Полупроводниковая структура, имеющая активные зоны (варианты)

Изобретение может быть использовано в области освещения; для контроля света смешанного цвета и определения состава светового спектра; в спектральном анализе, колориметрии, для маленьких и среднего размера экранных устройств отображения, для передачи данных сигналами различных цветов при одинаковой частоте передачи. Изобретение касается имеющей активные зоны полупроводниковой структуры, такой как светодиод или фотодиод (10, 16, 24, 26, 36, 46, 54, 68, 74, 80), содержащей подложку (SUB) с, по меньшей мере, двумя активными зонами (AZ1-AZn), каждая из которых эмитирует или поглощает излучение разной длины волны. Согласно изобретению может быть получен многоволновой диод, у которого первая (нижняя) активная зона (AZ1) выращена на поверхности подложки (SUB), одна или более дополнительных активных зон (AZ1-AZn) эпитаксиально выращены одна над другой, и при этом активные зоны (AZ1-AZn) последовательно соединены от нижней активной зоны (AZ1) до верхней активной зоны (AZn) посредством туннельных диодов (TD1-TDn), служащих в качестве низкоомных сопротивлений. Изобретение позволяет усовершенствовать имеющую активные зоны полупроводниковую структуру таким образом, что достигается согласование интенсивности эмитированного света соответствующей активной зоны. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Изобретение касается имеющей активные зоны полупроводниковой структуры согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения или согласно ограничительной части пункта 2 формулы изобретения.

Имеющая активные зоны полупроводниковая структура согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения известна, например, из статьи Ж.П.Контура (J.P.Contour) и др. «Туннельные переходы (GaAl)As, выращенные молекулярно-пучковой эпитаксией: межэлементные омические контакты для солнечных элементов с множеством запрещенных зон», ("(GaAl)As tunnel junctions grown by molecular beam epitaxy: intercell ohmic contacts for multiple-band-gap solar cells"), IEE, Stevenage, GB, November 1984. Там описана полупроводниковая структура с эпитаксиально выращенными оптоэлектронными активными зонами, расположенными друг на друге и соединенными посредством разделительных диодов, причем каждая активная зона имеет более широкую энергетическую запрещенную зону, чем активная зона, лежащая под ней, и полупроводниковые материалы разделительных диодов имеют энергетические запрещенные зоны, которые, соответственно, лежат несколько выше, чем эти зоны у нижележащих полупроводниковых материалов.

Из US-A-5166761 также известен многоволновой диод с монолитной каскадной структурой элементов, содержащей, по меньшей мере, два р-n перехода, причем каждый из этих, по меньшей мере, двух p-n переходов имеет существенно различающиеся энергетические запрещенные зоны, и электрические соединительные средства, посредством которых упомянутые два p-n перехода вместе запитываются энергией, причем диод содержит туннельный переход.

Имеющая активные зоны полупроводниковая структура согласно ограничительной части пункта 2 формулы изобретения описана в EP-B-0649202. Она касается полупроводникового лазера и способа его изготовления. Этот полупроводниковый лазер состоит из множества полупроводниковых кристаллов, уложенных слоями друг поверх друга посредством пайки таким образом, что их поверхности лазерного излучения расположены копланарно относительно друг друга, причем каждый кристалл лазера имеет подложку с нанесенными на нее эпитаксиальными слоями, включая один активный слой.

Еще одна имеющая активные зоны полупроводниковая структура описана в статье И. Оздена (I. Ozden) и др. «Двухволновой светоизлучающий диод с индиево-галлиево-нитридной квантовой ямой» ("A dual-wavelength indium gallium nitride quantum well light emitting diode") в Applied Physics Letters, Vol.79, №16, 2001, стр.2532-2534. В ней речь идет о монолитном, двухволновом (синем/зеленом) светоизлучающем диоде (LED или СИД) с двумя активными индиево-галлиево-нитридными/галлиево-нитридными (InGaN/GaN) сегментами многоквантовой ямы. Эти сегменты являются частью единой вертикальной эпитаксиальной структуры, в которой между светоизлучающими диодами введен туннельный переход p++/n++/InGaN/GaN. Сегменты излучают соответственно при 470 нм и 535 нм.

В EP-A-1403935 раскрыт светоизлучающий диод с первой активной областью, второй активной областью и туннельным переходом. Туннельный переход содержит слой из проводника первого типа и слой из проводника второго типа, оба из которых являются более тонкими, чем слой проводника первого типа и слой проводника второго типа, которые окружают первую активную область. Туннельный переход позволяет выполнять вертикальную укладку активных областей в стопку, благодаря чему вырабатываемый этим элементом свет может быть усилен без увеличения размера источника света.

EP-A-0727830 касается способа изготовления светоизлучающего диода (LED) с множеством слоев, включающим в себя смежные первый и второй слои, которые соединены с промежуточной деталью. Изготовление может быть проведено согласно способу соединения полупроводниковых пластин. Множественные светодиодные структуры могут быть соединены с другими слоями, если промежуточный слой выполнен таким образом, что посредством этого элемента обеспечивается высокая электрическая проводимость. Тип легирования слоев верхней светодиодной структуры соответствует типу легирования слоев нижней светодиодной структуры. Таким образом, обе эти светодиодные структуры расположены с одинаковыми полярностями относительно друг друга. Связанные друг с другом (соединение полупроводниковых пластин) поверхности должны быть очень сильно легированными. Если структуры соединены, образуется высоколегированный туннельный переход с противоположными полярностями светодиодов. В качестве альтернативы предложено, что туннельный переход выращен эпитаксиально.

Из WO-A-00/77861 известна имеющая активные зоны полупроводниковая структура, содержащая множество выбранных по различным длинам волн активных слоев, которые расположены в виде вертикальной стопки на подложке, так что падающий свет способен проходить сквозь слои с равномерно сужающимися энергетическими запрещенными зонами. При этом активными слоями селективно поглощаются или испускаются фотоны различной энергии. Контактные средства расположены отдельно на внешних сторонах каждого слоя или комплекта слоев с одинаковыми параметрами для отвода зарядов, которые вырабатываются в слоях, поглощающих фотоны, и/или возбуждения носителей зарядов в слоях, эмитирующих фотоны. Назначением этого элемента является применение, например, в дисплеях или солнечных элементах.

Из WO 99/57788 известно еще одно светоизлучающее полупроводниковое устройство вышеназванного типа. Там описано излучающее свет двух цветов полупроводниковое устройство, которое имеет между его передней стороной и его задней стороной первый поверхностно эмитирующий светоизлучающий диод с первой активной зоной, которая эмитирует излучение первой длины волны, и второй поверхностно эмитирующий светоизлучающий диод со второй активной зоной, которая эмитирует излучение второй длины волны, причем между этими двумя активными зонами расположен первый отражающий слой, который является отражающим для первой длины волны и проницаемым для второй длины волны. Кроме того, предусмотрено, что между второй активной зоной и задней стороной расположен второй отражающий слой, который является отражающим для второй длины волны. Отражающие слои способствуют лучшему использованию излучаемого в направлении к задней стороне света обоих диодов и предпочтительно выполнены в виде многослойной системы из слоев с попеременно высоким и низким показателем преломления, причем эти слои предпочтительно образованы из согласованного по кристаллической решетке полупроводникового материала.

В этом известном полупроводниковом устройстве активные зоны нанесены на две противолежащие поверхности подложки, так что эмитированный из нижней активной зоны световой луч должен пересекать подложку, а также, по меньшей мере, один отражающий слой, вследствие чего возможны оптические потери. Кроме того, с помощью этого известного светоизлучающего полупроводникового устройства вырабатываются лишь два световых луча. Таким образом, его применение ограничено только цветным дисплеем.

Исходя из этого, в основе настоящего изобретения лежит задача усовершенствовать имеющую активные зоны полупроводниковую структуру таким образом, что достигается согласование интенсивности эмитированного света соответствующей активной зоны.

Эта задача решается согласно изобретению с помощью того, что на одной активной зоне выращивают поглощающий слой с таким же материалом, как и у pn-слоя активной зоны. Это происходит с целью согласования интенсивности эмитированного света соответствующей активной зоны в случае последовательного соединения.

С помощью светоизлучающего полупроводникового устройства согласно изобретению, которое также может быть названо многоволновым диодом, в пределах одного кристалла («чипа») могут быть сгенерированы несколько пиков эмиссии фотонов с различными длинами волн. Принцип основан на том, что на подходящей подложке эпитаксиально выращивают полупроводниковые материалы. Светоизлучающие, выполненные как pn- или np-переходы, активные зоны последовательно соединяют в этом кристалле снизу доверху. При этом соединение происходит эпитаксиально посредством разделительных слоев, таких как, например, разделительные («изолирующие») диоды, которые используются как низкоомные сопротивления. Эти разделительные диоды состоят из np- или pn-перехода, на который падает только очень незначительное противоположно направленное напряжение.

Альтернативный вариант воплощения предусматривает, что в качестве промежуточного слоя используют проводящий, например, металлический контакт для последовательного соединения.

Предусмотрено, что материал подложки представляет собой GaAs, Ge, InP, GaSb, GaP, InAs, Si, SiGe, SiC, SiGe:C, сапфир или алмаз.

Дополнительно предусмотрено, что материал активных зон представляет собой GaAs, GaInP (подходящие составы), AlGaAs (многие подходящие составы), GaInAs (подходящие смеси), AlInGaP (многие подходящие составы), GaAsN, GaN, GaInN, InN, GaInAlN (подходящие составы), GaAlSb, GaInAlSb, CdTe, MgSe, MgS, 6HSiC, ZnTe, CgSe, GaAsSb, GaSb, InAsN, 4H-SiC, α-Sn, BN, BP, BAs, AlN, ZnO, ZnS, ZnSe, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, PbS, PbSe, PbTe, HgTe, HgCdTe, CdS, ZnSe, InSb, AlP, AlAs, AlSb, InAs и/или AlSb или содержит один или более из этих материалов.

Диод зонной эмиссии характеризуется следующим строением:

- GaAs- или Ge-подложка;

- выращенный на этой подложке GaAs-диод (нижний диод);

- поверх него, в чередующейся последовательности, выращенный на GaAs-диоде разделительный диод, такой как GaInP-разделительный диод или AlGaAs-разделительный диод, с последующим GaInP-диодом или AlGaAs-диодом, выращенным на этом разделительном диоде,

причем количество диодов (AZ1-AZn) определяет количество пиков в диапазоне зонной эмиссии.

Диапазон зонной эмиссии определяется тем, что количество диодов, а также количество и ширина пиков образуют смежный диапазон светового излучения таким образом, что он не может быть достигнут посредством отдельного пика, и тем самым получается результирующий диапазон излучения.

Также каждая из отдельных активных зон может быть снабжена своим собственным металлическим контактом для присоединения вывода в том случае, когда каждая активная зона или выбранные отдельные активные зоны должны быть настроены по отдельности.

СИД смешанного коричневого цвета только с одним кристаллом предпочтительно имеет следующее строение:

- GaA- или Ge-подложка;

- выращенная на этой подложке нижняя активная зона, например, из GaInP (или AlGaInP), соответствующая длина волны излучения которой лежит в красной области;

- выращенный на этой нижней активной зоне первый разделительный диод из GaInP или AlGaInP, энергия запрещенной зоны которого лежит выше, чем энергия нижележащей активной зоны;

- выращенная на этом разделительном диоде средняя активная зона из AlInGaP, длина волны излучения которой лежит в желтой области;

- второй разделительный диод, причем энергия его запрещенной зоны лежит ниже энергии запрещенной зоны нижележащей активной зоны; и

- выращенная на этом втором разделительном диоде верхняя активная зона из AlInGaP, длина волны излучения которой лежит в зеленой области.

Дополнительный предпочтительный вариант воплощения отличается тем, что СИД смешанного цвета содержит:

- GaAs- или Ge-подложку (SUB);

- выращенную на этой подложке нижнюю активную зону (AZ1), за которой следуют две дополнительных активных зоны (AZ2-AZn), между которыми соответственно расположен туннельный диод (TD1-TDn), и при этом верхняя активная зона (AZn) имеет металлический контакт (K) для соединения с электрическим выводом.

При этом может быть предусмотрено, что расположенный между активными зонами металлический контакт приклеен, припаян, припрессован, присоединен или приварен.

Часть желаемых смешанных цветов вырабатывается с помощью конструктивных элементов 1-го кристалла, включающих в себя различные активные зоны с разделительными диодами, вторая часть желаемых смешанных цветов вырабатывается с помощью другого кристалла, причем активные зоны соединяют друг с другом посредством металлического соединения. Таким образом, образуется общий спектр желаемых смешанных цветов.

В особенно предпочтительном варианте воплощения предусмотрено, что нижняя активная зона выполнена из материала AlInGaP с длиной волны приблизительно 620 нм, что средняя активная зона выполнена из полупроводникового материала AlInGaP с длиной волны приблизительно 550 нм и что верхняя активная зона выполнена из полупроводникового материала GaInN с длиной волны в диапазоне от приблизительно 400 до 450 нм. В этом варианте воплощения образуется смешанный «белый» цвет из одного единственного кристалла.

Дополнительный предпочтительный вариант воплощения касается того, что имеющая активные зоны полупроводниковая структура выполнена как датчик смешанного цвета, причем активные зоны выполнены как фотодиоды. Предпочтительный датчик смешанного цвета имеет следующее строение:

- GaAs- или Ge-подложка, на нижней стороне которой нанесен, например выращен, металлический контакт, а на верхней стороне которой нанесен, например выращен, GaInP- или AlInGaP-фотодиод;

- на фотодиод нанесен np-разделительный диод из материала AlInGaP, AlGaAs или GaInP;

- второй pn-переход, состоящий из AlInGaP-фотодиода;

- np-разделительный диод и

- третий pn-переход, такой как GaAlN- или AlGaInN-фотодиод.

При этом предусмотрено, что первый фотодиод лежит в диапазоне длин волн от λ=600 нм до 680 нм, что средний фотодиод лежит в диапазоне длин волн λ=550 нм и что третий фотодиод лежит в диапазоне длин волн от λ=400 нм до 450 нм, и, таким образом, имеется 1-кристальный анализатор белого света. При этом каждый из светодетектирующих фотодиодов снабжен металлическим контактом для присоединения электрического провода.

За счет конструкции согласно изобретению в виде датчика смешанного цвета, в котором активные зоны выполнены как фотодиоды, падающий свет смешанного цвета может поглощаться селективно в соответствующих активных зонах, так что генерируемый в них ток может быть снят селективно.

Конструкция в виде AlGaInN-фотодиода предоставляет то преимущество, что в целом создается детектор белого света, который может анализировать три основных цвета - синий, зеленый и красный - в их композиции согласно интенсивности, т.е. через генерируемый ток в соответствующих активных зонах.

Наконец, изобретение касается того, что имеющая активные зоны полупроводниковая структура образует цветной дисплей. При этом цветной дисплей может состоять из множества светоизлучающих полупроводниковых устройств согласно настоящему изобретению, причем один пиксель этого цветного дисплея соответствует одному светоизлучающему полупроводниковому устройству, и при этом каждый пиксель и соответствующие цвета являются настраиваемыми (активируемыми) селективно.

Дальнейшие подробности, преимущества и признаки изобретения следуют не только из пунктов формулы изобретения, из которых могут быть взяты эти признаки - сами по себе и/или в комбинации, но и из последующего описания приведенных на чертежах предпочтительных примеров выполнения.

На чертежах изображено:

Фиг.1a, b - схематичное строение двухпикового диода с соответствующим ему распределением интенсивности по длинам волн;

Фиг.2 - обзор свойств различных полупроводниковых материалов;

Фиг.3a, b - примерный диод зонной эмиссии с соответствующим ему примерным распределением интенсивности по длинам волн;

Фиг.4a, b - примерный диод зонной эмиссии согласно фиг.3 с расположенным между одной активной зоной и разделительным диодом поглощающим слоем и примерным распределением интенсивности по длинам волн;

Фиг.5 - схематичное строение примерного многоволнового диода с явно настраиваемыми активными зонами;

Фиг.6a, b - схематичное строение примерного светодиода смешанного цвета (коричневого) с примерным распределением интенсивности по длинам волн;

Фиг.7a, b - схематичное строение примерного светодиода смешанного цвета (белого) с примерным распределением интенсивности по длинам волн;

Фиг.8a, b - схематичное строение примерного датчика смешанного цвета с соответствующим ему распределением интенсивности по длинам волн;

Фиг.9a, b - схематичное строение примерного многопикового светодиода с разделительными диодами-контактами или металлическими контактами и примерным распределением интенсивности по длинам волн;

Фиг.10 - схематичное строение полупроводниковой структуры с отдельно настраиваемыми диодными сборками;

Фиг.11 - схематичное строение полупроводниковой структуры с отдельно настраиваемыми диодными сборками; и

Фиг.12 - схематичное строение цветного дисплея.

На фиг.1 изображено схематичное строение имеющей активные зоны AZ полупроводниковой структуры 10, которая может быть названа двухпиковым светодиодом. Двухпиковый светодиод 10 содержит подложку SUB, которая, например, состоит из материала GaAs или Ge. Нижняя поверхность 12 подложки SUB снабжена металлическим контактом K1, при этом на верхней поверхности 14 выращена первая (нижняя) активная зона AZ1, такая как, например, GaAs-диод. Над нижней активной зоной AZ1 расположен разделительный слой TD1 в виде разделительного диода, например GaInP-разделительный диод, который имеет толщину приблизительно 40 нм. Этот разделительный диод TD служит, как и действует как низкоомное соединительное сопротивление (резистор) для последовательного соединения выполненных как pn-переход нижних активных зон AZ1. Поверх разделительного диода TD выращивают дополнительную верхнюю активную зону AZ2, которая выполнена как, например, GaInP-диод. На фиг.1b показано примерное спектральное распределение, на котором первый пик 16 лежит в диапазоне длин волн около 680 нм (GaInP), а второй пик 18 - в диапазоне длин волн около 870 нм (GaAs).

Полупроводниковые материалы, используемые для создания полупроводникового устройства согласно изобретению, определяют преимущественно по следующим критериям:

- возможно эпитаксиальное выращивание на подложке SUB;

- имеется подходящая запрещенная зона и подходящий уровень легирования, которые дают желаемую длину волны излучения;

- самый нижний pn-переход AZ1 имеет самую маленькую (узкую) энергетическую запрещенную зону для выработки света, а лежащие над ним активные зоны AZ1-AZn, выполненные как pn-переходы, имеют, соответственно, все большие (более широкие) энергетические запрещенные зоны, так как в противном случае испущенное излучение будет поглощаться нижележащим диодом LED1;

- запрещенная зона тех полупроводниковых материалов, из которых изготавливают разделительный диод TD, также должна быть большей, чем энергетическая запрещенная зона нижележащей активной зоны AZx, так как в противном случае там также будет происходить поглощение, причем разделительный диод TD в идеальном случае состоит из непрямого полупроводникового перехода;

- эпитаксиальное, кристаллическое выращивание применяемых полупроводниковых материалов на нижележащем слое.

Схематично изображенная на фиг.1 и имеющая активные зоны полупроводниковая структура 10 представляет собой основу, на которой может быть построен ряд конфигураций. Так, например, могут быть изготовлены многопиковые диоды, которые подбирают к определенному случаю применения. Кроме того, могут быть изготовлены диоды зонной эмиссии, которые эмитируют свет квази-непрерывно от определенной начальной длины волны до определенной конечной длины волны. Кроме того, могут быть изготовлены СИД-диоды смешанного цвета только с одним кристаллом.

В дальнейшем пояснены дополнительные схематические конструкции многоволновых диодов.

Из примерной эпитаксиальной карты могут быть выбраны примерно подходящие системы материалов. Так, например, подложка SUB может быть выбрана в виде подложки из арсенида галлия (GaAs-подложки) или в виде германиевой подложки (Ge-подложки). Для эпитаксиального выращивания активных зон AZ на ней подходят такие материалы, как GaAs, GaInP (подходящие составы), AlGaAs (многие подходящие составы), GaInAs (подходящие составы), AlInGaP (многие подходящие составы) или даже GaAsN, GaN, InN, GaInN, GaInAlN (подходящие составы), GaAlSb, GaInAlSb, CdTe, HgTe, HgCdTe, CdS, ZuSe, InSb, AlP, AlAs, AlSb, InAs, AlSb, MgSe, MgS, 6HSiC, ZnTe, CdSe, GaAsSb, GaSb, InAsN, 4H-SiC, α-Sn, BN, BP, BAs, AlN, ZnO, ZnS, ZnSe, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, PbS, PbSe, PbTe.

Также могут быть использованы другие подложки SUB, такие как, например, InP, GaSb, InAs, Si, GaP, алмаз, сапфир, SiGe, SiC, SiGe:C и многие другие.

На фиг.3 чисто схематично изображено строение примерного диода 16 зонной эмиссии. Диод 16 зонной эмиссии содержит подложку SUB, такую как GaAs- или Ge-подложка с нижним контактом K1 и выращенными на подложке активными зонами AZ1 в виде GaAs-диода (нижнего диода). На LED1 предусмотрен разделительный диод TD в качестве низкоомного соединительного сопротивления для последовательного соединения со следующим LED2. Разделительный диод TD1 состоит из AlGaAs или GaInP. Поверх него выращивают следующую активную зону AZ2 в виде pn-перехода (AlGaAs-диода с некоторым содержанием Al). Затем снова вводят np-разделительный диод TD2, так что в конце концов выращиваются разделительные диоды TD и активные зоны AZ. На самой верхней активной зоне AZ6 (например) предусмотрен контакт K2.

На фиг.3b изображены спектральное распределение 18, которое имеет вид шести пиков P1-P6, и образующаяся из них огибающая E, которая одновременно представляет собой диапазон зонной эмиссии.

В качестве нижней активной зоны AZ1 используют, например, GaAs-диод с диапазоном длин волн λ=870 нм, затем следует AlGaAs-диод (λ от 875 до 625 нм, регулируемая) в качестве TD1, а потом следуют подходящие составы в смешанной кристаллической системе AlInGaP (λ от 650 нм до 540 нм, регулируемая), таким образом может быть получен диапазон зонной эмиссии E от λ=870 нм до 540 нм. Это означает зонную эмиссию от инфракрасной до зеленой области.

Эта концепция обеспечивает также возможность изготовления диодов зонной эмиссии со свободными (пустыми) областями, т.е. «дырами» излучения.

Если интенсивность отдельной активной зоны AZn (светодиода) - как изображено на фиг.4a, b - демонстрирует более светлый или более интенсивный пик 20, то существует возможность непосредственно над этой активной зоной разместить поглощающий слой ABS подходящей толщины и из такого же материала, из которого состоит pn-слой AZn.

На фиг.4b изображен пик 20 без поглощающего слоя и скорректированный пик 22 в случае с поглощающим слоем ABS.

На фиг.5 показана схематичная компоновка светоизлучающего полупроводникового устройства 24, содержащего подложку SUB с выращенными на ней активными зонами AZ1-AZ6, которые соединены друг с другом посредством туннельных диодов TD1-TD5, которые расположены между активными зонами AZ1-AZ6. Данный вариант выполнения светоизлучающего полупроводникового устройства 24 характеризуется тем, что каждая активная зона AZ1-AZ6 снабжена металлическим контактом K1-K6 с возможностью того, что в пределах этой полупроводниковой структуры, которая также может быть названа многоволновым диодным стеком, определенные пики длин волн посредством соответствующих сигналов являются явно настраиваемыми. Таким образом, можно целенаправленно настраивать или регулировать пики светового излучения, а именно по его яркости/интенсивности, по его цвету посредством выбора пиков и по нужному смешанному цвету или желаемым поддиапазонам зонной эмиссии.

На фиг.6a показана схематичная компоновка светоизлучающего полупроводникового устройства 26, которое может быть названо светоизлучающим диодом смешанного цвета и которое светит коричневым светом. Это примерное светоизлучающее полупроводниковое устройство 26 содержит подложку SUB, такую как GaAs- или Ge-подложка. На ней выращивают GaInP-диод AZ1, который покрывает диапазон длин волн в приблизительно λ=680 нм. Затем следует np-разделительный диод TD1. Предпочтительно разделительный диод TD1 выполнен многослойным с более широкой энергетической запрещенной зоной, чем лежащая под ним зона AZ1, и служит в качестве низкоомного соединительного сопротивления для последовательного соединения со следующим далее pn-переходом AZ2, который выполнен в системе материалов AlInGaP с длиной волны λ приблизительно 590 нм. Наконец, снова выращивают np-разделительный диод TD2, а на нем - еще один, третий pn-переход в качестве активной зоны AZ3, которая выполнена из материала AlInGaP с диапазоном длин волн λ приблизительно 550 нм.

На фиг.6b показано спектральное распределение 28, которое имеет вид трех цветных пиков 30, 32, 34, которые для человеческого глаза производят впечатление «коричневого светоизлучающего диода». Так как он дает различные коричневые тона, то существенным является используемая длина волны и возникающие интенсивности пиков 30, 32, 34 излучения. Впечатление коричневого цвета может быть «настроено» так, чтобы выглядеть более красноватым, желтоватым или зеленоватым.

На фиг.7a показано схематичное строение светоизлучающего диода (LED) 36 смешанного цвета, предназначенного для испускания белого света. LED 36 смешанного цвета содержит подложку SUB, на которой выращена нижняя активная зона AZ1 из материала AlInGaP (красный цвет) и за которой следуют туннельный диод TD1 из материала AlInGaP с широкой запрещенной зоной, средняя активная зона AZ2 из материала AlInGaP (зеленый цвет), еще один туннельный диод TD2 из материала AlInGaP (с более широкой энергетической запрещенной зоной) и верхняя активная зона AZ3 из материала GaInN или материала AlGaInN в диапазоне длин волн λ приблизительно от 400 нм до 450 нм.

Спектральное распределение 38 изображено на фиг.7b и содержит три цветных пика 40, 42, 44, которые для человеческого глаза создают впечатление LED-диода, излучающего свет «белого» цвета.

Так как существует много белых цветов, решающее значение имеют используемая длина волны и соответствующая интенсивность пиков 40, 42, 44 излучения. Белый цвет может быть настроен так, чтобы быть более красноватым, зеленоватым или голубоватым.

Кроме того, впечатление белого цвета может быть создано с каждым цветом таблицы стандартных цветов, прямая линия соединения которых проходит через белую точку (при двух цветах). Если используются три цвета, в таблице стандартных цветов закрепляется цветовой треугольник. При этом в зависимости от использования цвета и его интенсивности также может быть получена желаемая белая точка. Согласно вышеназванному принципу возможны почти любые множественные смешанные цвета. Вариации цветов/длин волн и их интенсивности должны быть определены согласно желаемому оттенку цвета.

На фиг.8a чисто схематично показано строение датчика 46 смешанного цвета, у которого активные зоны PD1-PD3 выполнены как фотодиоды. Датчик 46 смешанного цвета содержит подложку SUB, на нижней стороне которой нанесен первый электрический контакт K1. На верхней стороне подложки SUB выращена, например, первая активная зона PD1 в виде GaInP- или AlInGaP-фотодиода, который покрывает диапазон длин волн λ приблизительно от 600 нм до 680 нм. Запрещенная зона этого материала должна быть немного длинноволновее, чем подлежащий обнаружению свет. На одном из участков верхней стороны фотодиода PD1 нанесен электрический проводящий контакт K1, а на другом участке верхней поверхности расположен np-разделительный диод TD1 из материала AlInGaP, AlGaAs или GaInP, который служит в качестве низкоомного соединительного сопротивления для последовательного соединения со вторым pn-переходом. Поверх разделительного диода TD1 выращивают дополнительный фотодиод PD2, который выполнен как AlInGaP-диод с диапазоном длин волн λ приблизительно 550 нм или немного более длинноволновым. На нем выращен еще один np-разделительный диод TD2 и, наконец, еще один фотодиод PD3 в виде GaInN-диода с диапазоном длин волн в диапазоне λ от 400 до 450 нм. Специфические длины волн RGB-белого LED селективно поглощаются в слоях фотодиодов PD1-PD3 и вырабатывают сигнал, который может быть считан и оценен. Соответствующие интенсивности сигналов 48, 50, 52 можно найти на распределении интенсивностей согласно фиг.8b. Согласно вышеназванному принципу возможны почти любые многочисленные датчики смешанного цвета.

Как уже ранее объяснено, многопиковые диоды или многоволновые диоды могут быть последовательно соединены разделительными диодными контактами TD1-TDn или проводящими контактами LK, что описано на примере светящегося белым RGB-диода 54 согласно фиг.9a. LED-диод 54 смешанного цвета состоит из подложки SUB с контактом K1 на ее нижней стороне и нижней активной зоной AZ1, за которой следуют разделительный диод TD1 и средняя активная зона AZ2; в случае, если невозможно вырастить определенные системы материалов на лежащей под ними системе, например, из-за большего рассогласования в решетке, кристаллической структуре, температурах выращивания и т.д., то в качестве последовательного соединения может использоваться проводящий контакт LK, такой как, например, металлический контакт. При соединении «кристалл-на-кристалл» (от англ. «chip-on-chip bonding») он может быть приклеен, припаян, присоединен, приварен или припрессован, за счет чего обеспечивается возможность контакта между обоими кристаллами. Диодный стек 58, состоящий из подложки (SUB), активной зоны AZ1, разделительного диода TD1 и среднего светодиода AZ2, снабжен только одной контактной площадкой ВК на поверхности. Дополнительный кристалл («чип») 56, содержащий подложку SUB и светодиод с активной зоной AZ3, соединен с помощью расположенного на его нижней стороне металлического контакта К с контактной площадкой ВК нижнего кристалла 58, так что возникает плавный переход.

Например, строение нижнего кристалла характеризуется тем, что на подложке в качестве светодиода AZ1 выращивается такой диод, как GaInP- или AlInGaP-диод, с длиной волны λ в диапазоне от 600 нм до 680 нм (красный). Затем выращивается np-разделительный диод TD1 из материала AlInGaP, AlGaAs или GaInP, который работает как низкоомное соединительное сопротивление для последовательного соединения со средним pn-переходом AZ2. Средний рп-переход в виде светодиода LED2 выполнен как AlInGaP-диод с длиной волны λ в диапазоне 550 нм (зеленый). Светодиод AZ2 снабжен проводящим ВК. С этим кристаллом 58 скреплен верхний кристалл 56, например приклеен, припаян, присоединен, приварен, припрессован и т.д., причем он может излучать синий цвет и состоять, например, из такого материала, как материал GaInN, AlGaInN или GaN, с прозрачной или проводящей подложкой. Диод AZ3 верхнего кристалла 56 имеет длину волны λ в диапазоне приблизительно от 400 до 450 нм.

Спектральное распределение 60 изображено на фиг.9b и имеет вид 3-цветных пиков 62, 64, 66, которые дают для человеческого глаза впечатление белого цвета.

Так как существует множество возможных комбинаций белого цвета, то главным здесь является используемая длина волны и соответствующие интенсивности пиков излучения. Впечатление белого цвета может быть настроено так, чтобы выглядеть более красноватым, зеленоватым или голубоватым.

Впечатление белого цвета может быть выработано с каждым цветом таблицы стандартных цветов, прямая линия соединения которых проходит через белую точку (при двух цветах). Если используются три цвета, то в таблице стандартных цветов закрепляется цветовой треугольник. При этом в зависимости от использования цвета и его интенсивности также может удасться получить желаемую белую точку. Согласно этим принципам можно реализовать многочисленные смешанные цвета. Вариации цветов/длин волн и их интенсивностей должны быть определены согласно желаемому оттенку цвета.

Дополнительный вариант выполнения светоизлучающего полупроводникового устройства 68 изображен на фиг.10. Возможно, чтобы в пределах конструкции структуры определенные интенсивности отдельных пиков были парцеллированы, и посредством повышения или увеличения поверхности это обеспечивает возможность увеличения интенсивности. К тому же, возможно также, чтобы в общей конструкции только некоторая частичная область выращенной структуры снабжалась электрическим сигналом.

На подложке SUB с расположенным на ее нижней стороне контактом K1 выращивается вся диодная структура 70. Посредством технологического разделения и технологического удаления выращенной структуры можно получить уменьшенную диодную структуру 72. Первая диодная структура 70 состоит из последовательности светодиодов AZ1-AZ5, которые последовательно соединены друг с другом посредством разделительных диодов TD1-TD5. На самый верхний светодиод AZ5 нанесен контакт K2.

Диодная структура 72 содержит, кроме того, параллельно диодным слоям диодного стека 70 светодиоды AZ1-AZ3, разделенные посредством разделительных диодов TD1, TD2. На верхнем светодиоде AZ3 предусмотрен контакт K3.

При этой компоновке может быть достигнуто повышение интенсивности излучения из светодиодов AZ1, AZ2 и светодиода AZ3 посредством частичного увеличения поверхности.

Альтернативный вариант выполнения включает в себя структурную конфигурацию 74, при которой на подложке SUB расположены два диодных стека 76, 78. При этом диодный стек, как уже ранее объяснено, состоит из последовательности, например, пяти светодиодов AZ1-AZ5, которые соответственно соединены посредством разделительных диодов TD1-TD5.

Диодный стек 78 состоит из светодиодов AZ1, AZ2, которые соединены последовательно посредством разделительных диодов TD1 и TD2. Структурная конфигурация 74 характеризуется тем, что посредством частичной области 78 эмитируемый свет может быть дополнительно снабжен электрическим сигналом.

Ранее описанные технологические варианты позволяют, чтобы в рамках структурной конфигурации 68, 74 определенные пики интенсивности могли быть парцеллированы. К тому же посредством повышения поверхности может быть возможно повышение интенсивности. Также, таким образом, в случае общей структуры 70, 72 или 76, 78 частичная область может быть снабжена электрическим сигналом.

Все ранее названные систематические и технологические варианты могут быть применены в этой конструкции на основе кристалла (чипа) или в виде дисплея. Схематичная конструкция цветного дисплея 80 изображена, например, на фиг.12 и содержит основную подложку SUB с нижним контактом K1, причем даже каждый пиксель 82 по соответствующим цветам может настраиваться селективно.

При этом пиксели 82 содержат структуру согласно описанным выше в связи с фиг.1-11 вариантам выполнения. При этом исходят из RGB-кристалла. Посредством этой конструкции дисплея могут быть изготовлены экранные устройства отображения, которые светятся очень ярко и благодаря очень маленькой конструкции пикселя имеют очень высокое разрешение.

Принцип многоволнового диода может быть использован для самых разнообразных областей применений, например:

- в области освещения благодаря изготовлению очень ярких белых светоизлучающих диодов и диодов смешанных цветов на одном кристалле;

- многоволновые фотодиоды (датчики), применяемые для контроля света смешанного цвета и определения состава светового спектра;

- диоды зонной эмиссии в сенсорной технике (спектральный анализ, колориметрия и многое другое);

- конструкция на едином кристалле может быть изготовлена по индивидуальным требованиям;

- для маленьких и среднего размера экранных устройств отображения с более высоким разрешением и силой света;

- для передачи данных сигналами различных цветов при одинаковой частоте передачи (стекловолоконная передача) и многого другого.

1. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура в виде многоволнового диода, излучающего или поглощающего определенное число длин световых волн, такого как светодиод или фотодиод (10, 16, 24, 26, 36, 46, 54, 68, 74, 80), содержащая подложку (SUB) с по меньшей мере двумя активными зонами (AZ1-AZn), каждая из которых эмитирует или поглощает излучение разной длины волны, причем первая (нижняя) активная зона (AZ1) выращена на поверхности подложки (SUB), по меньшей мере одна дополнительная (верхняя) активная зона (AZ1-AZn) выращена эпитаксиально, при этом активные зоны (AZ1-AZn) последовательно соединены от нижней активной зоны (AZ1) до верхней активной зоны (AZn) посредством по меньшей мере одного разделительного слоя (TD1-TDn), служащего в качестве низкоомного сопротивления, причем этот разделительный слой (TD1-TDn) выполнен как обратнополяризованный n-p- или p-n-переход в виде разделительного диода или туннельного диода, причем между нижней активной зоной (AZ1) и верхней активной зоной (AZn) эпитаксиально выращены одна или более дополнительных активных зон (AZ2-AZn), причем самая нижняя активная зона (AZ1) имеет узкую энергетическую запрещенную зону, а каждая из последующих активных зон (AZ2-AZn) имеет, соответственно, более широкую энергетическую запрещенную зону, чем предыдущая активная зона, и при этом использованные для выращивания или эпитаксии разделительных диодов или туннельных диодов (TD) полупроводниковые материалы имеют либо непрямой межзонный переход, либо энергетическую запрещенную зону, которая в каждом случае лежит немного выше, чем у использованных под ними полупроводниковых материалов, отличающаяся тем, что на активной зоне (AZn) выращен поглощающий слой (AbsS) из такого же полупроводникового материала, что и материал активной зоны (AZn).

2. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.1, отличающаяся тем, что материал подложки (SUB) представляет собой GaAs, Ge, InP, GaSb, GaP, InAs, Si, SiGe, SiC, SiGe:C, сапфир или алмаз.

3. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.1, отличающаяся тем, что материал активных зон (AZ1-AZn) представляет собой GaAs, GaInP, AlGaAs, GaInAs, AlInGaP, GaAsN, GaN, GaInN, InN, GaInAIN, GaAlSb, GaInAlSb, CdTe, MgSe, MgS, 6HSiC, ZnTe, CgSe, GaAsSb, GaSb, InAsN, 4H-SiC, α-Sn, BN, BP, BAs, AlN, ZnO, ZnS, ZnSe, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, PbS, PbSe, PbTe, HgTe, HgCdTe, CdS, ZnSe, InSb, AlP, AlAs, AlSb, InAs и/или AlSb или содержит один или более из этих материалов.

4. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.1, отличающаяся тем, что многоволновой диод представляет собой диод зонной эмиссии со следующим строением:

GaAs- или Ge-подложка (SUB);

выращенный на этой подложке GaAs-диод (AZ1) (нижний диод);

поверх него в чередующейся последовательности, выращенный на GaAs-диоде (AZ1) разделительный диод, такой как GaInP-разделительный диод (TD) или AlGaAs-разделительный диод (TD1...TDn), с последующим GaInP-диодом (AZ3) или AlGaAs-диодом (AZ3-AZn), выращенным на этом разделительном диоде, причем диапазон зонной эмиссии определяется тем, что количество диодов (AZ1-AZn), а также количество и ширина пиков образуют смежный диапазон светового излучения таким образом, что он не может быть достигнут посредством отдельного пика, и, тем самым, получается результирующий диапазон излучения.

5. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.1, отличающаяся тем, что каждая из отдельных активных зон (AZ1-AZn) снабжена своим собственным металлическим контактом (К) для присоединения вывода.

6. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.1, отличающаяся тем, что светоизлучающий диод (26) смешанного цвета (коричневого) имеет следующее строение:

GaAs- или Ge-подложка (SUB);

выращенная на этой подложке нижняя активная зона (AZ1), например, из GaInP (или AlGaInP);

выращенный на этой нижней активной зоне первый разделительный диод (TD1) из GaInP или AlGaInP;

выращенная на этом разделительном диоде средняя активная зона (AZ2) из AlInGaP;

второй разделительный диод (TD2); и

выращенная на втором разделительном диоде верхняя активная зона (AZ3) из AlInGaP.

7. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.1, отличающаяся тем, что светоизлучающий диод (36) смешанного цвета имеет следующее строение:

GaAs- или Ge-подложка (SUB);

выращенная на этой подложке нижняя активная зона (AZ1), за которой следуют две дополнительные активные зоны (AZ2-AZn), между которыми, соответственно, расположен туннельный диод (TDl-TDn), при этом верхняя активная зона (AZn) имеет металлический контакт (К) для соединения с электрическим выводом.

8. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.5, отличающаяся тем, что расположенный между активными зонами (AZ1-AZn) металлический контакт (К, ВК, LK) приклеен, припаян, припрессован, присоединен или приварен.

9. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.1, отличающаяся тем, что нижняя активная зона выполнена из материала AlInGaP с длиной волны приблизительно 620 нм, тем, что средняя активная зона выполнена из полупроводникового материала AlInGaP с длиной волны приблизительно 550 нм, и тем, что верхняя активная зона выполнена из полупроводникового материала GaInN с длиной волны в диапазоне приблизительно от 400 до 450 нм.

10. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.1, отличающаяся тем, что самая верхняя активная зона (AZn) имеет контакт (ВК), такой как контактная площадка.

11. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.1, отличающаяся тем, что имеющая активные зоны полупроводниковая структура представляет собой датчик (46) смешанного цвета, у которого активные зоны (AZ1-AZn) выполнены как фотодиоды (PD1-PDn), при этом падающий свет смешанного цвета селективно поглощается в соответствующих активных зонах, в результате чего генерируемый ток может быть снят селективно.

12. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.11, отличающаяся тем, что датчик (46) смешанного цвета имеет следующее строение:

GaAs- или Ge-подложка (SUB), на нижней стороне которой нанесен, например выращен, металлический контакт (К), а на верхней стороне которой нанесен, например выращен, GaInP- или AlInGaP-фотодиод (PD1);

на этот фотодиод нанесен n-p-разделительный диод (TD1) из материала AlInGaP, AlGaAs или GaInP;

второй p-n-переход, состоящий из AlInGaP-фотодиода (PD2);

n-p-разделительный диод (TD2); и

третий p-n-переход, выполненный как GaAIN- или AlGaInN-фотодиод (PD3).

13. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.12, отличающаяся тем, что первый фотодиод (PD1) лежит в диапазоне длин волн от λ=600 нм до 680 нм, средний фотодиод (PD2) лежит в диапазоне длин волн λ=550 нм, третий фотодиод (PD3) лежит в диапазоне длин волн от λ=400 нм до 450 нм.

14. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.11, отличающаяся тем, что каждый из светодетектирующих фотодиодов (PD1-PDn) снабжен металлическим контактом (К) для присоединения электрического провода.

15. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.1, отличающаяся тем, что имеющая активные зоны полупроводниковая структура, такая как светодиод или фотодиод, образует цветной дисплей (80).

16. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.15, отличающаяся тем, что цветной дисплей (80) выполнен из множества светоизлучающих полупроводниковых устройств (82) согласно по меньшей мере одному из пп.1-15, причем один пиксель (82) цветного дисплея (80) соответствует одному светоизлучающему полупроводниковому устройству, при этом каждый пиксель (82) и соответствующие цвета являются настраиваемыми селективно.

17. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура в виде многоволнового диода, излучающего или поглощающего определенное число длин световых волн, такого как светодиод или фотодиод (10, 16, 24, 26, 36, 46, 54, 68, 74, 80), содержащая подложку (SUB) с по меньшей мере двумя активными зонами (AZ1-AZn), каждая из которых эмитирует или поглощает излучение разной длины волны, причем первая (нижняя) активная зона (AZ1) выращена на поверхности подложки (SUB), по меньшей мере одна дополнительная (верхняя) активная зона (AZ1-AZn) выращена эпитаксиально, при этом активные зоны (AZ1-AZn) последовательно соединены от нижней активной зоны (AZ1) до верхней активной зоны (AZn) посредством по меньшей мере одного разделительного слоя (TD1-TDn), служащего в качестве низкоомного сопротивления, причем между нижней активной зоной (AZ1) и верхней активной зоной (AZn) эпитаксиально выращены одна или более дополнительных активных зон (AZ2-AZn), причем самая нижняя активная зона (AZ1) имеет узкую энергетическую запрещенную зону, а каждая из последующих активных зон (AZ2-AZn) имеет, соответственно, более широкую энергетическую запрещенную зону, чем предыдущая активная зона, при этом разделительный слой (TD1-TDn) выполнен как металлический контакт (К), отличающаяся тем, что на активной зоне (AZn) выращен поглощающий слой (AbsS) из такого же полупроводникового материала, что и материал активной зоны (AZn).

18. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.17, отличающаяся тем, что материал подложки (SUB) представляет собой GaAs, Ge, InP, GaSb, GaP, InAs, Si, SiGe, SiC, SiGe:C, сапфир или алмаз.

19. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.17, отличающаяся тем, что материал активных зон (AZ1-AZn) представляет собой GaAs, GaInP, AlGaAs, GaInAs, AlInGaP, GaAsN, GaN, GaInN, InN, GaInAIN, GaAlSb, GaInAlSb, CdTe, MgSe, MgS, 6HSiC, ZnTe, CgSe, GaAsSb, GaSb, InAsN, 4H-SiC, α-Sn, BN, BP, BAs, AlN, ZnO, ZnS, ZnSe, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, PbS, PbSe, PbTe, HgTe, HgCdTe, CdS, ZnSe, InSb, AlP, AlAs, AlSb, InAs и/или AlSb или содержит один или более из этих материалов.

20. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.17, отличающаяся тем, что многоволновой диод представляет собой диод зонной эмиссии со следующим строением:

GaAs- или Ge-подложка (SUB);

выращенный на этой подложке GaAs-диод (AZ1) (нижний диод);

поверх него, в чередующейся последовательности, выращенный на GaAs-диоде (AZ1) разделительный диод, такой как GaInP-разделительный диод (TD) или AlGaAs-разделительный диод (TD1...TDn), с последующим GaInP-диодом (AZ3) или AlGaAs-диодом (AZ3-AZn), выращенным на этом разделительном диоде, причем диапазон зонной эмиссии определяется тем, что количество диодов (AZ1-AZn), а также количество и ширина пиков образуют смежный диапазон светового излучения таким образом, что он не может быть достигнут посредством отдельного пика, и, тем самым, получается результирующий диапазон излучения.

21. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.17, отличающаяся тем, что каждая из отдельных активных зон (AZ1-AZn) снабжена своим собственным металлическим контактом (К) для присоединения вывода.

22. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.17, отличающаяся тем, что светоизлучающий диод (26) смешанного цвета (коричневого) имеет следующее строение:

GaAs- или Ge-подложка (SUB);

выращенная на этой подложке нижняя активная зона (AZ1), например, из GaInP (или AlGaInP);

выращенный на этой нижней активной зоне первый разделительный диод (TD1) из GaInP или AlGaInP;

выращенная на этом разделительном диоде средняя активная зона (AZ2) из AlInGaP;

второй разделительный диод (TD2); и

выращенная на втором разделительном диоде верхняя активная зона (AZ3) из AlInGaP.

23. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.17, отличающаяся тем, что светоизлучающий диод (36) смешанного цвета имеет следующее строение:

GaAs- или Ge-подложка (SUB);

выращенная на этой подложке нижняя активная зона (AZ1), за которой следуют две дополнительные активные зоны (AZ2-AZn), между которыми, соответственно, расположен туннельный диод (TD1-TDn), при этом верхняя активная зона (AZn) имеет металлический контакт (К) для соединения с электрическим выводом.

24. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.21, отличающаяся тем, что расположенный между активными зонами (AZ1-AZn) металлический контакт (К, ВК, LK) приклеен, припаян, припрессован, присоединен или приварен.

25. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.17, отличающаяся тем, что нижняя активная зона выполнена из материала AlInGaP с длиной волны приблизительно 620 нм, средняя активная зона выполнена из полупроводникового материала AlInGaP с длиной волны приблизительно 550 нм, верхняя активная зона выполнена из полупроводникового материала GaInN с длиной волны в диапазоне приблизительно от 400 до 450 нм.

26. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.17, отличающаяся тем, что самая верхняя активная зона (AZn) имеет контакт (ВК), такой как контактная площадка.

27. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.17, отличающаяся тем, что имеющая активные зоны полупроводниковая структура представляет собой датчик (46) смешанного цвета, у которого активные зоны (AZ1-AZn) выполнены как фотодиоды (PD1-PDn), и при этом падающий свет смешанного цвета селективно поглощается в соответствующих активных зонах, в результате чего генерируемый ток может быть снят селективно.

28. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.27, отличающаяся тем, что датчик (46) смешанного цвета имеет следующее строение:

GaAs- или Ge-подложка (SUB), на нижней стороне которой нанесен, например, выращен, металлический контакт (К), а на верхней стороне которой нанесен, например, выращен, GaInP- или AlInGaP-фотодиод (PD1);

на этот фотодиод нанесен n-p-разделительный диод (TD1) из материала AlInGaP, AlGaAs или GaInP;

второй p-n-переход, состоящий из AlInGaP-фотодиода (PD2);

n-p-разделительный диод (TD2); и

третий p-n-переход, выполненный как GaAIN- или AlGaInN-фотодиод (РD3).

29. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.28, отличающаяся тем, что первый фотодиод (PD1) лежит в диапазоне длин волн от λ=600 нм до 680 нм, средний фотодиод (PD2) лежит в диапазоне длин волн λ=550 нм, третий фотодиод (PD3) лежит в диапазоне длин волн от λ=400 нм до 450 нм.

30. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.27, отличающаяся тем, что каждый из светодетектирующих фотодиодов (PD1-PDn) снабжен металлическим контактом (К) для присоединения электрического провода.

31. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.17, отличающаяся тем, что имеющая активные зоны полупроводниковая структура, такая как светодиод или фотодиод, образует цветной дисплей (80).

32. Имеющая активные зоны полупроводниковая структура по п.31, отличающаяся тем, что цветной дисплей (80) выполнен из множества светоизлучающих полупроводниковых устройств (82) согласно по меньшей мере одному из пп.17-31, причем один пиксель (82) цветного дисплея (80) соответствует одному светоизлучающему полупроводниковому устройству, при этом каждый пиксель (82) и соответствующие цвета являются настраиваемыми селективно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии получения монокристалла нитрида на кремниевой пластине и светоизлучающего устройства на его основе. .

Изобретение относится к светоизлучающей электронной технике, а именно к модульным конструкциям высокомощных полупроводниковых источников света, которые могут использоваться в качестве единичного источника света, а также в качестве сборочной единицы осветительной системы, содержащей ряд источников света.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к классу осветительных и сигнальных систем, и может быть использовано на различных видах транспорта, например на автомобильном, железнодорожном и морском транспорте, а также для внутреннего освещения различных помещений, наружной подсветки, для построения рекламных светящихся экранов, светофоров и других источников информации типа бегущей строки, табло и т.д.
Изобретение относится к области оптоэлектроники, а конкретно к способам получения пористого кремния для различных структур, обладающих способностью к фотолюминесценции (ФЛ) и электролюминесценции (ЭЛ), которые могут быть использованы, например, в качестве индикаторов.

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых материалов и приборов методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений, а именно к изготовлению гетероструктур на основе элементов III группы и приборов на их основе, таких как белые светодиоды, лазеры и т.д.

Изобретение относится к технологии производства тонких оксидных монокристаллических пленок и может быть использовано в оптике. .

Изобретение относится к области светотехники, а именно приборов, предназначенных для излучения света в видимом диапазоне, и может быть использовано как в приборах индикации, так и освещения.

Изобретение относится к области полупроводниковых светоизлучающих приборов, в частности к светодиодам на основе твердых растворов нитридов металлов третьей группы.

Изобретение относится к электронной технике. .

Изобретение относится к светотехнике, а именно к полупроводниковым источникам света, преимущественно к источникам белого света

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано в качестве источника света для внутреннего и внешнего светотехнического оборудования летательных аппаратов, снабженных техникой ночного видения

Изобретение относится к оптическим устройствам, изготовленным с помощью способа индуцированного примесью перемешивания квантовой ямы (КЯ)

Изобретение относится к светодиодной технике, а точнее к источникам света, предназначенным для локального освещения и, в частности, для замены лампочек накаливания с диаметром цоколя не более 10 мм в аппаратуре гражданского и иного назначения

Изобретение относится к светоизлучающим устройствам и более конкретно к светоизлучающим устройствам, включающим в себя, по меньшей мере, один светодиод и люминофор, причем люминофор включает в себя химические соединения, легированные свинцом и/или медью и преобразующие длину волны света

Изобретение относится к технологии производства полупроводниковых лазерных диодов и линеек
Наверх