Излучательная рекомбинация в полупроводниках. Светодиоды

GaP относится к полупроводникам с непрямыми переходами. Длина волны его электромагнитного излучения зависит от энергетических уровней центров излучательной рекомбинации. Для светодиодов из фосфида галлия, испускающих красное свечение, такие уровни создают путем легирования GaP цинком и кислородом или кадмием и кислородом. Свечение светодиодов из GaP в зеленой области спектра получают при легировании фосфида галлия азотом. Большим преимуществом азота как излучательного центра, является то, что его можно ввести в GaP в большом количестве (до 10 м ) без изменения концентрации свободных носителей заряда. [c.102]

Из (12.26) следует, что для получения максимальной внутренней эффективности светодиода следует по возможности увеличить отношение вероятности излучательной рекомбинации к безызлуча-тельной. Безызлучательная рекомбинация, как правило, определяется в основном глубокими рекомбинационными центрами, излу-чательная же идет обычно в результате межзонных переходов (рис. 12.11, а), переходов из зоны проводимости на мелкие акцепторные уровни (рис. 12.11, 6) или с мелких донорных уровней в валентную зону (рис. 12.11, б). Вероятность безызлучательной рекомбинации можно уменьшить, очистив полупроводник от глубоких рекомбинационных центров. Сделать это очень трудно, так как сечение захвата носителей некоторыми примесными центрами, например медью, велико и требуется очень высокая степень очистки оттаких примесей. Поэтому качество светодиодов в значительной мере зависит от степени очистки исходных материалов и совершенства технологии изготовления диодов. [c.332]

Другим способом повышения внутреннего квантового выхода диода является увеличение вероятности излучательной рекомбинации путем выбора полупроводникового материала и степени его легирования. В таких полупроводниках, как Si и Ge, у которых дно зоны проводимости и потолок валентной зоны расположены при различных значениях волнового вектора к (рис. 5.4), вероятность меж-зонной излучательной рекомбинации много меньше, чем у полупроводников с совпадаюш,ими экстремумами зон (GaAs, InAs, InSb и др.). Поэтому для изготовления светодиодов необходимо брать [c.332]

Основной проблемой кремниевой оптоэлектроники является проблема создания эффективного источника излучения, роль которого выполняет светодиод или лазер. Кремний является непрямозонным полупроводником, и эффективность межзонной излучательной рекомбинации в нем очень низка. Определенным выходом из этого положения является легирование кремния эрбием, примесью, которая формирует в кристаллической решетке эффективные центры излучательной рекомбинации с участием 4f электронов примесного атома. В процессе такой рекомбинации генерируется излучение с длиной волны 1,54 мкм, для которого сам кремний практически прозрачен и которое также соответствует окну максимальной прозрачности оптических волноводов из кварцевого стекла. К сожалению, растворимость Ег в Si составляет всего см (при 1300 °С). Этого явно недостаточно для получения интенсивного излучения. Для увеличения содержания Ег в кристаллической решетке используют неравновесные методы получения сильнолегированных кремниевых слоев — ионную имплантацию, молекулярно-лучевую эпитаксию, ионно-лучевое напыление и др. Увеличению содержания Ег в слое способствует и дополнительное его легирование кислородом или фтором, с которыми эрбий образует достаточно стабильные комплексы. На сегод- [c.96]

Вероятность межзоиной рекомбинации и излучательных переходов зона — примесь растет с увеличением (до определенного предела) степени легирования полупроводника, что также используется при изготовлении светодиодов. Рис. 12.12. Схема оптронной Спектральный состав рекомбинацион- ного излучения определяется распреде- [c.332]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...