大功率led的电子束辐照效应与寿命退化研究

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1、分类号密级UDC编号桂林电子科技大学硕士学位论文题目：大功率LED的电子束辐照效应及寿命退化研究（英文）EffectofElectronBeamIrradiationandLifeDegradationStudyonHigh-powerLED研究生学号:092011238研究生姓名:张瑞宾指导教师姓名、职务:黄以平教授申请学科门类:工学硕士学科、专业:机械电子工程提交论文日期:2012年4月论文答辩日期:2012年6月年月日万方数据独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我

2、所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得桂林电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属桂林电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为桂林

3、电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：万方数据摘要摘要近年来，随着航天事业和半导体照明产业的飞速发展，大功率LED被广泛用在载人飞船、空间站及通信卫星上，为航天员在舱内工作、出舱行走以及卫星图像的拍摄提供照明。但大功率LED长期暴露在辐射环境中，其性能会受到电子、质子等高能粒子的严重影响。因此，本文采用蒙特卡洛模

4、拟与实验相结合的方法，研究了电子辐照效应对大功率LED宏观特性参数、微观结构及寿命造成的影响，具有非常重要的现实意义和战略意义。首先，根据大功率AlInGaP红光LED、大功率InGaN蓝光LED芯片材料的特点，分别在CASINO软件中建立了相应的结构模型，运用蒙特卡洛相关理论，模拟并分析了以不同能量，不同注量的电子束射入芯片材料时，电子的轨迹，运动方向，及能量损耗等变化过程。使用HAAS-2000高精度快速光谱辐射计对辐照前后LED进行测试，从宏观的角度研究了电子束对LED的影响，结果表明：不同剂量的电子束辐照大功率AlInG

5、aP红光LED后，其光电特性衰减表现出“注量效应”；不同能量的电子束辐照大功率InGaN蓝光LED后，发现能级越低的电子束对其光电特性影响越大。其次，利用深能级瞬态谱（DLTS）、光致发光谱(PL)等技术，并结合电子束辐照相关机理，从微观的角度研究了电子束对LED芯片材料造成的损伤，结果表明:受电子束辐照后的AlInGaP芯片材料中会产生多数和少数载流子缺陷；电子辐照会在InGaN芯片材料的多量子阱层中产生诱导损伤，低能量的电子束会比高能量的电子束对多量子阱近表面产生更大的破坏。最后，在大功率InGaN蓝光LED基础上,进一步研

6、究了电子束辐照对大功率InGaN基白光LED寿命退化的影响。在寿命/可靠性实验设备上，对辐照后的大功率LED进行电流加速老化实验，并结合相应的寿命模型，对其寿命进行了预测，通过与未受辐照的大功率LED的寿命进行对比后发现，电子束辐照效应会对大功率LED寿命造成严重影响，使其寿命大幅衰减。关键词：电子束辐照效应；大功率LED；AlInGaP；InGaN；蒙特卡洛；寿命预测I万方数据AbstractAbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentofspaceandsemiconductor

7、lightingindustry,high-powerLEDiswidelyusedinmannedspacecraft,spacestationandcommunicationssatellites,lightingfortheastronautsworkinginthecabin,spacewalkandimagestakenbysatellite.Buthigh-powerLEDisexposuredtoradiationenvironmentforalongtime,seriouslyaffectedbyhigh-ene

8、rgyparticlessuchaselectronic,protons,etc.Therefore,combiningMonteCarlosimulationwithexperiment,theelectronicradiationeffectsonchara