При конструировании светодиодов, как и других полупровод­никовых приборов, требуется найти наилучшее сочетание раз­личных параметров, чтобы получить оптимальные характери­стики прибора для определенных условий применения. Некото­рые условия оптимизации важнейших параметров красных светодиодов из GaP приведены в качестве примера в табл. 6.1.

Соображения, на основе которых выбираются конструкции, оди­наковы для прямозонных и непрямозонных полупроводников. В основном различия между этими двумя группами материалов обусловлены тем, что в прямозонных материалах свет, генери­руемый в диоде, испытывает сильное поглощение, а в непрямо­зонные материалы необходимо вводить центры излучательной рекомбинации. Поскольку не существует универсального кон­структивного решения, оптимального для всех областей приме­нения, то в этом разделе будут рассмотрены основные комби­нации конструктивных параметров и связь между ними. Использованные при этом числовые примеры заимствованы из опубликованных работ и не всегда отражают современный тех­нический уровень.

Сначала будут рассмотрены принципы конструирования све­тодиодов из непрямозонных полупроводников на примере крас-- ного светодиода из GaP, используемого в качестве светового индикатора [1] или осветителя [2]. Затем будет проведено об*

Рп М

Нанесение SiOB, защита Фоторезистом, травление. буферным растдором HF

SiOj

Напыление омического контакта и Вжигание при S00 °С ^Au+2%SL Разделение на элементы Впладление омического ^2><^конЯ7ата к ваР р-типа

'—Ч 'е~п

t%r^U^--Si02

Омический контакт

Рис. 6.1. Последовательность операций при изготовлении красных светодио­дов из GaP с комбинированным контактом.

суждение дополнительных соображений относительно конструк­ции зеленых светодиодов из GaP и приборов на основе прямо­зонных полупроводников.

6.0. КОНСТРУИРОВАНИЕ КРАСНЫХ СВЕТОДИОДОВ ИЗ GaP

Конструирование диодов проходит два этапа: концентрация легирующей примеси, параметры р — я-перехода и общая гео­метрия слоев задаются в процессе изготовления полупроводни­ковых пластин; размер отдельных диодов, форма и оптические свойства электрических контактов, оформление диодов в кор­пусе определяются процессом изготовления приборов. На рис. 6.1 показана последовательность операций при изготовлении свето­диодов из GaP. Схемные требования для рассматриваемого светодиода приведены в табл. 6.2.

Таблица 6.2

Схемные требования для красного светодиода из GaP, используемого в световом индикаторе

Электрические

Ток питания Iр, мА 10

Напряжение питания Кр, В 2

Оптические

Максимальная яркость фона, кд/м2 850

Максимальная дальность наблюдения, м. 3

Угол наблюдения > 90°

So 700«00sbo 400 Длина волны, нм

--------------------- !-------- j----- j----- 1-- [ І "Г. ТІ---- 1

1,4 1,6 1,8 2,0 г, г 2,6 3,0 Энергия, зВ.

Оранжедый Зеленый Фиолетовый Желтый

Рис. 6.2. Спектры излучения различных светодиодов и функция видности для

дневного зрения.