征服LED之不得不看的重要概念

2011-08-25 09:24

　　量子阱（quantum well）

　　利用带隙较宽的层夹住带隙窄且极薄的层形成的构造。带隙较窄的层的电势要比周围（带隙较宽的层）低，因此形成了势阱（量子阱）。在LED和半导体激光器中，量子阱构造用于放射光的活性层。重叠多层量子阱的构造被称为多重量子阱（MQW：multiquantum well）。

　　蓝色LED等是通过改良量子阱构造等GaN类结晶层的构造取得进展的。GaN类LED在成为MIS（metal-insulatorsemiconductor）构造，pn接合型双异质结构造，采用单一量子阱的双异质结构造以及采用多重量子阱的双异质结构造的过程中，其亮度和色纯度得到了提高。采用MIS构造的蓝色LED在还没有实现p型GaN膜时，就被广泛开发并实现了产品化。缺点是光强只有数百mcd。p型GaN膜被造出来之后，采用pn接合型双异质结构造的蓝色LED得以实现。与MIS构造相比，发光亮度达到了1cd，是前者的10倍左右。如果用多重量子阱构造来取代pn接合型双异质结构造，发光光度和色纯度会进一步提高（发光光谱的半值幅度变窄）。

GaN类蓝色发光二极管的构造变迁
（a）为采用MIS（metal-insulator-semiconductor）构造的蓝色LED。
（b）为采用多重量子阱（MQW ：multi quantum well）构造的蓝色LED。

　　双异质结构造是指在LED和半导体激光器等中，在活性层的两侧设置了能隙比活性层还要大的包覆层的构造。可获得将电子和空穴封闭在活性层内的效果。所以发光元件采用双异质结构造的话，可提高光输出。另外，只在活性层的一侧设置能隙较大的包覆层的构造被称为单异质结。