Механизм, описывающий влияние поглощения света контак­тами на коэффициент вывода света из светодиодов на основе GaP, можно аппроксимировать с помощью простой диффузной модели [205]. Рассмотрим диод как оптическую полость с ма­лыми внутренними потерями и предположим, что энергия рас­пределена диффузно; коэффициент вывода света г|о опреде­ляется тогда равновесием между пропусканием и поглощением света в объеме и на стенках. Таким образом,

Ло = Z? W[E (1 — Ri) Щ + 4aF], (5.40)

где Ті и Ri — коэффициенты диффузного пропускания и отра­жения поверхности, имеющей площадь a-h а а — объемный ко­эффициент поглощения GaP. Коэффициент диффузного пропу­скания границы раздела GaP — воздух для красных светодио­дов на длине волны К = 690 нм равен 0,631. Из кривых на рис. 5.44 видна зависимость коэффициента вывода света от раз­мера контакта красных светодиодов из GaP, каждая сторона площади основания которых равна 0,375 мм, а толщина 0,25 мм. Предполагается, что контакты поглощают свет полностью. Как следует из более подробного анализа в гл. 6, 5—10%-ное по­крытие одной грани диода контактом достаточно для того, чтобы получить однородное распределение тока в области контакта, имеющего низкое сопротивление; остальная же часть поверхно­сти раздела металл — полупроводник может быть покрыта тон - ' ким диэлектриком.

Роль диэлектрика на поверхности раздела металл — полу­проводник двояка. Во-первых, диэлектрик изменяет угол вну­треннего отражения на поверхности раздела GaP — металл. Меньший угол полного внутреннего отражения на поверхности раздела GaP — диэлектрик приводит к тому, что большая часть света, распространяющегося в произвольных направлениях в кристалле, испытывает полное внутреннее отражение. Типич­ные значения показателя преломления диэлектриков (например, Si02 или собственного окисла) и GaP равны 1,5 и 3,4 соответ­ственно; отсюда угол полного внутреннего отражения 0С = = arc sin (1,5/3,4) = 23,7°. Во-вторых, диэлектрик сохраняет от­ражательную способность нанесенного металла, так что большая доля света, выходящего в пределах угла полного внутреннего отражения, отражается внутрь диодов. Для сохранения отража­тельной способности, вероятно, достаточно тонкого (~100 А) диэлектрического слоя, поэтому простая обработка полупровод­ника в кипящей перекиси водорода может обеспечить необходи­мый слой собственного окисла [206]. Если же основная роль, которую играет диэлектрик, состоит в создании рассогласования на поверхности раздела и, таким образом, в предотвращении выхода света из полупроводника, эффективность диэлектрика растет с увеличением толщины, причем основное увеличение происходит в пределах первых 750 А, после чего эффективность приближается к предельному значению при толщине порядка 1000 А [207]. Случайно оказалось, что сплавы на золотой и серебряной основах имеют хорошее сцепление с чистыми слоями диэлектрика; способность к сцеплению увеличивается также в присутствии активных металлических легирующих примесей (например, кремния или бериллия).