齊普光電在制作LED電子顯示屏外延材料的時候,需要滿足的要求有以下幾點:
1.首先需要我們了解的就是要有足夠寬的禁帶寬度,我們用Eg來表示。由于LED的PN結在通過電流時發出的光的波長取決于PN結材料的禁帶寬度Eg,兩者之間的關系可以表示為λ=1240/Eg。為了保護其可以正常發出可見光(波長的范圍為380~780nm),我們要求LED電子顯示屏的半導體材料的禁帶寬度要做到Eg>1.75eV;如要發出波長較短的藍光或紫外光,LED外延材料的Eg值還要更大一些,應大于3eV。一般元素半導體是不能滿足這個要求的,這也是普通由鍺或硅半導體制成的PN結在正向偏置下不能發光的原因。一般的化合物半導體都具合比元素半導體更寬的禁帶寬度;同時,在確定了LED的發光波長后,還可以通過調節多元半導體材料的組分配比來控制它的禁帶寬度Eg值,例如對于鋁錮鎵磷材料,可以通過選擇合適的AlGa組分配比來控制它的禁帶寬度,進而改變它的發光顏色,使侖的顏色由貨色變為深紅,得到紅、黃、綠等不同顏色。鑒于上面提到這些原因,我們在制作LED時,必須選擇化合物半導體做外延材料。
2.能夠生成沒有晶格缺陷和雜質的晶體。晶格缺陷和雜質會形成非發光復合中心,從而降低LED發光的內量子效率和總發光效率。控制外延晶體的質量的因素有很多,如襯底材料、晶體的外延生長工藝和方法等。
3.能夠制作高電導率的P型、N型半導體晶體.以獲得良好的PN結。晶體必須有足夠高的電導率才可以提供高發光效率所需要的電子空穴對,為此,摻雜濃度應個低于1x10的17次方每立方厘米。為了減小正向串聯電阻,應盡量選用載流子遷移率高的材料,采用良好的外延丁藝與合適的摻雜材料,以及選擇正確的摻雜濃度和溫度。
4.根據以上LED電子顯示屏的這些要求,LED外延所用的材料大都是III—V族化合物半導體,例如砷化鎵、磷化鎵(GaP)、鎵鋁砷、鋁錮鎵磷、鋁錮鎵氮,其他的還有IV族化合物碳化硅(Sic)及V—VI族化合物硒化砷(AsSe)等。發光復合率要大。由于發光復合率直接影響發光效率,所以目前高亮度L四和超局亮度LED大都采用具有較大的發光復合率曲直接躍遷型(或稱直接帶隙型)半導體材料來制造,從而得到較高的發光效率。