Si襯底GaN基同側(cè)結(jié)構(gòu)藍光LED電致發(fā)光特性研究.pdf

1、近幾年來，在Si襯底上生長GaN取得了很大的進展，有少數(shù)幾家研究組報道在si襯底上制備出了GaN基發(fā)光器件。但對其LED器件性能的研究并未深入。其發(fā)光層：InGaN量子阱內(nèi)來自于材料本身自發(fā)極化與應(yīng)力誘導(dǎo)的壓電極化而產(chǎn)生的電場顯著影響氮化物材料的光學(xué)電學(xué)特性。許多人通過不同實驗和理論方法來研究藍寶石襯底InGaN/GaN多量子阱內(nèi)的極化場，但這種極化電場很難直接測量與計算。本論文比較系統(tǒng)地研究Si襯底GaN同側(cè)結(jié)構(gòu)藍光LED器件的發(fā)光機

2、理及量子阱內(nèi)的極化電場，獲到了如下一些有意義和部分有創(chuàng)新性的研究成果： 1.Si襯底GaN基同側(cè)結(jié)構(gòu)藍光LED芯片高溫老化特性結(jié)果表明：本實驗室研制的Si襯底GaN基同側(cè)結(jié)構(gòu)藍光LED有良好的溫度可靠性以及較好的歐姆接觸性能，用Si作GaN藍光LED的襯底在大功率LED應(yīng)用方面具有更大的潛力。 2.比較了Si襯底與藍寶石襯底GaN基同側(cè)結(jié)構(gòu)藍光LED的EL特性.采用了極化場、載流子、帶填充及熱效應(yīng)的相互競爭機理來解釋實驗

3、現(xiàn)象。首次提出利用載流子屏蔽效應(yīng)來測量InGaN/GaN多量子阱內(nèi)的極化場，獲得該極化電場的數(shù)量級約105V/cm。 3.首次報道了低溫情況下Si襯底GaN基同側(cè)結(jié)構(gòu)藍光LEDEL積分強度與峰值波長的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)EL積分強度的變化模式與電流的大小有密切的關(guān)系，總的趨勢為EL積分強度隨溫度的下降先略微增加而后逐漸衰減，當溫度降到100K以下EL積分強度急劇減小。峰值波長隨溫度的變化都是先紅移而后藍移，其轉(zhuǎn)折點隨電流的增加而向更低