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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GaAsP150

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