制作led射燈的外延材料必須滿足以下的一些要求。

  ①要有足夠?qū)挼慕麕挾菶s.由于LED的PN結(jié)在通過電流時(shí)發(fā)出的光的波長A取決于PN結(jié)材料的禁帶寬度幾.兩者之間的關(guān)系可以表示為d=1240/Es。為了發(fā)出可見光(波長的范圍為380'r780nm)，要求半導(dǎo)體材料的禁帶寬度:如要發(fā)山波長較短的藍(lán)光或紫外光，LED外延材料的Es位還要更大一些，應(yīng)大于3eV。一般元素半導(dǎo)體是不能滿足這個(gè)要求的，這也是普通由鍺或硅半導(dǎo)體制成的PN結(jié)在正向偏咒下不能發(fā)光的原因。一般的化合物半導(dǎo)體都具有比元素半導(dǎo)體更寬的禁帶寬度，同時(shí)，在確定了led射燈的發(fā)光波長后。還可以通過調(diào)節(jié)多元半導(dǎo)體材料的組分配比來控制它的萊帶寬度Es位，例如對于鋁錮驚磷(AlinGaP)材料，可以通過選擇合適的^AlGa組分配比來控制它的禁帶寬度，進(jìn)而改變它的發(fā)光顏色，使它的顏色由黃色變?yōu)樯罴t，得到紅、黃、綠等不同顏色。

  鑒于上面提到這些原因，我們在制作led射燈時(shí)，必須選擇化合物半導(dǎo)體做外延材料。

  ②能夠制作高電導(dǎo)率的P型、N型半導(dǎo)體品體，以獲得良好的PN結(jié)。晶體必須有足夠高的電導(dǎo)率才可以提供裔發(fā)光效率所需要的電子一空穴對，為此，拾雜濃度應(yīng)不低于1x1017/cm3.為了減小正向申聯(lián)電阻。應(yīng)盡盆選用級(jí)流子遷移率高的材料，采用良好的外延.藝與合適的拾雜材料，以及選擇正確的摻雜濃度。

  ③能夠生成沒有晶格缺陷和雜質(zhì)的品體。晶格缺陷和雜質(zhì)會(huì)形成非發(fā)光復(fù)合中心，從而降低led射燈發(fā)光的內(nèi)最子效率和總發(fā)光效率，控制外延晶體的質(zhì)量的因素有很多，如襯底材料、晶體的外延生長工藝和方法等。

  ④發(fā)光復(fù)合率要大。由于發(fā)光復(fù)合率直接影響發(fā)光效率，所以目前高亮度led射燈和超高亮度LED大都采用具有較大的發(fā)光復(fù)合率的直接躍遷獄(或稱直接帶隙型〕半導(dǎo)體材料來制造，從而得到較高的發(fā)光效串。

  根據(jù)以上這些要求，led射燈外延所用的材料大都是m-v族化合物半導(dǎo)體，例如砷化嫁(GaAs)，確化鋅(GaP)，稼鋁砷(AIGaAs)，鋁胭稼磷(AIInGaP)，鋁鑰館氮(AIInGaN)。其他的還有N族化合物碳化硅(sic)及V-VI族化合物硒化砷(AsSe)等。

  關(guān)于在led射燈的結(jié)構(gòu)中采用哪些類型的襯底材料和外延材料以及這些材料的特性，我們在介紹了LED的發(fā)光原理和特性后再做介紹。