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GaN基LED外延片结构设计与生长的开题报告
一、研究背景及意义
随着近年来半导体照明市场的不断扩大与成熟，氮化镓（GaN）基LED也得到了越来越广泛的应用。GaN基LED具有色温可调、高光效、环保等优点，被广泛应用于T8灯管、汽车大灯、户外照明等领域。其在高光照度、长寿命、可靠性等方面优异表现，是将来照明行业的重要发展方向。
而GaN基LED外延片是制作GaN基LED时不可缺少的重要材料，因此GaN基LED外延片的结构设计与生长对于GaN基LED器件的性能至关重要。现有的GaN基LED外延片多为平面结构，存在着晶格失配、内应力大等问题，导致发光效率低下、寿命短等问题。因此，如何设计新颖的GaN基LED外延片结构成为了当前的研究热点。
二、研究内容及技术路线
本文将重点研究GaN基LED外延片结构的设计与生长过程，主要包括以下内容：
1.对现有GaN基LED外延片结构进行分析，找出其存在的问题和不足之处。
2.设计不同的GaN基LED外延片结构，并对其进行理论分析，找出适合生长的结构并制定生长方案。
3.采用金属有机气相沉积（MOCVD）技术生长GaN基LED外延片并进行制备、性能测试，验证新结构对外延片性能的影响。
4.对实验结果进行分析并总结经验，为GaN基LED外延片结构设计与生长提供参考。
三、预期成果
本文的研究成果将可为GaN基LED外延片结构设计与生长提供系统的理论基础和实验基础，预计能达到以下预期成果：
1.发掘出新型GaN基LED外延片结构并实现生长，验证新型结构对外延片性能的影响。
2.为GaN基LED外延片结构的设计和改进提供新思路和经验，为LED及半导体照明行业的发展做出贡献。
四、研究难点及解决方案
1.在新型外延片结构的设计中，如何解决晶格匹配、内应力等问题，为较大的难点。
解决方案：针对现有问题，可采用特殊的材料组合、设计新型结构等方案。
2.如何实现生长过程的控制，既满足新型结构的要求又能保证晶体质量和稳定性，是另一个难点。
解决方案：MOCVD技术在外延片生长中具有较高的控制性和稳定性，可采用这一先进技术进行生长，较好地解决生长过程中的控制问题。
五、研究进度安排
1.第一年：进行现有结构分析，并开始新型结构设计。
2.第二年：完成新型结构设计，并制定生长方案。
3.第三年：完成外延片生长，进行制备、性能测试。
4.第四年：对实验结果进行分析并总结经验。
六、参考文献
[1]冯瑾,王立新,邵金美.长寿命氮化镓发光器件及其关键技术的研究现状[J].科学通报,2015,60(18):1707-1717.
[2]陈春杨,袁平,徐湘民.氮化物半导体发光器件的研究现状与进展[J].凝聚态物理学进展,2013,33(2):126-140.
[3]任旭东,彭建平.氮化镓异质结LED器件现状与发展趋势[J].发光学报,2016,37(9):1118-1129.