大功率LED的電子束輻照效應(yīng)及壽命退化研究.pdf

1、近年來,隨著航天事業(yè)和半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,大功率 LED被廣泛用在載人飛船、空間站及通信衛(wèi)星上,為航天員在艙內(nèi)工作、出艙行走以及衛(wèi)星圖像的拍攝提供照明。但大功率 LED長期暴露在輻射環(huán)境中,其性能會受到電子、質(zhì)子等高能粒子的嚴(yán)重影響。因此,本文采用蒙特卡洛模擬與實驗相結(jié)合的方法,研究了電子輻照效應(yīng)對大功率 LED宏觀特性參數(shù)、微觀結(jié)構(gòu)及壽命造成的影響,具有非常重要的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。
　　首先,根據(jù)大功率 AlInGaP紅

2、光 LED、大功率 InGaN藍光 LED芯片材料的特點,分別在 CASINO軟件中建立了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模型,運用蒙特卡洛相關(guān)理論,模擬并分析了以不同能量,不同注量的電子束射入芯片材料時,電子的軌跡,運動方向,及能量損耗等變化過程。使用 HAAS-2000高精度快速光譜輻射計對輻照前后 LED進行測試,從宏觀的角度研究了電子束對 LED的影響,結(jié)果表明:不同劑量的電子束輻照大功率 AlInGaP紅光 LED后,其光電特性衰減表現(xiàn)出“注量效應(yīng)

3、”;不同能量的電子束輻照大功率 InGaN藍光 LED后,發(fā)現(xiàn)能級越低的電子束對其光電特性影響越大。
　　其次,利用深能級瞬態(tài)譜(DLTS)、光致發(fā)光譜(PL)等技術(shù),并結(jié)合電子束輻照相關(guān)機理,從微觀的角度研究了電子束對 LED芯片材料造成的損傷,結(jié)果表明:受電子束輻照后的 AlInGaP芯片材料中會產(chǎn)生多數(shù)和少數(shù)載流子缺陷;電子輻照會在InGaN芯片材料的多量子阱層中產(chǎn)生誘導(dǎo)損傷,低能量的電子束會比高能量的電子束對多量子阱近表面