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长期以来,受黄绿光波段LED效率不高的限制,半导体照明技术只能采用蓝光LED激发黄色荧光粉的方式来实现。随着蓝光LED光效的不断提升,蓝光LED激发黄色荧光粉的半导体照明技术成为市场主流,并为全球节能减排做出重要贡献。这种荧光型LED照明技术虽然光效高,但光品质不够高。主要表现在显色指数、色温和光效之间难以协调发展,以及潜在的“蓝光危害”风险。为进一步提升LED光源品质,采用高光效多基色（如红、黄、绿、青、蓝光）LED按合适比例混合形成白光是一种行之有效的技术方案。然而无论是InGaN材料体系还是AlGaInP材料体系的LED都无法在黄绿光波段达到较高发光效率,这也是多基色合成白光LED技术的难点所在。本论文在本单位前期已获得较高光效黄绿光LED研究工作的基础上,通过对量子垒结构和生长方法的调控,研究其对长波长LED光电性能的影响,以期进一步提升黄绿光LED发光效率。取得了以下研究成果:1.通过在GaN量子垒生长过程中引入不同量的H2,研究了H2对绿光LED多量子阱垒界面以及光电性能的影响。研究发现,在GaN垒层生长过程中引入H2可以有效的消除InGaN/GaN界面上的富In团簇,提高有源区晶体质量。在20 A cm-2电流密度时,量子垒生长过程中引入1 L氢气的LED器件的外量子效率（EQE）为28.31%,远高于在GaN垒层未引入氢气的LED器件（EQE 14.79%）。然而H2引入量不宜过大,过多的H2会降低阱/垒界面的质量,弱化了其对载流子的限制能力,加剧电流droop效应。2.通过调控末垒EBL的Al组分,探究Al组分对空穴注入路径及LED器件发光效率的影响。研究发现,Al组分对发光效率的影响主要体现在两方面:一是Al组分增加有利于空穴从V形坑侧壁注入到多量子阱有源区,二是Al组分增加同时也会降低p型GaN晶体质量,导致空穴浓度下降。在电流密度为20 A cm-2时,Al组分为20%、50%和80%的三个样品其EQE分别为41.13%、43.74%和25.52%。因此,末垒设计时应兼顾空穴注入效率和晶体质量,以获得最佳的光电性能。3.研究了量子垒掺Si个数对GaN基黄光LED发光性能的影响。结果表明量子垒掺Si个数从6增至8个,GaN垒层倾向于2D生长,多量子阱垒平均厚度变薄,QCSE减弱。同时也发现,随着量子垒掺Si个数增加,空穴主要集中在靠近p侧的量子阱中,电子与空穴在有源区匹配度降低,EQEmax下降。在电流密度为20 A cm-2时,量子垒掺Si个数分别为6、7和8的三个样品其EQE分别为19.06%、18.86%和17.70%。尽管目前长波长LED的EQE已经取得了较大的进步,但是长波长LED的EQE还是低于蓝光LED。而量子垒作为多量子阱有源区的重要组成部分,不仅关乎着有源区的整体晶体质量,还能通过改变掺杂与结构来调控空穴从V形坑侧壁注入和抑制电子泄漏。因此后续有关量子垒方向的研究还应该以保证或者进一步提高有源区质量为基础,围绕如何提高V形坑空穴侧壁注入与抑制电子泄漏角度展开,进一步提高长波长LED的EQE。