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.
REFERENCES
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
).© 2011 American Institute of Physics.
2011
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.