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第一章 光、光度学和色度学 1

1.1 光的本质 1

1.2 光的产生 3

1.3 光度学 6

1.3.1 能量的辐射分布 6

1.3.2 辐射度量及单位 7

1.3.3 朗伯定律 9

1.3.4 视见函数 9

1.3.5 光度量及单位 14

1.4 色度学 17

第二章 半导体发光材料晶体导论 22

2.1 晶体结构 22

2.1.1 空间点阵 22

2.1.2 晶面与晶向 24

2.1.3 闪锌矿结构、金刚石结构和纤锌矿结构 26

2.1.4 缺陷及其对发光的影响 30

2.2 能带结构 35

2.3 半导体晶体材料的电学性质 42

2.3.1 费米能级和载流子 42

2.3.2 载流子的漂移和迁移率 44

2.3.3 电阻率和载流子浓度 45

2.4 半导体发光材料的条件 46

2.4.1 带隙宽度合适 46

2.4.2 可获得电导率高的P型和N型晶体 47

2.4.3 可获得完整性好的优质晶体 47

2.4.4 发光复合几率大 47

第三章 单晶的熔体生长 48

3.1 相图 48

3.2 砷-镓体系的P-T-x相图 52

3.3 P-T-x相图在制备砷化镓晶体中的应用 55

3.4 水平布里支曼法生长砷化镓单晶 59

3.5 液体密封法从熔体中直接生长砷化镓单晶 60

3.5.1 合适的液体密封剂 61

3.5.2 工艺控制分析 61

3.5.3 工艺操作过程 62

3.6 液封直拉砷化镓的掺杂控制 65

3.6.1 估计所需掺杂量的经验公式 66

3.6.2 影响GaAs单晶中杂质分布均匀性的因素及改善均匀性的方法 66

3.7 半绝缘砷化镓单晶生长 68

3.8 用高压单晶炉生长GaP、InP等单晶材料 71

3.9 合成溶质扩散法（SSD法） 73

4.1 PN结及其特性 76

第四章 半导体的激发与发光 76

4.1.1 理想的PN结 77

4.1.2 实际的PN结 87

4.2 注入载流子的复合 90

4.2.1 复合的种类 90

4.2.2 辐射型复合 91

4.2.3 非辐射型复合 95

第五章 半导体发光材料 97

5.1.1 基本性质 98

5.1 砷化镓 98

5.1.2 砷化镓的发光机理 99

5.2 磷化镓 104

5.2.1 基本性质 107

5.2.2 磷化镓的发光机理 107

5.3 氮化镓 119

5.4 磷砷化镓 122

5.5 镓铝砷 135

5.6 其它发光材料 137

5.6.1 其它Ⅲ-Ⅴ族固溶体 138

5.6.2 碳化硅 139

5.6.3 硫化锌、硒化锌 141

5.7 半导体发光材料的比较 142

第六章 气相外延生长 147

6.1 卤化物气相外延 147

6.1.1 GaAsP的氯化物体系外延生长 148

6.1.2 氢化物法气相外延GaAsP 150

6.1.3 氢化物体系的热力学分析 156

6.1.4 GaP的气相外延 160

6.1.5 In1-xGaxP的气相外延生长 164

6.1.6 氮化镓的气相外延 165

6.2 金属有机物化学气相淀积（MOCVD） 167

6.3 分子束外延（MBE） 171

6.3.1 分子束外延的特点 171

6.3.2 仪器设备和原理，原料的气化，外延动力学 172

第七章 液相外延生长 178

7.1 液相外延（LPE）概论 178

7.2 液相外延原理 181

7.3 液相电外延 188

7.4 电学及光学性能的控制 191

7.5 表面形貌 194

7.5.2 台阶面和波纹 195

7.5.1 由于衬底不完整性造成的特征 195

7.5.3 L线、T线和弯月线 196

7.5.4 交叉影格线 199

7.6 砷化镓的液相外延 200

7.7 磷化镓的液相外延 202

7.8 镓铝砷的液相外延 221

7.9 碳化硅的液相外延 228

第八章 发光二极管制造技术 230

8.1 材料 231

8.2 光刻技术 232

8.3 氮化硅生长 235

8.4 扩散 236

8.5 欧姆接触电极 240

8.6 切割 243

8.7 装架和键合 244

8.8 封装 245

第九章 半导体发光器件设计 249

9.1 电学设计 249

9.2 热学设计 254

9.3 光学设计 255

9.4 视觉因素 258

9.5 点发光器件 261

9.6 简单组合器件 263

9.7 字符显示器 264

9.7.1 条段式的字符显示器 265

9.7.2 矩阵字符显示器 268

9.8 平板显示屏 272

第十章 半导体发光器件的应用 275

10.1 发光二极管与光电子学 275

10.2.1 直流驱动 276

10.2 发光二极管的驱动方法 276

10.2.2 交流驱动 277

10.2.3 晶体管驱动电路 278

10.2.4 集成电路驱动 279

10.3 发光二极管单管的应用 280

10.3.1 发光二极管的合理选用 281

10.3.2 电平指示应用 283

10.4 字符显示器的驱动和应用 286

10.5 大型固体显示屏幕应用 288

10.6 光电耦合器件及其应用 294

11.1 镓铝砷半导体激光材料和器件 298

第十一章 光纤通信用半导体激光器 298

11.2 镓铟砷磷材料和激光器 307

11.2.1 二个自由度 308

11.2.2 材料制备与特性 311

11.2.3 长波长激光器 316

第十二章 光纤通信用的红外发光二极管 323

12.1 短距离光纤通信用发光二极管 324

12.1.1 单异质结GaAlAs发光二极管 324

12.1.2 GaAS0.90P0.10发光二极管 326

12.1.3 双异质结GaAlAs发光二极管 327

12.2.1 1.5μm波长的发光二极管 337

12.2 中距离光纤通信用的发光二极管 337

12.2.2 高速长波长发光二极管 338

12.2.3 自体棱镜发光二极管 339

12.2.4 波分复用发光二极管 341

12.2.5 透明的四元系发光二极管 344

第十三章 半导体发光器件的可靠性 345

13.1 发光器件可靠性的一些实验结果 345

13.2 器件的寿命分析 347

13.2.1 环氧系塑料的寿命分析 347

13.2.2 管芯的寿命分析 350

14.1.2 外延层厚度的测定 352

13.3 失效机理 352

13.4 可靠性试验 357

13.4.1 工艺筛选 358

13.4.2 例行试验 359

第十四章 发光材料和器件测试 360

14.1 发光材料测试 360

14.1.1 检测外延层中缺陷的腐蚀方法 360

14.1.3 外延层电学性质的测定 362

14.1.4 外延层光学性质的测定 365

14.2 发光器件的效率 368

14.2.3 量子效率 369

14.2.1 发光效率 369

14.2.2 功率效率 369

14.3 电学参数 371

14.3.1 伏安特性 371

14.3.2 结电容 372

14.3.3 响应特性 373

14.4 光学参数 374

14.4.1 色度学参数 374

14.4.2 光度学参数 378

参考文献 383