宽禁带III-V氮化物是目前发光器件中使用最多的的半导体材料,其中氮化镓使用最为广泛。不过因为GaN单晶不易制备,所以一般通过将其生长在其他衬底材料上得以实现GaN薄膜的制备,常用的衬底材料包括蓝宝石、硅和碳化硅。在垂直结构的发光二极管研究制造中,碳化硅衬底是最理想的衬底材料。由于碳化硅为半导体材料,所以可以直接将碳化硅用做电极材料,不像用蓝宝石刻蚀出N型GaN材料才可以做垂直结构电极。为了更好的使这种结构在实际生产中的到应用,本文对SiC衬底的垂直结构GaN基多量子阱LED做了仿真研究,本文主要利用半导体器件模拟仿真软件Sentaurus TCAD对碳化硅衬底的GaN基多量子阱垂直结构LED进行二维建模仿真,仿真设定的输入电流为80 mA。本文对量子阱结构中不同的阱宽度、垒宽度以及阱中不同的In含量分别进行了模拟运算,并分析比较了伏安特性曲线、外量子效率、自发辐射光谱强度以及自发光谱主波长的红移程度等结果,得出如下结论:在In含量不同的实验模型中,In含量在0.1到0.3之间变化时,随着In含量的增大,器件的伏安特性越来越好,光谱出现红移,发光强度减弱,外量子效率也随着In含量的增大而减小。当保持量子阱总宽度不变时,不管阱还是垒变化,对器件光学特性起主要影响作用的都是靠近P区的阱或垒,而对于不同的垒和阱宽度下,InGaN/GaN多量子阱LED的电流电压特性随靠近P区的垒阱不同略有不同。当保持量子阱总宽度改变时,当阱宽度在2 nm到3 nm变化时,阱宽减小能够使性能得到优化,垒宽度在8 nm到12 nm变化时,随着垒宽度的增大器件性能降低。并且综合对比发现,阱对器件能的影响要比垒的影响大得多。从得到的仿真结果可知,在实际生产制造中依据LED器件性能要求的不同应用需求,可以通过改变这三个参量中任何一个来对LED器件进行优化设计。当设计出的器件性能与所设想的性能相差较大时,可以通过调节阱或In含量对实际器件进行改进,当偏差较小时,可以调节垒宽度实现器件性能的改善,同时在器件设计时还要兼顾电压特性和光学特性以求得到最优化的器件结构。