缺陷分析有哪几种主要方法( 七 )


3.1 对抗静电能力试验的影响[4]
静电放电(ESD)容易引起GaN基发光二极管pn结的击穿,造成器件失效,因此抗静电能力的高低直接体现LED器件可靠性 。采用晶体管图示仪作为试验前后的电性能参数测试,ETS910静电模拟发生器对待测样品进行放电,条件为标准人体模型,正反向连续放电3次,间隙为1s,测试结果(表2)表明,当静电电压较低时,所有样品的抗静电能力未见差别,但随着电压的上升,差别明显加大 。取自Ep1-1外观缺陷片缺陷附近区域的样品Cp1-1组的抗静电能力最差,而其他三组差别不明显 。
在外延材料结构中,InGaN有源层的势阱、势垒的宽度窄,器件ESD失效机理相对复杂[5],试验结果统计显示,晶体质量较差、失配严重所对应的器件被静电击穿而失效的概率较其他器件要大得多 。可见当器件受到静电冲击时,外延结构晶体中的缺陷及其附近晶格畸变严重和位错密度高的薄弱位置将容易被击穿 。
3.2 电老化试验[6]
发光二极管的退化主要包括管芯和环氧树脂等缓慢退化 。在本文的试验中,环氧树脂退化的影响将尽可能降低 。由于GaN基LED可靠性水平的不断提高,其超长的工作寿命,已不可能通过正常应力条件下的寿命试验来验证,故采用两种加速条件进行老化试验:①采用高温恒流的高恒定热电应力加速老化试验,试验条件为正向电流40mA,环境温度60℃,时间96h,其试验结果见表3;②采用高恒定电流应力加速老化试验,试验条件为正向电流30mA,环境温度25℃,时间1008h,结果见表4 。光通量退化曲线如图5所示 。
试验结果表明,四组样品光输出退化趋势基本相似,体现样品器件的电老化总体综合情况,其之间的差异是由芯片造成的 。无论是高温恒流加速老化或者是高恒定电流老化试验,取自Ep1-1外观缺陷片缺陷附近区域的样品Cp1-1组的光衰都最大,因所有样品的封装条件一样,故器件光输出退化速率的差别应为管芯所造成 。由于缺陷对载流子具有较强的俘获作用,在有源层中形成无辐射复合中心,使光效降低,而注入载流子的无辐射复合又使能量转化为晶格振动,导致缺陷和位错等造成载流子泄漏和非辐射复合中心的增多,使得器件内量子效率下降速率加快[7] 。