Blue InGaN/GaN multiple quantum well light-emitting diodes with the conventional and graded last barriers (GLB) are numerically investigated. When the last GaN barrier is replaced by a linearly graded InxGa1 − xN barrier with increasing indium composition in the growth direction, the forward voltage is reduced from 3.60 V to 3.25 V, and the efficiency droop is improved from 36% to 13%. Simulation results indicate that these improvements can be attributed to the formation of a deep potential well in the GLB which enhances the electron confinement and improves the hole injection efficiency.

1.
T.
Mukai
,
M.
Yamada
, and
S.
Nakamura
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
38
,
3976
(
1999
).
2.
Y.
Yang
,
X. A.
Cao
, and
C.
Yan
,
IEEE Trans. Electron Devices
55
,
1771
(
2008
).
3.
W.
Sun
,
M.
Shatalov
,
J.
Deng
,
X.
Hu
,
J.
Yang
,
A.
Lunev
,
Y.
Bilenko
,
M.
Shur
, and
R.
Gaska
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
061102
(
2010
).
4.
H.
Hirayama
,
S.
Fujikawa
,
N.
Noguchi
,
J.
Norimatsu
,
T.
Takano
,
K.
Tsubaki
, and
N.
Kamata
,
Phys. Status Solidi A
206
,
1176
(
2009
).
5.
M. H.
Kim
,
M. F.
Schubert
,
Q.
Dai
,
J. K.
Kim
,
E. F.
Schubert
,
J.
Piprek
, and
Y.
Park
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
183507
(
2007
).
6.
I. V.
Rozhansky
and
D. A.
Zakheim
,
Semiconductors
40
,
839
(
2006
).
7.
S. H.
Han
,
D. Y.
Lee
,
S. J.
Lee
,
C. Y.
Cho
,
M. K.
Kwon
,
S. P.
Lee
,
D. Y.
Noh
,
D. J.
Kim
,
Y. C.
Kim
, and
S. J.
Park
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
231123
(
2009
).
8.
M. F.
Schubert
,
J.
Xu
,
J. K.
Kim
,
E. F.
Schubert
,
M. H.
Kim
,
S.
Yoon
,
S. M.
Lee
,
C.
Sone
,
T.
Sakong
, and
Y.
Park
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
041102
(
2008
).
9.
M. C.
Tsai
,
S. H.
Yen
, and
Y. K.
Kuo
,
IEEE Photonics Technol. Lett.
22
,
374
(
2010
).
10.
Y. K.
Kuo
,
M. C.
Tsai
,
S. H.
Yen
,
T. C.
Hsu
, and
Y. J.
Shen
,
IEEE J. Quantum Electron.
46
,
1214
(
2010
).
11.
Z.
Li
,
M.
Lestrade
,
Y.
Xiao
, and
Z. S.
Li
,
Jpn. J. Appl. Phys.
50
,
080212
(
2011
).
12.
T. H.
Wang
,
J. Y.
Chang
,
M. C.
Tsai
, and
Y. K.
Kuo
,
Proc. SPIE
7954
,
79541
F (
2011
).
13.
C. H.
Wang
,
C. C.
Ke
,
C. Y.
Lee
,
S. P.
Chang
,
W. T.
Chang
,
J. C.
Li
,
Z. Y.
Li
,
H. C.
Yang
,
H. C.
Kuo
,
T. C.
Lu
, and
S. C.
Wang
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
261103
(
2010
).
14.
L.
Zhang
,
X. C.
Wei
,
N. X.
Liu
,
H. X.
Lu
,
J. P.
Zeng
,
J. X.
Wang
,
Y. P.
Zeng
, and
J. M.
Li
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
241111
(
2011
).
15.
M. C.
Tsai
,
S. H.
Yen
,
Y. C.
Lu
, and
Y. K.
Kuo
,
IEEE Photonics Technol. Lett.
23
,
76
(
2011
).
16.
S. H.
Yen
,
M. L.
Tsai
,
M. C.
Tsai
,
S. J.
Chang
, and
Y. K.
Kuo
,
IEEE Photonics Technol. Lett.
22
,
1787
(
2010
).
17.
P. M.
Tu
,
C. Y.
Chang
,
S. C.
Huang
,
C. H.
Chiu
,
J. R.
Chang
,
W. T.
Chang
,
D. S.
Wuu
,
H. W.
Zan
,
C. C.
Lin
,
H. C.
Kuo
, and
C. P.
Hsu
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
211107
(
2011
).
18.
Y. K.
Kuo
,
J. Y.
Chang
,
M. C.
Tsai
, and
S. H.
Yen
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
011116
(
2009
).
19.
J. Y.
Chang
,
M. C.
Tsai
, and
Y. K.
Kuo
,
Opt. Lett.
35
,
1368
(
2010
).
20.
S. H.
Yen
,
M. C.
Tsai
,
M. L.
Tsai
,
Y. J.
Shen
,
T. C.
Hsu
, and
Y. K.
Kuo
,
IEEE Photonics Technol. Lett.
21
,
975
(
2009
).
21.
A.
David
,
M. J.
Grundmann
,
J. F.
Kaeding
,
N. F.
Gardner
,
T. G.
Mihopoulos
, and
M. R.
Krames
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
053502
(
2008
).
22.
J. P.
Liu
,
J.-H.
Ryou
,
R. D.
Dupuis
,
J.
Han
,
G. D.
Shen
, and
H. B.
Wang
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
021102
(
2008
).
23.
See http://www.crosslight.com for more information about APSYS by Crosslight Software Inc., Burnaby, Canada.
24.
Y. C.
Shen
,
G. O.
Mueller
,
S.
Watanahe
,
N. F.
Gardner
,
A.
Munkholm
, and
M. R.
Krames
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
141101
(
2007
).
25.
V.
Fiorentini
,
F.
Bernardini
, and
O.
Ambacher
,
Appl. Phys. Lett.
80
,
1204
(
2002
).
26.
J.
Piprek
and
S.
Li
,
Opt. Quantum Electron.
42
,
89
(
2010
).
27.
C. S.
Xia
,
W. D.
Hu
,
C.
Wang
,
Z. F.
Li
,
X. S.
Chen
,
W.
Lu
,
Z. M.
Simon Li
, and
Z. Q.
Li
,
Opt. Quantum Electron.
38
,
1077
(
2006
).
28.
J.
Simon
,
V.
Protasenko
,
C.
Lian
,
H.
Xing
, and
D.
Jena
,
Science
327
,
60
(
2010
).
You do not currently have access to this content.