GaN基紫外LED多量子阱結構優(yōu)化研究.pdf

1、近年來，GaN基紫外LED由于其廣泛的應用前景而成為繼藍光LED之后新的研究熱點。GaN基紫外LED具有體積小、壽命長100倍以上、環(huán)保和低壓供電等優(yōu)點，在應用于普通照明和新一代紫外光源方面具有廣闊的的應用前景。365 nm是傳統(tǒng)紫外光源的一個典型波長，廣泛應用于固化、曝光等領域。但是，目前該波段的GaN基紫外LED的發(fā)光效率仍然很低，其發(fā)光性能還不能滿足應用的需求。因此，有必要對這個波段的紫外LED進行進一步的研究，開發(fā)出具有更好光電

2、性能的器件。
　　本論文研究多量子阱結構優(yōu)化對GaN基紫外 LED性能的影響，目的是提高365 nm-370 nm波段紫外LED的發(fā)光效率。首先介紹了GaN基多量子阱結構LED的研究進展，從不同角度分析了GaN基多量子阱結構LED面臨的問題，并且詳細討論了提高GaN基多量子阱結構LED亮度的典型方法，并通過對多量子阱阱層寬度和In的摻入量的系統(tǒng)實驗和分析，及其對LED器件特性的影響進行了研究。所取得的主要研究成果如下：
　　

3、1.本文對InGaN/AlGaN多量子阱結構中阱層的生長時間進行了系列調(diào)整試驗，獲得了具有不同阱寬的紫外LED外延結構并進行了器件制作。詳細分析了不同勢阱寬度對結晶質(zhì)量、多量子阱界面特性、PL譜以及EL譜特性的影響。結果表明，隨著勢阱寬度的增加，勢阱中的位錯會更多的因應力形成的彎曲而合并，使勢阱內(nèi)的缺陷減少；另一方面，勢阱寬度的增加會使得更多的載流子被限制在阱層中，也即會有更多的電子和空穴在阱中發(fā)生輻射復合。以上兩個方面都對GaN基紫外

4、LED光效的提高起到了積極的作用。
　　2.本文研究了量子阱的阱層摻In量的不同對GaN基紫外LED的影響。通過對不同阱層摻In量的量子阱的阱層和壘層之間的極化電荷密度的理論計算，對樣品的光電學及材料測試結果的詳細分析，結果表明阱層摻In量達到15％時，得到的LED的光電性能比較好。說明隨著對In組分的增加，In原子的局域化效應增強，超過了由于摻In量增加引起的位錯密度對發(fā)光過程的影響。然而摻In量為25%時，摻In量過多會引起更