本发明涉及半导体光电，具体而言，涉及一种光器件性能提高方法、半导体光器件及电子设备。
背景技术：
1、近年来，algan基深紫外led具有环保、无汞、杀菌，高调制频率等优点，在紫外固化、空气与水净化、生物医疗，高密度储存，安全与保密通讯等领域具有重要商业应用价值。然而，相对于较成熟的蓝光led，深紫外led依旧表现出较低的外量子效率，影响其效率低下的关键原因在于较低的内量子效率。当前，提升内量子效率除与材料生长的晶体质量相关外，另与极化电场是密切相关的。理论计算和实验测量表明，iii族氮化物异质结的极化电场高达mv/cm，界面极化束缚电荷高达1013cm-1。相对于较成熟的蓝光led，深紫外led依旧表现出较低的外量子效率，影响其效率低下的关键原因在于较低的内量子效率。
2、提升内量子效率除与材料生长的晶体质量相关外，还与极化电场密切相关的。而极化电场会影响内量子效率。包括两方面：其一，由于量子阱/量子垒的材料组分不同，例如，algan材料中al材料组分不同，会导致强烈的极化效应(包括自发极化和压电极化)，该极化效应会导致量子阱界面处产生极化电荷，形成极化内建电场，进而使量子阱中的能带发生弯曲，导致注入量子阱中的电子和空穴在空间上的分离，减小量子阱内载流子波函数的重叠率。还会减低量子阱中的辐射复合效率。同时由于能带倾斜会导致载流子的局域态密度过高，从而增大了俄歇复合效率。其二，是极化效应引起的能带倾斜也会削弱载流子的限制能力，从而导致电子泄露，降低载流子注入能力。
3、因此，如何完全避免或消除材料界面处极化产生的负面影响，可有效地提高紫外光半导体光器件的量子效率和发光效率。
技术实现思路
1、本发明提供了一种光器件性能提高方法、半导体光器件及电子设备，在algan基深紫外半导体紫外器件中建立外加电场与反向极化产生的内建电场的对应关系，进而精准调控有源区内量子阱内组分来实现能带拉平，减小有源区内的载流子局域密度，降低俄歇复合效率。同时，降低由于能带倾斜导致的载流子的泄露，提升了注入效率，继而也增大电子与空穴的空间波函数重叠率，从而提高algan基半导体紫外器件的量子效率和发光效率。
2、本发明的实施例可以这样实现：
3、第一方面，本发明提供一种光器件性能提高方法，所述半导体光器件包括发光有源区；所述发光有源区包括多个量子垒和多个量子阱，所述量子垒或量子阱由三族元素与其余元素组成；所述光器件性能提高方法包括以下步骤：
4、获取所述量子阱的外加电场强度与自身参数；其中，所述自身参数包括厚度参数与材料参数；
5、依据所述材料参数确定所述量子阱中第一化合物与第二化合物，并确定所述第一化合物的自发极化强度和所述第二化合物的弯曲参数；其中，所述第一化合物为所述三族元素与其余任一元素构成的化合物；所述第二化合物为所述三族元素与其余任意两种元素构成的化合物；
6、依据所述外加电场强度与所述厚度参数确定所述量子阱所在材料面的极化总强度；
7、依据所述材料参数确定所述量子阱所在材料面的压电极化强度；并依据所述压电极化强度与所述极化总强度确定所述量子阱所在材料面的自发极化总强度；
8、依据所述自发极化总强度、所述第一化合物的自发极化强度以及所述第二化合物的弯曲参数确定所述量子阱的各材料组分，以使所述量子阱的极化静电场强度与所述外加电场强度方向相反且数值相同。
9、进一步地，所述依据所述外加电场强度与所述厚度参数确定所述量子阱所在材料面的极化总强度的步骤包括：
10、依据所述外加电场强度确定所述量子阱所在材料面的极化静电场强度，其中，所述极化电场强度的数值与所述外加电场强度的数值相同；
11、依据所述极化静电场强度与所述量子阱的厚度确定所在材料面的极化总强度。
12、进一步地，所述极化总强度的值满足公式：
13、e＝p/d
14、其中，e为极化静电场强度；p为极化总强度；d为所述量子阱的厚度。
15、进一步地，所述材料参数还包括所述量子阱中材料加权压电系数、材料加权弹性系数以及发光有源区所在平面的应变；所述压电极化强度的值满足公式：
16、
17、其中，ppz为所述量子阱的压电极化强度；e31，e33是材料加权压电系数，c13，c33是材料加权弹性系数，ε是发光有源区所在平面的应变。
18、进一步地，当所述发光有源区生长在algan衬底上时，，所述发光有源区所在平面的应变的值满足公式：
19、
20、其中，αalgan为algan衬底上电子注入层所在平面内的晶格常数；α(x)为发光有源区所在平面在弛豫状态下的晶格常数。
21、进一步地，所述自发极化总强度的值满足公式：
22、
23、其中，为极化总强度；为量子阱的自发极化总强度；为量子阱的压电极化强度。
24、进一步地，当所述量子阱包括氮化铝铟镓时，依据所述材料参数确定所述量子阱中第一化合物与第二化合物，并确定所述第一化合物的自发极化强度和所述第二化合物的弯曲参数的步骤包括：
25、当所述量子阱包括氮化铝铟镓时，所述第一化合物包括：aln、inn以及gan；所述第二化合物包括：algan、ingan以及alinn；
26、分别确定所述aln、所述inn以及所述gan的自发极化强度；以及所述铝镓氮化合物、所述algan、所述ingan以及所述alinn的弯曲参数。
27、进一步地，所述依据所述自发极化总强度、所述第一化合物的自发极化强度以及所述第二化合物的弯曲参数确定所述量子阱的各材料组分，其中，所述各材料组分的值满足公式：
28、
29、其中，为alingan的材料自发极化总强度；为inn的材料自发极化强度；为aln的材料自发极化强度；为gan的材料自发极化强度；balgan、bingan以及ballnn分别为algan、ingan、alinn的弯曲参数；x，y分别为alingan中al组分，in组分。
30、第二方面，本发明还提供一种半导体光器件，所述半导体光器件的外延结构包括依次设置的衬底上的aln缓冲层、n型algan层、发光有源区、p型algan电子阻挡层、p型algan层和p型gan接触层；
31、其中，所述发光有源区中量子阱的材料组分通过上述第一方面任一项所述的光器件性能提高方法确定。
32、第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如上述第一方面任一项所述的光器件性能提高方法。
33、本发明实施例的有益效果包括，例如：
34、本发明通过获取量子阱的外加电场强度与自身参数，并依据材料参数确定量子阱中第一化合物与第二化合物，同时确定第一化合物的自发极化强度和第二化合物的弯曲参数。然后依据外加电场强度与厚度参数确定量子阱所在材料面的极化总强度。再确定量子阱所在材料面的压电极化强度后，依据极化总强度确定量子阱所在材料面的自发极化总强度。最后依据自发极化总强度、第一化合物的自发极化强度以及第二化合物的弯曲参数确定量子阱的各材料组分，以使量子阱的极化静电场强度与外加电场强度方向相反且数值相同。本发明在algan基深紫外半导体紫外器件中建立外加电场与反向极化产生的内建电场的对应关系，进而精准调控有源区内量子阱内组分来实现能带拉平，减小有源区内的载流子局域密度，降低俄歇复合效率。同时，降低由于能带倾斜导致的载流子的泄露，提升了注入效率，继而也增大电子与空穴的空间波函数重叠率，从而提高algan基半导体紫外器件的量子效率和发光效率。
1.一种光器件性能提高方法，其特征在于，所述半导体光器件包括发光有源区；所述发光有源区包括多个量子垒和多个量子阱，所述量子垒或量子阱由三族元素与其余元素组成；所述光器件性能提高方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的光器件性能提高方法，其特征在于，所述依据所述外加电场强度与所述厚度参数确定所述量子阱所在材料面的极化总强度的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的光器件性能提高方法，其特征在于，所述极化总强度的值满足公式：
4.根据权利要求1所述的光器件性能提高方法，其特征在于，所述材料参数还包括所述量子阱中材料加权压电系数、材料加权弹性系数以及发光有源区所在平面的应变；所述压电极化强度的值满足公式：
5.根据权利要求4所述的光器件性能提高方法，其特征在于，当所述发光有源区生长在algan衬底上时，所述发光有源区所在平面的应变的值满足公式：
6.根据权利要求1所述的光器件性能提高方法，其特征在于，所述自发极化总强度的值满足公式：
7.根据权利要求1所述的光器件性能提高方法，其特征在于，当所述量子阱包括氮化铝铟镓时，依据所述材料参数确定所述量子阱中第一化合物与第二化合物，并确定所述第一化合物的自发极化强度和所述第二化合物的弯曲参数的步骤包括：
8.根据权利要求7所述的光器件性能提高方法，其特征在于，所述依据所述自发极化总强度、所述第一化合物的自发极化强度以及所述第二化合物的弯曲参数确定所述量子阱的各材料组分，其中，所述各材料组分的值满足公式：
9.一种半导体光器件，其特征在于，所述半导体光器件的外延结构包括依次设置的衬底上的aln缓冲层、n型algan层、发光有源区、p型algan电子阻挡层、p型algan层和p型gan接触层；
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-8任一项所述的光器件性能提高方法。
