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AlGaN基宽禁带半导体材料的连续可调节禁带范围是3.4-6.1e V,发光波长覆盖200-365 nm的紫外波段,是制备深紫外发光二极管(DUV-LED)不可替代的半导体材料体系。本文通过对AlGaN基深紫外发光二极管中结构的优化来改善载流子的注入特性(减少泄漏电流和增加空穴注入),并开展系统的研究工作,取得的主要创新性研究结果如下:(1)研究了调制锥形AlGaN层结构对AlGaN基深紫外发光二极管发光性质的影响。为了便于对比分析,分别设计了传统单一铝组分的p型AlGaN层结构、传统锥形AlGaN层结构、单边调制锥形AlGaN层结构以及双边调制锥形AlGaN层结构。通过使用APSYS软件仿真,结果表明在深紫外发光二极管中使用调制锥形AlGaN层结构能够显著的减少电子泄漏,增加空穴注入效率,从而提高辐射复合速率,改善器件的综合性能。尤其是双边调制的锥形AlGaN层结构,能够进一步增强电子局域能力,减少效率骤降,使器件的性能得以进一步提升。(2)通过对AlGaN基深紫外发光二极管在阶梯状p型AlGaN层插入阱的设计,对比分析了传统单一铝组分的p型AlGaN层结构与阶梯状p型AlGaN层结构设计对器件性能的影响。通过使用APSYS软件仿真,结果表明对于峰值发光波长为280 nm的深紫外发光二极管采用插入阱式阶梯状p型AlGaN层结构能有效的增加电子限制能力,同时增加空穴注入效率,从而减少了电子泄露,提高了量子阱内电子和空穴的波函数交迭程度以及辐射复合速率,表现出优秀的器件性能。(3)研究了在AlGaN基深紫外发光二极管中采用V型末位量子垒结构对器件发光性质的影响。为了便于对比分析,分别设计了传统单一铝组分的末位量子垒结构与V型末位量子垒结构。使用APSYS软件仿真的结果表明,在量子阱的末位量子垒层中采用V型结构能够有效的抑制传统深紫外发光二极管结构中存在的极化效应,因此减轻了有源区的量子限制斯塔克效应,继而更多的空穴能够进入到有源区与电子进行辐射复合,有效的提高了发光二极管的内量子效率和光输出效率。