论文部分内容阅读
以GaN材料为基础的蓝色发光二极管由于具有节能环保、长寿命等诸多优势，因而广泛应用于照明和显示屏背光源等各领域。随着对LED技术的深入研究，蓝光二极管器件的响应特性也逐渐引起了学者的关注，人们希望能够通过对LED的响应特性的深入研究探索蓝光LED器件的新功能技术，包括以蓝光LED为基础的把可见光照明应用和无线光通信应用相结合而产生的可见光通信技术，由于可见光通信技术具有对生物体安全、无需无线电频谱认证、无电磁干扰和信息安全性高等优点而受到广泛关注，有望成为新一代智能照明的技术的基础应用之一。然而，就目前来看，国内对可见光通信方面的成熟研究还比较少，主要都是集中在LED作为照明应用的研究上。 相对传统的红外通信和射频通信而言，可见光通信的弱势主要是可见光源自身的响应速率限制，因此提高蓝光LED的频率响应拓展其带宽是实现这些特殊应用必须要解决的难题之一。本论文主要研究GaN基蓝光LED的响应特征，从外延结构角度研究了GaN基蓝光LED的载流子复合寿命以及寄生参数电阻-电容这两个因素对蓝光LED响应特性的影响。 论文研究了量子阱数目变化对GaN基发光二级管响应特性的影响。生长了具有不同量子阱数的GaN基蓝光LED外延片，并制作出LED芯片，研究了不同量子阱个数对响应特征的影响。研究表明，量子数目的变化会显著影响LED器件的响应参数。具体看来，随着量子阱数目的增加，LED器件的3dB带宽会降低，寄生电阻Rp上升，寄生电容Cp下降。但另一方面，随着量子阱数目的增加，LED器件发光效率会有显著的提升。这是由于量子阱个数不足时，电流溢出现象较严重，不能有效对载流子进行限制，造成载流子的浪费;然而当量子阱个数过多时，材料劣化，外延困难，且产生更明显的极化效应，并且会显著增大LED材料的阻抗容抗，对制作快速响应器件是不利的;另一方面量子阱个数过多增加有源区的厚度，相应增加了有源区载流子的传输距离。因此，综合考虑量子阱数变化的影响，3个InGaN/GaN阱的蓝光二极管是一个比较好的选择。