合肥LED發(fā)光字的制造通常包含材料制備、芯片制造和封裝3個(gè)基本過程。在材料制備過程中，需要在襯底(基片)材料上用外延法生長(zhǎng)一定厚度的半導(dǎo)體PN結(jié)層。外延材料是LED的核心部分，是制造LED的基石，對(duì)LED的性能起著關(guān)鍵的作用。外延材料種類很多，下面介紹其中幾種。
1、AlGaInP
四元系化合物半導(dǎo)體材料AlGaInP能發(fā)射紅光(625nm)、橙光(611nm)和黃光(590nm)，是目前制造這一波長(zhǎng)范圍的高亮度LED的主要材料。四元化合物的組分比例可以表示為(AlxGa(1-x))yIn(1-y)P界，其中x、y是化合物材料組分的摩爾比，當(dāng)y約為0．5時(shí)，延材料晶格與GaAs襯底材料能很好匹配，在GaAs上生長(zhǎng)AlGaInP外延材料，是一種質(zhì)量很好的異質(zhì)外延；當(dāng)組分比x在0—1之間變化時(shí)，其禁帶寬度(帶隙)在1．899—2．562eV之間變化，當(dāng)x<0．65時(shí)，躍遷以直接帶隙為主，內(nèi)量子效率較高，產(chǎn)生的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于紅光和黃光。
AlGaInP半導(dǎo)體的N型材料可通過摻入Te或Si施主雜質(zhì)獲得，P型材料則可通過摻入Zn或Mg受主雜質(zhì)獲得。外延多采用有機(jī)物化學(xué)氣相淀積工藝(MOCVD)，能夠?qū)M分和摻雜進(jìn)行精確地控制，并把雜質(zhì)污染控制到最低。
2、GaN
氮化鎵(GaN)是制作白光LED的理想材料，但制造GaN的單晶材料非常困難，且價(jià)格很高。外延時(shí)，廣泛采用兩步生長(zhǎng)法，先在500—600℃下生長(zhǎng)一層很薄的GaN和AIN層作為緩沖，再在較高的溫度下生長(zhǎng)GaN外延層。
3、AlInGaN
AlInGaN是制造藍(lán)光發(fā)射的LED材料，通過控制材料的組分比，其禁帶寬度可以在1．9—6．2eV之間變化，從而大大擴(kuò)展了LED的發(fā)光范圍，使其顏色覆蓋了從可見光直至紫外光，并且可以用來開發(fā)白光LED。因此，這是一種很重要的制造LED的化合物半導(dǎo)體材料，它有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)，即在晶格失配的襯底上外延生長(zhǎng)成的高位錯(cuò)材料仍具有較高的內(nèi)量子效率。
通過摻雜Mg或Si材料，可以制成P型AlInGaN半導(dǎo)體材料。
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