Физико-технологические основы повышения эффективности полупроводниковых источников света

• Автор: Щербаков, Валентин Николаевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Эволюция светодиодов от холодного света Лосева до освещения улиц и площадей.

1.1. Историческая справка.

1.2. Сравнительный анализ основных типов ламп, применяемых

для освещения.

1.3. Прогноз развития рынка белых светодиодов СД и светодиодных устройств СДУ

ГЛАВА 2. Элементы конструкции и технологии изготовления

мощных светодиодов различного типа

2.1. Расчет внешней эффективности и теплового сопротивления

СД различных конструкций

2.2. Методы и результаты расчета температуры гетероперехода
2.3. Технологический процесс производства СД
2.3.1. Производство кристаллов излучателей
2.3.2. Производство оснований.
2.3.3. Производство линзовых крышек.
2.3.4. Сборка СД
2.3.5. Входной контроль кристаллов
2.3.6. Входной контроль оснований.
2.3.7. Входной контроль линзовых крышек.
2.3.8. Технология сборки для кристаллов.
с контактами по обе стороны.
ГЛАВА 3. Принципы создания, элементы конструкции и
технологии СД и СДУ белого цвета свечения полупроводниковых
3.1. Принципы создания источников белого цвета
3.2. Колориметрический расчет белого СД, состоящего из синего
чипа и фотолюминофора желтозеленого цвета свечения.
3.3. Элементы конструкции и технологии изготовления белых СД
з
ГЛАВА 4. Математическая модель гетероструктуры, излучающей в красной, желтой, зеленой и синей области спектра.
4.1. Введение
4.2. Электролюминесценция из оптически активной области гетероперехода при малом уровне инжекции в диффузионном приближении
4.3. Электролюминесценция из квантовых ям в компенсированном слое при высоком уровне инжекции в диффузионном приближении.
4.3. Электролюминесценция из квантовых ям в компенсированном слое при высоком уровне инжекции в
дрейфовом приближении теории.
Выводы.
ГЛАВА 5. Исследование надежности СД и светоизлучающих
устройств при воздействии внешних факторов и длительной
наработки i i испытания .
5.1. Надежность полупроводниковых изделий
5.2. Дополнительные испытания на воздействие влаги.
5.2.1. Воздействие деионизированной воды.
5.2.2. Воздействие водопроводной воды
5.2.3. Воздействие 1 раствора хлористого натрия в воде
5.3. Испытания на длительную наработку i i
Выводы.
ГЛАВА 6. Исследование воздействия нейтронного и гамма облучения на вольтлюменамперные характеристики и параметры активной области эффективных xi.x,5,5 и i. Ixi.x гетероструктур с красным, зеленым и синим цветом свечения ,,
6.1. Методы облучения и исследования параметров
гетероструктур до и после облучения.
6.2. Исследуемые структуры на основе xi.x,5,5 с
красным цветом свечения.
6.3. Распределение концентрации заряженных центров в гетероструктурах до и после облучения.
6.4. Вольтлюменамперные характеристики I. гетероструктур с красным цветом свечения до и после облучения
6.5. Обсуждение экспериментальных резцльтатов и оценка
константы повреждаемости времени жизни
6.6. Исследуемые структуры на основе АуСа.уНпхСа.
хОаЫ с зеленым и синим цветом свечения , .
6.7. Распределение концентрации заряженных центров в гетероструктурах I и II типа с зеленым цветом свечения до и
после облучения.
6.8. Вольтлюменамперные характеристики АЬуСА. уМ1ЫхСА1.хМ0АЫ структур первого и второго типа с
зеленым и синим цветом свечения до и после облучения
6.9. Обсуждение экспериментальных результатов и расчет констант повреждаемости времени жизни при облучении на
основе математической модели гетероструктуры.
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


СД в значительно большем интервале времени. Результаты воздействия проникающей радиации нейтронов и гамма квантов на чипы и СД с красным, зеленым и синим цветом свечения показали их повышенную стойкость по сравнению с СД первого поколения на основе , , ,,, ,6,4 и даже карбиде кремния. У СД и СДУ измеряли вольтлюменамперные характеристики ВЛАХ на автоматизированной установке с компьютерной обработкой результатов измерений до и после воздействия нейтронов и гамма квантов. Для определения параметров и концентрации глубоких примесных центров использовали метод термостимулированной емкости. Измерения проводили до, во время и после облучения светодиодов и структур нейтронами и гамма квантами. Измерения после проведения испытаний в соответствии с ОСТ В проводили на стандартной аппаратуре. Достоверность и обоснованность полученных результатов Гетероструктуры чипы для исследования выбирали из одной небольшой части пластины, которые разделялись на отдельных частей. Измерения чипов, СД и СДУ проводились на автоматизированной установке, без участия оператора, с компьютерной обработкой результатов измерений по заданной программе. СД для проведения испытаний на надежность согласно ОСТ В и радиационную стойкость выбирались с близкими параметрами из большой партии СД. Проведены комплексные исследования распределения заряженных центров, измерены вольтлюменамперные характеристики, которые позволили установить структуру гетероперехода наличие компенсированных слоев шириной 0,0, мкм и квантовых ям шириной
2. Установлено, что ВАХ гетероструктур с красным, желтым и синим цветом свечения хорошо согласуются с классическими диффузионными и дрейфовыми теориями двойной инжекции Холла, РашбаТолпыго, Ламперта, Марка и др. Разработана математическая модель гетероперехода с одной или несколькими квантовыми ямами, которая позволила рассчитать люменамперные и люменвольтные характеристики, использованные при анализе надежности и радиационной стойкости СД. Проведенные комплексные испытания на длительную наработку i i СД с красным, зеленым, синим и белым цветом свечения позволили установить, что у СД с красным цветом свечения в первые 0 ч. У СД остальных цветов снижение не превышало . Впервые проведенные нами исследования по воздействию нейтронов и гамма квантов на СД с красным, зеленым, синим и белым цветами свечения показали, что для СД, излучающих в красной области спектра, величина тоКт ,8 см2н, что примерно соответствует СД из фосфида галлия, излучающего в красной области спектра. Параметры и ширина компенсированной области у I СД изменялись при облучении. Вольтлюменамперные характеристики гетероструктур II типа с зеленым цветом свечения и I, II типа с синим практически не менялись при облучении нейтронами, пока флюенс не превышал 5 нсм2. Величина тоКт была менее 0,,2 см2н. Практическая полезность заключается в разработке разных вариантов конструкции и технологии нескольких типов СД и СДУ с силой света 0 Кд в угле при рассеиваемой мощности 5 Вт. Разработанные конструкции позволяют рассеивать электрическую мощность Вт при токе через кристалл площадью 1 мм2 до 0 мА. Результаты работы внедрены в ЗАО Пола и ООО КвантЧ. Основные результаты работы докладывались на МНТК Информационные технологии в науке, технике и образовании, г. Аланья, Турция, 9 мая г. МНТК Моделирование электронных приборов и техпроцессов, обеспечение качества, надежности и радиационной стойкости приборов и аппаратуры, г. Севастополь, 9 сентября г. МНТК Информационные технологии и моделирование электронных приборов и техпроцессов в целях обеспечения качества и надежности аппаратуры, Сусс, Тунис, 9 октября г. Пй Всероссийской конференции Нитриды галлия, индия и алюминия НГИА, г. IV Всероссийской конференции НГИА, СанктПетербург, СПГУ, июня г. V Всероссийской конференции НГИА, Москва, МГУ, января2 февраля г. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. Основная часть диссертации изложена на 6 страницах машинописного текста, содержит рисунка и таблицы.