安防监控的红外发光二极管（IR LED）技术及性能指标要求较高,因为安防监控所覆盖的范围广、距离远、监控时间长,其中的LED芯片长时间恒流工作,这就要求LED光电转换效率高,寿命可靠性能优异。因此,如何更大幅度地提升红外发光二极管的发光效率,是行业面临的一个技术挑战。本论文主要研究监控常用的高效率850nm红外发光二极管外延材料的生长及器件。提高红外发光二极管的发光效率有两个途径:一是提高内量子效率。内量子效率偏低主要是由于材料内部存在缺陷以及载流子泄露造成的内损耗;二是提高光提取效率,最有效的方案是采用反极性芯片工艺,在芯片工艺中加入增透膜、ODR反射镜、表面粗化技术等方式来提高光提取效率。本论文采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法进行外延材料生长,从外延材料选择、生长过程、材料光电性能分析方面进行深入探讨,对半导体材料生长条件及外延结构进行优化,提高外延材料晶体质量,减少材料内部缺陷,更大幅度地提升红外发光二极管的内量子效率。针对外延结构方面调整方法如下:1)优化AlGaAs限制层长晶质量。AlGaAs的Al组份越高,禁带宽度越大,对载流子的限制作用越强,但高Al组份易吸收杂质引起非辐射复合中心。通过实验将限制层Al组分调整为45%,辐射功率有明显提升。2)优化AlGaAs电流扩展层的晶体质量。通过降低AlGaAs的生长速率来减少Ga In P材料带来的In粘附。电流扩展层采用阶梯生长速率,初期慢速生长,逐步提速以减少缺陷,降低位错。通过实验验证,电流扩展层长速分为三个梯度0.1nm/s、0.4nm/s、1.6nm/s可以有效地提升内量子效率。3)通过调整量子阱的厚度降低半高宽。二极管发光过程是在发光二极管两端施加电流,电子和空穴在量子阱发生复合,高能级电子可能处于不同的能级,他们会自发辐射到不同的低能级,因此发射的光子能量不同,波长不同。要想减小半高宽,即需要减少辐射过程能级的数量,本研究通过调整量子阱的厚度对半高宽进行改善。通过实验将量子阱加厚到6nm,半高宽可以减小4.3nm。