摘要：AlGaN宽禁带半导体材料可以实现连续可调节的禁带宽度，其发光波长范围可以覆盖200-365nm的紫外波段，因此说它是目前制备深紫外发光二极管的重要材料体系。然而，AlGaN基深紫外LED的综合发光功率和效率还远不能满足各方面应用的实际需求，尤其是发光波长在320nm以下的深紫外LED的发光效率还普遍较低。

在分析AlGaN基深紫外LED的器件结构和发光原理的基础上，提出了改善其发光特性的三种技术方法。首先，调整了多量子阱结构中势垒的Al组份，通过Silvaco仿真发现较高的Al组份可以有效提高导带电子势垒，降低空穴注入势垒，载流子注入特性明显改善，发光效率得以提高。然而考虑到更高的Al组份带来的极化效应引起能带弯曲，这将导致电子空穴波函数的空间分离，减小辐射复合概率。其次，保持不变的有源区Al组份，优化p型电子阻挡层结构以改善载流子注入特性。研究发现，阶梯型渐变Al组份电子阻挡层较单层的p型阻挡层具有更好的能带结构，对载流子有更强的限制作用。电子阻挡层的厚度减小在某种程度上导致空穴浓度和垂直隧穿电导率的提高。所有这些都有助于改善深紫外LED的电致发光特性。

关键词：深紫外LED；载流子注入特性；多量子阱；电子阻挡层

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1 深紫外LED发展现状与前景-1

1.2 AlGaN材料特性-2

1.3 Silvaco仿真软件介绍-3

1.4 本章小结-5

第二章  深紫外LED一般器件结构与发光原理-6

2.1 深紫外LED一般器件结构-6

2.2 深紫外LED发光原理-7

2.3 本章小结-8

第三章  多量子阱势垒层Al组份对LED发光特性影响的研究-9

3.1 多量子阱势垒层Al组份对LED发光特性影响-9

3.2 多量子阱势垒层Al组份对LED发光特性影响的物理机制分析-11

3.3 本章小结-13

第四章  电子阻挡层结构对LED发光特性影响的研究-14

4.1 渐变Al组份电子阻挡层对LED发光特性影响-14

4.2 渐变Al组份电子阻挡层对LED发光特性影响的物理机制分析-16

4.3 本章小结-17

第五章  电子阻挡层厚度对LED发光特性影响的研究-19

5.1 电子阻挡层厚度对LED发光特性影响-19

5.2 电子阻挡层厚度对LED发光特性影响的物理机制分析-21

5.3 本章小结-22

第六章  总结与展望-23

参考文献-24

致  谢-25

附  录-26