захоплення лінійки лазерних діодів вакуумним інструментом, фіксування лінійки на контактній площадці тепловідведення, стиснення, нагрів в середовищі інертно-відновного газу, витримку при температурі вище температури утворення багатофазного евтектичного межсоединения і охолодження отриманого блоку. При цьому в процесі охолодження блоку між сполучаються поверхнями в об'ємі рідкого евтектичного межсоединения створюється температурний градієнт, вектор якого спрямований перпендикулярно з'єднуються площинах і паралельно напрямку зростання кристалізуються фаз. Технічний результат полягає в зниженні напруженості та підвищення теплопровідності в лазерної лінійки. 5 іл.

Спосіб контролю внутрішнього квантового виходу напівпровідникових світлодіодних гетероструктур на основі gan

Винахід відноситься до вимірювальної техніки, зокрема до способів тестування параметрів планарних напівпровідникових світлодіодних гетероструктур (ППСГ) на основі GaN. Спосіб включає опромінення світловипромінюючий напівпровідникової гетероструктури пучком електронів і порушення катодолюминесценции, причому порушення катодолюминесценции здійснюють опроміненням в імпульсному режимі з тривалістю імпульсу 10 нс до 400 нс. Енергію електронів забезпечують переважно 18 кев і вище. Технічний результат полягає у зменшенні впливу неоднорідності іонізаційних втрат і в усуненні деградації активних верств ППСГ при вимірах. 2 іл.

Спосіб виготовлення тонкоплівкового напівпровідникового лазера на основі тонкої багатопрохідним випромінюючої p-n-гетероструктури

Винахід відноситься до технології виготовлення тонкоплівкових напівпровідникових лазерів на основі багатопрохідних р-n-гетероструктур

Спосіб отримання ізолюючих шарів напівпровідникових лазерних діодах і лінійках

Винахід відноситься до технології виробництва напівпровідникових лазерних діодів і лінійок

Пристрій напівпровідникового лазера з зовнішнім резонатором з можливістю безперервної перебудови частоти

Винахід відноситься до лазерної техніки і може бути використане для атомної спектроскопії та метрології

Джерело випромінювання із змінним спектром

Винахід відноситься до оптоелектроніці і може бути використане для розробок і виробництва високоефективних джерел з керованим спектром випромінювання. Джерело випромінювання виконаний у вигляді двох тонких (менше 0,5 мм) пластин з термостійкого скла, склеєних вакуумплотно по периметру, на які нанесені плівкові електроди, на одній - прозорий, з іншого - відбиває. Між пластинами щільно до них приєднана микроканальная пластина (МКП) з нанесеними не суцільним шаром на полупроводящую поверхню її каналів нанопорошками люмінофорів і емітера електронів. У МКП відбувається емісія електронів, посилення їх потоку і катодолюмінісценція (випромінювання). До пластини з прозорим електродом з зовнішньої сторони від корпуса приєднана знімна прозора пластина з нанесеним всередині неї або на її поверхні нанопорошком матеріалу з властивістю спектрального перетворення випромінювання. Мікроканали МКП, мають довжину L і діаметр w, нахилені під кутом φ до ліній поля від прикладеної між плівкових електродів постійного або змінного напруги V так, що чинне на ділянках каналу напруга, яка оцінюється формулою V(w/L)tgφ, встановлюється в залежності від властивостей вибраних лспектральними характеристиками, підвищення ефективності електронно-фотонних та електро-оптичних перетворень. 4 іл.

Світлодіодна лампа

Винахід відноситься до галузі світлотехніки і може бути використане при виготовленні джерел світла, що використовуються у складі світлотехнічного обладнання для загального та місцевого зовнішнього та внутрішнього освітлення. Технічним результатом є зменшення осьових габаритів лампи та поліпшення умов теплообміну між платою світлодіодів і навколишнім середовищем. Світлодіодна лампа містить опуклий розсіювач, плату зі світлодіодами, встановлену з торцевого боку полого радіатора, і засіб з'єднання з ланцюгом електроживлення, розміщений в порожнині радіатора. Технічний результат досягається за рахунок того, що в порожнині радіатора розміщений тонкостінний циліндр, виконаний з теплопровідного електроізоляційного матеріалу. Між платою і згаданим циліндром з можливістю теплообміну встановлена металева діафрагма, при цьому на нижньому підставі тонкостінного циліндра виконано засіб з'єднання з ланцюгом електроживлення. 2 з.п.ф-ли, 2 іл.

Освітлювальний пристрій

Винахід відноситься до осветительному пристрою, який містить матеріал (2) для перетворення первинного світла (4) у вторинний світло (5), при цьому матеріал (2) для перетворення містить перетворює фотолюминесцентний матеріал (15), який деградує до непреобразующего фотолюминесцентного матеріалу з часом, коли матеріал (2) для перетворення висвітлюється первинним світлом (4). Матеріал (2) для перетворення пристосований так, що, коли матеріал (2) для перетворення висвітлюється первинним світлом (4), відносне зниження концентрації перетворюючого фотолюминесцентного матеріалу (15) в матеріалі (2) для перетворення більше, ніж відносне зниження інтенсивності вторинного світла (5). Це дозволяє осветительному пристрою забезпечувати лише трохи знижену поглощательную здатність для первинного світла, навіть якщо більша частина фотолюминесцентного матеріалу обесцветилась, і, отже, більш тривалий термін експлуатації, при одній і тій же чи трохи зниженій інтенсивності вторинного світу. 3 н. і 12 з.п. ф-ли, 18 іл.

Світлодіод і спосіб його виготовлення

Світлодіод містить підкладку, світловипромінювальну структуру, перший електрод, другий електрод. На підкладці виконаний електропровідний, прозорий для випромінюваного світла U-подібний підвіс для світловипромінюючий структури. Підвіс лежить на підкладці однією гілкою і жорстко пов'язаний з нею. Між гілками в напрямку від підкладки виконана жорстко пов'язана з гілками послідовність елементів. Елементи - ізолюючий шар, перший електрод, шар, що виконує функцію дзеркала і тепловідведення, светоизлучающая структура. Виготовляють світлодіод наступним чином. На підкладці формують багатошаровий плівковий елемент. При цьому використовують матеріали, геометрію його верств і вбудовані механічні напруги, що забезпечують отримання світловипромінюючий структури та електропровідного, прозорого для випромінюваного світла U-образного підвісу. На стадії формування плівкового елемента виготовляють послідовно шарової ансамбль з вбудованими механічними напруженнями, ансамбль шарів світловипромінюючий структури. Щодо останнього формують дві ділянки, розташовані один щодо одного із зазором глибиною до шарового ансамблю з вбудованими механічними напруженнями. Отримують ділянки полон�відповідної структурою, і відповідний петлі. На ділянці плівкового елемента, відповідному лежить на підкладці гілки, формують ізолюючий шар, на якому виготовляють перший електрод. На ділянці плівкового елемента, відповідному гілки, пов'язаної з світловипромінюючий структурою, виготовляють шар, що виконує функцію дзеркала і тепловідведення. Потім плівковий елемент частково відділяють від підкладки, залишаючи його зв'язаним на ділянці плівкового елемента, відповідному лежить на підкладці гілки. Виробляють трансформацію під дією вбудованих механічних напруг шарового ансамблю з вбудованими механічними напруженнями в U-образний підвіс з петлею і розташуванням одержуваної світловипромінюючий структури між гілками. При відділенні здійснюють переворот ансамблю шарів світловипромінюючий структури з шаром, що виконує функцію дзеркала і тепловідводу, і розміщення останнього в контакті з першим електродом з утворенням жорсткої зв'язку. Винахід забезпечує підвищення ефективності перетворення електричної енергії в світлову і тепловідведення, можливість зниження розмірів світлодіодів і інтеграції з іншими оптоелектронним приладами на одній підкладці. 2 н. і 19 з.п. ф-ли, 6 іл.

Світлодіод високої яскравості з шорстким активним шаром і відповідним за формою покриттям

У винаході розкрито светоизлучающее пристрій і спосіб його виготовлення. Светоизлучающее пристрій містить перший шар, що має верхню і нижню поверхні, при цьому згадана верхня поверхня містить перший матеріал з першим типом провідності і має безліч заглиблень у по суті плоскій поверхні, причому згадані верхня і нижня поверхні характеризуються відстанню між ними, що є меншим у цих заглибленнях, ніж в областях поза згаданих заглиблень; активний шар, що лежить над згаданої верхньою поверхнею згаданого першого шару, при цьому згаданий активний шар здатний генерувати світло, що характеризується довжиною хвилі, коли в ньому дірки і електрони рекомбінують; другий шар, містить другий матеріал з другим типом провідності, причому згаданий другий шар містить шар покриття, що має верхню поверхню і нижню поверхню, при цьому згадана нижня поверхня лежить над згаданим активним шаром і відповідає за формою згаданого активного шару, а у згаданій верхній поверхні є виїмки, які заходять у згадані поглиблення; і підкладку, на якій сформовано згаданий перший шар, при цьому упомянутки згаданого першого матеріалу, щоб викликати утворення дислокацій в згаданому першому шарі, причому згадані поглиблення характеризуються нижньою точкою, яка найбільш близька до згаданої підкладці, при цьому згадані поглиблення розташовані так, що згадана нижня точка кожного із згаданих заглиблень лежить на різній із згаданих дислокацій. Винахід забезпечує підвищення ефективності випромінювання. 2 н. і 15 з.п. ф-ли, 5 іл.

Светоизлучающее пристрій і спосіб виготовлення світло випромінюючого пристрої

Запропоновано светоизлучающее пристрій, здатне знизити загасання світла в елементі і має високу світлову віддачу, і спосіб виготовлення світло випромінюючого пристрою. Светоизлучающее пристрій містить світловипромінюючий елемент, що має светопроводящий елемент і багатошарову напівпровідникову частина, електроди, розташовані на багатошаровій напівпровідникової частини цього порядку. Світловипромінюючий елемент містить область першу і другу область з боку светопроводящего елемента. Светопроводящий елемент містить третю область і четверту область з боку світло випромінюючого елемента. Перша область має нерівномірне розташування атомів у порівнянні з другою областю. Третя область має нерівномірне розташування атомів у порівнянні з четвертою областю. Перша область безпосередньо з'єднана з третьою областю. 3 н. і 13 з.п. ф-ли, 3 іл.

Напівпровідниковий світловипромінюючий діод з конверсією довжини хвилі

Напівпровідникове светоизлучающее пристрій містить напівпровідникову структуру, що містить світловипромінюючий шар; люмінесцентний матеріал, розміщений на шляху світла, випромінюваного светоизлучающим шаром; і термоконтактний матеріал, розміщений у прозорому матеріалі; причому термоконтактний матеріал не виробляє конверсії довжини хвилі світла, випромінюваного светоизлучающим шаром; термоконтактний матеріал має більшу теплопровідність, ніж теплопровідність прозорого матеріалу; термоконтактний матеріал розміщено для розсіювання теплоти від люмінесцентного матеріалу; термоконтактний матеріал має медіанний розмір частинок більше ніж 10 мкм; і коефіцієнт заломлення термоконтактного матеріалу відрізняється від коефіцієнта заломлення прозорого матеріалу менше ніж на 10% . Винахід забезпечує виключення можливості небажаного зміщення колірного тону і зниження світлового виходу. 2 н. і 18 з.п.ф-ли, 6 іл.

Спосіб візуалізації двухмикронного лазерного випромінювання в видиме світло

Винахід відноситься до галузі оптики і стосується способу візуалізації двухмикронного лазерного випромінювання. Візуалізація здійснюється шляхом опромінення двухмикронним лазерним випромінюванням зразка, що має спектральну смугу поглинання, близьку до спектральній смузі лазерного випромінювання. В якості зразка використовують порошок з розмеленої монокристала СаF2:Але. Порошок наносять за допомогою сполучного матеріалу на плоску поверхню, яка відображає двухмикронное випромінювання. Технічний результат полягає в спрощенні способу та забезпеченні високого контрасту і роздільної здатності в широкому діапазоні щільності потужності випромінювання. 1 іл.

Світловипромінюючий діод

Винахід відноситься до светоизлучающим діоди, що містить епітаксіальні структури на основі нітридних сполук металів III групи. Світловипромінюючий діод містить эпитаксиальную структуру на основі твердих розчинів нітридів металів третьої групи, що включає розташовані послідовно у напрямку епітаксійного росту шар n-типу провідності, активний шар з p-n-переходом, шар p-типу провідності, а також металеві контактні площадки до шару n-типу провідності, розміщені в поглибленнях, сформованих у эпитаксиальной структурі на рівні шару n-типу провідності, при цьому світловипромінюючий діод містить металевий p-контактний шар, призначений для використання його в якості позитивного електрода, нанесений поверх шару p-типу провідності, ізоляційний шар, що покриває металевий p-контактний шар і внутрішню бічну поверхню заглиблень, сформованих у эпитаксиальной структурі, і металевий p-контактний шар, призначений для використання його в якості негативного електрода, що покриває ізоляційний шар і контактує з кожної металевої контактної майданчиком до шару p-типу провідності, згідно винаходу металлдиода мають вигляд двох вузьких довгих смуг, кожна з яких розташована на периферії однієї з половин зазначеного перетину і проходить уздовж більшої частини її кордону з відступом від неї, перший і другий кінцеві ділянки однієї смуги розташовані з зазором відповідно щодо першого і другого кінцевого ділянки другої смуги, при цьому зазначені смуги утворюють фігуру, конфігурація якої відповідає конфігурації периметра світло випромінюючого діода, що має розрив в серединній частині. Винахід забезпечує підвищення однорідності щільності струму в активній області світлодіода і послідовного зменшення електричного опору. 1 з.п. ф-ли, 4 іл.

Світлодіод білого світіння і світлодіодна гетероструктура на основі напівпровідникових твердих розчинів gapasn на підкладках gap і si

Світлодіод білого світіння згідно винаходу містить шар напівпровідника n-типу, сформований з напівпровідникового твердого розчину GaP1-x-yAsxNy (0.3>x>0, 0.030>>0.004), гетероструктур з власним типом провідності, сформовану з шарів напівпровідникових твердих розчинів GaP1-x-yAsxNy (0.3>x>0, 0.030>y>0.004), сформовану поверх шару напівпровідника n-типу, шар напівпровідника GaP1-x-yAsxNy (0.3>x>0, 0.030>y>0.004) p-типу, сформований на гетероструктурі GaP1-x-yAsxNy (0.3>x>0, 0.030>y>0.004) з власним типом провідності, завершальний тонкий метаморфний шар напівпровідника InGaAs p-типу, де значення мольних часток азоту, y, і миш'яку, x, плавно або різко змінюються, одночасно або окремо, у діапазонах 0.3>x>0 і 0.030>y>0.004, формуючи тим самим варизонний напівпровідниковий матеріал. Також запропоновано світлодіодна гетероструктура, що випромінює білий світ. Технічний результат цього винаходу - підвищення ефективності використання бічного випромінювання p-n-переходів кристалів і створення на цій основі світловипромінюючих пристроїв зі збільшеним світловим потоком і підвищеною потужністю випромінювання. 2 н і 13 з.п. ф-ли, 4 іл.
Up!