Интересно знать: История создания светодиодов видимого диапазона оптического спектра из AlInGaP

Система материалов AlInGaP подходит для получения яркого свечения в красном (626 нм), оранжевом (610 нм) и желтом (590 нм) спектральных диапазонах и в настоящее время является основной для изготовления светодиодов повышенной яркости, излучающих свет в данном интервале длин волн. Ниже приведены примеры наиболее распространенных применений светодиодов из AlInGaP красного и желтого свечения.

Светодиодная автомобильная лента.

Бегущая строка.

Светофор.

Часы.

Материалы на основе AlInGaP были разработаны в Японии для лазеров, работающих в видимом диапазоне оптического спектра (Kobayashi et al., 1985; Ohba et al., 1986; Ikeda et al., 1986; Itaya et al., 1990). Все началось с изготовления лазера AlInGaP/InGaP с двойной гетероструктурой, использующего в качестве активного материала In_0.5Gao_0.5P, параметры решетки которого совпадают с параметрами GaAs ¹. Поскольку ширина запрещенной зоны InGaP составляет около 1,9 эВ (650 нм), этот материал может использоваться для изготовления лазеров, излучающих свет в красной области видимого спектра. Такие лазеры применяют, например, в лазерных указках и DVD-проигрывателях.

Добавление алюминия к активной области InGaP позволяет сместить излучение в сторону более коротких волн, захватывая оранжевый и желтый спектральные диапазоны. Однако (Al_xGa_1-x)_0,5In_0,5P при x ≈ 0,53 становится непрямозонным полупроводником, что при¬водит к сильному снижению его к. п. д на длинах волн, x ≤ 600 нм. Следовательно, этот материал не подходит для изготовления высоко¬эффективных светодиодов, излучающих свет с длинами волн меньше 570 нм.

Первые лазеры AlInGaP появились в начале 1980-х гг., а развитие светодиодов AlInGaP началось в конце 1980-х (Kuo et al., 1990; Fletcher et al., 1991; Sugawara et al., 1991). В отличие от лазеров AlInGaP в структуру светодиодов обычно входят слои растекания тока, вводимые для того, чтобы светилась только плоскость р-п-перехода и не светилась область, расположенная ниже верхней части омического контакта.

Дальнейшие усовершенствования светодиодов AlInGaP были связаны с созданием в активной области, состоящей из нескольких квантовых ям (Huang, Chen, 1997; Chang, Chang, 1998a, 1998b), распределенных отражателей Брэгга (Huang, Chen, 1997; Chang et al., 1997) и разработкой технологии изготовления прозрачных GaP подложек (Kish, Fletcher, 1997). В книгах ряда авторов (Stringfellow, Craford, 1997; Mueller, 2000; Krames et al., 2002) можно найти сравнительный анализ систем AlInGaP и светодиодов на их основе.