高效InGaN/AlInGaN发光二极管的结构设计及其理论研究

摘要：

利用Advanced Physical Models of Semiconductor Devices (APSYS)理论对比研究了InGaN/AlInGaN和InGaN/GaN多量子阱作为有源层的InGaN基发光二极管的结构和电学特性.与InGaN/GaN基LED中GaN作为垒层材料相比,在AlInGaN材料体系中,通过调节AlInGaN中Al和In的组分可以优化器件的性能.当InGaN阱层材料中In组分为8％时,可以实现无应力的Ino.08 Ga0.92 N/AlInGaN基LED.在这种无应力结构中可以进一步降低大功率LED的“效率下降”(Effciency droop)问题.理论模拟结果显示,四元系AlInGaN作为垒层可以进一步减少载流子泄露,增加空穴注入效率,减少极化场对器件性能的影响.在Ino.08 Ga0.92 N/AlInGaN量子阱中的载流子浓度、有源层的辐射复合率、电流特性曲线和内量子效率等方面都优于InGaN/GaN基LED.无应变AlInGaN垒层代替传统的GaN垒层后,能够得到高效的发光二极管,并且大电流注入下的“效率滚降”问题得到改善.

关键词：氮化镓、发光二极管、效率下降

所属期刊栏目：37

分类号：O484.4;TN383(固体物理学)

资助基金：国家自然科学基金61205037,61574063;中国博士后基金2013M53186,2015T80910;教育部新教师基金;高等学校博士学科点专项科研基金20124407120017;广东省省级科技计划2015A090905003,2014B040404067;广州市产学研协同创新重大专项201508030033;广州市越秀区产学研项目2013-CY-007

在线出版日期：2016-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：208-212