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    188宝金博页面版: [精品]GaN基蓝光LED的多量子阱结构优化

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    内容提示： GaN基蓝光 LED的多量子阱结构优化雷?亮, 曾祥华*, 范玉佩, 张?勇(扬州大学 物理科学与技术学院,江苏 扬州 225002)摘要:基于量子阱结构中载流子遂穿势垒原理,使用 APSYS 软件模拟不同条件下具有不同垒高、 垒宽及阱宽的发光二极管(LED)的 I?V 特性、 光强和内量子效率(IQE)的变化,发现自发发射光谱存在红移现象。通过与传统LED 的多量子阱(MQW)参数比较发现,当阱宽为 2 nm、 垒宽为 4 nm、 垒中In 含量为0. 08和驱动电流为 20mA 时,电压降低了18.43%,光强增加了 11.46%,红移现象减小了 5 nm。研究结果可为 LED 芯片的应用设计提供参考。关键词:InGaN/G...

    文档格式：PDF | 页数：6 | 浏览次数：46 | 上传日期：2015-03-23 00:44:30 | 文档星级：
    GaN基蓝光 LED的多量子阱结构优化雷?亮, 曾祥华*, 范玉佩, 张?勇(扬州大学 物理科学与技术学院,江苏 扬州 225002)摘要:基于量子阱结构中载流子遂穿势垒原理,使用 APSYS 软件模拟不同条件下具有不同垒高、 垒宽及阱宽的发光二极管(LED)的 I?V 特性、 光强和内量子效率(IQE)的变化,发现自发发射光谱存在红移现象。通过与传统LED 的多量子阱(MQW)参数比较发现,当阱宽为 2 nm、 垒宽为 4 nm、 垒中In 含量为0. 08和驱动电流为 20mA 时,电压降低了18.43%,光强增加了 11.46%,红移现象减小了 5 nm。研究结果可为 LED 芯片的应用设计提供参考。关键词:InGaN/GaN 多量子阱(MQW); 光谱强度; 内量子效率(IQE); APSYS中图分类号:TN312.8? ? 文献标识码:A ? ? 文章编号:1005 ?0086(2011)09?1326?06Optimization of multiple quantum well structure for GaN ?basedblue light emitting diodeLEI Liang, ZENG Xiang?hua*, FAN Yu ?pei, ZHANG Yong(College of Physics Science and Technology, Yangzhou University, Yangzhou 225002, China)Abstract:According to the theory of electron tunneling barrier in quantum well structure,the photoelec?tric properties for GaN?based blue light emitting diodes ( LEDs) with different heights, widths of thebarrier and quantum well havebeen simulated by the APSYS software. The calculations of the I?V char?acteristics,light intensity,internal quantum efficiency at different conditions show that thereis a red?shiftin the spontaneous emission spectrum. Compared with the conventional quantum well parameters ofLED,the optimized LED structures have better photoelectric properties with a voltage reduction of 18.43%, light intensity enhancement of 11. 46% and red?shift reduction of 5 nm at a well width of 2 nm,barrier width of 4 nm, In component of 0.08 in barriers,and drive current of 20 mA. The obtained resultsmay be beneficial to the design of the high performance LED.Key words:InGaN/ GaN multiple quantum well ( MQW); spectrum intensity; internal quantum efficien?cy (IQE); APSYS1?引?言?在固体照明领域得到广泛应用。对于 LED相关技术的研究报道非常多,我们在电极优化及芯片设计方面开展了系列工作,得到的相关结果表明通过优化设计可提高器件的光电特性[ 1~ 3]。由于LED的外量子效率是由内量子效率(IQE)和提取率共同决定的,目前提高发光效率的方法多是通过提高光提取率实现的[ 3~ 6],而 IQE 以及其制备工艺等有待进一步的提高。对 LED器件,载流子的注入有热发射、 扩散、 遂穿等机制,其中遂穿行为在整个注入机构中起主要作用[ 7]。??本文根据微观粒子的波粒二象性求解影响载流子的遂穿( 透射)系数的因素, 通过改变其中一个因素来提高透射系数,?近年,高亮度蓝绿光发光二极管( LED) 发展非常迅速, 已这样可以使载流子的复合几率变大,提高 LED 的光电性质。使用APSYS 模拟软件通过对工艺参数改进的模拟运算, 并与目前市场上的主流工艺参数(InGaN/GaN 多量子阱( MQW)结构,阱宽为3 nm,垒宽为15 nm)[5,8]做对比,其IQE、 光强和I?V特性都有了一定的提升, 自发发射光谱的红移现象也有改善。特别是从产业化的角度考虑,节省了很大的生产成本,具有非：玫氖谐∮τ眉壑。2? 理论分析2.1? 物理机制分析? ? 根据微观粒子的波粒二象性原理,分析具有一定能量的微观粒子遇到双势垒时的运动情况[9,10]。如图1 所示的GaN/ In?GaN/ GaN 双势垒结构, 其中 L B、 LW、 E0 和 E 分别为势垒的宽光 电 子 ? 激 光第 22 卷 第 9 期? 2011 年 9 月 ? ? ? ? ? ? Journal of Optoelectronics? Laser ? ? ? ? ? ? ? ?Vol. 22 No. 9? Sep. 2011*? ? ?E ?mail:xhzeng@yzu. edu. cn收稿日期:2010 ?11 ?18? 修订日期: 2011 ?04 ?04基金项目:江苏省科技资助项目( BG2007026); 扬州市科技计划资助项目( YZ2009092)

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