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(二)深能級(jí)發(fā)光 III族/V族化合物制作的LED產(chǎn)品,藍(lán)綠光LED、紫光LED、UV LED等芯片光譜中,黃光帶是一直存在的,其波峰在550nm左右,強(qiáng)度很低,但是人眼對(duì)550nm波長(zhǎng)的感官最強(qiáng)烈,因此
(二)深能級(jí)發(fā)光
III族/V族化合物制作的LED產(chǎn)品,藍(lán)綠光LED、紫光LED、UV LED等芯片光譜中,黃光帶是一直存在的,其波峰在550nm左右,強(qiáng)度很低,但是人眼對(duì)550nm波長(zhǎng)的感官最強(qiáng)烈,因此黃光帶很容易被人眼捕捉到。UVC產(chǎn)品工作波長(zhǎng)肉眼不可見,因此黃光帶會(huì)更加容易被捕捉到,使產(chǎn)品呈現(xiàn)出微弱的黃光。黃光帶的來(lái)源一直沒有明確的定論。
肉眼感知的黃光強(qiáng)度與芯片的亮度沒有絕對(duì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。芯片的發(fā)光越強(qiáng),黃光帶受到短波長(zhǎng)激發(fā)而發(fā)出的光線也越強(qiáng);同時(shí)黃光帶吸收掉過(guò)多的工作波長(zhǎng)。
(重點(diǎn)):如果黃光帶強(qiáng)度較高,芯片發(fā)光顏色會(huì)直接顯示黃色;如果黃光帶強(qiáng)度較低,遠(yuǎn)低于光譜中的藍(lán)光和紫光部分,那么黃光會(huì)與藍(lán)光紫光混合發(fā)出白色的光線。
以上這種因光譜導(dǎo)致的發(fā)光顏色差異大都可以體現(xiàn)在主波長(zhǎng)數(shù)據(jù)上,發(fā)光顏色為紫色的芯片主波長(zhǎng)應(yīng)在430nm以下,發(fā)光顏色為藍(lán)色的芯片主波長(zhǎng)應(yīng)在450nm以上,發(fā)光顏色偏黃的主波長(zhǎng)可能達(dá)到500nm。
很多研究將黃光帶的來(lái)源歸咎于深能級(jí),而其中Ga空位、Mg、C等受到關(guān)注最多[1,2]。比如C污染,因生長(zhǎng)過(guò)程中使用的金屬源為有機(jī)物,因此不可避免會(huì)有C原子進(jìn)入材料中,而這種C原子或與N原子結(jié)合,或進(jìn)入間隙,形成C深能級(jí),提供了黃光帶的發(fā)光源。通過(guò)二次離子質(zhì)譜(SIMS)和X射線能譜(XPS)測(cè)試分析可以看出,材料中C的密度還是很高的,達(dá)到1E17cm-3。通常情況下,C比例較大的材料,黃光帶更加明顯。
此外,LED中亦常見與Mg摻雜有關(guān)的藍(lán)光帶發(fā)光,一些研究表明p-GaN中Mg的深能級(jí)位于GaN導(dǎo)帶底-0.2eV位置,因此光譜在390nm左右,因此會(huì)使UV LED芯片,尤其是UVC LED芯片呈現(xiàn)出藍(lán)紫色的光色。
除此之外,還有一些雜質(zhì)、間隙等缺陷[3-5],如Fe雜質(zhì)、Ga間隙原子、H絡(luò)合物、有機(jī)物分子等,也包括一部分C間隙或者絡(luò)合物,這些缺陷中大部分是常規(guī)的測(cè)試分析難以捕捉到的,但同時(shí)也是MOCVD生長(zhǎng)過(guò)程中無(wú)法避免的。研究表明,在GaN材料中,這些缺陷形成了兩個(gè)較為明顯的深能級(jí)帶,一個(gè)能級(jí)位于GaN導(dǎo)帶底-0.5eV左右的位置,發(fā)光波峰在420nm-440nm之間。這種缺陷對(duì)發(fā)光顏色的影響較為明顯,UV LED芯片受到這種深能級(jí)發(fā)光影響,發(fā)光顏色會(huì)呈現(xiàn)出藍(lán)紫色或藍(lán)色。另一個(gè)則位于黃光帶光譜位置,被認(rèn)為是引起黃光帶的原因之一。