Средства измерения малосигнальных и шумовых параметров светоизлучающих диодов для целей диагностики их качества

• Автор: Фролов, Илья Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1 Методы и средства измерения параметров нелинейных

эквивалентных схем полупроводниковых приборов

1Л Эквивалентные схемы гетеропереходных светодиодов

1.2 Методы измерения параметров нелинейных элементов электрических цепей

1.3 Методы идентификации и измерения параметров многоэлементных двухполюсников

1.4 Недостатки методов измерения малосигнальных параметров гетеропереходных светодиодов и требования к измерительной аппаратуре
1.5 Средства измерения малосигнальных параметров светодиодов методами импедансной спектроскопии
1.6 Средства измерения параметров гетеропереходных светодиодов методом емкостной спектроскопии
1.7 Средства диагностики полупроводниковых приборов по шумовым
параметрам
Выводы
Глава 2 Повышение точности измерения параметров нелинейной эквивалентной схемы гетеропереходных светодиодов методами импедансной спектроскопии
2.1 Погрешность измерения дифференциального сопротивления нелинейного двухполюсника
2.2 Алгоритм определения набора оптимальных частот тестового сигнала
при измерении параметров многоэлементных двухполюсников
2.3 Способ измерения сопротивления базы полупроводникового диода
2.4 Способ измерения дифференциального сопротивления нелинейных двухполюсников с температурозависимой вольт-амперной характеристикой
Выводы

Глава 3 Диагностика гетеройереходных светодиодов методами емкостной спектроскопии
3.1 Погрешность измерения емкости нелинейного двухполюсника, обусловленная нелинейностью
3.2 Установка для измерения вольт-фарадных характеристик
гетеропереходных светодиодов
Выводы
Глава 4 Измерение малосигнальных параметров гетеропереходных светодиодов методами шумовой спектроскопии
4.1 Шумовая эквивалентная схема светодиода
4.2 Аппаратно-программный комплекс для измерения вероятностных характеристик флуктуаций тока накачки светодиодов
4.2.1 Обоснование структурной схемы комплекса
4.2.2 Электрическая схема аппаратно-программного комплекса
4.2.3 Измерение спектральной плотности шума методом удвоения
4.2.4 Измерение вероятностных характеристик низкочастотного шума методом дискретных выборок
4.2.5 Оценка погрешности определения автокорреляционной функции
электрических шумов гетеропереходных светодиодов
4.3 Измерение импеданса двухполюсника с применением шумового тестового сигнала
4.3.1 Способ измерения параметров элементов многоэлементных нерезонансных двухполюсников
4.3.2 Установка для измерения импеданса двухполюсника с применением
шумового тестового сигнала
Выводы
Г лава 5 Диагностика качества гетеропереходных светодиодов по шумовым
и малосигнальным параметрам
5.1 Связь характеристик низкочастотного шума светодиодов с распределением примесей и плотности тока в гетероструктурах

5.2 Определение параметров рекомбинационных центров в 1пОаМ/ОаИ светодиодах методом низкочастотной шумовой спектроскопии
5.3 Оценка качества СИД по малосигнальным и шумовым параметрам
5.4 Исследование процессов деградации светодиодов при испытаниях
5.4.1 Связь снижения квантовой эффективности светодиодов при испытаниях с особенностями вольт-фарадных характеристик
5.4.2 Исследование процессов деградации красных гетеропереходных
светодиодов ТЪСК5800 УЗБЙау при испытаниях
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

1.6 Средства измерения параметров гетеропереходных светодиодов методом емкостной спектроскопии
Среди методов измерения параметров полупроводниковых диодов особую нишу занимают методы емкостной спектроскопии, позволяющие на основании зависимости барьерной емкости диода от напряжения, температуры и частоты тестового сигнала определять различные свойства и параметры приборов, такие как контактная разность потенциалов, профиль распределения концентрации носителей заряда в активной области, наличие точечных дефектов и заряженных центров в структуре и их энергию активации и т. д. [12, 50, 52, 53, 56, 57, 67, 98, 99]. Принципы методов емкостной спектроскопии диодных структур развиты в работах JI. С. Бермана, А. А. Лебедева, Я. А. Фетодова, Ф.И. Маняхина и применены к анализу свойств гетеропереходных СИД, в том числе с квантоворазмерными слоями, О. А. Солтановичем, Е. Б. Якимовым, Н. М. Шмидт,
В. И. Зубковым, О. В. Кучеровой. Анализ ВФХ СИД с множественными КЯ позволяет получать информацию о количестве заряда, захваченного в КЯ, о концентрации легирующих примесей в ямах и барьерах, о расположении КЯ в ОПЗ р-п перехода, о положении энергетических уровней в КЯ.
Стандартная процедура обработки ВФХ заключается в получении профиля распределения носителей заряда, который широко используется для изучения распределения дефектов в гомогенных полупроводниках и характеризации гетероструктур, в том числе с квантово-размерными областями [98].
Профиль распределения концентрации носителей заряда N(w) вдоль координаты w принято рассчитывать из экспериментально полученных ВФХ C(U) по стандартной формуле в предположении резкого перехода [122, 52, 53, 98, 99]:
(1.18)
Координата w рассчитывается по формуле плоского конденсатора:
(1.19)
Основным преимуществом методов емкостной спектроскопии является