Конструктирование оптикоэлектронной аппаратуры подразумевает решение одной из проблем взаимодействия системы «человек - машина», т. е. проблемы отображения вырабатываемой информации в форме, приемлемой для оптимального зрительного вооприятия: буквенной, цифровой, цифро-буквенной, графической, символической. Это обусловило интенсивное развитие в последнее время средств визуального вывода информации, способных работать в реальном масштабе времени. Основными структурными элементами таких средств являются знакосинтезирую-щие индикаторы, определяемые в" соответствии с [1] как приборы, в которых информация, предназначенная для зрительного восприятия, отображается с помощью одного или совокупности дискретных элементов.

Исключительные успехи, достигнутые за последние 15 лет в области цифровых полупроводниковых интегральных микросхем, стимулировали возникновение широкого фронта работ по созданию цифровых и цифро-буквенных индикаторов на различных принахипах и позволили, наконец, всерьез обсуждать проблемы и пути построения матричного плоского экрана с цифровым управлением. Репрограммируемый 16-разрядный карманный калькулятор и электронные секундомеры с разрешающей способностью 0,001 на цифровых полупроводниковых индикаторах, телевизор с размерами жидкокристаллического экрана 2,5X2,5 см в корпусе наручных часов - это лишь несколько ярких примеров успешной комбинации современной элементной базы приема (или генерации), обработки, хранения и отображения информации.

Высокие технико-экономические показатели современных ПЗСИ делают их применение одним из наиболее перспективных и многообещающих направлений в развитии систем визуального отображения информации.

Прогресс в области разработки полупроводниковых светоизлучающих приборов, и в частности ПЗСИ, был с самого начала связан с прогрессом в области полупроводникового материаловедения и технологии полупроводниковых соединений. При этом с Зачетом специфики именно визуального отображения информации успешное освоение технологии широкозонных полупроводниковых соединений типа А"В определяло основные пути развития и становления ПЗСИ.

Впервые (1923 г.) явление электролюминисценции в видимой области спектра обнаружил О. В. Лосев при инжекции неосновных носителей заряда через р-п переход в карбиде кремния [2]. В результате всесторонних теоретических и экспериментальных

исследований в СССР и за рубежом были выяснены основные механизмы излучательной рекомбинации, созданы промышленные технологии получения монокристаллов кдрбида кремния из газовой фазы и эпитаксиальных слоев методом жидкофазной эпи-таксии (ЖФЭ), изготовления р-п переходов. В итоге во второй половине 60-х годов в СССР были разработаны и освоены дискретные светоизлучающие диоды (СИД) желтого цвета свечения КЛ101А-КЛ101В и 7-сегментные цифровые индикаторы АЛ105. За ,рубежом серийный выпуск СИД желтого цвета свечения был организован фирмой «Дженерал электрик» (США).

Однако вследствие серьезных технологических трудностей получения структур SiC с достаточно большой площадью поверхности и малой концентрацией фоновых примесей этот материал не смог стать основным для разработки различных типов индикаторов и их массового производства.

Важным этапом в создании светоизлучающих полупроводниковых приборов было получение М. Лоренцем и М. Пилкуном высокоэффективных светоизлучающих диодов красного цвета свечения на основе GaP, легированного Zn и О [2]. Однако детальное исследование излучательной рекомбинации с участием «молекулярных» изоэлектронных комплексов «цинк - кислород» позволило установить, что сублинейный характер зависимости ее интенсивности от уровня возбуждения исключает возможность мультиплексного управления многоэлементными приборами на основе этого материала.

Основополагающей идеей для создания высокоэффективных монолитных многоэлементных индикаторов красного цвета свечения явилось использование новых полупроводниковых материалов - прямозонных твердых растворов бинарных соединений А"В в системах GaAsi-jcPjc и Gai 3cAl5cAs. Физические и технологические исследования прямозонного твердого раствора оптимального состава GaAso,6Po,4 были начаты М. Крэфордом и Ж- Стринг-•феллоу (фирмы «Монсанто» и «Хьюлет - Паккард», США) и Ж. И. Алферовым, Д. 3. Гарбузовым (ЛФТИ АН СССР) [3].

Разработчики и изготовители полупроводниковых индикаторов быстро оценили преимущества структур типа nGaAso,6Po,4- «+GaAs, полученных газофазной эпитаксией: высокую плотность упаковки светоизлучающих элементов без потери контрастности изображения; большую площадь (7... 20 см) и однородность параметров по поверхности структуры; высокое качество поверхности, позволяющее использовать планарную технологию изготовления индикаторов; низкую стоимость по сравнению, например, с GaP.

Начальный этап разработки газофазной технологии структур «GaAso,6Po.4-n+GaAs в СССР проводился по двум направлениям: хлоридному и хлоридно-гидридному. Промышленное освоение хлоридно-гидридной технологии позволило получить высокоэффективные структуры nGaAso,6Po,4-n+GaAs, не уступающие по пара-*1ет1рам лучшим зарубежным образцам марки MON-55,0 (фирмы

«Монсанто», США). В настоящее время эти структуры являются основным материалом для массового производства всех известных разновидностей индикаторов - от цифровых до модулей экрана.

Интенсивное освоение зеленой области спектра при разработке полупроводниковых светоизлучающих приборов началось с установления П. Дином, М. Гершензоном, Г. Каминским доминирующей роли изоэлектронной примеси азота в формировании коротковолновой люминесценции легированных азотом р~п структур на основе GaP [4].

Первые попытки успешной реализации светоизлучающих структур переменного цвета свечения связаны с использованием двухполосной люминесценции экситонов на азотных центрах и комплексах «цинк - кислород» в р-п переходах на основе GaP, легированных азотом, цинком, кислородом [5].

Успешное Ъопользование структур прямозонного твердого раствора GaAso,6Po,4 в производстве индикаторов красного цвета свечения, с одной стороны, и открытие высокоэффективной излу-чательной рекомбинации в золеной области спектра в непрямозон-ном GaP, легированном азотом, с другой стороны, стимулировали )работы по получению и исследованию непрямозонных растворов GaAsi-a:Pa: (х>0,5), легированных изоэлектронной примесью азота, для индикаторов оранжевого и желтого цветов свечения. В 1971 г. В. Грувс, А. Гердог, М. Крэфорд (фирма «Монсанто») впервые показали, что легирование азотом приводит к резкому увеличению квантового выхода и люминеоцеиции во всей области непрямозонных составов и оптимальными составами для индикаторов оранжевого и желтого цветов свечения являются соответственно GaAso,3sPo.65: N и GaAso.isPo.es : N [6].

В СССР работы по получению методом эпитаксии из газовой фазы GaAsi-3cP3c:N были начаты в 1973 г. и завершились промышленным освоением структур оранжевого и желтого цветов свечения. Применение этого материала в разработке полупроводниковых знакосинтезирующих индикаторов по сравнению с двухполосным GaP желтого цвета свечения имеет определенные преимущества: возможность использования мультиплексного управления; высокая однородность параметров поверхности структуры; высокое качество поверхности, позволяющее использовать планар-ную технологию изготовления индикаторов.

Наконец, важным этапом в разработке ПЗСИ явилось использование высокоэффективных гетероструктур в системе Ga-А1- As. Методы получения этих гетероструктур за короткий срок были существенно усовершенствованы: за лабораторной технологией структур с одним гетеропереходом типа «Alo,4Gao,6As- pAlo.ssGao.esAs-p+GaAs, выращенным из двух расплавов, последовала рааработка промышленной технологии высокоэффективных фотоэлектролюминесцентных гетероструктур типа nAlo.6Gao,4As- PiAlo,35Gao,65As-p2Alo,3iGao,69As-pGaAs [7]. В последних для увеличения квантового выхода впервые использовано явление переизлучения в сильнолегированных полупроводника1Х. Этот тип 6