硅衬底大功率GaN基LED的可靠性研究

摘要

GaN基LED具有节能环保、亮度高、寿命长等特点,广泛应用于室内照明、指示灯、显示屏、汽车工业等领域,近几年来硅衬底GaN基LED得到了广泛关注和研究,并取得了很多重大突破,具有很大的应用价值和发展潜力。但是由于应用时间较短,大功率LED器件的可靠性成了大家比较担心的问题。因此本文研究了硅衬底大功率GaN基绿光和白光LED的制备、老化特性和温度特性,得出了如下结果:
　　1、用MOCVD系统制备了三组硅衬底大功率GaN基绿光LED,并在500 mA的电流应力下加速老化1000 h,研究其老化特性。结果表明,它们的电学性能和峰值波长基本保持不变,光功率、光通量和相对EQE略微降低,但是老化了1000 h后的光功率只降低到了老化前初始值的97.5％左右,所以这三组硅衬底大功率GaN基绿光LED在大电流老化下性能稳定,说明硅衬底大功率GaN基绿光LED的生长工艺有较大温度窗口,其器件的可靠性能满足各种应用。
　　2、通过大功率蓝光 LED与黄光荧光粉结合的方式制备了三种硅衬底 GaN基白光LED:直涂荧光粉灌胶LED、滴荧光粉灌胶LED和完全荧光粉灌胶LED,并在500 mA的电流应力下加速老化240 h,研究其老化特性。结果表明,老化后LED的光通量降低,显色指数略微升高,色温基本不变,光谱图中白光颜色成分比例也变化不大,说明它们在大电流下工作光电性能稳定,可靠性好。
　　3、研究了硅衬底大功率GaN基绿光和白光LED从297 K(室温)到447 K过程中的温度特性。结果表明,随着温度的升高,绿光和白光LED的反向漏电流增大,电压下降,光通量下降,峰值波长发生红移,光谱也随之变化;白光LED的电压与温度的关系系数K值为-1.2 mV/K;白光光谱中蓝光的比例先减小后增大,黄光的比例先增大后减小,所以封装白光LED时要根据实际应用情况对白光的参数进行设计。

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第 1 章 综述

1.1 引言

1.2 GaN材料的基本性质

1.3 硅衬底GaN基LED的研究和发展

1.4 白光LED的获得方法

1.5 LED的可靠性研究

1.6 本论文的研究内容与行文安排

第 2 章 硅衬底大功率GaN基绿光LED的老化特性

2.1 引言

2.2硅衬底大功率GaN基绿光LED的制备

2.3硅衬底大功率GaN基绿光LED的老化

2.4 小结

第 3 章 硅衬底大功率GaN基白光LED的老化特性

3.1 引言

3.2硅衬底大功率GaN基白光LED的制备

3.3硅衬底大功率GaN基白光LED的老化

3.4 小结

第 4 章 温度对硅衬底大功率GaN基LED光电性能的影响

4.1 引言

4.2 温度对硅衬底大功率GaN基绿光LED光电性能的影响

4.3 温度对硅衬底大功率GaN基白光LED光电性能的影响

4.4 小结

第 5 章 结论

5.1 结论

5.2 展望

参考文献