傳感器芯片用紫外發(fā)光二極管特性研究.pdf

1、本文主要是開展AlGaN基的紫外發(fā)光二極管的研究。紫外發(fā)光二極管有許多重要的應(yīng)用領(lǐng)域例如水凈化，自由空間非線性光通信和熒光探測(cè)生物系統(tǒng)。目前的研究發(fā)現(xiàn)紫外發(fā)光二極管效率都很低，原因是低內(nèi)量子效率，低載流子注入效率，低光輸出效率，或者是這三種原因的結(jié)合。本文重點(diǎn)研究在藍(lán)寶石上生長(zhǎng)的AlGaN材料存在的位錯(cuò)缺陷以及低內(nèi)量子效率和低載流子注入效率問題。
　　為了提高內(nèi)量子效率，本文研究了在AlGaN量子阱能帶結(jié)構(gòu)中的勢(shì)能擾動(dòng)。勢(shì)能擾動(dòng)原

2、理是AlGaN橫向生長(zhǎng)的不均勻或是部分AlGaN有序，有序的AlGaN比起無序的AlGaN有更小的能帶間隙。注入有源區(qū)的電子和空穴對(duì)集聚在最小電勢(shì)處和形成激子，這樣就可以避免電子和空穴在缺陷區(qū)域發(fā)生移動(dòng)和非輻射復(fù)合。
　　為了提高低載流子注入效率，本文優(yōu)化了外延材料結(jié)構(gòu)。p型電子阻擋層中的Al材料組分是0.18能有效地提高阻擋電子從有源區(qū)泄漏到p-GaN的效率。通過生長(zhǎng)一個(gè)超過2μm厚的AlN緩沖層，2μm厚AlN能明顯減少摻Si