氮化物发光二极管(LEDs)作为新一代的照明光源近年来获得了长足的发展，并逐步进入固态照明的各个领域。由于氮化物的禁带宽度可调范围较大，该材料系的LEDs覆盖了从紫外到红外的所有光发射波段。但对于高铟组分的氮化物绿光LEDs而言，较差的材料质量以及较大的晶格失配相关的压电极化电场严重限制了其发光效率的提高，是制约绿光LED亮度提升的关键问题。相对于氮化物蓝光LED与磷化物红光LED，绿光波段的发光效率低下，国际上称作“green gap”。为了解决以上氮化物体系绿光发光效率的问题，本文采用金属有机化合物气相沉积长了具有不同结构的绿光LED，研究了电子阻挡层、有源区p型掺杂、有源区新结构以及spacer层厚度对绿光LED量子阱内极化电场与发光效率的影响，以期提高其发光效率。主要研究内容如下:　　1.研究了AlGaN组分渐变电子阻挡层对绿光LEDs量子阱内压电极化电场与发光效率的影响。与Al组分单一的AlGaN电子阻挡层比，组分渐变电子阻挡层可以有效的降低量子阱内的极化电场，减小峰值波长随电流变化的蓝移量，提高辐射复合效率。电子阻挡层中铝组分沿生长方向线性增加，降低了电子阻挡层与spacer之间的晶格失配，减小了电子阻挡层对邻近的量子阱的拉应力以及压电极化电场的强度，提高LED的辐射复合效率。　　2.研究了GaN垒中Mg掺杂对高铟组分量子阱中极化电场及发光效率的影响。当Mg流量为20 sccm时，LED结构具有最小的极化电场与最大的光输出功率。在较低的Mg掺杂流量下，Mg掺杂浓度的增加减小了绿光LED量子阱内的正向工作电压与极化电场，增加了光输出功率;当Mg的掺杂流量超过20 sccm时，极化电场与正向电压增加，光输出功率减小。Mg杂质产生的空穴注入量子阱内会屏蔽阱垒界面的极化诱导电荷，但较高的Mg杂质掺入易产生缺陷，降低杂质的激活率并增加非辐射复合中心，降低发光效率。　　3.研究了InGaN量子垒对高铟组分多量子阱内极化电场及光电特性的影响。当垒中的In组分为1％时，绿光LED具有最低的正向电压与最高的光输出功率。垒中In的掺入可以减小阱垒之间晶格失配，从而弱化极化电场。但是In的掺杂浓度较高时，会引入非辐射复合缺陷，降低LED的发光效率。　　4.利用组分渐变阱提高绿光LED的波函数空间重合率及发光效率。当沿生长方向量子阱的生长温度增加时，In组分逐渐降低，阱中禁带宽度增加，导带中电子的势能极低点相对提高，导带中电子波函数向量子阱中心移动，载流子波函数的空间重合率增加，最终提高了LED的辐射复合效率。　　5.研究了spacer层厚度对LED极化电场及发光效率的影响。研究表明，Spacer层越薄，扩散进入量子阱内的Mg杂质越多。这些Mg杂质部分形成缺陷、部分产生了杂质空穴屏蔽量子阱内的极化电场。在小电流下，缺陷相关的非辐射复合中心是影响LED发光效率的主要因素，spacer层越厚，缺陷浓度越低，发光效率越高;而在大电流下，缺陷中心捕获足够的载流子饱和，极化场对LED发光效率的影响其主导作用，因此spacer层较薄的LED具有较高的复合效率。