ервоного і зеленого свічення були створені групою вчених під керівництвом Ральфа Логана в Bell Laboratories в Мюрреї Хілл (Нью-Джерсі) в середині 70-х рр. [3]. У ті роки напівпровідникові матеріали вже застосовувалися для створення як біполярних, так і польових транзисторів, що використовуються в електронних схемах в якості ключів і підсилювачів. Саме тоді інженери і дослідники усвідомили, що напівпровідники є кращими матеріалами для виготовлення випромінюючих устройств.аР відноситься до непрямозонних напівпровідників, в яких імовірність міжзонних переходів, що відбуваються зі збереженням імпульсу, пренебрежимо мала, тому випромінювальна рекомбінація в них проходить, як правило, через домішкові центри. Введення в gар оптично активної ізоелектронного домішки, наприклад азоту (N), дозволяє значно підвищити ймовірність випромінювальної рекомбінації в напівпровіднику за рахунок того, що ця домішка створює в забороненій зоні проміжний енергетичний рівень, з якого електрону набагато легше рекомбінувати з діркою. Наявність таких «глибоких» домішкових центрів підвищує ймовірність оптичних переходів.
Наприкінці 1960-х років була розроблена технологія отримання gар-пластин з розплавів при високих температурах і тиску. З таких пластин за допомогою різання формувалися підкладки, які використовуються і в даний час. При легуванні gар ізоелектронними домішками, що містять N, такими як GаN, були виготовлені світлодіоди зеленого свічення, ККД яких перевищив 0,6%. Хоча зовнішній квантовий вихід світлодіодів зеленого свічення менше, ніж у світлодіодів червоного свічення, сприйнятливість людського ока до зеленого кольору в 10 разів вище, ніж до червоного, тому удавана (суб'єктивна) яскравість обох типів світлодіодів є порівнянної [3]. Світлодіоди на основі GaP одержали досить широке поширення і застосовувалися в основному в якості індикаторів в побутовій техніці, системних блоках і моніторах персональних комп'ютерів.
Над розробкою світлодіодів видимого діапазону оптичного спектру з ККД, що перевищує ККД GаАsР-світлодіодів, трудилися і інші компанії, такі ка?? IBM, RCA і GE. Слід зазначити, що в 1960-х рр. монохроматичні кольори виходили в основному при фільтрації світла від ламп розжарювання, тому свічення світлодіодів, що володіють вузькою спектральної лінією випромінювання, здавалося спостерігачам дійсно дуже чистим.
Система матеріалів на основі АlInGаР підходить для отримання яскравого свічення в червоному (626 нм), помаранчевому (610 нм) і жовтому (590 нм) спектральних діапазонах і в даний час є основною системою для виготовлення світлодіодів підвищеної яскравості , що випромінюють світло в даному інтервалі довжин хвиль. Така система матеріалів була розроблена в Японії для лазерів, що працюють у видимому діапазоні оптичного спектру. Оскільки ширина забороненої зони InGаР становить близько 1,9 еВ (650 нм), цей матеріал може використовуватися для виготовлення світлодіодів і лазерів, що випромінюють світло в червоній області видимого спектру [3]. Такі лазери застосовуються, наприклад, в лазерною указкою і DVD-програвачах. На рис. 5 показаний приклад застосування червоних світлодіодів на основі InGaP в дисплеї електронних наручних годинників.
Малюнок 5 - наручний електронний годинник з індикаторними світлодіодами на основі GaAsP червоного кольору світіння
Додавання Аl до активної області InGаР дозволяє змістити випромінювання в бік більш коротких довжин хвиль, захоплюючи помаранчевий і жовтий спектральні діапазони. Проте (AlxGa1-x) 0,5In0,5P при х? 0,53 стає непрямозонних напівпровідником, що призводить до сильного зниження його ККД на довжинах хвиль, менших або рівних 600 нм. Отже, цей матеріал не підходить для виготовлення високоефективних світлодіодів, що випромінюють світло з довжинами хвиль нижче 570 нм.
Перші АlInGаР-лазери з'явилися на початку 80-х рр., а розвиток АlInGаР-світлодіодів почалося в кінці десятиліття. На відміну від АlInGаР-лазерів, в структуру світлодіодів зазвичай входять шари розтікання струму, які вводяться для того, щоб світилася тільки площина р-n-переходу, але не область, розташована нижче верхньої частини омічного контакту. Подальші удосконалення АlInGаР-світлодіодів були пов'язані зі створенням в активній області, що складається з декількох квантових ям, розподілених відбивачів Брегга і технології виготовлення прозорих gар-підкладок [3]. Світлодіоди на основі структур AlInGaP одержали досить широке поширення і застосовувалися не тільки для індикації, а й у відображенні інформації. На рис. 6 показані різні застосування таких світлодіодів: в інформаційних панелях і табло, що біжать рядках, світлофорах і т. Д.
Малюнок 6 - приклади застосувань світлодіодів на основі AlInGaP-структур жовтого і червоного кольору світіння
. Світлодіоди на осно...
