黄 永，李培咸，白俊春，王晓波

(1.西安电子科技大学 宽禁带半导体重点实验室，陕西 西安 710071;2.西安中为光电科技有限公司，陕西 西安 710071)

近年来，人们在提高GaN 基发光二极管(LED)的效率上做了大量研究工作。随着LED 发光效率的提高，LED 已被广泛应用于背光照明，汽车头灯和日常照明等领域［1］。为迎合高亮度光源需求，需设计出高光电转换比的LED，由此引入如何提高LED 发光效率的问题。限制LED 发光效率的原因很多，有源层中的载流子溢出到p 层是其主要原因之一［1－3］。通过在有源层和p 层间插入p－AlGaN 电子阻挡层(EBL)来抑制电子的溢出是一种解决办法［1］。

要获得足够低的电子溢出比，p－AlGaN－EBL 必须拥有够高的势垒。当AlGaN 的Al 组分确定时，由AlGaN 和GaN 组成的异质结的导带带阶是一定的［4］，随着势垒材料AlGaN 的Al 组分的增加，AlGaN/GaN 异质结的导带带阶会增加。p－AlGaN－EBL 和紧跟着的p 层所形成的异质结的导带带阶，是p－AlGaN－EBL的势垒高度的一部分，所以可以通过增加p－AlGaNEBL 的Al 组分来增加其势垒高度，以获得足够低的电子溢出比。Hideki Hirayama［5－7］的团队已经尝试使用AlN 或高Al 组分(Al 组分＞95%)的p－AlGaN层作为EBL。但即便p－AlGaN－EBL 有如此高的Al 组分，其势垒高度依然不能满足该团队抑制电子溢出的需求。而且就目前技术水平而言，Al 组分越高，结晶质量越差。在高Al 组分的AlGaN 中掺入杂质，又会更加恶化结晶质量。众所周知，EBL 对电子溢出的抑制能力随着其结晶质量的变差而减弱，所以一味追求高Al 组分的p－AlGaN－EBL 不能有效解决有源层电子溢出的问题。

上述材料限制被认为可以通过增加EBL 的有效势垒高度来解决，办法是引入多量子势垒电子阻挡层(MQB－EBLs)——即在有源层和p 层间插入多个p－AlGaN电子阻挡层(EBL)，EBL 之间为p－GaN，如图1 所示。……