摘要：在国内蓝色发光二极管的研究落后于国外的背景下，为了研究出一种隧道结蓝色发光二极管，在已有的研究成果上对发光二极管和隧道结的原理进行了研究，并且设计出了一个样品A。采用Silvaco仿真软件对样品A进行器件仿真，研究其光电特性。在原有结构基础之上，进行对比仿真，系统地研究隧道结对性能的影响。通过调整结构参数和外加电压，研究该样品的适用范围。最终设计出了一款较为实用的隧道结蓝色发光二极管。

关键词：隧道结；蓝光LED; Silvaco

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 引言-1

1.2 LED发展历史-2

1.3 LED应用实例-2

1.4 LED的研究现状-3

1.4.1 国外研究现状-3

1.4.2 国内研究现状-3

1.5 论文框架-3

第二章 LED发光材料和LED工作原理分析-4

2.1 LED发光材料的演变史-4

2.2 GaN基材料的简介-4

2.2.1 GaN基材料的基本特性-4

2.2.2 制约发展因素-5

2.3 LED工作原理-6

2.3.1 PN结基本结构及其原理-6

2.3.2 LED工作原理分析-7

2.4 本章小结-8

第三章  半导体物理工艺及仿真软件介绍-9

3.1 半导体物理的工艺-9

3.2 仿真软件介绍-9

3.2.1 仿真流程简介-10

3.2.2 silvaco仿真的主要组件-10

3.3 数值计算-10

3.4 数学方程-11

3.5 物理模型-11

3.6 本章小结-12

第四章 隧道结蓝光LED的结构选取-13

4.1量子阱的添加-13

4.1.1 量子阱的原理-13

4.1.2 量子阱的作用-13

4.2 EBL层的添加-14

4.3隧道结的添加-14

4.3.1隧道结的原理-14

4.3.2隧道结的作用-16

4.4 本章小结-16

第五章 仿真及其分析-17

5.1 蓝光隧道结LED的仿真分析-17

5.1.1结构设计-17

5.1.2 仿真结果分析-17

5.2 隧道结对LED性能影响分析-20

5.2.1 单量子阱隧道结与单量子阱传统结构的对比-20

5.2.2 多量子阱隧道结与多量子阱传统结构的对比-22

5.2.3 总结分析-26

5.3 电压的适用范围-26

5.4 量子阱中IN组分的适用范围-27

5.5 隧道结中InGaN层厚度的适用范围-27

5.6 本章小结-28

第六章 总结与展望-29

6.1 总结-29

6.2 展望-29

参考文献-30

致  谢-32