基于选择共振腔的单片集成白光LED芯片新方案研究

无需荧光粉就能发射白光的单片集成白光LED芯片对于我国自主创新具有积极意义。实现这种器件的最大挑战是黄光内量子效率低下所导致的白光颜色不好和发光效率不高的问题。我们提出基于选择共振腔的单片集成白光LED芯片新方案，它同时具有黄光多量子阱（MQW）和蓝光MQW；通过黄光量子阱垒层材料的优化选取，减小内建电场不利影响，提高黄光内量子效率；利用分布布拉格反射器（DBR）构建选择式光学反馈腔以提高黄光的光提取效率；内量子效率和光提取效率的共同提高可以增加黄光在混合光中的功率比例，实现大发光效率的白光LED芯片。.理论上，基于能带计算研究AlInGaN垒材料提高黄光内量子效率的机制；应用多量子阱中的光子、载流子速率方程和载流子连续方程研究载流子分布规律；通过平面共振腔电偶极子辐射理论研究共振腔的选择反馈作用；工艺上研究黄光MQW和DBR的外延生长控制；为高效白光LED芯片的实现打下理论和技术基础。