GaN基蓝绿光LED电应力老化分析

对InGaN/GaN多量子阱蓝光和绿光LED进行了室温20,40,60 mA加速电流下的电应力老化研究,发现蓝光与绿光样品经过60 mA电流老化424 h后,其电学性能表现出一定的共性与差异性:在小测量电流下,绿光样品的光衰减幅度较蓝光样品大~9%;而在较大测量电流 (20 mA)下,两者的光衰减幅度基本相同 (18%)。同时,蓝绿光样品的正向电学性能随老化时间的变化幅度基本一致,反映出它们具有相似的退化机制,绿光样品老化后增多的缺陷大部分体现为简单的漏电行为,而并非贡献于非辐射复合中心。在此基础上对GaN基外延结构进行了优化,优化后的LED长期老化的光衰减幅度较参考样品降低了3%。     

电-热应力对GaN基白光LED可靠性的影响

研究了电流和温度应力因子及其共同作用时对Ga N基白光LED可靠性的影响,并从LED结构方面探究了各应力下LED的失效机理。结果表明,以电流作为加速应力时,荧光粉退化为其主要的失效方式,同时LED出光的相关色温上升,红色比减少;在热应力下,主要是LED芯片结构发生变化,峰值波长蓝移,光通量衰减,同时支架出现老化现象。电流和温度应力共同作用时,温度应力对LED光通量的影响大于电流应力。电-热应力下的光通量衰减大于电、热应力单独作用时的衰减之和,即电-热应力作用时,光衰不具有线性叠加性。     

静电对GaN基高压LED特性的影响

对GaN基绿光高压LED分别施加-500、-1 000、-2 000、-3 000、-4 000、-5 000和-6 000V的反向人体模式静电打击,每次静电打击后,测量样品的I-V特性曲线及光通量等参量,研究静电打击对GaN基高压LED器件性能的影响.结果表明:当样品经过-500,-1 000、-2 000、-3 000和-4 000V的静电打击后,由于LED器件内部产生了缺陷,发生了软击穿并且反向漏电流明显增加,但光通量的变化不明显;当经过-5 000V和-6 000V的静电打击后,由于发生了热模式击穿,温度迅速升高,在结区形成熔融通道,使LED的光通量明显减小,甚至衰减到未打击时的一半;在经受-6 000V的静电打击后,正向电压的减小和反向漏电流的增加更加明显,漏电现象更加明显,严重影响了器件的性能,最终使LED样品失效.     

应力导致的薄栅氧化层漏电流瞬态特性研究

分别研究了FN隧穿应力和热空穴(HH)应力导致的薄栅氧化层漏电流瞬态特性.在这两种应力条件下,应力导致的漏电流(SILC)与时间的关系均服从幂函数关系,但是二者的幂指数不同.热空穴应力导致的漏电流中,幂指数明显偏离-1,热空穴应力导致的漏电流具有更加显著的瞬态特性.研究结果表明:热空穴SILC机制是由于氧化层空穴的退陷阱效应和正电荷辅助遂穿中心的湮没.利用热电子注入技术,正电荷辅助隧穿电流可被大大地减弱.     

应力导致的薄栅氧化层漏电流瞬态特性研究

分别研究了FN隧穿应力和热空穴(HH)应力导致的薄栅氧化层漏电流瞬态特性.在这两种应力条件下,应力导致的漏电流(SILC)与时间的关系均服从幂函数关系,但是二者的幂指数不同.热空穴应力导致的漏电流中,幂指数明显偏离-1,热空穴应力导致的漏电流具有更加显著的瞬态特性.研究结果表明热空穴SILC机制是由于氧化层空穴的退陷阱效应和正电荷辅助遂穿中心的湮没.利用热电子注入技术,正电荷辅助隧穿电流可被大大地减弱.     

功率型白光LED光学特性退化分析

将GaN基蓝光芯片涂敷YAG荧光粉和透明硅胶制成额定功率为1 W的白光发光二极管(LED),对其施加900mA的电流应力,在老化过程中测量白光LED的主要光学参数,考察其光学特性的退化情况。经过4 200 h的老化,样品光通量退化为初始值的15%~18% 。样品的漏电流明显增大,表明芯片有源区缺陷密度提高,但光谱分布图中蓝光部分的辐射量未减少,仅观察到黄光部分辐射量的减少,推断出YAG荧光粉的转换效率降低。同时,从原理上分析了样品色温逐渐增大,显色指数基本不变的原因,对大功率白光LED在照明领域的应用有一定的借鉴意义。     

SiC Schottky结反向特性的研究

对Ti/6H-SiC Schottky结的反向特性进行了测试和理论分析，提出了一种综合的包括SiC Schottky结主要反向漏电流产生机理的反向隧穿电流模型，该模型考虑了Schottky势垒不均匀性、Ti/SiC界面层电压降和镜像力对SiC Schottky结反向特性的影响，模拟结果和测量值的相符说明了以上所考虑因素是引起SiC Schottky结反向漏电流高于常规计算值的主要原因.分析结果表明在一般工作条件下SiC Schottky结的反向特性主要是由场发射和热电子场发射电流决定的.     

大功率LED的电流老化特性分析

基于一体化封装技术,先将铝基板进行硬质阳极氧化处理使其绝缘,后将蓝光LED芯片直接封装到铝基板上,分别制成大功率白光和蓝光LED,其中白光LED由蓝光芯片涂覆YAG∶Ce荧光粉制成。将白光和蓝光LED分别用500 mA和700 mA电流加速老化1 000 h,平均每间隔24 h测试其各种光学参数,对比蓝光LED与白光LED的衰减情况。白光LED的光通量衰减比蓝光严重,但白光光功率的衰减比蓝光慢。LED的衰减分为两个阶段:第一阶段芯片与荧光粉同时衰减;第二阶段主要是芯片的衰减,荧光粉衰减较慢。     

Si衬底GaN基蓝光LED老化性能

报道了芯片尺寸为500μm×500μm硅衬底GaN基蓝光LED在常温下经1000h加速老化后的电学和发光性能,其光功率随老化时间的变化分先升后降两个阶段;老化后的反向漏电流和正向小电压下的电流均有明显的增加;老化后器件的外量子效率(EQE)比老化前低;老化前后EQE衰减幅度在不同的注入电流下存在明显差异,衰减幅度最小处出现在发光效率最高时对应的电流密度区间。     

GaN基多量子阱蓝光LED的γ辐照效应

本文用4×104Ci(1Ci=3.7×1010Bq)的60Co源(剂量率2×105rad(Si)/h)对GaN基InGaN/GaN多量子阱蓝光LED进行5种剂量的γ射线的辐照实验.通过辐照前后蓝光LED的波长、色纯度、最大半峰宽(FWHM)和电流-电压(I-V)、电流-光通量(I-F)等电光学特性分析,得到γ射线对GaN基LED器件的辐照效应.结果发现,辐照后LED器件的发光一致性和均匀性变差,在20mA工作电流下,最大剂量下器件发光强度衰减近90%,光通量衰减约40%,并得到器件的抗辐照能力的参数τ0Kγ为4.039×10-7rad.s-1,发现较低的正向偏压下(小于2.6V)器件的饱和电流随辐照总剂量增大而增大.     

GaN基双波长发光二极管电致发光谱特性研究

通过同时调节同一有源区内不同阱层和垒层的In组分，制备了GaN基单有源区蓝、绿光双波长发光二极管(LED).实现了20mA下蓝、绿光同时发射.实验发现随注入电流由10mA增大到60mA，电致发光(EL)谱中绿光峰强度相对于蓝光峰强度不断增强，峰值波长蓝移也更加明显.同时考虑极化效应和载流子不均匀分布的影响，通过对一维薛定谔方程、稳态速率方程和泊松方程的联立自洽求解.分析了测试电流下蓝、绿光EL谱峰值波长和功率的变化情况.发现理论结果与实验结果有很好地符合. 关键词： 极化 载流子不均匀分布 双波长     

退火对ZnS/PS复合体系光致发光特性的影响

用脉冲激光沉积(PLD)技术以多孔硅(PS)为衬底生长了ZnS薄膜,分别测量了ZnS、PS以及ZnS/PS复合体系在室温下的光致发光(PL)光谱。结果发现,ZnS/PS复合体系的PL光谱中PS的发光峰位相对于新制备的PS有所蓝移。把该ZnS/PS样品分成三块,在真空400℃分别退火10,20,30 min,研究不同退火时间对ZnS/PS复合体系光致发光特性的影响。发现退火后样品的PL光谱中都出现了一个新的绿色发光带,归结为ZnS的缺陷中心发光。随着退火时间的延长,PS的发光强度逐渐降低且峰位红移。把ZnS的蓝、绿光与PS的红光相叠加,整个ZnS/PS复合体系在可见光区450~700 nm形成一个较宽的光致发光谱带,呈现较强的白光发射。     

白光LED用稀土荧光粉的制备和性质

在还原气氛保护下利用高温固相法合成了化学组分为(M₁,M₂)₁₀(PO₄)₆X₂(M₁=Ca,Sr,Ba;M₂=Eu,Mn;X=F,Cl,Br)的可被紫光激发的蓝光、绿光和红光荧光粉,制备了紫光LED芯片+蓝光荧光粉+YAG荧光粉的二基色白光LED;紫光LED芯片+蓝光荧光粉+红光荧光粉的二基色白光LED,以及紫光LED芯片+蓝光荧光粉+绿光荧光粉+红光荧光粉的三基色白光LED。测试了所有制备的白光LED在不同的直流电驱动下的色度坐标、相关色温和显色指数。     

增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管高温退火研究

深入研究了两种增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)高温退火前后的直流特性变化.槽栅增强型AlGaN/GaN HEMT在500 ℃ N₂中退火5 min后,阈值电压由0.12 V正向移动到0.57 V,器件Schottky反向栅漏电流减小一个数量级.F注入增强型AlGaN/GaN HEMT在 400 ℃ N₂中退火2 min后,器件阈值电压由0.23 V负向移动到-0.69 V,栅泄漏电流明显增大.槽栅增强型器件退火过程中Schottky有效势垒     

LED单色红光对西兰花采后黄化抑制效果的影响

光照是影响植物生长发育的重要因子,在植物生长过程中,对植物的生理代谢、光合特性、品质及衰老均有广泛的调节作用。然而国内外对于采后光照是否仍然可以提高果蔬品质,延长贮藏保鲜期的研究少见报道。采用红、蓝、绿三种单色光照射处理西兰花,红光对采后西兰花花球黄化具有抑制作用,蓝光抑制作用不明显,而绿光则加速了西兰花黄化,因此本文将重点研究LED单色红光对西兰花采后黄化抑制效果。采用波长为625±5 nm,光照强度(100±5)Lx的LED单色红光持续照射西兰花花球,以避光处理为对照。结果表明：LED单色红光能够抑制西兰花花球表面色差L值升高,保持色差-a/b值,延缓叶绿素降解;同时能够降低西兰花呼吸强度,推迟呼吸高峰,降低乙烯生成速率,有效保持了西兰花的商品性。相关性分析表明,采用LED单色红光处理后,乙烯生成速率与黄化指数之间达到极显著正相关水平(p<0.01)。与常规无光处理相比,LED单色红光处理延长了西兰花保鲜期5 d左右,为西兰花的贮藏保鲜提供理论依据。本文创新点在于首次将无化学污染、环境友好特性的LED单色光引入西兰花采后贮藏保鲜过程中,重点研究了LED单色红光对西兰花采后颜色变化的影响,明确了LED单色红光对西兰花采后黄化具有抑制作用。     

镶嵌在氧化硅薄膜中纳米晶硅的可见光荧光谱与发光机制的研究

采用对非晶氧化硅薄膜退火处理方法，获得纳米晶硅与氧化硅的镶嵌结构．室温下观察到峰位为2.40eV光致发光．系统地研究了不同退火温度对薄膜的Raman谱、光荧光谱及光电子谱的影响．结果表明，荧光谱可分成两个不随温度变化的峰位为1.86和2.30eV的发光带．Si2p能级光电子谱表明与发光强度一样Si⁴⁺强度随退火温度增加而增加．Si平均晶粒大小为4.1—8.0nm，不能用量子限制模型解释蓝绿光的发射．纳米晶硅与SiO₂界面或SiO₂中与氧有关的缺陷可能是蓝绿光发射的主要原因 关键词：     

电流拥挤效应与LED器件可靠性分析

对小功率GaN基白光LED的电流拥挤效应进行了研究,发现串联灯组(8只为一组)在经过22 V电压冲击后出现漏电失效现象。通过Pspice软件对串联LED灯组进行模拟,发现与其他样品相比,受损样品承受了更大的电压和功率;对器件加-2 V偏压,利用光发射(EMMI)显微镜对芯片表面不同量级漏电流进行定位分析比较,结果表明漏电流集中在p型扩展电极端点附近。分析认为,电压冲击的破坏路径穿过了LED的量子阱结构,而电流的不均匀分布造成了 p型扩展电极附近的电流拥挤,加剧了pn结的损伤程度,提高电流扩展的均匀性可以有效提高LED的可靠性。最后还对在正向电流-电压区域出现微分负阻特性的器件进行了失效分析。     

GaN基低色温高显色白光LED

采用440nm短波长InGaN/GaN基蓝光LED芯片激发高效红、绿荧光粉制得高显色性白光LFD,研究了不同胶粉配比对LED发光性能的影响,结果表明,A胶、B胶、绿粉、红粉比重在0.5∶0.5∶0.2∶0.03时,在440 m蓝光激发下呈现了有两个谱带组成的发光光谱,分别是峰值为535 nm的特征光谱和643nm的特征光谱,胶粉通过均匀调配后能够有效的进行混光产生低色温白光,实验中最低色温可达3 251K,显色指数高达88.8,这比传统蓝光激发YAG荧光粉制得的白光LED色温更低,显色指数提高了26%.