摘要：在温度变化时,如果GaInN发光二极管能够保持相对稳定的工作电压对其实际应用具有重要意义.本文通过金属有机化学气相沉积生长了一系列包含不同有源区结构、不同p型层结构以及不同掺杂浓度纵向分布的样品,并对其在不同温度区间内正向电压随温度变化的斜率(dV/dT)进行了研究.结果表明:1)有源区中包括插入层设计、量子阱结构以及发光波长等因素的变化对正向电压随温度变化特性影响很小;2)影响常温区间(300K±50K)正向电压随温度变化斜率的最主要因素为p-AlGaN电子阻挡层起始生长阶段的掺杂形貌,具有p-AlGaN陡掺界面的样品电压变化斜率为-1.3mV·K-1,与理论极限值-1.2mV·K-1十分接近;3)p-GaN主段层的掺Mg浓度对低温区间(<200K)的正向电压随温度变化斜率有直接影响,掺Mg浓度越低则dV/dT斜率越大.以上现象归因于在不同温度区间,p-AlGaN以及p-GaN发生Mg受主冻结效应的程度主要取决于各自的掺杂浓度.因此Mg掺杂浓度纵向分布不同的样品在不同的温度区间具有不同的串联电阻,最终表现为差异很大的正向电压温度特性.

摘要：为了探究具有双层电子阻挡层设计的GaN基黄光LED中首层电子阻挡层(EBL-1)Al组分对内量子效率的影响以及其中载流子注入的主要物理机制,首先使用硅衬底GaN基黄光LED外延与芯片工艺,在外延过程中通过控制三甲基铝(TMAl)流量,分别获得EBL-1含有Al组分约20%、50%、80%的硅衬底GaN基黄光LED;随后使用半导体仿真软件Silvaco Atlas对这3种样品的实际测试内量子效率曲线进行拟合。结果表明,EBL-1中Al组分对内量子效率的影响主要体现在两方面:一是EBL-1的Al组分越高越有利于空穴从V形坑侧壁注入到多量子阱有源区;二是EBL-1中过高的Al组分会降低p型GaN晶体质量,导致空穴浓度下降;综合表现为Al组分约50%的EBL-1在这种双层电子阻挡层的设计下最有利于提高硅衬底GaN基黄光LED的内量子效率。

摘要：使用MOCVD在图形化Si衬底上生长了含V形坑的InGaN/GaN蓝光LED。通过改变生长温度,生长了禁带宽度稍大的载流子限制阱和禁带宽度稍小的发光阱,研究了两类量子阱组合对含V形坑InG aN/GaN基蓝光LED效率衰减的影响。使用高分辨率X射线衍射仪和LED电致发光测试系统对LED外延结构和LED光电性能进行了表征。结果表明:限制阱靠近n层、发光阱靠近p层的新型量子阱结构,在室温75 A/cm^2时的外量子效率相对于其最高点仅衰减12.7%,明显优于其他量子阱结构的16.3%、16.0%、28.4%效率衰减,且只有这种结构在低温时(T≤150 K)未出现内量子效率随电流增大而剧烈衰减的现象。结果表明,合理的量子阱结构设计能够显著提高电子空穴在含V形坑量子阱中的有效交叠,促进载流子在阱间交互,提高载流子匹配度,抑制电子泄漏,从而减缓效率衰减、提升器件光电性能。

摘要：采用适合宽禁带半导体材料的电化学电容电压(ECV)分析仪,对掺硅GaN外延片用硫酸逐层进行了精密腐蚀后,在此基础上得到了在进口MOCVD设备上生产的GaN基外延片的载流子浓度纵向分布。探讨了该分布与晶体生长过程及晶体质量的关系,测量分析结果可为生长工艺参数的优化提供参考。还采用主扩散模型对测量结果进行高斯拟合,得出了高温时(1030℃)硅在GaN中的扩散系数,并由此估算了硅在GaN外延片中的扩散宽度。该结果可为GaN外延层结构设计提供参考。