半导体光电子器件.doc

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1、半导体光电子器件1、发光二极管及其应用半导体p-n结或与其类似的结构加正向电压时以高效率发出可见光或红外光的器件。发光二极管的流明效率已经接近或超过白炽灯。2、发光二极管的发光原理可见光：390nm～770nm(700nm),发光能量：3.2～1.8eV光子能量≤材料的禁带宽度发光二极管的强度：光辐射的复合中心的数目，辐射复合几率，非平衡载流子数目。尽量减少无辐射复合中心有关的缺陷和杂质浓度。实现大规模生产的高亮度LED主要材料：红光：AlGaAs；GaAlInP绿光：GaP，AlGaInN蓝光：AlGaInN3、发光二极管的特点：电压低

2、（小于5伏）;寿命长（可达10万小时以上）;响应时间短（几十nS）;耗能低；无污染4、发光二极管材料的选择：（1）带隙宽度合适（2）有晶格匹配的衬底材料（3）可获得电导率高的N型和P型材料（4）发光复合几率大（5）温度稳定性好5、发光二极管的发光效率和视见函数（1）内量子效率ηi=产生的光子数/注入的电子空穴对数=1/τr/（1/τr+1/τnr）τr:辐射复合寿命；τnr：非辐射复合寿命（2）外量子效率ηe=射出的光子数/注入的电子空穴对数（3）功率效率：输出的光功率与输入的激发功率之比：ηw=P/IV（4）视见函数：人眼对各种波长的光

3、的响应程度的函数关系。明视觉，暗视觉Ф（λ）=d•exp{-a(λ-λ1)2}蓝光460nm:0.069;绿光520nm:0.71;红光640nm：0.175（5）、流明效率：光通量：F（λ）=680∫∞0Ф（λ）P(λ)dλ(流明)流明效率=F（λ）/IV（流明/瓦）1、二极管的Iv特性和性能参数：理想PN结外加正向电压：I=I0exp(qv/kT)LED典型的IV关系：I=I0exp(qv/mkT)m:理想因子。发光波长：正向电压：正向电流为20mA时所用电压输出光功率：正向电流为20mA时的输出光功率反向漏电流：反向5伏或10伏时的

4、反向电流（微安量级）。7、红橙AlGaInPLED，蓝、绿、紫AlGaInNLED外延片的基本结构～1500nm～50nm蓝宝石bufferGaNGaN:SiInGaN～25nm～1000nm～500nmGaN:MgGaAs衬底n型GaAlInPP型GaAlInP发光层P型GaP扩展层7、发光二极管的芯片制备外延片沉积上电极合金减薄沉积下电极封装装架和键合切割合金特定材料的芯片制备工艺各不相同，电极材料的选择等。由于制备环节多，各环节的稳定性，成品率对于规模化生产极为重要。8、发光二极管封装