發(fā)光二極管( LED)的發(fā)光原理及特性 半導(dǎo)體材料 為了方面討論方便起見，我們先復(fù)爿螳有關(guān)半導(dǎo)體材料的知識(shí)。大家知道，我們周圍的 一切物質(zhì)按照導(dǎo)電能力的大小可以分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體三大類。能導(dǎo)電的叫導(dǎo)體；不 能導(dǎo)電的叫絕緣體； 導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的叫半導(dǎo)體， 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率在厘米之 間。 半導(dǎo)體之所以有泛的用途，足因?yàn)樗膶?dǎo)電性能具有以 r 兩個(gè)顯著的特點(diǎn)。和純凈的半 導(dǎo)體內(nèi)摻人不同類型的雜質(zhì)，可以彤成導(dǎo)電類型不同的半導(dǎo)體。例如摻雜價(jià)的施主雜質(zhì)，得 到型半導(dǎo)體；摻雜價(jià)的受土雜質(zhì)，貼片鉭電容得到型半導(dǎo)體。型材料中參與導(dǎo)電的載流子為 電子， 在型材料中參與導(dǎo)電的載流子為卒穴。 半導(dǎo)體電阻率的變化受雜質(zhì)含量多少的影響很 大，例如半導(dǎo)體硅只要含有億分之一的硼，其電阻率就會(huì)下降到原來的千分之一。 一般地，半導(dǎo)體材料必須先提純，然后通過嚴(yán)格控制的摻雜，加入不同類型前雜質(zhì)，才 能制作出合格的中導(dǎo)體器件。 半導(dǎo)體的許多電參數(shù)受外界條件的影響很大。 例如當(dāng)溫度升高或受光照射后， 它的性能將發(fā) 生改變，電阻率下降，T491C476K006AT 勢(shì)壘降低。 半導(dǎo)體材料的種類很多， 按其化學(xué)成分的不同， 呵以分為元素半導(dǎo)體和化合物半導(dǎo)體兩 人類。

1 元素半導(dǎo)體 僅由單一元素組成的半導(dǎo)體材料，稱為元素半導(dǎo)體。元素半導(dǎo)體在 元素周期表中的位置.震中用粗線圍起來的元素組成的物質(zhì)都可以算作兀素半導(dǎo)體。2 L 玨皿 驅(qū)動(dòng)芯尸 T 住廈理與電路設(shè)元素半導(dǎo)體僅由一種元素組成。 日前品常用的、 最典型的兀素半 導(dǎo)體仃鍺、硅和硒二極管發(fā)光，它們的制作 I 藝成熟、應(yīng)用廣泛、貼片鉭電容產(chǎn)最高。半導(dǎo)體業(yè)中有著 廣泛的應(yīng)用。早期的半導(dǎo)體器件人多是用鍺制成的，這和對(duì)它的研究較早、制作較易，藝成 熟有戈。鍺的缺點(diǎn)是禁帶寬度 E.較小為 0.75eV，不適宜制作大功率器件；其次，鍺的表面 不像硅那樣容易形成一層既可保護(hù)體內(nèi)，又可利用光刻實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)選擇擴(kuò)散的_氧化硅層；最 后，鍺是一種稀有元素，蟓材料稀缺，所以今天礦逐步被硅所取代。 硅：與鍺相比，硅的熔點(diǎn)為 1 420'C，比鍺、南，其禁特寬度最比鍺大，為載流于遷移 率比鍺低。作為半導(dǎo)體材料，KEMET 鉭電容硅有許多優(yōu)點(diǎn)：禁帶寬度人，適宜做耐高溫、 耐輻射的器件二極管發(fā)光，硅器件的溫度穩(wěn)定性比錨器什的要高；其次，硅的表面容易生成一層二氧化 硅膜，叮以有效保護(hù)器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時(shí)又可阻擋雜質(zhì)的侵入，從而為應(yīng)用外短藝做硅下 面晶體管和集成電路創(chuàng)造了有利條件。

硒：占足-種光電半導(dǎo)體材料，既可以制造整流器和太陽能電池，又叫用在干印裝置 和攝像機(jī)中。由于硒是一種稀有物質(zhì)，加之同響的缺點(diǎn)，所以日前應(yīng)用不是很廣。 化合物半導(dǎo)體化赍物半導(dǎo)體由兩種或兩種以上的物質(zhì)化臺(tái)而成， 它的特點(diǎn)是材料品種繁 多，成分和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作單晶相對(duì)比較困難。貼片鉭電容化臺(tái)物半導(dǎo)體是前半導(dǎo)體材料研 究的重點(diǎn)，發(fā)展出很快。它是制作 LED 的重要基石，制造 LED 時(shí)要用到各式各樣的化合物半 導(dǎo)體。 制造 LED 和制造平面晶體管、集成電路一樣，旨先需要生成襯底（或稱基片） ，然后在 襯底-利用外延方法（例如液相外延、氣相外延、分子束外延或金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積外 延等）制成 PN 結(jié)，再經(jīng)過芯片制造、封裝等工藝，最肝制成一個(gè)合格的 LED。LED 的襯底 材料和外延材料都要用到化合物半導(dǎo)體。 對(duì)于 LED 襯底所用的材料，要求其結(jié)構(gòu)特性好（即與外延材料的品格結(jié)構(gòu)相近） ，界面 特陸好，有利丁外延材料牛 K 等。日前 LED 的襯底材料有：監(jiān)寶石(Al2。 。)、碳化硅、硅、 氯化鎵、砷化鎵等。 在制戒襯底以后，耍在襯底 r 外延生成 PN 結(jié)，這是制造 LED 的項(xiàng)重要 T 藝過程。