功率LED结温和热阻在不同电流下性质研究

通过对不同驱动电流下各种颜色LED结温和热阻测量,发现各种颜色LED的热阻值均随驱动电流的增加而变大,其中基于InGaN材料的蓝光和白光LED工作在小于额定电流下时,热阻上升迅速;驱动电流大于额定电流时,热阻上升速率变缓。其他颜色LED热阻随驱动电流变化速率基本不变。结温也随驱动电流的增加而变大。相同驱动电流下,基于AlGaInP材料的1W红色、橙色LED的结温要低于基于InGaN材料的蓝色、绿色、白色LED的结温。分别用正向电压法和红外热像仪法测量了实验室自制的1 mm×1 mm蓝光芯片结温,比较了两种方法的优缺点。结果表明,电学法测量简单快捷,测量结果可以满足要求。     

半导体GaN基蓝光发光二极管的精确电学特性

对传统的电容-电压(C-V)、电流 -电压(I-V)测量方法和我们自建的表征方法测量得到的蓝光发光二极管(L ED)正向特性的结 果做了详细的对比分析,发现传统测量方法得到的电学参量是不够精确的。但是传统C-V方法得到的表观电容以及我们自建方法得到的结电容在大电压和低 频率下都表现出了明显的负值,该实验结果与经典肖克莱理论相冲突。此外,我们精确 地得到了负的结电容以及结电导随电压和频率变化的经验表达式。这将为半导体二极管的正 向电学特性的理论研究提供实验基础。     

蓝光OLED器件载流子复合区域的研究

制备了结构为ITO／NPB／BAlq／Alq/Mg：Ag的有机电致发光器件(OLED),研究了有机层厚度对器件载流子复合区域的影响。实验结果表明当改变各有机层厚度时,OLED器件的电致发光光谱将发生从绿光到蓝光的变化。经分析这是由于各有机层电场强度变化影响了空穴和电子的隧穿几率,从而导致载流子的复合区域发生改变而发射不同颜色的光。     

GaN基蓝光器件的研究进展

本文对近几年ＧａＮ基蓝光器件，包括ＧａＮ基发光二极管和激光二极管的发展历程进行了全面介绍和评价。指出ＧａＮ基蓝光ＬＥＤ的研究开发技术将在１－２年内走向成熟，从而实现大规模商业化生产，而ＧａＮ基蓝光ＬＤ也将在近二年内实用化。     

电致发光谱测量β-FeSi2-Si异质结载流子限制

设计了一种将β-FeSi2颗粒埋入非故意掺杂Si中的Si p-π-n二极管来确定β-FeSi2-Si异质结的能隙差.当二极管处于正向偏置时,通过Si n-p-结注入的电子扩散到β-FeSi2并由于Si与β-FeSi2之间的能隙差而受到限制,电荷在异质结的积累反过来阻挡了电子的继续扩散,将电子局域化在靠近Si n-p-结的p--Si区.少子的局域化减少了非辐射复合的途径,Si和β-FeSi2的发光增强,淬灭速率变慢,在室温低电流下仍可得到Si和β-FeSi2电致发光.Si和β-FeSi2发光强度的比率对温度的依存性表明同型异质结对电子限制能力的减弱符合热发射模型,由此确定出Si和β-FeSi2异质结导带带阶差为0.2eV.     

采用双光谱参数表征GaN基蓝色LED的结温

设计了一种采用双光谱参数表征GaN基蓝色LED结 温的新方法。采用光谱仪(OSA)测量不同环境温度、不同脉冲电流驱动下,GaN基蓝色LED的 光谱分布,先忽略脉冲电流的热效应,构建驱动电流、质心波长 、半高全宽(FWHM)和结温四者之 间的关系;然后利用该关系,结合实际点灯条件下LED的光谱分布,计算出对应的LED结温和 驱动电流。再根据统计 得到的GaN基蓝色LED脉冲电流-结温修正系数,对所得结温进行修正,得到考虑脉冲电流 热效应后更准确的LED结 温。研究表明,不同类型的LED脉冲电流-结温修正系数差别较小,当脉宽为2ms时,1W G aN基蓝色LED的脉冲电 流-结温修正系数为－5℃/A。与正向电压法相比,采用双光谱参数法得到的结温平均误差 约为2℃。因此,双光谱参数法可以 较准确地测量GaN基蓝色LED的结温。     

GaN基蓝光大功率发光二极管的研制

采用一种自对准制造工艺和倒装芯片的装配技术,研制出GaN基蓝光大功率发光二极管(1mm×1mm)。其光学参数：总辐射功率143．19mW,光通量8．861m,发光效率7．291m/W,峰值波长462nm,半峰全宽24nm;其电学参数：正向电压3．47V、正向电流350mA。对相关工艺进行了简要讨论。     

GaN基蓝光发光二极管峰值波长偏移的研究

通过对蓝光和红光发光二极管在直流和脉冲电流两种情况下进行变电流测试,对其峰值波长的偏移情况进行了深入的对比分析和研究,指出主要是热效应和极化效应两个因素造成蓝光LED的峰值波长发生偏移,并计算出热效应单独引起峰值波长偏移的温度系数为0.080 7nm/K,In0.2Ga0.8N/GaN发光二极管量子阱中的极化强度为3.765 0 MV/cm;分析还认为电流注入下多量子阱中栽流子分布不均匀也是影响器件峰值波长的一个因素,并计算得到去除极化影响后量子阱中的场强,验证了在电流注入下多量子阱中载流子分布不均匀的结论.     

波长可调谐聚合膜/无机膜异质结电致发光

针对聚合物电致发光材料缺乏可用的电子型聚合物半导体材料的现状,采用无机电子型半导体材料ZnO∶Zn与空穴型聚合物材料PDDOPV[poly (2,5-bis (dodecyloxy)-phenylenevinylene)]成功制备了结构为ITO/PDDOPV/ZnO∶Zn/Al的异质结双层器件.异质结器件的发光效率与亮度较单层器件提高1个数量级以上.该异质结器件的发光颜色是随着电压的增加而蓝移的,其光致发光光谱也随着激发波长的改变而改变,可能形成了新的发光基团.     

波长可调谐聚合膜/无机膜异质结电致发光

针对聚合物电致发光材料缺乏可用的电子型聚合物半导体材料的现状 ,采用无机电子型半导体材料 Zn O∶Zn与空穴型聚合物材料 PDDOPV [poly (2 ,5 - bis (dodecyloxy) - phenylenevinylene) ]成功制备了结构为 ITO/PDDOPV/Zn O∶ Zn/Al的异质结双层器件 .异质结器件的发光效率与亮度较单层器件提高 1个数量级以上 .该异质结器件的发光颜色是随着电压的增加而蓝移的 ,其光致发光光谱也随着激发波长的改变而改变 ,可能形成了新的发光基团 .     

氮化镓基LED结温测量方法研究

分别研究了脉冲电流法、微小电流法和光学成像法测量氮化镓基LED结温的基本原理,并对比了不同方法的结果可靠性。结果表明:在大脉冲电流下,串联电阻效应不可忽略,脉冲电流法得到的平均结温偏低;微小电流法能够减小加热电流和测试电流的切换时间和串联电阻效应,提高测量准确性;光学成像法基于发光强度与结温的依赖关系,能够获得器件温度的空间分布,有助于制备高性能的LED。     

双极晶体管结温分布不均匀性的电学测量方法

用Δ VBE法测得的结温是器件有源区某一点的温度 ,流经该点的测试电流密度等于流经整个芯片的平均测试电流密度。测量结温随测试电流变化而变化 ,小测试电流测得的结温高 ,大测试电流测得的结温低 ,测得的结温的变化范围小于芯片上实际的最低结温和最高结温之差。根据晶体管测量结温的这一性质可以半定量地判断晶体管结温分布的均匀性。     

双极晶体管高温辐照的剂量率效应研究

文章对一种具有低剂量率辐射损伤增强效应的国产双极晶体管进行了不同剂量率、不同温度下的电离辐照试验。结果表明，室温辐照条件下，该双极器件在较高剂量率下的辐射损伤没有显著区别，但在低剂量率辐照下，辐射损伤明显增加；而在高温辐照条件下，即使辐照剂量率较高，其辐射损伤也有显著的差异。最后，讨论了这种效应可能的内在机制。     

LED结温、热阻构成及其影响

LEDPN结温上升会引起LED光学、电学和热学性能的变化,甚至过高的结温还会导致封装材料(例如环氧树脂)、荧光粉物理性能变坏,LED发光衰变直至失效,因此分析LED结温、热阻构成,如何降低PN结温升,是应用LED的重要关键所在。     

提高晶闸管结温的途径

探讨了在半导体晶闸管(SCR)制造过程中,采用合理的工艺手段,选用最低电阻率的单晶、偏长的基区、阴极加短路环、短路点,使小电流a2为零,经过严格的斜边清洗与钝化,使SCR最高工作结温尽量达到理论值.     

半导体功率器件结温的实时测量和在线测量

克服了器件在大电流测试时温度系数测不准的难题,帮助国际标准完善了实时测量和在线测量结温的方法,即在加热的同时,不改变加热状况的情况下,直接把加热电流当作测量电流,借助于校准曲线从而测量出晶体管的结温.     

半导体功率器件结温的实时测量和在线测量

克服了器件在大电流测试时温度系数测不准的难题,帮助国际标准完善了实时测量和在线测量结温的方法,即在加热的同时,不改变加热状况的情况下,直接把加热电流当作测量电流,借助于校准曲线从而测量出晶体管的结温.     

大功率白光LED的结温测量

大功率LED器件的结温是其热性能的重要指标之一,温度对LED的可靠性产生重要的影响。采用板上封装的方法,利用大功率芯片结合金属基板封装出了大功率白光LED样品,利用LED光强分布测试仪测试了器件的I—V曲线,用正向电压法测量了器件的温度敏感系数,进而通过测量与计算得到器件的结温和热阻。最后利用有限元对器件进行实体建模,获得了器件的温度场分布。测量结果表明：正向电压与结温有很好的线性关系,温度敏感系数为2mV·℃^-1,LED的结温为80℃,热阻为13℃·W^-1。有限元模拟的结果与实测值具有良好的一致性。     

高分辨率AM Micro-LED显示器设计及其驱动实现

设计了一种基于蓝宝石衬底氮化镓基蓝色/绿色多量子阱LED外延片,利用成熟的LED芯片工艺制备了高像素Micro-LED芯片阵列;在Micro-LED芯片和CMOS驱动芯片表面设计并制备了金属凸点,采用高精度倒装焊接工艺实现LED显示芯片和CMOS驱动芯片的良好键合,成功制备了分辨率为640×360的Micro-LED显示器。同时,以FPGA为控制器,设计了Micro-LED显示器的驱动系统,该驱动系统对输入的图像数据进行缓存并将其处理为显示器所能接收的单色图像数据,最后将处理后的图像数据写入驱动芯片并实现图像显示。