黄 晶，陈 鹏

(上饶职业技术学院，江西 上饶 334109)

近年来，由于GaN基LED在标识牌、背光和照明领域的应用不断加强，至今几乎完全取代传统照明灯。为节省更多电能，提高LED的电能转换效率，研究者做了较多研究。为减少电子泄漏，设计了各种不同结构EBL的LED，如传统的AlGaN EBL[1]。随后，科研人员又设计了AlGaN/GaN超晶格EBL、InAlGaN/GaN超晶格EBL、InAlN/GaN超晶格EBL。这些结构的电子泄漏较小，但仍存在泄漏。为改善空穴注入并减少由晶格失配引起的极化效应，一些小组设计了不同的势垒结构，以实现高空穴注入和低极化效果。例如，梯度渐变的InGaN势垒，这种结构可以减少阱之间的极化效应，导致轻微弯曲，还将减少p型一端电子的积累。另一小组设计了InGaN/GaN超晶格势垒及渐变的铟成分阱和势垒，这种结构可进一步减小阱和势垒之间的极化效应，使有源区中的载流子浓度分布更均匀[2]。设计使用锯齿形的AlGaN EBL和齿形的InGaN/GaN势垒来进一步提升GaN基LED的光输出功率。

1 结构设计和参数设置

利用物理仿真软件进行分析，使用传统LED结构作为参考，该结构模拟生长在C面的蓝宝石衬底上[3]，在蓝宝石衬底上生长未掺杂GaN层和n型GaN层：Si(5×1018cm-3)。有源区由5个2 nm厚的In0.15Ga0.85N量子阱(QW)组成，夹在6个10 nm厚的n型GaN势垒层之间。在有源区顶部生长20 nm厚的p-Al0.15Ga0.85N EBL：Mg(4×1017cm-3)和100 nm厚的p型GaN覆盖层：Mg(5×1017cm-3)。相比之下，具有特殊设计的锯齿形AlyGa1-yN EBL的结构A，其结构基本与传统结构相同，不同之处在于AlGaN EBL，其由3层梯度渐变的AlyGa1-yN 组成，见图1。对于具有特殊设计的齿形InGaN/GaN势垒的结构B，除量子阱的中间势垒层外，其结构基本与结构A相同。……