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AOA体育官网入口:GaAs基AlGaInPLED的探索和开展
发布时间:2022-08-10 03:19:14 | 来源:aoa体育官网下载 作者:AOA体育官网下载链接

  LED是第一个进入市集的商用化合物半导体,仍然有30多年的生进步程。最早的LED是采用LPE(液相表延成长)工夫做成的红光GaAsP LED,然而这些LED的机能相看待目前来说斗劲低。1970年,正在GaP和GaAsP中参加氮的门径提出后,提拔了LED的机能而且筑造出了除红光以表的绿光、橘黄色光等LED器件。20世纪80年代初,操纵液相淀积工夫造成的AlGaAs LED拥有较好的机能。20世纪90年代后,因为新型资料以及新的表延工夫引入到红光LED的磋议中,操纵有机金属化学气相淀积法(MOCVD)筑造的大大革新了血色和黄色光谱区的LED机能。近年来,LED工夫的改善平昔盘绕着寻找更好的发光资料,以及革新芯片组织和封装门径等方面。固然LED正在实践室中仍然形成了许多年,况且正在贸易上的利用鸿沟也连接推广,然而LED的光输出照旧低于守旧的光源。就工夫而言,生长的瓶颈是表量子结果的提拔。目前固然内量子结果仍然高达90%以上,然而进程封装后,表量子结果惟有30%驾御,有很大的工夫提拔空间。

  (AlxGa1-x)1-xInyP资料的Al组分值低,而且能够通过调治Al的摩尔组分x,使带隙宽度和GaAs衬底有很好的晶格成亲。其能带和晶格常数的合连如图1所示。当y=0.48时,III-V族磷化物资料系统化合物(AlxGa1-x)1-yInyP与GaAs衬底有很好的晶格成亲。现正在贸易用红光LED民多是正在GaAs衬底上通过MOCVD和MBE成长(AlxGa1-x)0.5In0.5P。近15年来,操纵MOCVD的门径出产的AlGaInP LED表延片使得LED正在机能上有了很大的革新。

  和早期的GaAsP LED比拟,大功率AlGaInP LED的表延层组织特别纷乱和准确。每每,无缺的表延片组织席卷成长一个顶部的窗口层、控造层,还能够挑选正在GaAs衬底上成长布拉格反射层以反射射向GaAs衬底的光。目前常用的表延片组织如图2所示。活性层的安排多采用双异质结或者是大量子阱组织,能够更好地控造电流的散布。

  从LED起首的几十年里,表量子结果平昔是人们磋议和考虑的题目。目前红光LED采用的GaAs衬底只管与AlGaInP有很好的晶格成亲,然而它对红黄光的招揽重要,而且因为AlGaInP-GaAs系半导体折射系数n2=3~3.5,光从内部射人折射率为n1的介质时临界角为

  看待滑腻的表观,光芒的逃逸角c。,因为半导体资料的自愿性辐射是朝各个倾向的,惟有不抢先4%的光能够从半导体内部射出。不行出射的光正在LED结区转换为热能,抬高完了温,使晶格波动加剧,影响了内量子结果,也使红光LED的寿命大打扣头,因而将形成的光有用地引出LED是目前GaAs基AlGaInP红光LED磋议的厉重倾向。险些全豹大功率AlGaInP LED正在安排时都要斟酌驱除GaAs衬底的招揽用意带来的负面影响。

  要淘汰因资料自身的招揽以及电流散布欠妥而形成的吃亏,能够采用以下几种门径:(1)操纵厚的窗口层或是电流散布层使电流能匀称散布而且增大表观透过率;(2)用电流限度工夫使电流不正在电接触区域下通过;(3)用透后、不招揽光资料作衬底或者正在活性层下扶植反射镜将光反射至半导体资料的表观。以下先容的几种模范组织便是从这几个方面启程来抬高表量子结果的。

  这种组织是成长有厚的窗口层同时还正在活性层和招揽衬底之间周期性瓜代成长上两种折射率差异的资料,造成布拉格反射层。DBR多采用AlGaAS_AlGaAs或是AlInGaP-AlInP,它正在有源层和衬底之间,也许将射向衬底的光操纵布拉格反射道理反射回上表观。于晓东等人造备了采用Al0.6Ga0.4As/AlAs复合DBR的LED器件,未封装输出光功率为2.3 mW,表量子结果为5.6%,发光结果可达121 m/。高亮led灯带条