AlGaN电子阻挡层对Si衬底GaN基绿光LED性能影响的研究

发布时间：2022-09-17 19:41

　　随着技术的不断进步与突破,GaN基半导体材料在LED器件中广泛应用,其波长可实现从紫外到蓝光、绿光以及黄光范围内的调节。相较于蓝光,绿光LED多量子阱为具有更高In组分的InGaN材料,而高质量高In组分的InGaN材料生长难度大,导致绿光LED发光效率明显低。GaN基LED器件在小电流密度下光效高,而在较大电流下会出现效率衰减现象,通常情况下绿光LED比蓝光效率衰退更为明显。导致效率衰减的因素包括电子从有源区向P型层泄漏、空穴注入效率低以及空穴分布不均匀等。为了进一步提高绿光LED的发光效率,本论文通过改变AlGaN电子阻挡层来改善空穴注入效率。研究了AlGaN电子阻挡层对具有较大V形坑结构的硅衬底GaN基绿光LED光电性能的影响,获得如下研究成果:1.在传统的电子阻挡层后再生长一层低掺的p-AlGaN层,研究了不同低掺段p-AlGaN厚度对硅衬底GaN基绿光LED发光性能的影响。结果表明,在35A/cm~2电流密度下,随着低掺段p-AlGaN厚度从0nm增加到38nm,绿光LED的外量子效率呈现先增加后减小的变化趋势。当低掺段p-AlGaN厚度为25nm时,520nm的绿光LED外... 

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 LED研究进展
    1.2 硅衬底GaN基 LED的发展
    1.3 GaN基 LED的特性
        1.3.1 GaN基 LED量子效率
        1.3.2 GaN基 LED效率衰退
        1.3.3 GaN基 LED复合机制
    1.4 GaN基 LED空穴注入效率的改善
        1.4.1 AlGaN层的作用
        1.4.2 V形坑的作用
    1.5 本文论文章节安排
第2章 Si衬底Ga N基 LED外延生长、芯片制备及性能表征方法
    2.1 GaN基绿光LED外延生长和芯片制备
    2.2 GaN基 LED性能表征技术
第3章 P-AlGaN层厚度对Si衬底GaN基绿光LED光电性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 p-AlGaN厚度变化对器件EQE的影响
        3.3.2 p-AlGaN厚度变化对器件低温EL的影响
    3.4 本章小结
第4章 P-AlGaN层生长气压对Si衬底GaN基绿光LED光电性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 生长气压对外延结构特性及表面形貌分析
        4.3.2 生长气压对C杂质元素的影响
        4.3.3 生长气压对LED光电性能的影响
        4.3.4 生长气压对LED低温特性的影响
    4.4 本章小结
第5章 末垒AlGaN层对Si衬底Ga N基绿光LED光电性能的影响
    5.1 引言
    5.2 实验
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 末垒AlGaN对 LED光电性能的影响
        5.3.2 末垒AlGaN对 LED低温性能的影响
    5.4 本章小结
第6章 总结
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]GaN-based green laser diodes[J]. 江灵荣,刘建平,田爱琴,程洋,李增成,张立群,张书明,李德尧,M.Ikeda,杨辉.  Journal of Semiconductors. 2016(11)
[2]GaN基发光二极管外延中p型AlGaN电子阻挡层的优化生长[J]. 王兵,李志聪,姚然,梁萌,闫发旺,王国宏.  物理学报. 2011(01)
[3]p-AlGaN电子阻挡层Al组分对Si衬底绿光LED性能影响的研究[J]. 毛清华,江风益,程海英,郑畅达.  物理学报. 2010(11)
[4]The improvement of Al2O3 /AlGaN/GaN MISHEMT performance by N2 plasma pretreatment[J]. 冯倩,田园,毕志伟,岳远征,倪金玉,张进成,郝跃,杨林安.  Chinese Physics B. 2009(07)
[5]半导体照明关键技术研究[J]. 罗毅,张贤鹏,韩彦军,钱可元.  激光与光电子学进展. 2007(03)



本文编号：3679828