LED器件工艺设计与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

led发光二极管是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个pn结组成，也具有单向导电性。在给led加上正向电压时,n区的电子会被推向p区，在p区与空穴复合，p区空穴被推向n区，在n区里电子和空穴复合，然后以光子的形式发出能量。p-n结在反向电压作用下时，少数载流子难以注入，故不发光。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。它不像传统灯丝灯泡那样通过热能使灯丝升温发光，而是由电能直接转换为光，因此是冷光源。它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从led阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。

从二十世纪初，第二次工业革命以来，世界工业体系发展如同燎原之势，人类的生活越来越便捷，幸福感与日俱增。但是工业的高速发展，却也带来了很多问题，首当其冲的就是环境污染和资源消耗。而与传统器件相比，led具有很多突出优点，例如能耗低、光衰非常小、寿命长、工作效率高并且使用安全等。全球各国都非常重视led领域的发展，为此制定出台了很多优惠政策而且投入了巨大的人力物力。随着led技术的迅猛发展，其发光效率 的逐步提高，led的应用市场将更加广泛，特别在全球能源短缺的忧虑再度升高的背 景下，led在照明市场的前景更备受全球瞩目。

目前，以ingan/gan多量子阱为有源区的蓝、绿光led都已经实现了商业化，其应用领域也得到不断拓展，由于ingan/gan多量子阱led的研究还处于前期阶段，其中存在着许多问题没有解决，我国和国外先进水平的国家或企业是共同面对的，谁先解决谁就占有先机。这对于我国led行业来说，既是机遇也是挑战。

2. 研究内容和问题

研究内容：旨在研究led器件的性能。根据相关文献，制定合理可行的设计方案。利用silvaco构造led器件模型，并对led性能进行仿真验证。进一步改变掺杂物质浓度或者含量，研究led器件性能的变化。

解决的关键问题：1.了解led器件的理论知识。

3. 设计方案和技术路线

研究方法：先是对大量的中英文文献进行了检索研究，积累了很多的相关理论知识，包括软件的使用方法，接着在使用模拟软件的同时，对所学知识进行了进一步的理解。使用Silvaco仿真模拟软件，对LED器件的工艺和性能进行了仿真、对比和分析研究。

技术路线：调试程序，运行仿真，进行不同参数下的工艺和性能对比。

4. 研究的条件和基础

1.学习并掌握silvaco tcad软件及相关应用课程；

2.能够使用devedit和atlas工作平台；

3.会查阅相关文献资料，了解led工艺和器件性能。