在紅色LED材料中,既有傳統的磷砷化鎵材料(GaAs06PO4,發射波長65snm),又有A1240APL84C成熟技術的氧化鋅摻雜磷化鎵材料(發射波長690nm)。然而,對于GaAsP而言,由于沒有與之晶格相匹配的襯底材料,因此結晶時有缺陷產生,其發光效率難以提升;而GaP作為間接帶隙材料本質上就無法產生極高的發光效率。較低的亮度限制了磷砷化鎵紅光LED磷化鎵紅光LED的使用范圍,一般僅被用于室內指示燈。開發適用于戶外的高亮度紅色LED成為迫切的技術要求。

   當前市場中高亮度紅色LED的產品主要基于AlGaAs材料來制備。AlGaAs(A1Ga1讠As)是晶格常數非常接近于GaAs襯底的一種半導體材料,因此能夠在GaAs襯底生長較高質量的A⒑aAs外延結晶層。AlGaAs材料的組成隨著・值的變化(0~D而變化,可看作是由GaAs和A隊s以任意比組成的合金半導體材料。AlGaAs半導體材料的禁帶寬度隨著豸值的變化位于1,緄cV(GaAs)和2,16cV(AlAs)之間。當艿>04時,AlGaAs材料變為間接帶隙結構,發光效率迅速下降。因此,x=035時,AltGa1~As紅色LED發射波 長為660nm,其外延結晶層為直接帶隙結構,具有較高的發光效率。AlGaAs材料常常被用作發射波長為10“nm的紅外線激光發射器(見圖5砰)。在雙異質結構的

AlGaAs高亮度紅色LED實際應用中,由于GaAs襯底禁帶寬度較小,容易吸收反射光導致AlGaAs LED亮度變低。如果以較高帶隙的AlC・aAs材料(如圖5-5所示)代替GaAs襯底,由于AlGaAs襯底不吸收光從而可將 圖5-5AlGaAs紅色LED亮度提高一倍以上。川GaAs高亮度

紅色LED因其發光效率高而被應用于戶外顯示,如汽車剎車燈、交通信號標志等。