【摘 要】
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近年来,伴随全球能源危机与环境恶化,传统的三代照明光源已无法满足需求,人类必须探索高效;环保;节能的四代照明光源,以白光LED为主的半导体照明光源。第一批LED产品出现在1968年,当
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近年来,伴随全球能源危机与环境恶化,传统的三代照明光源已无法满足需求,人类必须探索高效;环保;节能的四代照明光源,以白光LED为主的半导体照明光源。第一批LED产品出现在1968年,当时美国的孟山都公司将其作为指示灯泡,早期产品是GaAsP LED,发光波长在红光波段,接下来的20多年,红光LED得到长足发展,而蓝光LED一直无法实现,直到1993年,日亚公司宣布,中村修二博士发明了蓝光LED,到90年代中期,出现了超亮度的GaN LED,当前制造蓝光LED的晶体外延材料是InGaN,发光波长范围是450nm到470nm,InGaN LED可以产生5倍于GaNLED的光强,超亮度蓝光芯片是白光LED的核心。 本文采用crosslight对LED的器件进行以下模拟。 1.模拟了AlGaN电子阻挡层对LED器件性能的影响,我们发现,AlGaN电子阻挡层在导带中引入了一个附加势垒,有效的限制了电子越过势垒区,随着电子阻挡层的厚度的增大,效率衰减得到改善,光输出增强,漏电流减小,辐射复合增强。随着Al组分的增大,效率衰减减弱,光输出增强,漏电流减小,但是Al组分的增大,同时也增加了极化,因此一般AlGaN电子阻挡层Al组分不会超过0.25。 2.我们用与GaN极化匹配的AlInN电子阻挡层取代之前的AlGaN电子阻挡层,我们发现电子阻挡层势垒高度增加,效率衰减明显减缓,光输出增强,这说明极化是GaN基LED效率衰减的一个有效因素。 3.我们对LED量子井的垒层进行掺杂模拟,发现,随着掺杂从N像P过度,漏电流明显减小,效率衰减减缓,光输出增强。这主要是因为增加了空穴的注入和空穴的分布均匀性,增强了辐射复合率。
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