制作led射燈的外延材料必須滿足以下的一些要求。

  ①要有足夠寬的禁帶寬度Es.由于LED的PN結在通過電流時發(fā)出的光的波長A取決于PN結材料的禁帶寬度幾.兩者之間的關系可以表示為d=1240/Es。為了發(fā)出可見光(波長的范圍為380'r780nm)，要求半導體材料的禁帶寬度:如要發(fā)山波長較短的藍光或紫外光，LED外延材料的Es位還要更大一些，應大于3eV。一般元素半導體是不能滿足這個要求的，這也是普通由鍺或硅半導體制成的PN結在正向偏咒下不能發(fā)光的原因。一般的化合物半導體都具有比元素半導體更寬的禁帶寬度，同時，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，必須選擇化合物半導體做外延材料。

  ②能夠制作高電導率的P型、N型半導體品體，以獲得良好的PN結。晶體必須有足夠高的電導率才可以提供裔發(fā)光效率所需要的電子一空穴對，為此，拾雜濃度應不低于1x1017/cm3.為了減小正向申聯(lián)電阻。應盡盆選用級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的品體。晶格缺陷和雜質會形成非發(fā)光復合中心，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)光復合率要大。由于發(fā)光復合率直接影響發(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)光復合率的直接躍遷獄(或稱直接帶隙型〕半導體材料來制造，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。

  關于在led射燈的結構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。