УФ-светодиоды, излучающие на длинах волн больше 360 нм

September 17, 2011 by admin Комментировать »

Активные области светодиодов, излучаюших в УФ-диапазоне длин волн больше 360 нм, обычно создаются из GaNили InGaN. Уже в 1993 г. были опубликованы (Nakamuraetal., 1993a,b, 1994) данные о том, что максимум КПД светодиодов на основе InGaNприходится

‘) О влиянии дислокаций на рекомбинацию в нитридных структурах см. работы С. Ю. Карпова и др. [6,7].

Рис. 13.12. Зависимость эффективности излучения арсенидов и фосфидов IIIгруппы от плотности дислокаций, определенной по ямкам травления (Lesteretal., 1995). Данные для нитридов III группы получены автором книги по результатам, приведенным в работе (Lesteretal., 1995)

 

на диапазон длин волн 400-410 нм. На рис. 13.13 показана структура первых УФ-светодиодов на основе InGaN, излучающих на длине волны 370 нм. Активная область таких светодиодов представляет собой двойную гетероструктуру InGaN/AlGaNи барьерные слои AlGaN, ограничивающие электроны и дырки (Mukaietal., 1998). Вокруг активной области и барьерных слоев расположены слои р- и п-типа из GaN.

На рис. 13.14 представлены спектры излучения УФ-светодиода с длиной волны 375 нм в двух режимах работы: непрерывном и импульсном. Виден небольшой сдвиг максимума электролюминесценции в длинноволновую сторону при смене импульсного режима на непрерывный. Этот эффект можно объяснить нагревом активной области.

Рис. 13.13. Послойная структура InGaN УФ-светодиода, выращенного на сапфировой подложке и излучающего свет на волне 370 нм (Mukaietal., 1998)

 

Рис. 13.14. Спектры излучения УФ-светодиода (NichiaCorp.) с длиной волны 375 нм в непрерывном и импульсном режимах работы

 

который обычно ведет к уменьшению запрещенной зоны, что вызывает сдвиг максимума люминесценции в длинноволновую часть спектра.

На рис. 13.15 показана зависимость интенсивности УФ-излучения. светодиода с длиной волны 375 нм от толщины активного слоя. Видно, что максимальная интенсивность излучения достигается при толщине активного слоя 30-50 нм. При этом активная область должна быть сильно легированной, что необходимо для экранирования поляризационных полей. В активных областях с толщиной квантовых ям менее 5 нм снижается влияние пространственного разделения электронов и дырок. По этой причине структуры с квантовыми ямами и вытеснили двойные гетероструктуры.

Рис. 13.15. Зависимость интенсивности излучения УФ-светодиода с длиной волны 375 нм с двойной гетероструктурой от толщины активного слоя InGaN, определенная при комнатной температуре (Mukaietal., 1998)

 

Рис. 13.16. Зависимость интенсивности излучения УФ-светодиода на основе InGaNс двойной гетероструктурой от длины волны, определенная при комнатной температуре (Mukaietal., 1998)

 

На рис. 13.16 представлена зависимость интенсивности УФ-излу- чения светодиода от длины волны. При уменьшении длины волны наблюдается снижение интенсивности излучения. Такое поведение может быть связано с концентрацией индия, введенного в активную область. Положительное влияние индия на внутренний квантовый выход светодиода снижается с падением его концентрации, поэтому нелегированные активные области GaN (Ag« 360 нм) обладают наименьшей интенсивностью излучения.

Источник:

 Шуберт Ф. Светодиоды / Пер. с англ. под ред. А.Э. Юновича. — 2-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 496 с. – ISBN 978-5-9221-0851-5.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты