阱区结构对硅衬底gan基led器件光电性能影响的研究

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：学号：４０５７２９１１３０２８．南昌大学硕±硏究生学位论文阱区结构对桂衬底ＧａＮ基ＬＥＤ器件光电性能影响的研究＊ｕａｎＥｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｉｅｎｅａｒｔｕｍｗｅｌｌｓｏｎｈｏ化ｅｌｅｃｔｄｃｑｐｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆａＮｂａｓｅｄＬＥＤｓｏｎｓｉｌｉｃｏｎｓｕｂｓ化ａ化ｐｐＧ刘晓辉ｆＳ（、）培养单位院系：南昌大学材斜科学研究所国家珪基ＬＥＤ工程技术研究中也、指导教师姓名、职称；刘军林研究员．申

2、请学位的学科口类：工学学科专业名称：材料科学与工程论文答辩日期：２０１６年５月１８日答辩委员会主席：文评阅人；’—，心年＾月曰＾７，／．－Ｂ■３ｎ学位论文独创性声明一、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡

3、献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写签字日期：＞４年＾月日二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可レッ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可１＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库

4、》和《中国优秀博硕±学位论＂文全文＂数据库》中全文发表，并通过网络向狂会公众提供信息服务，同意按章程规定享受相关权益。＼学位论支作者签名（手写）；导师签名（手写）：签［字日期：万４年女月日签字日期；疋０，６年月日姓名学号｜如娩论文＾别Ｉ博古品壯、９斗故鮮Ｉ１Ｉ院／系／所材台城Ｉ专业Ｉ新對雌占一Ｅ＿ｍａｉｌ备注：＂＂公开□保密（向校学位办申请获批准为保密，年月后公开）摘要摘要硅衬底GaN基LED因具有制造成本低、封装工艺简单、器件可靠性高等优点，一直吸引着广大学者的研究热情

5、。从2004年第一支实用水平蓝光LED的研制成功，到2013年器件各项光电性能可与主流技术路线媲美，本实验室硅衬底GaN基LED制造技术已日趋成熟。已逐步建立并优化了硅衬底LED外延结构，包括量子阱个数、阱垒周期厚度与掺杂、n型层掺杂、p型层掺杂等主体结构特征。作为有源区的量子阱及其附近结构对于LED器件的光电性能具有决定性作用，本论文以前期研究工作为基础，通过进一步优化量子阱cap层、低温GaN准备层、p-AlGaN电子阻挡层以及p型层等紧邻量子阱的各功能层（在此统称这些功能层为阱区结构）的参数来提升LED器件的光电性能

6、。主要得到了以下结论：1.通过厚度改变，研究了量子垒生长中的cap层厚度对器件光电性能的影响，得出了以下结论：10Åcap层样品量子阱In组分更均匀，阱垒界面更清晰；工作电流密度下，10Åcap层样品相比于7Å样品具有更高的光功率、外量子效率以及更低的工作电压和半峰宽。效率的提升是由于量子阱垒界面变好对载流子能起到更好地限制作用，电压的下降则是由于界面变好同时使得欧姆接触电阻值降低了。因此，我们认为在该实验中10Åcap层厚度的量子阱对于提高器件的发光效率和各项光电性能具有积极意义。2.通过改变蓝光LED量子阱准备层中低温

7、GaN的厚度，研究了V-pits大小对于器件光电性能的影响。随着V-pits尺寸的增大，外延薄膜中量子阱内的In组分有所升高，量子阱应变明显变小，驰豫度显著增大；V-pits尺寸越大，工作电流密度下光功率和外量子效率越高，效率衰减越小，工作电压越小，漏电流越小。这主要得益于V-pits具有屏蔽位错和增加空穴注入的作用。同时我们注意到，漏电现象随着V-pits尺寸的继续增加出现由降低到升高的转折，主要是由于V-pits对位错的屏蔽作用和V-pits增大会新增缺陷这两种因素竞争的结果。硅衬底GaN基LED器件具有易于散热、电流

8、扩展好的优点，因而我们制得器件的可靠性都很高，选取合适大小的V-pits尺寸可以进一步减小老化光衰。3.通过制备含有大V-pits的绿光LED器件，研究了量子阱后p-AlGaN电子I摘要阻挡层（EBL）厚度变化对器件光电性能的影响。随着电子阻挡层厚度的增加，器件漏电得到了明显抑制，工作电流密度时的EQE