自GaN基LED技術(shù)誕生以來,p層優(yōu)化生長是進(jìn)一步提升LED光電性能的主要任務(wù)之一。其中,作為一種能夠有效提升硅基GaNLED光電性能的外延生長技術(shù),量子阱區(qū)形成V形坑的技術(shù)獲得了廣泛的研究與關(guān)注。在完成量子阱層生長后,通常采用全H2載氣和高壓下生長的非故意摻雜GaN對形成的V形坑進(jìn)行合并。V形坑合并層作為V形坑技術(shù)的重要組成部分,對硅基GaNLED的光電性能具有重要影響。因此,為了進(jìn)一步提升硅基GaN長波長LED的光電性能,本文在國家硅基LED工程技術(shù)研究中心的平臺上,圍繞p層結(jié)構(gòu)和工藝展開了較系統(tǒng)的研究工作。重點分析了 V形坑合并層位置、p層生長溫度和p-AlGaN電子阻擋層厚度對硅基GaN長波長LED的微觀結(jié)構(gòu)和光電性能的影響,所得研究成果如下:1.研究了 V形坑合并層（VCL）位置對硅基GaN綠光LED光電性能和載流子輸運的影響。研究結(jié)果表明室溫下VCL位置對發(fā)光效率影響較小,V形坑合并的更早,反向漏電流更小。低溫下VCL位置對V形坑附近載流子的注入行為有著較大影響。V形坑合并靠近量子阱層時,V形坑附近的空穴主要從平臺處注入,導(dǎo)致電壓急劇增加,小電流下外量子效率更高,大電流下外... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１丨ＩＩ族氮化物禁帶寬度與晶格常數(shù)ＶＩ??１??

技術(shù)相結(jié)合是行之有效的解決方案。自１９９８年ＩＢＭ公司研發(fā)出??第一支硅基ＧａＮ?ＬＥＤ以來，在國內(nèi)外科研工作者的共同努力下，硅基ＬＥＤ技??術(shù)路線己經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步。其中，南昌大學(xué)國家硅基ＬＥＤ研宄工程中心是??該技術(shù)路線的杰出代表，該工程中心江風(fēng)益團(tuán)隊歷經(jīng)十?dāng)?shù)年的艱苦研宄，為實現(xiàn)??硅基ＧａＮ?ＬＥＤ產(chǎn)業(yè)化提出了一系類完整的解決方案。目前，該工程中心研發(fā)的??硅基藍(lán)光ＬＥＤ性能與藍(lán)寶石、ＳｉＣ襯底相當(dāng)，綠光ＬＥＤ性能世界一流，黃光??ＬＥＤ性能世界領(lǐng)跑，其中黃光ＬＥＤ效率進(jìn)展如圖１．２所示。??３０％???￣￣??２５％?黃光ＬＥＤ效率進(jìn)展?２２?８％?＿?°??２１．４％??２０％?／＼１?／??１＾％?Ｍ０ＮＳＡＨ１０?／’?馨??■慨?？?０?５５％?９４％?ＴＯＳＨＩＢＡ??５％?ｊ?Ｉ??０．０％?０．０１％?１３０／０?？?ＵＣＳＢ??１９６５?１９７１?１９９０?１９９４?２００８?２０１０?２０１６?２０１７?２０１８??時間（年）??圖１．２黃光ＬＥＤ效率進(jìn)展圖??１．３?ＧａＮ基ＬＥＤ的基本特性??１．３．１量子效率??效率是評價任何一個發(fā)光器件的重要指標(biāo)，對ＬＥＤ而言，其效率主要包括??以下幾種：內(nèi)量子效率（ＩＱＥ），光提取效率（ＬＥＥ），外量子效率（ＥＱＥ），注入效??率（丨Ｅ），功率轉(zhuǎn)換效率（ＰＣＥ）等。??４??

ｏｏｐ－ｆｒｅｅ?ＬＥＤ??Ｓ?４０?ｎ?＝??＾?３〇?－?＂＇?ｊｘ?－??｜?Ｇａ０．８５ｌｎ０．１５Ｎ／ＧａＮ?ＬＥＤ?’？—??ｃ?２０?＊?－??５?廠?Ｓｔｅｅｐ?ｆａｌｌ?ｄｕｅ?ｔｏ?ｎｏｎ－??—１０?－?ｒａｄｉａｔｉｖｅ?ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ?－??Ｃ??ｗ．??思?ｑ?，?ｉ?，?ｉ?ｋ?ｉ?，?ｉ?？??ｍ?０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??Ｆｏｒｗａｒｄ?ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ?ｃｕｒｒｅｎｔ?Ｉｆ?（Ａ）??圖１．３文獻(xiàn)［３４］中所得理想ＧａＮ基ＬＥＤ和實際ＧａＮ基ＬＥＤ外量子阱效率隨正向注入??電流變化曲線??圖丨．３展示的是理想ＧａＮ基ＬＥＤ和實際ＧａＮ基ＬＥＤ外量子效率隨正向注??入電流變化的曲線。對于理想ＧａＮ基ＬＥＤ而言，其光發(fā)射功率和注入電流成線??６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電子阻擋層Al組分對Si襯底GaN基黃光LED內(nèi)量子效率的影響[J]. 胡耀文,高江東,全知覺,張建立,潘拴,劉軍林,江風(fēng)益.  發(fā)光學(xué)報. 2019(09)
[2]第三代半導(dǎo)體Ⅲ族氮化物的物理與工程——從基礎(chǔ)物理到產(chǎn)業(yè)發(fā)展的典范[J]. 榮新,李順峰,葛惟昆.  物理與工程. 2017(06)
[3]壘溫對硅襯底GaN基藍(lán)光LED發(fā)光效率的影響[J]. 高江東,劉軍林,徐龍權(quán),王光緒,丁杰,陶喜霞,張建立,潘拴,吳小明,莫春蘭,王小蘭,全知覺,鄭暢達(dá),方芳,江風(fēng)益.  發(fā)光學(xué)報. 2016(02)
[4]GaN HEMT器件結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展[J]. 于寧,王紅航,劉飛飛,杜志娟,王岳華,宋會會,朱彥旭,孫捷.  發(fā)光學(xué)報. 2015(10)
[5]硅襯底高光效GaN基藍(lán)色發(fā)光二極管[J]. 江風(fēng)益,劉軍林,王立,熊傳兵,方文卿,莫春蘭,湯英文,王光緒,徐龍權(quán),丁杰,王小蘭,全知覺,張建立,張萌,潘拴,鄭暢達(dá).  中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2015(06)
[6]Status of GaN-based green light-emitting diodes[J]. 劉軍林,張建立,王光緒,莫春蘭,徐龍權(quán),丁杰,全知覺,王小蘭,潘拴,鄭暢達(dá),吳小明,方文卿,江風(fēng)益.  Chinese Physics B. 2015(06)
[7]新生兒黃疸治療儀用LED光源的研究[J]. 甘汝婷,郭震寧,林介本,顏穩(wěn)萍,廖炫,潘詩發(fā),林木川.  光學(xué)學(xué)報. 2015(04)
[8]GaN基發(fā)光二極管襯底材料的研究進(jìn)展[J]. 陳偉超,唐慧麗,羅平,麻尉蔚,徐曉東,錢小波,姜大朋,吳鋒,王靜雅,徐軍.  物理學(xué)報. 2014(06)
[9]InGaN綠光LED中p型GaN層的優(yōu)化設(shè)計[J]. 郝銳,馬學(xué)進(jìn),馬昆旺,周仕忠,李國強(qiáng).  半導(dǎo)體光電. 2013(01)
[10]GaN基發(fā)光二極管外延中p型AlGaN電子阻擋層的優(yōu)化生長[J]. 王兵,李志聰,姚然,梁萌,閆發(fā)旺,王國宏.  物理學(xué)報. 2011(01)

博士論文
[1]硅基氮化鎵含V形坑LED三維p-n結(jié)特性研究[D]. 高江東.南昌大學(xué) 2019
[2]GaN/Si基綠光LED外延設(shè)計與效率提升研究[D]. 江興安.南昌大學(xué) 2019
[3]高光效硅襯底GaN基黃光發(fā)光二極管發(fā)光性能研究[D]. 陶喜霞.南昌大學(xué) 2018
[4]含V形坑的Si襯底GaN基藍(lán)光LED發(fā)光性能研究[D]. 吳小明.南昌大學(xué) 2014
[5]硅基GaN外延膜生長與LED性能提升研究[D]. 鄭暢達(dá).南昌大學(xué) 2014
[6]GaN材料的缺陷分布及工藝設(shè)計對器件性能的影響研究[D]. 王福學(xué).南京大學(xué) 2011

碩士論文
[1]GaN基雙勢壘多諧RTD器件的研究[D]. 白建玲.杭州電子科技大學(xué) 2019
[2]GaN基長波紫外LED多量子阱結(jié)構(gòu)調(diào)整對光效的影響[D]. 陳蛟龍.西安電子科技大學(xué) 2015
[3]GaN基紫外LED的光致發(fā)光譜分析[D]. 丁娟.西安電子科技大學(xué) 2014
[4]LED光源設(shè)計及其在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用研究[D]. 譚俊廷.河北科技大學(xué) 2010



本文編號：3101949