Si襯底GaN基功率型LED芯片性能研究.pdf

1、自從1989年第一支具有pn結(jié)的藍(lán)光發(fā)光二極管(LED)問世以來，LED發(fā)展已經(jīng)超過60年。GaN基LED是市場(chǎng)的主力，主要的成員是藍(lán)光和綠光LED，還包括使用熒光粉獲得的白光LED。大功率LED適合高亮度方面的應(yīng)用如汽車前燈、大面積顯示屏和普通照明等。目前GaN基大功率LED在芯片性能方面已經(jīng)優(yōu)于傳統(tǒng)的LED，但其制作過程仍需優(yōu)化。
　　 本論文主要研究了Si襯底GaN基藍(lán)光LED芯片的一些性能：可靠性，結(jié)溫特性，高注入電流下

2、效率下降(efficiency droop)現(xiàn)象，得到了如下研究結(jié)果：
　　 1.對(duì)Si襯底GaN基藍(lán)光LED芯片在常溫下經(jīng)1000小時(shí)老化的電學(xué)和發(fā)光性能進(jìn)行了研究。老化后的光功率隨時(shí)間的變化分先升后降兩個(gè)階段。老化前后I-V曲線結(jié)果顯示，反向漏電流和正向小電壓下的電流都有明顯的增加。測(cè)試了老化前后不同電流密度下LED的EQE和光衰，發(fā)現(xiàn)老化前后EQE衰減幅度與注入電流密度關(guān)系密切，在2.0A*cm-2電流密度處EQE有最大值

3、，同時(shí)也是老化前后光衰最小處。芯片經(jīng)200mA加速老化1000h后在60mA工作電流下光功率下降僅3.8％，說明硅襯底LED芯片具有較高的可靠性。
　　 2.基于電學(xué)測(cè)量法研究了正向電壓與溫度之間的線性關(guān)系，此線性關(guān)系可用于LED結(jié)溫的測(cè)量。
　　 3.藍(lán)光和綠光LED的光功率與工作環(huán)境和驅(qū)動(dòng)條件有密切的關(guān)系。在小電流區(qū)域隨著溫度的升高L-I曲線由線性轉(zhuǎn)換為超線性。在300K的溫度下隨著驅(qū)動(dòng)電流增加時(shí)，L-I由超線性轉(zhuǎn)換