通過改進制造方法提高效率

　　此次，光輸出功率與輸入電力的功率之比提高的原因在于LED制造方法的改進。在試制的綠光LED芯片中，底板采用p型ZnTe，利用“熱擴散法”使Al擴散，從而形成n型層。這時，通過在底板上設(shè)置“擴散控制層”，可以優(yōu)化Al濃度分布，提高了發(fā)光效率。這是由于，熱擴散法比被稱作MOCVD法和MBE法的外延生長法更容易形成n型層，可以更容易精密地控制生長時的II族和VI族原料的供應(yīng)量比例。

　　0.1～0.2%的光輸出功率與輸入功率之比是在尺寸約為400μ～500μm見方的LED芯片上，在驅(qū)動電流為10mA、驅(qū)動電壓為+3V左右時得到的結(jié)果。今后，效率還有望進一步提高。這是因為ZnTe是直接遷移型半導(dǎo)體，因此可以通過異質(zhì)結(jié)來提高效率。

　　GaP類和InGaN類綠光LED是間接遷移型半導(dǎo)體。一般來說，與間接遷移型相比，直接遷移型的晶體內(nèi)的電子和正空穴更容易結(jié)合，便于提高發(fā)光效率。

　　此次的試制品為同質(zhì)結(jié)型LED。通過使其改變?yōu)榕c已經(jīng)投產(chǎn)的LED相同的異質(zhì)結(jié)型，光輸出功率與輸入電力的功率之比估計可以提高5～10倍左右。因為異質(zhì)結(jié)型容易封閉載流子，使發(fā)光效率得到提高。

　　材料費和制造成本較低

　　ZnTe類綠光LED的制造成本有可能低于GaP類綠光LED。這是因為ZnTe的材料費比GaP低，而且ZnTe類綠光LED可以采用有助于降低成本的制造方法。制造1個LED器件的材料費“僅為GaP類LED的1/4左右”(田中)。

　　關(guān)于制造方法，通過采用名為“布里奇曼法”的方法制造ZnTe底板，成功的降低了成本。ZnTe在熔點附近的蒸氣壓約為1個大氣壓，從原理上來講，適合晶體生長的壓力只需要幾個大氣壓左右。利用這一特征，可以通過布里奇曼法簡化裝置結(jié)構(gòu)，以較低成本進行制造。但目前該方法還面臨著一個課題，就是與被稱為“LEK法”的其他方法制造出的ZnTe晶體相比，結(jié)晶質(zhì)量過低。其原因在于布里奇曼法下的最佳生長條件還沒有完全確立。

　　布里奇曼法正在逐步得到改進，與已經(jīng)面向THz器件投產(chǎn)的ZnTe底板相比，“結(jié)晶質(zhì)量低2倍左右”(田中)。具體來說，根據(jù)晶體質(zhì)量評價指標(biāo)——X射線搖擺曲線半峰寬的比較結(jié)果，利用布里奇曼法制作的底板為50秒，是目前產(chǎn)品(20秒)的2倍左右。該值越小質(zhì)量越好。

　　今后，佐賀大學(xué)在面向制品化提高綠光LED效率的同時，還將著眼于綠色激光器的制作。對于制作激光器，為了便于形成光封閉效率較高的結(jié)構(gòu)，生長方法將使用MOCVD法。(編輯：CBE)