Компьютерное моделирование влияния легирования на основные характеристики нитридных светоизлучающих диодов

     Для нитридов III группы, первоначально было сложно добиться p-типа проводимости. На рубеже веков реализация проводимости p-типа была одним из прорывов в историческом развитии высокомощных GaN светоизлучающих диодов (СИД). На сегодняшний день стоит вопрос об оптимизации легирующих материалов для получения более эффективного уровня легирования. Магний является наиболее успешным легирующим материалом р-типа для GaN, AlGaN и InGaN с низким содержанием атомов Al.

     В данной работе исследовались светодиодные структуры на основе In_xGa_1-xN, которые были легированы магнием. Было проведено компьютерное моделирование влияния легирования на основные характеристики нитридных СИД, в результате были получены такие зависимости характеристик материала, как ширина запрещенной зоны, квантовый выход, распределение носителей заряда.

     Ниже приведены зависимости квантового выхода от количества квантово-размерных ям и типа проводимости (рис. 1-2).

Рисунок 1 −  Внутренний квантовый выход синих СИД с длиной квантово-размерных ям 2 нм и длиной барьера 3 нм при j = 1000 А/см²

Рисунок 2 −  Внутренний квантовый выход зеленых СИД с длиной квантово-размерных ям 2 нм и длиной барьера 3 нм при j = 100 А/см²

     Анализируя результаты моделирования, можно сделать следующие выводы:  

• в приборах с длиной квантово-размерных ям 2 нм при плотности тока j = 100 A/см² внутренний квантовый выход уменьшался с увеличением количества квантово-размерных ям.
• При плотности тока j = 1000 A/см² у всех приборов наблюдалось увеличение внутреннего квантового выхода на 20–40%, как у СИД синего, так и зеленого цветов свечения, по сравнению с этим же параметром при плотности тока j = 100 A/см².