AlGaInP高亮度发光二极管是20世纪90年代出现的一种体积小、效率高、寿命长的新型半导体固体光源。目前,该LED的研制取得了重大突破,发光亮度正在不断提高。LED在通讯、交通、室外的大屏幕显示有着广阔的应用前景,而且它是一种理想的绿色照明光源,将逐步应用于照明。 本论文旨在通过对AlGaInP HB-LED外延片进行实验研究,以达到改善HB-LED结构设计和提高材料生长质量的目的。本论文的主要工作如下: (1) 利用EMCORE公司生产的GS/3200单温区涡轮LP-MOCVD制备AlGaInP双异质结HB-LED。合理的结构设计减少了器件的光、电、热损耗,提出了提高外量子效率的方法。 (2) 综述了光荧光谱(PL)和电化学C-V测量在外延片测试中的应用。PL测试可以得到外延片发光光谱及其它一些重要参数,电化学C-V测量获得载流子浓度深度分布,通过分析可以及时获取材料生长和结构设计的数据,对外延片质量控制有重要的意义。 (3) 比较了X射线运动学理论和动力学理论基本的物理思想并推导了它们对外延材料重要参数的分析和处理,研究了X射线衍射摇摆曲线技术在外延片测试中的应用,分析了摇摆曲线测量的局限性。 (4) 首次使用X射线衍射的倒易空间二维图对AlGaInP/GaAs外延层进行分析。介绍了倒易点二维图的概念和分析原理,阐明了AlGaInP/GaAs外延层的倒易点二维图的展宽方向和原因,获得了应变、晶面弯曲、形状、周期等方面的信息,为优化AlGaInP四元系发光二极管的外延工艺提供了更丰富的信息。