GaN基白光发光二极管失效机理分析

对小功率白光GaN基发光二极管(LED)在室温、40℃和70℃下进行温度加速老化寿命实验,通过对老化前后不同时间段器件的电学、光学和热学特性进行测量来分析器件的失效机理,着重分析器件的芯片和荧光粉的失效机理.器件老化前后的I-V特性表明:老化过程中,器件的串联电阻和低正向偏压下的隧道电流增大,这是由于器件工作时其芯片的欧姆接触退化和半导体材料的缺陷密度升高而引起的.器件的热特性表明:高温度应力下器件的热阻迅速变大,封装材料迅速退化,这是器件退化的主要原因;光谱曲线表明温度加速了器件的光功率衰减,并使荧光粉的转换效率迅速降低.最后使用阿伦尼斯方程对室温下器件的预测寿命进行了计算,并分析了GaN基白光LED的失效机理.

激光诱导p-GaN掺杂对发光二极管性能改善的分析

采用激光诱导掺锌的方法提高了常规GaN基外延片p-GaN层的空穴浓度,并将它制备成小功率白光发光二极管(LED).对其光电性能做了详细的测量并进行了加速老化实验和分析.结果表明,与常规LED相比,经过激光诱导p-GaN层掺锌LED的光电性能获得了明显改善:正向工作电压VF从3.33V降到3.13V,串联电阻从30.27Ω降到20.27Ω,室温下衰退系数从1.68×10-4降到1.34×10-4,老化1600h后的反向漏电流从超过0.2μA降为不超过0.025μA,器件的预测寿命延长了41%.器件光电性能改善的主要原因是激光诱导掺锌使LED的p-型欧姆接触改善和热阻降低所致.