通過(guò)改進(jìn)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(jìn)。在試制的綠光LED芯片中，底板采用p型ZnTe，利用“熱擴(kuò)散法”使Al擴(kuò)散，從而形成n型層。這時(shí)，通過(guò)在底板上設(shè)置“擴(kuò)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(kuò)散法比被稱(chēng)作MOCVD法和MBE法的外延生長(zhǎng)法更容易形成n型層，可以更容易精密地控制生長(zhǎng)時(shí)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(jiàn)方的LED芯片上，在驅(qū)動(dòng)電流為10mA、驅(qū)動(dòng)電壓為+3V左右時(shí)得到的結(jié)果。今后，效率還有望進(jìn)一步提高。這是因?yàn)閆nTe是直接遷移型半導(dǎo)體，因此可以通過(guò)異質(zhì)結(jié)來(lái)提高效率。

　　GaP類(lèi)和InGaN類(lèi)綠光LED是間接遷移型半導(dǎo)體。一般來(lái)說(shuō)，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(guò)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(jì)可以提高5～10倍左右。因?yàn)楫愘|(zhì)結(jié)型容易封閉載流子，使發(fā)光效率得到提高。

　　材料費(fèi)和制造成本較低

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

　　關(guān)于制造方法，通過(guò)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(diǎn)附近的蒸氣壓約為1個(gè)大氣壓，從原理上來(lái)講，適合晶體生長(zhǎng)的壓力只需要幾個(gè)大氣壓左右。利用這一特征，可以通過(guò)布里奇曼法簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu)，以較低成本進(jìn)行制造。但目前該方法還面臨著一個(gè)課題，就是與被稱(chēng)為“LEK法”的其他方法制造出的ZnTe晶體相比，結(jié)晶質(zhì)量過(guò)低。其原因在于布里奇曼法下的最佳生長(zhǎng)條件還沒(méi)有完全確立。

　　布里奇曼法正在逐步得到改進(jìn)，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(lái)說(shuō)，根據(jù)晶體質(zhì)量評(píng)價(jià)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(shí)，還將著眼于綠色激光器的制作。對(duì)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(zhǎng)方法將使用MOCVD法。(編輯：CBE)