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关于LED射灯的外延材料的要求

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2013-09-22 09:34:00【

  制作led射灯的外延材料必须满足以下的一些要求。

  ①要有足够宽的禁带宽度Es.由于LED的PN结在通过电流时发出的光的波长A取决于PN结材料的禁带宽度几.两者之间的关系可以表示为d=1240/Es。为了发出可见光(波长的范围为380'r780nm),要求半导体材料的禁带宽度:如要发山波长较短的蓝光或紫外光,LED外延材料的Es位还要更大一些,应大于3eV。一般元素半导体是不能满足这个要求的,这也是普通由锗或硅半导体制成的PN结在正向偏咒下不能发光的原因。一般的化合物半导体都具有比元素半导体更宽的禁带宽度,同时,在确定了led射灯的发光波长后。还可以通过调节多元半导体材料的组分配比来控制它的莱带宽度Es位,例如对于铝锢惊磷(AlinGaP)材料,可以通过选择合适的^AlGa组分配比来控制它的禁带宽度,进而改变它的发光颜色,使它的颜色由黄色变为深红,得到红、黄、绿等不同颜色。

  鉴于上面提到这些原因,我们在制作led射灯时,必须选择化合物半导体做外延材料。

  ②能够制作高电导率的P型、N型半导体品体,以获得良好的PN结。晶体必须有足够高的电导率才可以提供裔发光效率所需要的电子一空穴对,为此,拾杂浓度应不低于1x1017/cm3.为了减小正向申联电阻。应尽盆选用级流子迁移率高的材料,采用良好的外延.艺与合适的拾杂材料,以及选择正确的掺杂浓度。

  ③能够生成没有晶格缺陷和杂质的品体。晶格缺陷和杂质会形成非发光复合中心,从而降低led射灯发光的内最子效率和总发光效率,控制外延晶体的质量的因素有很多,如衬底材料、晶体的外延生长工艺和方法等。

  ④发光复合率要大。由于发光复合率直接影响发光效率,所以目前高亮度led射灯和超高亮度LED大都采用具有较大的发光复合率的直接跃迁狱(或称直接带隙型〕半导体材料来制造,从而得到较高的发光效串。

  根据以上这些要求,led射灯外延所用的材料大都是m-v族化合物半导体,例如砷化嫁(GaAs),确化锌(GaP),稼铝砷(AIGaAs),铝胭稼磷(AIInGaP),铝钥馆氮(AIInGaN)。其他的还有N族化合物碳化硅(sic)及V-VI族化合物硒化砷(AsSe)等。

  关于在led射灯的结构中采用哪些类型的衬底材料和外延材料以及这些材料的特性,我们在介绍了LED的发光原理和特性后再做介绍。