Элементы и устройства оптоэлектроники. Самохвалов М.К. - 17 стр.

UptoLike

Составители: 

16
В МДП-диодных излучающих приборах используется инжекция неосновных
носителей заряда через туннельно-тонкий диэлектрик с последующей излуча-
тельной рекомбинацией.
Помимо инжекционных излучающих диодов возможно использование для
генерации излучения предпробойной электролюминесценции при обратном
смещении диода. В достаточно сильном электрическом поле обратно смещен-
ного p-n перехода происходит ускорение, ударная ионизация и размножение
носителей, возбуждающих центры свечения в полупроводнике.
Такие излучающие диоды могут быть созданы на основе полупроводниковых
соединений А
2
В
6
, где эффективность инжекционной электролюминесценции
невысока.
Материалы СИД
Наиболее распространенными материалами являются соединения А
3
В
5
и их
твердые растворы.
GaAs - прямозонный полупроводник, на котором впервые наблюдалась ин-
жекционная электролюминесценция в р-n переходе (Е
g
= 1,43 эВ, λ = 0,86 мкм).
Большинство GaAs-излучателей изначально деградировали, поэтому они не по-
лучили заметного промышленного распространения, за исключением р-n
переходов, легированных кремнием. При эпитаксии при высоких температурах
Si внедряется в вакансии галлия и является донором, при более низких
температурах Si внедряется в вакансии мышьяка и является акцептором.
Активная область р-n перехода составляет 20-40 мкм, генерируемое излучение
имеет длину волны λ =0.95 мкм, сдвинуто вправо от красной границы
поглощения арсенида галлия, поэтому излучение проходит через толщу GaAs
без потерь. Быстродействие таких светодиодов относительно мало ~ 1 мкс. В
основном GaAs используется в качестве подложек при выращивании
гетероэпитаксиальных структур А
3
В
5
и их твердых растворов.
Для GaP ширина запрещенной зоны составляет Е
п
= 2,26 эВ. Фосфид галлия -
непрямозонный полупроводник, но имеет высокую эффективность излучатель-
ной рекомбинации через изоэлектронные ловушки и прозрачен для генерируе-
мого излучения. Для этого материала характерна высокая химическая стабиль-
ность, технологичность получения и обработки. На основе GaP изготавливают
светодиоды зеленого, желтого, оранжевого и красного цветов свечения при ле-
гировании фосфида галлия (Zn – зеленый, Zn,O – красный, N – зеленый, жел-
тый и оранжевый цвет свечения получают при совместном легировании – N,
Zn, O). Для фосфид галлиевых светодиодов наблюдается насыщение мощности
излучения при росте тока до 1-10 А/см
2
.
GaAs
1-x
P
x
использовался ранее как основной светодиодный материал. Изме-
нение состава позволяет получать свечение от зеленого до красного цветов. Оп-
тимальный состав (х 0.4) используется для генерации излучения с длиной
волны λ 660 нм). Данный материал является прямозонным полупроводником.
Для светодиодов на его основе характерна высокая яркость свечения, ненасы-