纵观半导体照明技术的发展史,黄绿光等长波段的GaN基LED较低的发光效率,一直是半导体照明技术在照明领域得到广泛应用的一大阻碍。为了获得照明用的白光,目前使用广泛的方法是用蓝光LED激发黄色荧光粉。但是这种方法由于其蓝光含量较高,容易带来显示指数与色温之间的失调,并且具有“蓝光危害”等潜在风险。所以,研究者们开始寻找更为均衡,更为健康的光源。而多基色LED混合形成白光就是一种行之有效的解决方案。但是此种方案实现的前提,是各个波段的LED都能达到较高的发光效率。遗憾的是,目前无论是InGaN材料路线还是AlGaInP材料路线,其黄绿光波段的LED的发光效率均处在较低的水平,这也是多基色合成白光LED的难点所在。本论文在本单位前期已经在长波长LED的研究中取得较大突破的基础上,通过对InGaN/GaN准备层生长方法的优化,研究其对InGaN/GaN准备层和量子阱的界面质量以及长波长LED光电性能的影响,并取得了以下的研究成果:1.通过在准备层GaN垒的生长过程中,引入不同时长的H2进行处理,研究了 H2处理准备层GaN垒的时长对黄绿光LED的准备层界面质量,量子阱晶体质量及光电性能的影响。研究发现,在准备层GaN垒生长过程中,引入较长时间的H2处理,可以清洗掉准备层阱垒界面上析出的In,增加准备层势垒,提升准备层的界面质量,从而改善量子阱中In的并入,并且可以提升侧壁量子阱的晶体质量,有效抑制电子向p-GaN的泄露,从而提升EQE。在电流密度为35 A/cm2时,H2清洗时间为20 s的样品与H2清洗时间为60s的样品其EQE分别为 22.78%和 24.52%。2.通过优化准备层InGaN/GaN超晶格中GaN垒的生长条件,提升准备层的界面质量,从而提升量子阱的晶体质量,获得高光效的黄绿光GaN基LED。研究发现,采用在量子阱生长中广泛应用的两步变温法来生长准备层的GaN垒,不仅可以有效保护准备层中的In,也会提升准备层的阱垒界面质量。在此基础上生长出的量子阱,同样具有较高的晶体质量和阱垒界面质量,并具有较低的工作电压,更为均匀的In组分分布,因此其EQE得到了提升。在两步变温法生长准备层GaN垒的基础上,降低高温GaN的生长速率,可以使得量子阱的晶体质量再度得到提升,工作电压进一步降低,MQW中In组分的分布也更加均匀,样品的EQE也得到了进一步的提升。在35A/cm2的工作电流密度下,采用传统方法生长准备层的样品,采用两步变温法生长准备层GaN的样品,以及在两步变温法的基础上,降低准备层高温GaN垒生长速率的样品,其EQE分别为24.14%,27.24%和 28.4%。3.研究了在准备层后插入不同厚度的n-AlGaN对于黄绿光GaN基LED外延薄膜特性及光电性能的影响。研究发现,n-AlGaN厚度的增加,可以一定程度提升阱垒界面质量,从而提升小电流密度下样品EQE。同时,n-AlGaN的增厚,也会使得样品中V形坑的尺寸及密度增大。由于n-AlGaN在V坑侧壁处更薄,具有较低的势垒,会导致电子从侧壁注入的比例增大,造成电子泄露,从而对大电流下的EQE造成不利影响。尽管目前长波长GaN基LED的EQE,已经取得了较大突破,但是相比于蓝光LED,仍有较大的进步空间。通过对InGaN/GaN准备层生长条件的优化,可以有效改善准备层及量子阱的界面质量与晶体质量,提升LED的发光性能。在后续的研究中,还需要以提升量子阱的界面质量与晶体质量,调控载流子的注入为目的,通过界面调控等手段,进一步提升长波长GaN基LED的EQE。