Современные светодиоды

Структуры с поперечной инжекцией носителей тока

На рис. 8.11, а показана структура светодиода с поперечной ин­жекцией носителей тока. В таких диодах ток течет через барьерные слои обоих типов в горизонтальном направлении. В идеальном случае излучение в светодиодах будет возбуждаться только в областях между контактами, которые при этом не будут мешать выводу света. Если сопротивление слоя тг-типа pn/tn (рп и tn — удельное сопротивление и толщина слоя n-типа) намного меньше сопротивления слоя р-типа Pp/tp, ток пойдет скорее через п-слой, чем через p-слой. В результате этого под контактом p-типа будет наблюдаться более высокая плот­ность тока в направлении р-п-перехода.

На рис. 8.11,6 показана эквивалентная схема, полезная для коли­чественного анализа светодиодов с поперечной инжекцией носителей тока. В этой схеме предполагается, что по краю контакта р-типа плотность тока через р-п-переход равна <7(0). Аналитическое решение, полученное в соответствие с данной эквивалентной схемой и показан­ное на рис. 8.12, имеет следующий вид (Joyce, Wemple, 1970; Rattier

et al., 2002):

J(x) = J(0) • exp(—x/Ls), (8.20)

где ________ __________

Ls = V тл{ррМ+(pn/tu)} • (8,2P

Здесь J(x = 0) = J(0) — плотность тока по краю контакта. Показано (Rattier et al., 2002), что Va — напряжение активации, величина кото­рого составляет несколько кТ/e, например 50-75 мВ.

Для обеспечения равномерного возбуждения излучения в зазоре между контактами желательно иметь большую длину спада экспонен­ты Ls. Этого можно добиться либо высокой степенью легирования ба­рьерных слоев, либо увеличением их толщины. Существует тенденция увеличивать размеры светодиодов для достижения большой мощности излучения. Однако увеличение расстояния между контактами Ь, если не используются очень толстые барьерные слои (что может быть весьма

непрактичным), ведет к росту сопротивления светодиодов. Поэтому повышать интенсивность излучения лучше не увеличением размеров структуры, а с помощью диодных матриц.