LED 芯片制程
LED 的发光原理
发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如 GaAs〔砷化镓、GaP〔磷化镓、GaAsP〔磷砷化镓等半导
体制成的,其核心是 PN 结。因此它具有一般 P-N 结的 I-N 特性,即正向导通,反向截止、击
穿特性。此外,在一定条件下,它还具有发光特性。在正向电压下,电子由 N 区注入 P 区,空
穴由 P 区注入 N 区。进入对方区域的少数载流子〔少子一部分与多数载流子〔多子复合而
发光,如图 1 所示。
假设发光是在 P 区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中
心捕获后,再与空穴复合发光。除了这种发光复合外 ,还有些电子被非发光中心〔这个中心
介于导带、介带中间附近捕获,而后再与空穴复合,每次释放的能量不大,不能形成可见光。
发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大,光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区
发光的,所以光仅在靠近 PN 结面数 μm 以产生。
理论和实践证明,光的峰值波长 λ 与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg 有关,即
λ≈1240/Eg〔mm
式中 Eg 的单位为电子伏特〔eV。若能产生可见光〔波长在 380nm 紫光~780nm 红光,半
导体材料的 Eg 应在 3.26~1.63eV 之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、
黄、绿及蓝光发光二极管,但其中蓝光二极管成本、价格很高,使用不普遍。
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