Из изложенного выше следует, что на коэффициент вывода света зеленых светодиодов влияют много взаимосвязанных па­раметров. Видно также, какие изменения конструкции улучшают работу приборов. Если известны общие тенденции, можно попы­таться оптимизировать работу светодиодов, систематически из­меняя параметры приборов так, чтобы результаты этих изме­нений можно было легко зафиксировать. Ниже рассмотрена методика решения этой задачи [23]. На рис. 6.11 […]

Рассмотрим теперь процессы поглощения для иллюстрации сложности проектирования светодиодов и выявления оптималь­ных характеристик. Все механизмы потерь схематически пока­заны на рис. 6.9. Самые большие и принципиально неустранимые потери воз­никают из-за поглощения изоэлектронными ловушками азота. Обычно в диоде примерно половина генерируемых фотонов вто­рично поглощается уровнями азота, причем поглощение возрас­тает с увеличением энергии [22]. Изменение спектрального распределения излучения […]

Для подробного ознакомления с проблемой вывода излуче­ния из светодиода рассмотрим различные процессы поглощения в типичном зеленом диоде из GaP (рис. 6.9). Процесс изготов­ления такого диода в основном сходен с изготовлением красных светодиодов (рис, 6.1). Некоторые основные характеристики прибора приведены в табл. 6.5 [22]. Таблица 6.5 Типичные параметры зеленых светодиодов из GaP прямоугольной формы с матовыми […]

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 […]

Проведем анализ оптимальности конструкции диода на при­мере двух различных моделей диода (рис. 6.4) в двух оптически различных средах [15]. Конфигурации диодов выбраны из сооб­ражений простоты изготовления и удобства математического расчета. Структура диода, толщина слоев, а также электриче­ские и оптические свойства типичны для слоев полупроводника, которые выращены жидкостной эпитаксией на подложках, по­лученных из раствора. Цилиндрическая форма […]

Поскольку в GaP энергетический уровень центра рекомби­нации для красного излучения расположен приблизительно на 0,30 эВ ниже дна зоны проводимости, материал совершенно прозрачен для излучения, возникающего у р — я-перехода. Хотя соответствующий коэффициент поглощения для собственного GaP составляет только доли обратного сантиметра, из-за силь­ного легирования и различных дефектов в реальном материале диода типичные значения коэффициента поглощения […]

Хотя коэффициент инжекции и возрастает с увеличением температуры, эффективность генерации света падает [7]. В ре­зультате квантовый выход в различных веществах (в зависи­мости от параметров диода) может как увеличиваться [8], так и уменьшаться [7] с ростом температуры. В GaP вблизи ком­натной температуры квантовый выход понижается. Уменьшение квантового выхода можно описать эмпирическим соотношением 4j(T)&exp{Ea/kBT): (6.12) Экспериментально полученные […]

Интенсивность красного излучения диодов из GaP зависит от диффузионного тока электронов в p-области. Однако при малых смещениях прямой ток обусловлен в основном рекомби­нацией в слое пространственного заряда. Поэтому с ростом плотности внутренний квантовый выход сначала быстро увели­чивается до тех пор, пока в токе диода не становится преобла­дающей диффузионная составляющая. Дальнейшее увеличение плотности тока приводит к […]

Если речь идет об изготовлении светодиодов, то внешний квантовый выход лучше всего представить в виде Л£ = Л/Л0, (6.8) т. е. как произведение внутреннего квантового выхода и коэф­фициента вывода света. Предельное значение внутреннего кван­тового выхода определяется условиями изготовления р — п-пе — рехода. В отдельных диодах степень приближения внутреннего квантового выхода к этой предельной величине […]

Основные принципы изготовления полупроводниковых пла­стин рассмотрены в разд. 5.3 и 5.4. Для непрямозонных полу­проводников, таких, как GaP, длина волнк электролюминес — центного излучения зависит от энергетического положения уровней центров излучательной рекомбинации. Для красных диодов из GaP таким центром является пара ближайших атомов Zn—О, которая дает широкий спектр излучения от красной до ближней инфракрасной области (рис. […]