В настоящее время низкая световая эффективность красных светодиодов на основе InGaN ограничивает развитие и применение технологии полноцветных RGB микросветодиодных дисплеев на основе нитридов. Повышение способности удержания носителей заряда в активной зоне квантовой ямы красных светодиодов на основе InGaN и улучшение качества кристаллов является важным способом увеличения их световой эффективности. В настоящей работе мы предложили структуру нитридного полярного красного светодиода на основе InGaN с электронным замедляющим слоем (EDL) из суперрешетки n-In₀.₁Ga₀.₉N/GaN, но без электронного барьерного слоя (EBL) из p-AlGaN. Результаты численного моделирования показывают, что EDL из суперрешетки значительно снижает тепловую скорость электронов и повышает эффективность захвата электронов в квантовой яме. Кроме того, эта структура устройства снижает барьер инжекции дырок и повышает эффективность захвата дырок в квантовой яме при сохранении высокого электронного барьера, эффективно предотвращая утечку электронов из квантовой ямы. По сравнению с эталонным нитридным полярным красным светодиодом на базе InGaN с p-AlGaN EBL, максимальная внутренняя квантовая эффективность и оптическая выходная мощность данного устройства увеличились на 16% и 32% соответственно. Важно, что предложенная структура красного светодиода не содержит p-AlGaN EBL, что позволяет избежать ухудшения кристаллического качества квантовой ямы из-за высокой температуры роста p-AlGaN EBL и способствует продвижению изготовления InGaN-базированных микросветодиодов с высокой световой эффективностью.
关键词
InGaN; красный светодиод; нитридная полярность; электронный замедляющий слой