王春安, 符斯列, 刘 柳, 丁罗城, 李俊贤, 鲍佳怡(. 华南师范大学 华南先进光电子研究院， 广东 广州 50006；2. 广东技术师范学院 电子与信息工程学院, 广东 广州 50665； . 华南师范大学 物理与电信工程学院, 广东 广州 50006)

1 引 言

随着Ⅲ-Ⅴ族化合物GaN基蓝光发光二极管(LED)的广泛使用，相应的二极管pn结的结构特性研究也随之展开[1-3]。其中，电容-电压(C-V)测量法作为一种简单、快速、无损伤的pn结特性诊断方法[4]，不仅可以应用于电子二极管和肖特基结，还可以应用于发光二极管的pn结特性研究。通过给pn结施加反向偏置电压V，测量对应的pn结电容C，然后根据C-V曲线以及相应的C-2-V曲线和C-3-V曲线，就可以判断二极管的pn结类型，计算pn结接触电势差VD、获得pn结的杂质浓度分布信息[5]以及测量半导体的禁带宽度[6]。目前C-V法在GaN基器件的特性诊断研究主要有：计算GaN基肖特基二极管的接触势垒高度[7-8]；分析GaN与合金、非合金的欧姆接触及肖特基接触的接触机制[9-11]；分析AlGaN/GaN异质结中界面态对C-V特性的影响[2,12-13]；利用温变电容特性测量GaN白光LED结温[14]等。但是，有关变温、特别是低温对GaN基蓝光发光二极管pn结特性影响的研究则较少。

GaN基蓝光LED的pn结一般由n-GaN∶Si和p-GaN∶Mg构成，或者为了提高光电转换效率，在这两层之间插入一层薄的有源层。这个有源层可以是单独的InGaN层或InGaN/GaN多量子阱结构[15]。未有意掺杂GaN为n型，通过掺Si可以很容易实现浓度高达1018～1020cm-3的n型掺杂[16]。而p型GaN一般通过掺Mg实现，但由于掺Mg会形成Mg-H络合物，导致高浓度p型掺杂困难，需要热退火处理才能形成有效的p型掺杂，掺杂浓度约为1017cm-3 [17]。……