Расчеты при проектировании зеленых светодиодов из GaP намного сложнее, чем для красных светодиодов, из-за ряда принципиальных различий в процессах генерации света. Как отмечалось в гл. 3, внутренний спектр излучения зеленых свето­диодов состоит из линии азота Л и ее температурно уширенных фононных повторений [17—19]. Это было доказано экспери­ментально. при возбуждении очень тонкой полированной пла - стиики GaP, зачерненной с одной стороны [20]; соответствую-

щее спектральное распределение энергии показано на рис. 6.8. На этом же рисунке приведены спектры поглощения нелегиро­ванного GaP (аг) и GaP, легированного азотом до концентра­ции 1019 см-3 [21]. Наибольший вклад в спектр излучения азота дают линия А при 2,236 эВ (554 нм) и повторение линии А LO-фононом при 2,196 эВ (564 нм). Максимальная интенсив­ность линии А—LO составляет ~60% общего максимума спектра. Из-за высокой концентрации фононов при комнатной температуре коэффициент поглощения aN материала, легиро­ванного азотом, быстро растет с увеличением энергии. Как видно из рис. 6.8, при энергии линии Л aN в 12 раз больше, чем при энергии линии А — LO, так что та же примесь, которая приводит к возникновению излучения, изменяет внешний спектр излучения из-за избирательного самопоглощения. Так как по­глощение излучения с энергией линии А (и с большими энер­гиями) намного превосходит поглощение излучения с энергией 'Линии А — LO (и с меньшими энергиями), то величину самопо­глощения азотом можно оценить по сравнительной интенсивно­сти линий А и А — LO, наблюдаемых вне диода. (Для типич­ных диодов, рассматриваемых ниже, при коэффициенте вывода света 20—30% интенсивности обоих пиков приблизительно равны.)

Из-за такой зависимости поглощения от энергии спектр из­лучения зеленых светодиодов из GaP можно разделить на три части:

1. В длинноволновой части спектра (<2,14 эВ, т. е. 580 нм) коэффициент вывода света такой же, как у красных светодио* дов из GaP(Zn, О). Эту спектральную область с малым коэф­фициентом поглощения можно хорошо описать диффузной мо­делью, рассмотренной в предыдущем разделе.

2. В коротковолновой области (2,3—2,4 эВ, т. е. 539—516 нм) имеется сильное внутреннее поглощение, характерное для пря­мозонных полупроводников (таких, как GaAsi-^Px, дающий красное излучение). В этой области краевое поглощение на­столько велико, что фотоны могут выйти из диода только после первого прохождения до поверхности, так что коэффициент вы­вода света можно определить, точно прослеживая путь лучей.

3. В промежуточной части спектра (~2,15—2,30 эВ, т. е. 580—540 нм) коэффициент вывода света трудно определить точно и описать аналитически.