СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2013

В ВЕДЕНИЕ Реалии современного рынка све тотехнических изделий значитель но меняются благодаря новинкам светодиодной промышленности. В последнее время появилось большое количество приборов, созданных на основе мощных светодиодов. Их разработка – результат значитель ного прорыва в физике и техноло гии изготовления светодиодов, ко торый произошёл в середине 90 х годов ХХ века, благодаря созданию гетероструктур на основе нитрида галлия и его твёрдых растворов [1–4]. Новые эффективные светодио ды на основе этих материалов, полу чившие название «сверхъяркие», пере крыли коротковолновую часть види мого спектра – от ультрафиолетовой до жёлтой области [1–5]. Кроме то го, на этих светодиодах были по лучены невиданные до того време ни значения квантового выхода и КПД [1–6]. Одновременно сущест венно повысилась эффективность светодиодов на основе гетерострук тур других полупроводниковых соединений типа A III B V , излучающих свет от жёлто зелёного до ближнего инфракрасного диапазона. В основ ном это были структуры на основе фосфида галлия (GaP) и арсенида галлия (GaAs) и их твёрдых раство ров – фосфида алюминия индия галлия (AlInGaP) и арсенида алюми ния галлия (AlGaAs), а также твёр дого раствора арсенида фосфида галлия (GaAsP). Как следствие, све тодиоды стали рассматриваться как источники света не только для ин дикации, но и для сигнализации, отображения и передачи инфор мации, а впоследствии и для общего освещения. ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 24 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2013 Н ЕМНОГО ИСТОРИИ В начале 1960 х годов появились первые светодиоды на основе GаР красного и зелёного свечения [3, 7, 8]. В то время полупроводниковые матери алы уже стали применяться для созда ния биполярных и полевых транзис торов [7]. В процессе исследований и разработок было установлено, что по лупроводники являются наилучшими материалами для изготовления излу чающих устройств [7]. Серийный выпуск светодиодов на основе GаАsР был налажен в 1968 го ду компанией Monsanto Corporation [3, 7, 8]. Светодиодные кристаллы, выпускаемые этой компанией, пред ставляли собой GаАsР структуры с р–n переходом, выращенные на GаАs подложках и излучающие фотоны с длиной волны, соответствующей крас ному диапазону видимого спектра [7]. Вообще, 1968 год можно назвать на чалом эры твердотельных излуча телей. В течение нескольких после дующих лет продажи таких светодио дов стремительно росли, практиче ски удваиваясь каждые несколько ме сяцев [7]. В 1968 году компания Hewlett Packard занялась разработками и производством светодиодов на ос нове GaP и его твёрдых растворов с использованием разработанной в то время технологии получения пластин GаР из расплавов при вы соких температурах и давлениях [3, 7, 8]. Из таких пластин при помо щи резки формировались подложки, на основе которых выращивались структуры четверного соединения AlInGaP [7]. Аналогичная технология использу ется и в настоящее время. Дело в том, что структуры на основе АlInGаР под ходят для получения яркого свечения в красном (626 нм), оранжевом (610 нм) и жёлтом (590 нм) спектральных диа пазонах, и в данный момент являются основой для изготовления светодио дов повышенной яркости, излучаю щих свет в данном интервале длин волн [7]. Разработав технологию выращи вания структур на основе AlInGaP [7], компания Hewlett Packard получила линейку светодиодов, перекрываю щих длинноволновую область спект ра, а именно красный, оранжевый и жёлтый цветовые диапазоны све чения. Особое развитие технология про изводства светодиодов на основе АlInGаР получила в конце 1980 х. Это было связано, во первых, с созданием в активной области, состоящей из нескольких квантовых ям, распреде лённых отражателей Брэгга и, во вто рых, разработкой технологии изго товления прозрачных GаР подложек [3, 7, 8]. Специалисты компании Hewlett Packard активно участвовали в работах по совершенствованию технологии выращивания AlInGaP структур [7] и добились значительных успехов: к концу 1980 х – началу 1990 х годов светодиоды Hewlett Packard красного и жёлтого свечения устанавливались во многих устройст вах, а кристаллы, выпускаемые этой компанией, использовали в своих изделиях многие производители све тодиодов. В том числе красные и жёлтые светодиоды Hewlett Packard были применены разработчиками НПФ «Свеча» в первых светодиодных светофорах, установленных к 850 летнему юбилею в Москве в 1997 году [7, 9, 10]. Для создания светодиодов коротко волнового излучения в синей и зелё ной областях нужно было найти ма териал с более высоким значением ширины запрещённой зоны [3, 7, 8]. Таким материалом стал GаN. Иссле дования этого материала, проводив шиеся различными исследовательски ми группами на протяжении более Мощные светодиоды Philips Lumileds – от истоков до новинок рынка Игорь Матешев, Алина Муленкова, Андрей Туркин, Константин Шамков (Москва) Данная статья является обзором полупроводниковых светодиодов Philips Lumileds. Компания Philips в начале 2000 х годов впервые разработала мощные светодиоды, ставшие в последнее время самыми перспективными источниками света для осветительных приборов настоящего и будущего. ©СТА-ПРЕСС