GaN materialer siden 1900-tallet siden 90 gradvist i displayet, instruktioner, baggrundslys og solid state belysning og andre felter, udbredt, har dannet et stort marked. Indtil nu har været kommercialiseret gallium nitrid (GaN) lysemitterende dioder (lysdioder) udarbejdet på tre substrater (sapphire, siliciumkarbid og silicium). I de seneste år, silicium substrat GaN-baserede LED teknologi bekymring. Fordi silicium (Si) substrat har fordelene ved lave omkostninger, store krystal størrelse, nem behandling og overførsel af epitaxial film, har det fremragende ydeevne og lav pris i power LED enhed ansøgning.
Mange forskergrupper har dyrket GaN epitaxial film på Si substrater og har fået nogle af enhederne eller har undersøgt de Si-baserede GaN-relaterede egenskaber. Under forberedelse af LED, er GaN filmen overført til den nye støtte substrat til at forberede den lodrette struktur af enheden, sammenlignet med den samme side af strukturen af enheden bedre optisk ydeevne.
I dette papir, blev GaN epitaxial filmen dyrkes på Si substrat overført til kobber understøttende substrat, kobber krom støtte substrat og metoden for svejsning ved hjælp af svejsning til Si støtte substrat. Den lodrette struktur lysemitterende enhed blev opnået, og de tre former for prøver gennemført en sammenlignende undersøgelse af aldring.
Eksperiment
De eksperimentelle epitaxial vafler var en 2 i (50,8 mm) blå i GaN / GaN multi quantum oxide epitaxial vafler dyrkes på silicium (111) substrat af MOCVD, med en chip størrelse 1000Lm @ 1000Lm og metoden vækst har været rapporteret. Epitaxial vafler vokset med ovnen blev udarbejdet. En af dem blev overført til Si substrat pres svejsning og kemisk ætsning. Lysemitterende enheden blev kaldt prøve A og to andre var galvaniseret og kemisk ætset den GaN epitaxial filmen blev overført til en forgyldt kobber substrat og en galvaniseret kobber-chrome substrat, henholdsvis, og en lysemitterende enhed blev benævnt prøven B og C-prøve, henholdsvis. Tre prøver ud over epitaxial filmen overføre tilstand og støtte underlaget er ikke det samme, andre enheden fremstillingsprocessen er den samme.
Som følge af lignende forskelle mellem personer af samme prøver, så prøver A, B, C i den indledende test, blev valgt repræsentant for chip for eksperimenter og test. Hver chip er en nøgne Kernepakken. Normalt størrelsen af 1000Lm @ 1000Lm chip Driftsomgivelser nuværende af 350mA, for at fremskynde aldrende prøver A, B, C ved stuetemperatur gennem DC aktuelle 900mA. Den aktuelle spænding (I-V) karakteristiske kurve, materialeoluminescens (EL) spektrum, den relative lysintensitet af hver prøve på hver aktuelle blev målt før og efter aldring med strømforsyning KEITHLEY2635 og spektrometer Compact Array Spektrometret (CAS) 140CT.
Resultater og diskussion
V egenskaber analyse
Tabel 1 viser værdierne for Vf og Irfor aldrende på 80, 150 og 200 timer inden ældning af de tre prøver. De forældelsesperiode betingelser er 900mA ved stuetemperatur, hvor Vf er spænding på 350mA og Ir er aktuelle på reverse 10V lækage, lækage nuværende Ir måles i omvendt 5V, til sammenligning resultater, skal du vælge mere alvorlige forhold, målt på reverse 10V. Figur 1 viser V karakteristiske kurver af alderen, alderen 80, 150 og 200 timer før aldring, som vist i Fig. 1 (a) til (d), henholdsvis. Figur 1 (en) viser, at A, B, C tre prøver har god I-V egenskaber før aging, åbning spænding på ca 2.5V, omvendt 10V nuværende i størrelsesordenen 10-9A. Efter aging 200h, lækage nuværende Ir af de tre prøver i den modsatte retning var betydeligt højere end før aldring. Tabel 1 viser, at lækage strøm på B-prøven er den mindste på den samme tilbage pres (-10V) efter aldring på 200 h efter høj strøm. A prøven er andet, og C prøven er den største, og med den aldrende tid, de tre prøver er under den samme tilbage Tryk og lækage nuværende forskel bliver større og større. I GaN MQW FØRTE efter ældning af positive spændingen steg en smule, fordi de store aktuelle aldring i lang tid, så den nøgne n elektrode (aluminium) lokale oxidation resulterer i større kontakt modstand forårsaget. Årsagen til den store lækage efter aldring er der bredden af i GaN LED pnjunction udtynding lag bestemmes hovedsagelig af p-type carrier koncentration. Efter aldrende chip efter aldring i lang tid, på grund af nedbrydning af Mg-H-komplekset, aktivering, at p-type carrier koncentrationen øges, resulterer i nedbrydning lag forsnævring, reverse bias når området barriere udtynding, tunnel opdeling komponenter øget, reverse aktuelle øger; Derudover chip efter en lang tid efter aldring, defekt tætheden af quantum godt region stigninger, defekter i reverse bias og trap-assisteret tunneling årsag lækage aktuelle og varmeledningsevne af prøver af B falder A og C i Drej. Derfor, manglerne og fælde tæthed, så at den lækage aktuelle af de tre prøver stigninger i den samme modtryk (som vist i tabel 1 og Fig. 1).
Study on Aging ydeevne 1W silicium substrat blå førte til forskellige substrater
Fig.1-V karakteristiske kurver af tre prøver før og efter aldring
Tabel 1 Vf værdierog Ir værdieraf de tre prøver før og efter aldring
EL spektralanalyse
Figur 2 viser de selvlysende (EL) spektre af prøverne på 1,10, 100, 500, 800, 1000 og 1200 mA før og efter 900 timers kontinuerlig aldring på 900 mA ved stuetemperatur [Fig. 2 (a1) til (a3)] og tre (Fig. 2 (b1) til (b3)], den faste linje i figur viser t han spektrum inden ældning, og den stiplede linje angiver spektret efter aldring. Figur 2 (a1) ~ (a3)viser EL spektrum før og efter aldring og EL spektrum af nuværende før og efter aldring af de tre prøver har nogen åbenbar ændring af bortset fra, at peak bølgelængde af den høje strøm er rødt. Figur 2 (b1) ~ (b3) viser, at bølgelængder af de tre prøver før og efter aldring er væsentligt forskellige fra dem i nuværende. Bølgelængder af B prøver før og efter aldring er næsten den samme som i nuværende, men kun efter forældelsesperiode der er en stigning. A, B, C tre prøver på grund af forskellen mellem den termiske ledningsevne af substratet, aldersfordeling af stikprøven temperatur er ikke det samme, så efter aging den samme aktuelle bølgelængde drift C prøve maksimum, en prøve efterfulgt, B prøven minimum. Desuden, på grund af de tre typer af prøven substrat og chip er overførselsmetode ikke det samme, så at efter overførsel af GaN epitaxial film på den nye substrat af stress-situationen ikke er det samme. Litteraturen viser, at den trækstyrke stress af GaN lag reduceres og trykstyrke stress af quantum godt iGaN lag er steget efter GaN er overført fra silicon substrat til den nye silicium substrat ved svejsning og kemisk ætsning. Stress afslapning af tyndfilm overførsel er mere grundig, således at quantum godt er udsat for en større trykstyrke stress, og den deraf følgende polariseret elektrisk felt er større, hvilket resulterer i en større hældning på båndet, så frigivelse af fotoner Energi er reduceret, udførelsen af EL bølgelængde længere. Derfor A prøver blev trykt på silicium substrat i E-spektrum før og efter aldring, bølgelængde på A-prøven var den korteste, C prøven var andet, B-prøven var den længste og B-prøve og C prøven var meget tæt. Figur 2 afspejler også rødforskydning af bølgelængde på B prøven fra små aktuelle høje nuværende før og efter ældning, som kan være relateret til de følgende aspekter. På den ene side stiger junction temperaturen saa GaN band gap bliver mindre og bølgelængde er rødforskydning. Som følge af stress afslapning i eksemplet B er B-prøve quantum godt den mest trykstyrke stress, så B-prøve multi quantum godt regionen har den stærkeste polarisering effekt, og polarisering effekten producerer en stærk indbygget elektrisk felt. Denne elektriske felt fører til betydelige quantum limitere den skærende effekt, forårsager en rødforskydning af bølgelængden af lyset.
Study on Aging ydeevne 1W silicium substrat blå førte til forskellige substrater
Figur 2 tre prøver 900mA omgivende temperatur aging 168h før og efter EL spektrum [(a1) ~ (a3)] og før og efter aging tre slags prøve bølgelængde med de aktuelle ændringer [(b1) ~ (b3)]
Stærkstrøm (L-jeg) forholdet analyse
Figur 3 er 350mA nuværende under den relative lysintensitet af prøven med den aldrende tid af forholdet mellem de tre prøver er alderen før lysintensiteten i 100%. Det fremgår af figur 3, A, B, C tre former for prøver med den aldrende tid steg med først øge og derefter reducere, hvilke A prøve efter 2h efter forhøjelsen af lysintensitet, efterfulgt af aging lysintensiteten begyndte at falde , og B, C prøver var alderen på 32h, 10h lysintensitet begyndte at nedgang, og tendensen til tilbagegang langsommere end A-prøven. Og kan ses ved stuetemperatur 900mA aging efter A, B, C tre prøver 350mA under lysintensiteten er blevet et maksimum og derefter reduceres, C prøver reduceres for de fleste, A gange, B prøve lysintensitet værdi er reduceret, men stadig større end værdien før aldring. Årsagen til dette fænomen er, at GaN dyrket af MOCVD-metoden har en delvis acceptor Mg, der er passivated af dannelsen af Mg-H kompleks med H, og aktivering af Mg er meget lav, hvilket resulterede i en lav hul koncentration. En del af Mg-H bond er afbrudt, så acceptor Mg er aktiveret, således at hullet koncentration stigninger, carrier koncentration kan blive mere matches, lysstrøm effektivitet bliver højere. På den anden side medfører aldrende tæthed af nonradiative rekombination Centre såsom forskydninger og defekter i GaN materiale til sænkes, resulterer i et fald i lysstrøm effektivitet og en nedgang i lysintensitet. Disse to mekanismer konkurrere med hinanden. I begyndelsen af befolkningens aldring dominerer Mg-acceptor aktivering mekanisme, således at intensiteten af de tre prøver stiger med den samme strøm. Med aldringsprocessen nedsat ikke-radiative komplekse center hyperplasi mekanisme dominerende, så den høje nuværende aldring efter en periode efter de tre prøver er lysintensitet. Forskellen i lys svigt af de tre prøver muligvis at stress stater af de tre prøve quantum brønde og varmeledningsevne af den understøttende substrat ikke er det samme som de af nonradiative sammensatte centrum.
Figur 3, 350mA aktuelle relative lysintensitet på stuetemperatur 900mA aging efter ændring over tid (100% af lysintensiteten før aldring)
Konklusion
Resultaterne viser, at EL boelgelaengden den kobber substrat er den længste på den samme aktuelle, fordi galvanisering af enheden er udført på silicium substrat, kobber substrat og kobber-chrom substrat GaN-baseret blå LED. Efter overførslen til kobber-substratet er stress afslapning af GaN epitaxial filmen mere grundig. Gennem ældning af tre forskellige substrat LED kan enheder ses at de vigtigste faktorer, der påvirker pålideligheden af LED kan være sin stress tilstand. V egenskaber, L-jeg karakteristika og EL spektre af de tre substrater før og efter aging blev undersøgt. Resultaterne viser, at kobber substrat enheder har bedre aldring
Hot produkter:IP67 lampe,40W panel lys,DC24V lampe,Smart sensor høj bugten,LED vokse lys
