gan基紫外大功率led的可靠性研究

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1、GaN基紫外大功率LED的可靠性研究作者姓名杨晓蕾导师姓名、职称李培咸副教授一级学科材料科学与工程二级学科材料物理与化学申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1205122226分类TN82号TN40密级公开西安电子科技大学硕士学位论文GaN基紫外大功率LED的可靠性研究作者姓名：杨晓蕾一级学科：材料科学与工程二级学科：材料物理与化学学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：李培咸副教授提交日期：2014年12月StudyontheReliabilityofGaN-basedUltravioletHighPowerLightEm

2、ittingDiodesAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofmasterinMaterialScienceandEngineeringByYangXiaoleiSupervisor:Prof.LiPeixianDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，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。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列

3、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；也不包含为获得西安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作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安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于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时

4、本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要由于GaN基蓝光/绿光LEDs及LDs的产业化，使得人们对III-氮化合物半导体材料的研究倾注了更多的兴趣。GaN因其宽禁带宽度、直接带隙和抗辐射性能和耐热性等特点成为制备光电器件的主要材料。本文研究了GaN基紫外大功率LED的可靠性，主要是基于器件在直流开态应力下老化后的性能退化机制。首先，通过分析并综合大量的文献资料，总结出引起GaN基LED在加速老化实验后性能退化的机制，主要包括：接触金属电迁移，P

5、-GaN及欧姆接触退化，深能级缺陷的增加，P-型掺杂不稳定性。随后利用中为光电公司制造的395nm紫外大功率LED进行直流老化实验，2该器件正常工作电流为350mA，器件尺寸为45×45mil。选取光衰不同的两组器件，对其I-V特性曲线分为三个区域进行对比分析，分别为反向区，未开启区和线性区。研究发现造成器件退化的原因可能为深能级缺陷，并排除了欧姆接触退化这一原因。接着对两组器件进行低频噪声测试，通过对测得的电流功率谱密度/频率曲线拟合，发现造成器件退化的主要原因是有源区中存在的大量的深能级缺陷，该结论也进一步验证了通过I-V特性分析得出的退化原因。最后对短波

6、长器件的电学及光学特性进行研究，主要包括两种器件：AlGaN/InGaNUV-LED和AlGaN/AlGaNUV-LED。首先对LED器件的EL谱进行多峰拟合得到该器件的发光波长，分别为360nm和352nm。通过I-V测试，得到特性不同的两组LED器件，对其I-V特性差异进行详细的分析。随后分别在10KHz和100KHz频率条件下对器件的C-V特性进行测试，发现在某一频段及电压偏置下LED中的载流子变化来不及响应这一频率，表现为电容值的下降。随后利用相应的公式得到表观载流子分布图。比较两组器件的分布图可以得到器件特性差的主要原因，即材料的特性差造成器件电学特

7、性的下降。通过分析载流子分布图，可以得到360nm和352nm器件中材料特性较差的部位分别为n-型区到部分有源区和有源区。关键词：GaN基UVLED，开态应力，退化机制，光衰论文类型：基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTBecauseofthecommercializationofGaN-basedblue/greenlight-emittingdiodes(LEDs)andlaserdiodes,peoplepaidmoreinterestsintheresearchofIII-Nitridecompoundsemic

8、onductors.Moreover,