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GaN基LED器件具有发光效率高、能耗低、体积小、显色指数高等优点,在照明、显示等领域的应用越来越广泛。尽管GaN基蓝光LED中位错密度高达108-1010/cm-2,却有40-60%的光电转换效率,这引起科研工作者的兴趣。本文一方面以V形坑屏蔽位错理论为基础,分析了V形坑尺寸对LED光电性能影响,另一方面分析了中高温GaN插入层厚度对LED光电性能的影响。利用金属有机气相化学沉积(MOCVD)技术在蓝宝石图形衬底上生长GaN基蓝光LED,1)通过改变中高温GaN插入层厚度来调控V形坑尺寸,分析了V形坑尺寸对LED光电性能的影响,并对相关的物理机制进行了探讨;2)研究了具有温度梯度插入层的LED器件的光电性能,分析了温度梯度插入层影响LED器件的物理机理。具体研究结果如下:1)利用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)、光致发光谱仪(PL)、芯片测试仪、原子力显微镜(AFM)表征了LED器件的结晶质量、光电性能和表面形貌。当中高温GaN插入层厚度从60 nm增加至100 nm时,V形坑尺寸从70-110 nm增加至110-150 nm。V形坑尺寸增大对LED外延片的光学性能的影响为:当激发功率从0.4mW增加至9mW时,峰值波长分别先红移1.8nm和1 nm,然后均蓝移2.8 nm。V形坑尺寸变大对LED器件的电学性能影响为:当注入电流为20 mA时,LED芯片的光功率从21.9 mW增加至24.1 mW,当注入电流从1 mA增加至40 mA时,LED芯片的峰值波长分别蓝移6.5 nm、4.2 nm,半峰宽分别展宽5.9 nm、7.5 nm。通过对V形坑尺寸调控LED光电性能的相关物理机制进行分析,增大V形坑尺寸有利于增加空穴注入面积和注入效率,进而提高LED器件的光功率。2)利用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)、光致发光谱仪(PL)、芯片测试仪表征LED器件的结晶质量和光电性能。研究发现:温度梯度GaN插入层使LED外延片的HRXRD(002)面摇摆曲线的半峰宽从290减小至251arsec,(102)面半峰宽从281减小至242 arsec,PL积分强度增加了13.9%,在注入电流为20 mA下,芯片的整体光功率从31.2-32.0 mW增加至33.7-34.5 mW,正向偏压降低约0.1 V。研究结果表明,插入层的温度对LED的光电性能具有重要影响,温度梯度插入层可有效释放LED器件多量子阱中的应力,进而提高LED器件的光电转换效率。