载流子复合机制对InGaN绿光LED的Droop效应和调制带宽的影响

传统的ABC模型被广泛应用于研究InGaN量子阱中的载流子复合动态过程。本文从实验样品中分析数据,提取绿光LED的ABC模型参数。基于ABC模型,经过理论计算,随着有效有源区厚度或者量子阱层厚度的增加,在注入电流增大时,内量子效率IQE下降趋势变缓,Droop效应的拐点电流明显增加;在不同的注入电流下,随着有效有源区厚度的下降,Droop效应下降非常明显。在低注入电流下,俄歇复合损失比随着注入电流增大而快速上升;在高注入电流下,俄歇复合损失比接近于饱和状态,上升速率很慢。随着有效有源区的厚度下降,俄歇复合损失比上升。随着注入电流的增大,绿光LED的调制带宽明显增大。在相同的注入电流下,随着有效有源区厚度的增加,调制带宽明显下降;在500 mA的注入电流下,调制带宽从684 MHz下降到85 MHz。在相同的注入电流下,随着InGaN量子阱宽度的增加,调制带宽有所下降;在500 mA注入电流下,调制带宽从684 MHz下降到372 MHz。

载流子复合机制对不同发光波长InGaN基LED调制带宽的影响

传统的ABC模型主要用于研究InGaN量子阱中载流子的复合动态过程。使用传统的ABC模型计算载流子的复合速率和复合寿命,研究不同发光波长InGaN基LED的3 dB调制带宽与载流子复合机制的关系。计算分析结果表明,在相同的注入电流下,随着有效有源区厚度和量子阱层厚度的减小,400 nm近紫外、455 nm蓝光以及525 nm绿光三种发光波长LED的3 dB调制带宽均明显增大;在100 A/cm^(2)的注入电流密度下,400,455,525 nm三种发光波长LED的3 dB调制带宽分别为62,88,376 MHz;在相同的电流密度下,LED的3 dB调制带宽随着In组分(In元素的原子数分数占In元素与Ga元素的原子数分数总和的比)的增加而增大;由于525 nm波长LED的In组分高,有效有源区厚度薄,所以源区载流子浓度高,在大电流密度下525 nm绿光LED的3 dB调制带宽达到376 MHz。