硅衬底GaN基黄光LED的生长条件对光电性能影响的研究
发布时间:2023-09-24 16:57
由于GaN基材料具有优异的电化学性质,在微电子和光电领域得到了广泛的应用。并且,随着半导体技术和工艺的迅速发展,已经成功制备了高功率的蓝、绿、紫外光LED器件,蓝光LED取得了突出的成绩尤其突出,内量子效率高达8587%。目前白光照明通常采用蓝光加荧光粉的方式,这种方式具有高效的优点,但是存在蓝光占比较高,显色指数与效率难以同时兼顾的问题。为了进一步改善照明品质,实现多基色LED合成白光照明,需要提高长波段LED的效率,尤其是黄光的效率。本论文以前期研究者的工作作为基础,通过优化黄光LED量子阱的生长气压,P-AlGaN电子阻挡层的生长速率,量子垒层及阱前电子注入层的Si掺杂浓度,研究了不同生长条件下材料的结构特性和器件的光电性能。主要取得了以下研究成果:1.调控GaN基黄光LED量子阱的生长气压,研究了不同生长气压对量子阱结构特性以及光电性能的影响,确定了GaN基黄光LED量子阱的最佳生长气压。实验结果表明,升高了量子阱生长气压后,阱中In组分稍有降低且均匀性更好,In团簇和N空位减少,晶体质量逐步提升,光学性能和电学性能有所提升。但是随着气压增大阱垒间界面也会...
【文章页数】:68 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
abstract
第1章 综述
1.1 引言
1.2 GaN基LED的研究进展
1.2.1 GaN基LED关键技术发展
1.2.2 GaN基黄光LED的发展
1.2.3 Si衬底GaN基LED的发展
1.3 GaN基LED载流子复合及效率衰退机制
1.3.1 LED的量子效率
1.3.2 LED中载流子主要的复合及泄漏机制
1.3.3 LED的量子效率衰退现象
1.4 本论文结构安排
第2章 GaN基LED外延生长及表征技术
2.1 GaN基黄光LED的外延生长
2.1.1 MOCVD外延生长系统简介
2.1.2 压电效应对LED发光特性的影响
2.1.3 局域态对LED发光特性的的影响
2.1.4 C杂质在GaN中的来源及存在形式
2.1.5 V型坑技术
2.2 GaN基LED表征技术
2.2.1 高分辨率X射线衍射(HRXRD)
2.2.2 荧光显微镜(FL)
2.2.3 二次离子质谱(SIMS)
2.2.4 电致发光(EL)
第3章 量子阱生长气压对InGaN/GaN黄光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 LED的光电性能分析
3.3.2 外延薄膜的结构特性分析
3.3.3 局域态和压电场对LED性能的影响
3.4 本章小结
第4章 P-AlGaN生长速率对GaN基黄光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 外延薄膜的结构特性分析
4.3.2 生长速率对C杂质元素及In含量的影响
4.3.3 生长速率对LED光电性能的影响
4.3.4 低温下的光谱特性
4.4 本章小结
第5章 Si掺杂浓度对InGaN/GaN多量子阱黄光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 外延薄膜的结构特性分析
5.3.2 LED光电性能分析
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
本文编号:3848393
【文章页数】:68 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
abstract
第1章 综述
1.1 引言
1.2 GaN基LED的研究进展
1.2.1 GaN基LED关键技术发展
1.2.2 GaN基黄光LED的发展
1.2.3 Si衬底GaN基LED的发展
1.3 GaN基LED载流子复合及效率衰退机制
1.3.1 LED的量子效率
1.3.2 LED中载流子主要的复合及泄漏机制
1.3.3 LED的量子效率衰退现象
1.4 本论文结构安排
第2章 GaN基LED外延生长及表征技术
2.1 GaN基黄光LED的外延生长
2.1.1 MOCVD外延生长系统简介
2.1.2 压电效应对LED发光特性的影响
2.1.3 局域态对LED发光特性的的影响
2.1.4 C杂质在GaN中的来源及存在形式
2.1.5 V型坑技术
2.2 GaN基LED表征技术
2.2.1 高分辨率X射线衍射(HRXRD)
2.2.2 荧光显微镜(FL)
2.2.3 二次离子质谱(SIMS)
2.2.4 电致发光(EL)
第3章 量子阱生长气压对InGaN/GaN黄光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 LED的光电性能分析
3.3.2 外延薄膜的结构特性分析
3.3.3 局域态和压电场对LED性能的影响
3.4 本章小结
第4章 P-AlGaN生长速率对GaN基黄光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 外延薄膜的结构特性分析
4.3.2 生长速率对C杂质元素及In含量的影响
4.3.3 生长速率对LED光电性能的影响
4.3.4 低温下的光谱特性
4.4 本章小结
第5章 Si掺杂浓度对InGaN/GaN多量子阱黄光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 外延薄膜的结构特性分析
5.3.2 LED光电性能分析
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
本文编号:3848393
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