【摘 要】
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自从1989年第一支具有pn结的蓝光发光二极管(LED)问世以来,LED发展已经超过60年。GaN基LED是市场的主力,主要的成员是蓝光和绿光LED,还包括使用荧光粉获得的白光LED。大功率L
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自从1989年第一支具有pn结的蓝光发光二极管(LED)问世以来,LED发展已经超过60年。GaN基LED是市场的主力,主要的成员是蓝光和绿光LED,还包括使用荧光粉获得的白光LED。大功率LED适合高亮度方面的应用如汽车前灯、大面积显示屏和普通照明等。目前GaN基大功率LED在芯片性能方面已经优于传统的LED,但其制作过程仍需优化。本论文主要研究了Si衬底GaN基蓝光LED芯片的一些性能：可靠性,结温特性,高注入电流下效率下降(efficiency droop)现象,得到了如下研究结果：1.对Si衬底GaN基蓝光LED芯片在常温下经1000小时老化的电学和发光性能进行了研究。老化后的光功率随时间的变化分先升后降两个阶段。老化前后Ⅰ-Ⅴ曲线结果显示,反向漏电流和正向小电压下的电流都有明显的增加。测试了老化前后不同电流密度下LED的EQE和光衰,发现老化前后EQE衰减幅度与注入电流密度关系密切,在2.0A*cm-2电流密度处EQE有最大值,同时也是老化前后光衰最小处。芯片经200mA加速老化1000h后在60mA工作电流下光功率下降仅3.8%,说明硅衬底LED芯片具有较高的可靠性。2.基于电学测量法研究了正向电压与温度之间的线性关系,此线性关系可用于LED结温的测量。3.蓝光和绿光LED的光功率与工作环境和驱动条件有密切的关系。在小电流区域随着温度的升高L-Ⅰ曲线由线性转换为超线性。在300K的温度下随着驱动电流增加时,L-Ⅰ由超线性转换为次线性。随着温度的降低,LED的EQE峰值出现即效率下降现象发生的电流密度在单一下降；在高电流密度下,100K温度下LED的EQE下降速率最快且小于其它温度下LED的EQE,两者的起因都可归结为电子泄漏。本论文得到了国家863纳米专项(No.2003AA302160)和电子发展基金资助
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