GaN基紫外大功率LED的可靠性研究.pdf

1、由于GaN基藍光/綠光LEDs及LDs的產(chǎn)業(yè)化，使得人們對III-氮化合物半導(dǎo)體材料的研究傾注了更多的興趣。GaN因其寬禁帶寬度、直接帶隙和抗輻射性能和耐熱性等特點成為制備光電器件的主要材料。
　　本文研究了GaN基紫外大功率LED的可靠性，主要是基于器件在直流開態(tài)應(yīng)力下老化后的性能退化機制。首先，通過分析并綜合大量的文獻資料，總結(jié)出引起GaN基LED在加速老化實驗后性能退化的機制，主要包括：接觸金屬電遷移，P-GaN及歐姆接觸退

2、化，深能級缺陷的增加，P-型摻雜不穩(wěn)定性。
　　隨后利用中為光電公司制造的395 nm紫外大功率LED進行直流老化實驗，該器件正常工作電流為350 mA，器件尺寸為45×45 mil2。選取光衰不同的兩組器件，對其I-V特性曲線分為三個區(qū)域進行對比分析，分別為反向區(qū)，未開啟區(qū)和線性區(qū)。研究發(fā)現(xiàn)造成器件退化的原因可能為深能級缺陷，并排除了歐姆接觸退化這一原因。接著對兩組器件進行低頻噪聲測試，通過對測得的電流功率譜密度/頻率曲線擬合，

3、發(fā)現(xiàn)造成器件退化的主要原因是有源區(qū)中存在的大量的深能級缺陷，該結(jié)論也進一步驗證了通過I-V特性分析得出的退化原因。
　　最后對短波長器件的電學(xué)及光學(xué)特性進行研究，主要包括兩種器件：AlGaN/InGaN UV-LED和AlGaN/AlGaN UV-LED。首先對LED器件的EL譜進行多峰擬合得到該器件的發(fā)光波長，分別為360 nm和352 nm。通過I-V測試，得到特性不同的兩組LED器件，對其I-V特性差異進行詳細的分析。隨后分