發(fā)布時(shí)間：2021-07-16 17:10

　　縱觀半導(dǎo)體照明技術(shù)的發(fā)展史,黃綠光等長(zhǎng)波段的GaN基LED較低的發(fā)光效率,一直是半導(dǎo)體照明技術(shù)在照明領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的一大阻礙。為了獲得照明用的白光,目前使用廣泛的方法是用藍(lán)光LED激發(fā)黃色熒光粉。但是這種方法由于其藍(lán)光含量較高,容易帶來(lái)顯示指數(shù)與色溫之間的失調(diào),并且具有“藍(lán)光危害”等潛在風(fēng)險(xiǎn)。所以,研究者們開始尋找更為均衡,更為健康的光源。而多基色LED混合形成白光就是一種行之有效的解決方案。但是此種方案實(shí)現(xiàn)的前提,是各個(gè)波段的LED都能達(dá)到較高的發(fā)光效率。遺憾的是,目前無(wú)論是InGaN材料路線還是AlGaInP材料路線,其黃綠光波段的LED的發(fā)光效率均處在較低的水平,這也是多基色合成白光LED的難點(diǎn)所在。本論文在本單位前期已經(jīng)在長(zhǎng)波長(zhǎng)LED的研究中取得較大突破的基礎(chǔ)上,通過對(duì)InGaN/GaN準(zhǔn)備層生長(zhǎng)方法的優(yōu)化,研究其對(duì)InGaN/GaN準(zhǔn)備層和量子阱的界面質(zhì)量以及長(zhǎng)波長(zhǎng)LED光電性能的影響,并取得了以下的研究成果:1.通過在準(zhǔn)備層GaN壘的生長(zhǎng)過程中,引入不同時(shí)長(zhǎng)的H2進(jìn)行處理,研究了 H2處理準(zhǔn)備層GaN壘的時(shí)長(zhǎng)對(duì)黃綠光LED的準(zhǔn)備層界面質(zhì)量,量子阱晶體質(zhì)量及光電性能的影響。... 

【文章來(lái)源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．４１氮化物的反應(yīng)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系ｌ２６］??

?第１章緒論???１．４．２有源區(qū)極化電場(chǎng)??／—?ｃａｔｉｏｎ??／?＞—?ａｎｉｏｎ??Ｌｉｙ?ｊＪ?｜??１％．?Ｖ?ｘＩｔ／??心?－一?ｋ＼????．．．．．．＂一—??圖１．４２六方纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu)丨３４】??如圖１．４２所示［３４１由于纖鋅礦ＧａＮ是六方對(duì)稱結(jié)構(gòu)，存在著正負(fù)兩個(gè)電荷??中心，因此會(huì)發(fā)生自發(fā)極化和壓電極化。并且根據(jù)ＰｉｐｒｅｋＪ的觀測(cè)，量子阱內(nèi)極??化電場(chǎng)的強(qiáng)度是隨著丨ｎ組分的含量呈線性增加的１３５］。尤其對(duì)于黃綠光ＬＥＤ來(lái)??說(shuō)，其內(nèi)部的極化電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到了一個(gè)很高的水平，高的極化電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的??量子限制斯達(dá)克效應(yīng)（ｑｕａｎｔｕｍｃｏｎｆｍｅｍｅｎｔｓｔａｒｋｅｆｆｅｃｔ?簡(jiǎn)稱?ＱＣＳＥ）?［３６，３７］，使得??阱內(nèi)電子與空穴的波函數(shù)分離，最終導(dǎo)致載流子復(fù)合率下降，加劇載流子的泄露。??由于壓電電場(chǎng)是沿ｃ軸方向產(chǎn)生的，在非極性面（相對(duì)于ｃ面垂直的ａ面??或ｍ面）的法線上，或半極性面（相對(duì)于ｃ軸傾斜的ｘ斜面）的法線上生長(zhǎng)可??以弱化壓電場(chǎng)的影響。因此在非極性或半極性襯底上生長(zhǎng)ＧａＮ基ＬＥＤ是一種??從源頭上減小壓電效應(yīng)的方法，不少學(xué)者對(duì)這種方法進(jìn)行嘗試，并取得了一些研??究進(jìn)展［３８４（）】。但是，由于非極性或半極性襯底的成本較高，這樣的方法現(xiàn)在還只??能停留在實(shí)驗(yàn)室階段，難以大規(guī)模地應(yīng)用。??目前最常用的降低量子阱中極化效應(yīng)的方法是，在阱前插入一層??ＩｎＧａＮ／ＧａＮ超晶格（Ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｈ簡(jiǎn)稱ＳＬ）應(yīng)力準(zhǔn)備層來(lái)釋放應(yīng)力。研究表明，??與直接生長(zhǎng)在ｎ－ＧａＮ上的量子阱相比，插入了應(yīng)力準(zhǔn)備層的樣品的阱內(nèi)應(yīng)力得??到釋放，晶體質(zhì)量和發(fā)光效率都得到了大幅提高

?第１章緒論???顯的效果。但是，當(dāng)Ｈ２的量過多時(shí)，也會(huì)造成丨ｎＧａＮ量子阱的分解，使得阱皇??之間的界面反而變得更差［４９－５１］。這證明在生長(zhǎng)過程匯總采用Ｈ２處理ＧａＮ量子壘??對(duì)于提升界面質(zhì)量是有效的，但是Ｈ２的使用不宜過量。??１．５多量子阱中的Ｖ形坑??１．５．１?Ｖ形坑的結(jié)構(gòu)??Ｖ形坑是一種在ＧａＮ基ＬＥＤ中常見的一種缺陷，由于其橫截面像一個(gè)Ｖ??字而得名。如圖１．５１所示，它的形狀是倒六角金字塔狀，由六個(gè)（１０－１１）側(cè)面??包圍形成，每個(gè)側(cè)面與（０００１）面呈６２°角，與中心軸的夾角約為２８°?［５２１。圖??１．５２為Ｖ形坑的剖面ＳＴＥＭ照片可以看出，Ｖ形坑的中心通常會(huì)有－？根貫??穿Ｖ形坑底部的位錯(cuò)線。圖片中的亮條紋為Ｉｎ含量較高的量子阱，可以看出，??在包含Ｖ形坑的量子阱結(jié)構(gòu)中，不僅平臺(tái)處有量子阱，在Ｖ形坑的側(cè)壁，同樣??存在量子阱區(qū)域。相比于平臺(tái)量子阱，側(cè)壁量子阱的阱寬更小，且Ｉｎ的含量更??低［５４】。??Ｗ??圖１．５１?Ｖ形坑的結(jié)構(gòu)示意圖??１０??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]半導(dǎo)體黃光發(fā)光二極管新材料新器件新設(shè)備[J]. 江風(fēng)益,劉軍林,張建立,徐龍權(quán),丁杰,王光緒,全知覺,吳小明,趙鵬,劉苾雨,李丹,王小蘭,鄭暢達(dá),潘拴,方芳,莫春蘭.  物理學(xué)報(bào). 2019(16)
[2]五基色LED照明光源技術(shù)進(jìn)展[J]. 劉軍林,莫春蘭,張建立,王光緒,徐龍權(quán),丁杰,李樹強(qiáng),王小蘭,吳小明,潘拴,方芳,全知覺,鄭暢達(dá),郭醒,陳芳,江風(fēng)益.  照明工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]壘溫對(duì)硅襯底GaN基藍(lán)光LED發(fā)光效率的影響[J]. 高江東,劉軍林,徐龍權(quán),王光緒,丁杰,陶喜霞,張建立,潘拴,吳小明,莫春蘭,王小蘭,全知覺,鄭暢達(dá),方芳,江風(fēng)益.  發(fā)光學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]GaN基發(fā)光二極管襯底材料的研究進(jìn)展[J]. 陳偉超,唐慧麗,羅平,麻尉蔚,徐曉東,錢小波,姜大朋,吳鋒,王靜雅,徐軍.  物理學(xué)報(bào). 2014(06)
[5]The improvement of Al2O3 /AlGaN/GaN MISHEMT performance by N2 plasma pretreatment[J]. 馮倩,田園,畢志偉,岳遠(yuǎn)征,倪金玉,張進(jìn)成,郝躍,楊林安.  Chinese Physics B. 2009(07)

博士論文
[1]GaN/Si基綠光LED外延設(shè)計(jì)與效率提升研究[D]. 江興安.南昌大學(xué) 2019
[2]含V形坑的Si襯底GaN基單量子阱綠光LED有源區(qū)研究[D]. 吳慶豐.南昌大學(xué) 2019
[3]準(zhǔn)備層及量子阱區(qū)生長(zhǎng)條件對(duì)Si襯底GaN基LED性能影響的研究[D]. 齊維靖.南昌大學(xué) 2018
[4]含V形坑的Si襯底GaN基藍(lán)光LED發(fā)光性能研究[D]. 吳小明.南昌大學(xué) 2014

碩士論文
[1]AlGaN電子阻擋層對(duì)Si襯底GaN基綠光LED性能影響的研究[D]. 余浩.南昌大學(xué) 2019
[2]量子壘結(jié)構(gòu)與生長(zhǎng)方法對(duì)Si襯底GaN基長(zhǎng)波長(zhǎng)LED性能影響的研究[D]. 胡耀文.南昌大學(xué) 2019
[3]硅襯底GaN基綠光LED的量子阱結(jié)構(gòu)對(duì)光電性能影響的研究[D]. 王振旭.南昌大學(xué) 2019
[4]噴淋頭高度調(diào)節(jié)InGaN/GaN量子阱生長(zhǎng)及n-AlGaN電子阻擋層的模擬研究[D]. 柯昀潔.大連理工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3287413