Современные светодиоды

Безызлучательная рекомбинация

Очень важно, чтобы для формирования активной области исполь­зовались высококачественные материалы, в которых мало точечных дефектов, нежелательных примесей, дислокаций и прочих дефектов, способных привести к созданию глубоких примесных уровней.

Поверхностную рекомбинацию следует удерживать на минимально возможном уровне. Для этого все свободные поверхности должны быть удалены от областей накопления электронов и дырок, т. е. от активной области, на расстояние нескольких диффузионных длин.

Мезаструктурные светодиоды и лазеры, в которых вытравленные мезаструктуры открывают доступ воздуха к активным областям, из-за поверхностной рекомбинации обычно обладают низким внутренним квантовым выходом излучения. К тому же поверхностная рекомби­нация снижает срок службы светодиодов, поскольку ведет к нагреву поверхности полупроводника, что может вызывать появление структур­ных дефектов, например темных полос, которые значительно снижают квантовый выход излучения светодиодов.

На рис. 7.11 представлены временные зависимости интенсивно­сти излучения двух мезаструктурных и двух планарных светодиодов. Из них следует, что

1) в начальный момент времени t = О интенсивность излучения меза­структурных светодиодов несколько ниже, чем у планарных свето­диодов;

2) срок службы мезаструктурных светодиодов намного ниже, чем у планарных.

В планарных устройствах рекомбинация электронно-дырочных пар происходит в области, расположенной под верхним металлическим контактом вдали от боковых поверхностей светодиодов. Поэтому в та­ких светодиодах не наблюдается снижения интенсивности излучения, связанного с поверхностной рекомбинацией.

Следует отметить, что в присутствии носителей одного типа, на­пример вблизи верхнего контакта, наличие поверхностей не снижает квантовый выход излучения. Поверхности, расположенные в таких монополярных областях, не оказывают отрицательного влияния на процессы рекомбинации.