自Ga N基材料被成功制备以来,以Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体及其固溶体制备的LED迅速成为人们的研究热点。LED以其长寿命、节能、高稳定性等特点在固态照明、装饰、消毒杀菌等领域得到了广泛的应用,又以运用推动发展,近年来,LED可见光波段在提高光输出效率以及降低成本方面取得了巨大的发展。相比于可见光技术,紫外波段的LED发展仍然存在许多限制,包括:横向器件电流拥堵、器件散热不良、光提取效率不高以及高电导p型材料难获取等。对于紫外光源,目前市面上的多为汞灯,汞灯不仅不环保而且存在发光谱宽的问题。而Ga N基紫外LED环保、发光波段窄,是替代汞灯的不二选择。目前对于LED器件的改善主要有改善生长工艺(如改变某些层结构的生长温度)、改变掺杂方式(如共掺、调制掺杂等)和改变层结构的方式。本文主要从改变p型层结构的角度分析研究层结构改变能够给器件带来什么样的性能改变,设计生长了三组不同p型层结构的样品,并对外延片进行管芯加工得到LED芯片。对取得的实验外延片进行了原子力显微镜(AFM)、光致发光(PL)、电致发光(EL)以及芯片光电性能分析,分析结构改变带来的影响和产生这些影响的机理。本文的主要内容如下:1.对Al Ga N/Ga N超晶格插入p型层和渐变Al组分的p型Al Ga N对p型层的影响机理进行了深入分析。超晶格结构使超晶格界面的能带发生弯曲,受主激活能降低,界面产生了高密度的面电荷,达到提高超晶格材料空穴浓度的目的。控制短周期超晶格Al的组分,使其结构表现出的晶格常数与上层结构的晶格常数相匹配,达到应力调制的目的。分析了使用Al组分渐变结构的Al Ga N作为p型层的结构影响器件性能的机理。超晶格界面产生的高密度面电荷,如果改变Al组分含量使其变成Al组分加捻的结构,2D的面电荷会变成3D的,从而达到增大载流子浓度的目的。2.设计出三组样品,其p型层分别是:普通p-Ga N、插入短周期Al Ga N/Ga N超晶格以及Al组分渐变的Al Ga N。对芯片进行结晶质量和光电性能分析。结果表明:超晶格结构的样品外延片生长质量最佳,组分渐变的结构次之,普通结构的样品最坏。对外延片进行PL分析,发现三个样品的发光波长均在395nm附近,但是发光强度依次增强。对器件的光输出功率进行测试,在350m A电流下,输出功率值为502.3m W、600.3m W和635.8m W。对器件进行工作电压测试,发现在350m A电流下,三个样品的工作电压为3.362V、3.340V以及3.333V。最后分析了器件的外量子效率,其外量子效率也是三个样品依次上升,在350m A电流下,Al组分渐变结构的外量子效率相对于其他两种结构分别提升了13.5%和7.8%。对样品的漏电性能进行了简单分析,发现具有Al组分渐变的结构能在一定程度上减少漏电的产生。