大功率发光二极管的寿命试验及其失效分析

以GaN基蓝光LED芯片为基础光源制备了大功率蓝光LED,并通过荧光粉转换的方法制备了白光LED.对大功率蓝光和白光LED进行了寿命试验,并对其失效机理进行了分析.结果表明,大功率LED的光输出随时间的衰减呈指数规律,缺陷的生长和无辐射复合中心的形成,荧光粉量子效率的降低,静电的冲击,电极性能不稳定,以及封装体中各成分之间热膨胀系数失配引起的机械应力都可能导致大功率LED的失效.     

高亮度GaN基蓝光与白光LED的研究和进展

GaN基蓝光LED高亮度化对传统照明光源带来了很大冲击.简述了GaN材料和GaN基蓝光LED器件结构的发展,阐述了为了改善LED性能的一些新措施、LED在照明光源上的应用优势,给出了白光LED的常用制备方法以及最新的研究成果.最后,提出了需要着重解决的问题.     

大功率白光LED的制备和表征

用 1mm× 1mm的大尺寸GaN基蓝光发光二极管 (LED)芯片和YAG∶Ce黄光荧光粉在食人鱼支架上封装大功率白光LED。其 2 0 0mA下的发光功率为 13.8mW ,约为相同LED外延片制备的普通尺寸LED的 10倍。同时改变注入电流 ,发现功率曲线直到 2 0 0mA仍没有出现饱和或下降的趋势 ,白光的色温从 5 30 0K下降至 4 80 0K。同时研究了不同荧光粉混合比例对白光色度的影响     

GaN基功率LED高低温特性研究

首次对自制的GaN基大功率白光和蓝光发光二极管在-30~100°C的温度下进行了在线的光电特性测试,对两种不同LED的正向电压、相对光强、波长、色温等参数随温度变化的关系进行了数据曲线拟合,对比分析了参数变化的原因,以及这些变化对实际应用的影响。结果表明,温度对大功率LED的光电特性有很大影响,通过对比发现白光LED的部分光参数随温度的变化不仅与GaN芯片有关,同时受到荧光粉的影响。低温环境下,要考虑LED的正向电压升高和峰值波长蓝移对应用的影响;而高温条件下要考虑光功率降低和峰值波长红移对应用的影响。     

基于ITO键合技术的白光发光二极管特性研究

根据色度学原理计算,通过选择匹配的基色波长和功率,制备了GaN/GaAs基ITO键合白光发光二极管(LED),得到了等能白光。通过测试发现,在20mA下,电压为5.3V,此方法是制备固态照明用白光LED的有效方法之一。     

高功率LED器件的热特性分析

GaN基白光LED不断向高功率、高性能和长寿命方向发展,GaN基白光LED的热性能成为在使用中的重要参数.采用瞬态热测量方式,对工作在不同的温度和驱动电流的GaN基发光二极管的热性能进行了研究.通过比较光、电特性发现LED芯片对器件热阻影响很小,但同时管芯附着层对LED器件的热特性起着非常重要的作用.此外,热电阻随着电流和环境温度的升高而增加,主要归因于管芯附着层声子或粒子的平均自由程减小.     

GaN基功率型LED可靠性分析

以GaN基蓝光芯片为基础制备了功率型蓝光和白光LED,在室温25℃、湿度35%、驱动电流350mA、连续老化1080h下,功率型蓝光和白光LED光衰随时间呈指数变化,分别平均衰减1.35%和2.56%;对LED的失效机理分析表明,GaN基外延材料质量、芯片的结构设计、p型电极的欧姆接触稳定性等均对LED可靠性有重要的影响.     

GaN基功率型LED可靠性分析

以GaN基蓝光芯片为基础制备了功率型蓝光和白光LED,在室温25℃、湿度35%、驱动电流350mA、连续老化1080h下,功率型蓝光和白光LED光衰随时间呈指数变化,分别平均衰减1.35%和2.56%;对LED的失效机理分析表明,GaN基外延材料质量、芯片的结构设计、p型电极的欧姆接触稳定性等均对LED可靠性有重要的影响.     

热超声倒装焊在制作大功率GaN基LED中的应用

设计了适合于倒装的大功率GaN基LED芯片结构,在倒装基板硅片上制作了金凸点,采用热超声倒装焊接(FCB)技术将芯片倒装在基板上.测试结果表明获得的大面积金凸点连接的剪切力最高达53.93 g/bump,焊接后的GaN基绿光LED在350 mA工作电流下正向电压为3.0 V.将热超声倒装焊接技术用于制作大功率GaN基LED器件,能起到良好的机械互连和电气互连.     

电子束辐照对GaN基白光LED发光性能的影响

研究了低能电子束辐照对GaN基白光LED发光性能的影响。利用电子束模拟空间电子辐射,对白光LED灯板进行电子束辐照,并与辐照前的灯板比较,研究其光学性能,尤其是色度学性能的变化。试验结果表明,在电子束辐照后,LED的光效退化,色温增强,蓝光峰值波长蓝移,荧光粉激发作用增强。最后总结了辐照前后的平均蓝光峰值波长、黄光相对峰强以及色温的变化值与辐照剂量的对应关系。同时对实验结果进行机理分析和讨论。本实验对照明用白光GaN基LED的辐照研究以及改性实验有指导作用。     

聚合物发光二极管和激光器的新进展

本文综述了最近几年国内外聚合物发光二极管和激光器的研究进展状况和前景。对几种典型结构发光二极管和激光器做了简要介绍。并指出，这个领域虽然取得了很大成功，但仍有一些棘手的问题急待解决。     

940nm高功率激光二极管及线阵

设计并制作出了940 nm无铝有源区高功率激光二极管和激光条.通过MOCVD法生长出应变量子阱材料,器件显示出极好的性能,100μm条宽的激光二极管最大输出功率达800mW(室温),填充因子为17%的激光二极管条发射功率达32 W.     

内串联型二极管封装产品研发

介绍一种新封装半导体器件的研发。通过对产品开发过程中各技术难点及相应解决方案的介绍,展现该产品的主要研发过程和所涉及到的关键技术难点。关键技术难点包括引线框架设计、设备改造、工艺控制等。引线框架(一种正向串联的二极管框架结构)设计产品的总体结构问题,是该过程的第一技术关键点。设备改造和工艺控制解决了生产实现和质量控制问题。     

Electrical characteristics of rectifying polycrystalline silicon/silicon carbide heterojunctions

This paper presents a study of the rectifying properties of heavily doped polycrystalline silicon (polysilicon) on 4H silicon carbide (4H-SiC). Current properties and barrier heights were found using analysis of the heterojunction. This revealed that Schottky analysis would be valid for the large barrier height devices. Isotype and an-isotype devices were fabricated on both p-type and n-type SiC and the electrical characteristics were investigated using capacitance vs voltage measurements, current vs voltage measurements (I-V), and temperature I-V measurements. Extraction of the barrier height, built-in potential, and Richardson constant were made and then compared to theoretical values for the heterojunction. Temperature I-V measurements demonstrated that the current transport mechanism is thermionic emission, confirming the validity of the Schottky diode model. The I-V characteristics show near ideal diode rectifying behavior and the capacitance-voltage characteristics show ideal junction space charge modulation for all polysilicon/SiC combinations. These experimental results match well with heterojunction band-offset estimated barrier heights and demonstrate that the barrier height of the polysilicon/4H SiC interface may be controlled by varying the polysilicon doping type.     

半导体激光多普勒测速装置

介绍了采用半导体激光器为光源、PIN管为光电接收器的小型多普勒测速装置,为多普勒测速仪向便携式发展开辟了途径。     

14 nm FinFET工艺下栅隔离型二极管的ESD防护性能研究

当集成电路工艺进步到鳍式场效应晶体管(FinFET)技术节点时,二极管仍广泛用于输入/输出端口(I/O)的静电放电(ESD)防护工程,但二极管单位宽度鲁棒性比平面工艺有所降低。文章基于14 nm FinFET工艺,对栅隔离型二极管的失效电流(I_t2)、失效电压(V_t2)、单位宽度失效电流(I_t2/Width)以及单位面积失效电流(I_t2/Area)进行了详细研究,并给出了ESD器件特性随尺寸参数的变化趋势。实测数据表明,I_t2/Width随着Fin数目(n_fin)、沿Fin方向的倍乘因子(F_n)、垂直于Fin方向的倍乘因子(Y_array)等的增加均会有所降低,但I_t2/Area却有所提高,且开启电阻几乎不受n_fin和F_n的影响。     

2.3-μm High-Power Type I Quantum-Well GaInAsSb/AlGaAsSb/GaSb Laser Diode Arrays with Increased Fill Factor

Arrays of 100-μm-wide GaInAsSb/AlGaAsSb laser diode emitters with a fill factor of 30% have been fabricated. Suppression of lateral lasing was achieved by the incorporation of grooves between the emitters. A quasi-continuous wave (CW) (30 μs, 300 Hz) output power of 16.7 W from a 4-mm-long laser bar has been demonstrated.     

600 V-30 A 4H-SiC肖特基二极管作为IGBT续流二极管的研究

采用碳化硅外延和器件工艺制造了碳化硅肖特基(SBD)二极管,耐压超过600 V。正向压降为1.6 V时,器件电流达到30A。作为IGBT续流二极管,600 V碳化硅肖特基二极管和国际整流器公司的600 V超快恢复二极管(Ultra fast diode)进行了对比:125℃IGBT模块动态开关测试中,碳化硅二极管的反向恢复能耗比硅二极管节省90%,相应的IGBT开通能耗节省30%。另外反向恢复中过电压从40%降为10%,这是由于碳化硅的软度高,提高了模块的可靠性。     

Investigation of the polysilicon p-i-n diode and diode string as a process compatible and portable ESD protection device

正The polysilicon p-i-n diode displays noticeable process compatibility and portability in advanced technologies as an electrostatic-discharge(ESD) protection device.This paper presents the reverse breakdown,current leakage and capacitance characteristics of fabricated polysilicon p-i-n diodes.To evaluate the ESD robustness,the forward and reverse TLPⅠ-Ⅴcharacteristics were measured.The polysilicon p-i-n diode string was also investigated to further reduce capacitance and fulfill the requirements of tunable cut-in or reverse breakdown voltage. Finally,to explain the effects of the device parameters,we analyze and discuss the inherent properties of polysilicon p-i-n diodes.     

简易的超宽带亚周期微波脉冲产生方法

提出了一种简易的超宽带亚周期微波脉冲电路设计方案,该方案利用阶跃恢复二极管的阶跃特性和肖特基二极管正向压降小且恢复时间短的特性,产生单极性、亚周期的微波脉冲,其电路结构简单、体积小巧、设计制造成本低廉、调试方便。实验结果表明,采用该方案设计的微波脉冲发生器可以产生半高宽为150 ps 的超宽带亚周期微波脉冲,且脉冲拖尾现象很小。在脉冲的重复率为85 MHz 时,产生的脉冲幅值最大,约为3.7 V,且波形拖尾现象最小。提出的设计适用于各类超宽带系统中的窄脉冲发生电路。