GaN基LED失效分析与可靠性研究

发布时间：2017-10-08 20:14

  本文关键词：GaN基LED失效分析与可靠性研究

  更多相关文章： LED 电极 失效分析 短路 可靠性

【摘要】：LED具有寿命长、能耗小、绿色环保等优点,广泛应用于照明显示领域。LED的可靠性研究是实现其广泛使用在各种场合的保证,在LED的研究和生产制造中,具有相当重要的作用。本文研究GaN基LED的失效机制及可靠性,找出造成LED失效的机理,对LED光参数退化建立退化模型,研究结果对LED科研和质量检测方面具有非常重要的意义。对负电极脱落造成白光LED失效进行了研究。结合扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)对退化样品芯片进行了表面形貌表征和微区成分分析。SEM观察到退化样品负极脱落处表面粗糙不平,且透明导电薄膜存在颗粒状结晶。经EDS检测发现负极脱落处存在腐蚀性氯元素,并在封装胶中检测出氯。分析认为,封装胶中残留的氯离子与负极中Al层发生的电化学腐蚀是致使样品失效的主要原因。研究了GaN基通孔垂直结构LED的短路失效机制。在光学显微镜观察到失效样品芯片通孔附近出现暗色区域,并以通孔为中心在周围分布。采用金相切片法结合SEM对异常通孔处进行截面形貌表征。发现失效样品GaN外延层破裂,芯片背金层有大量空洞集中在通孔下方区域,并且固晶层中也有空洞存在。分析认为:背金层和固晶层中空洞的存在造成LED内部热应力和电应力集中,GaN外延层在过高电应力和极端的热冲击下,最终产生破裂,致使LED短路失效。对LED光参数呈非单调退化规律的LED灯珠可靠性进行研究。采用加速寿命试验获得光通量退化数据,利用指数叠加形式的退化模型进行拟合。用MATLAB软件计算样品的伪失效寿命,通过Kolmogorov-Smirnov检验法确定两个样本伪失效寿命分别服从对数正态分布和威布尔分布,以相应分布参数评估产品可靠性。该方法对参数呈非单调退化规律的LED器件可靠性评估具有一定的参考价值。
【关键词】：LED 电极 失效分析 短路 可靠性
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN312.8;TN304.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-23
• 1.1 LED的发光原理10
• 1.2 LED芯片的结构10-11
• 1.3 LED可靠性研究11-21
• 1.3.1 LED失效的模式和机制11-14
• 1.3.2 LED失效分析的方法14-15
• 1.3.3 LED的可靠性预测15-21
• 1.4 本文研究内容21-23
• 第二章 GaN基白光LED电极失效机制研究23-33
• 2.1 引言23
• 2.2 实验23-25
• 2.2.1 实验样品23-24
• 2.2.2 实验仪器24-25
• 2.2.3 实验方案25
• 2.3 实验结果与分析25-32
• 2.3.1 电参数测试25
• 2.3.2 芯片表面形貌观察25-27
• 2.3.3 电极失效机制分析27-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 GaN基通孔垂直结构LED失效分析33-44
• 3.1 引言33
• 3.2 实验33-34
• 3.2.1 实验样品33-34
• 3.2.2 实验34
• 3.3 结果与分析34-43
• 3.3.1 短路测试35
• 3.3.2 抗静电测试35-36
• 3.3.3 微观形貌观察与失效机制分析36-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 GaN基LED可靠性预测44-59
• 4.1 引言44
• 4.2 理论分析44-47
• 4.2.1 Kolmogorov-Smirnov检验44-46
• 4.2.2 退化模型46
• 4.2.3 LED伪失效寿命估算46-47
• 4.3 实验47-48
• 4.3.1 实验样品及步骤47-48
• 4.4 结果与讨论48-57
• 4.4.1 计算流明维持率48-50
• 4.4.2 退化模型确定50-53
• 4.4.3 伪失效寿命计算53-54
• 4.4.4 确定伪失效寿命分布54-55
• 4.4.5 分布参数估计55-57
• 4.5 本章小结57-59
• 结论59-60
• 参考文献60-65
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果65-66
• 致谢66-67
• 附件67

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张协和;粟滋;;失效分析在质量管理中的作用[J];山东工业大学学报;1984年03期

2 杞居意;;整机所开展电子器件现场失效分析的意义[J];电讯技术;1987年02期

3 黄尚立;前车之覆 后车之鉴——评介《机械装备失效分析图谱》[J];中国图书评论;1991年05期

4 刘涌;90年代失效分析的发展趋势[J];电子产品可靠性与环境试验;1995年06期

5 郑鹏洲;失效分析是提高元器件可靠性的关键工作——纪念航空航天部半导体器件失效分析中心成立四周年[J];微电子学与计算机;1991年10期

6 张安康 ,周旭东;硅堆的可靠性及其失效分析[J];电子器件;1993年03期

7 吴文章;C型扫描声学显微镜在功率管失效分析中的应用[J];电子产品可靠性与环境试验;1997年06期

8 唐民,张素娟;先进成像技术在失效分析中的应用[J];半导体技术;2001年02期

9 宁叶香;潘开林;李逆;;电子组装中焊点的失效分析[J];电子工业专用设备;2007年09期

10 杞居意 ,李华明;视频延迟线失效分析[J];电讯技术;1983年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 ;中国机械工程学会失效分析分会简介[A];2009年全国失效分析学术会议论文集[C];2009年

2 ;中国机械工程学会失效分析分会简介[A];2007年全国失效分析学术会议论文集[C];2007年

3 ;中国机械工程学会失效分析分会[A];2006年全国失效分析与安全生产高级研讨会论文集[C];2006年

4 张峥;陈再良;李鹤林;;我国失效分析的现状与差距[A];2007年全国失效分析学术会议论文集[C];2007年

5 王金星;刘天模;张力;冯大碧;;天然气阀门开裂失效分析[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年

6 吴凡;;曾经的失效分析案例回顾[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年

7 靖琦;杨永生;曹淑芬;;失效分析档案的编研与开发利用[A];档案管理与利用——方法 技术 实践[C];2013年

8 郑文龙;施伟力;;失效分析可靠性的探讨——从一些事故分析探讨如何提高失效分析结论的可靠性[A];2009年全国失效分析学术会议论文集[C];2009年

9 臧启山;田纪丰;姚戈;袁金才;苏会和;;失效分析在金属研究所的发展[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年

10 王金星;刘天模;张力;冯大碧;;天然气阀门开裂失效分析[A];2007年全国失效分析学术会议论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报实习记者　 郝鸿波;失效分析从幕后走向公众[N];大众科技报;2006年

2 顾永强;加强设备失效分析与预防势在必行[N];中国安全生产报;2007年

3 杨学锋;重视生产设备的失效分析与预防[N];经理日报;2006年

4 质宣;首部元器件失效分析专著发布[N];中国航天报;2010年

5 本报记者 荣为人;分析产品故障 推动科技发展[N];中国航空报;2005年

6 记者 杨学锋;启用失效分析与预防技术[N];中国安全生产报;2006年

7 杜长全;企业如何重视质量控制与可靠性工作[N];中国企业报;2010年

8 本报记者 陈青 何晓龙;让石油管材物尽其用[N];中国石油报;2003年

9 本报记者 彭德倩 实习生 周扬清;设备“良医”[N];解放日报;2013年

10 谢仕j，

本文编号：996030