инфракрасную область спектра, то это приводит лишь к снижению КПД, при этом цвет излучаемого света остается неизменным. Если же побочный максимум располагается в видимой части спектра, то может произойти значительное изменение цветовой тональности. В частности, GaP имеет максимумы в ИК, красной и зеленой областях спектра. Изменяя концентрацию легирующих примесей, можно добиться повышения одного из максимумов излучения относительно других.

Главный максимум характеризуется длиной волны λмакс, соответствующей максимуму излучения, и шириной спектра на уровне половинной интенсивности.

3.2.2. Технология изготовления светодиодов

Технология изготовления кристаллов для светоизлучающих диодов – многостадийный процесс. Перечислим краткую характеристику основных технологических операций изготовления светодиодов.

Светоизлучающие эпитаксиальные структуры, как правило, получают путем осаждения металлорганических соединений из жидкой или газовой фазы.

Химическая обработка исходных эпитаксиальных структур осуществляется на начальной стадии технологического процесса, а также после операций снятия фоторезиста, термических обработок, механических обработок, таких как шлифовка, полировка, надрезка разделительных канавок алмазным диском.

Ионно-плазменное травление используется для удаления фоторезистов диэлектриков всех типов. Нанесение диэлектрических покрытий используется при локализации p – n-переходов, а также для оптической изоляции светящихся элементов и уменьшения поглощения внутри кристалла. Операция нанесения металлических покрытий используется для создания омических контактов, контактных и межэлементных соединений.

Локальная диффузия через окна в диэлектрике используется для формирования излучающих p – n-переходов и создания диффузионных контактов.

Механическая обработка обеспечивает шлифовку и полировку пластин.

Важное место в технологическом процессе изготовления полупроводниковых светоизлучающих кристаллов занимает контроль светотехнических параметров на пластине.

23

3.3. Приборы и материалы

Измерение длины волны излучения осуществляется с помощью установки, представленной на рис. 3.1.

Блок

питания

Рис. 3.1. Структурная схема установки

Монохроматор МДР-23 предназначен для выделения монохроматического излучения в широком спектральном диапазоне.

Монохроматор МДР-23 (рис. 3.2) построен по асимметричной схеме Фасти со сферическими зеркальными объективами. Оптическая схема монохроматора показана на рис. 3.3.

Источник света 1 освещает входную щель 2. Поворотное зеркало 3 и зеркальный сферический объектив 4, в фокальной плоскости которого расположена входная щель, направляют параллельный пучок на дифракционную решетку 5. После дифракции параллельный пучок лучей фокусируется зеркальным сферическим объективом 6 на выходную щель 8. Конденсор, помещаемый между источником излучения и входной щелью монохроматора, служит для проектирова-

24

ния источника света на щель монохроматора; поскольку конденсор не ахроматичен, то фокусировка его в различных областях спектра требует изменения расстояний между входной щелью и конденсором и между конденсором и источником света.

3.4. Порядок проведения работы

Каждому студенту предлагается провести измерения параметров двух светоизлучающих диодов при двух различных значениях тока (в диапазоне от 5 до 50 мА).

1.Установить измеряемый образец в разъем на подставке для светодиода, закрепить образец перед входной щелью монохроматора, включить блок питания.

2.Установить одинаковую ширину входной и выходной щели при помощи барабанчиков I.

3.При помощи рукояток на подставке для светодиода найти такое положение образца, при котором показания фотометра будут максимальными.

4.На блоке питания выставить значение тока в соответствии

сзаданием, указанным преподавателем. При заданном токе прогреть образец в течение 10 минут.

5.При помощи кнопок на пульте управления II монохроматора установить счетчик в исходное положение. Включить автомат на небольшую скорость и при определенных показаниях счетчика III

λснимать показания фотометра – мощность P (мВт). Записать значения I = PS , где S = 1 см2.

6.Выбрать Iмакс для данных образцов светодиодов. Снять ряд

значений интенсивности спектра I(λ) с обеих сторон от λмакс в диапа-

зоне I(λ) = 0,5I(λмакс). Измерения по значениям длины волны λ проводить с интервалом, равным 1 нм.

3.5. Обработка результатов измерений

По результатам измерений построить график зависимости интенсивности излучения от длины волны излучения I(λ) в относительных единицах. Показания I(λмакс) фотометра при λмакс принять за единицу, а остальные показания привести к единице. По графику определить ширину главного максимума спектра на уровне половинной

I(λ) = 0,5I(λмакс).

25

3.6. Требования к отчету

Отчет должен содержать:

−описание принципа действия светоизлучающего диода;

−схему установки для проведения измерений;

−краткое описание монохроматора;

−результаты эксперимента в виде табл. 3.2 и графика зависимости I(λ);

Таблица 3.2

I1 =

λ, нм

I, мВт см2

I, отн. ед.

I2 =

λ, нм

I, мВт см2

I, отн. ед.

3.7.Контрольные вопросы и задания

1.Каков принцип действия светоизлучающих диодов?

2.Дайте краткую характеристику основных технологических операций изготовления светодиодов.

3.Каков принцип действия монохроматора?

4.Опишите влияние побочных максимумов на характеристики светодиодов.

тезирующие индикаторы. – М.: Радио и связь, 1990.

26