बीसवीं शताब्दी के बाद से 9 0 से धीरे-धीरे प्रदर्शन, निर्देश, बैकलिट और ठोस राज्य प्रकाश और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले गान सामग्री ने एक विशाल बाजार का गठन किया है। अब तक, गैलीलियम नाइट्राइड (गाएन) प्रकाश-उत्सर्जक डायोड (एलईड) तीन उपस्ट्रेट्स (नीलमणि, सिलिकॉन कार्बाइड और सिलिकॉन) पर तैयार किया गया है। हाल के वर्षों में सिलिकॉन सब्सट्रेट गैन आधारित एलईडी तकनीक की चिंता चूंकि सिलिकॉन (सी) सब्सट्रेट के पास कम लागत, बड़े क्रिस्टल आकार, आसान प्रसंस्करण और एपीटेक्सियल फिल्म के आसान हस्तांतरण के फायदे हैं, क्योंकि इसमें एलईडी और एलआईडी डिवाइस में उत्कृष्ट प्रदर्शन और कम लागत है।
कई शोध समूहों ने सी substrates पर GaN epitaxial फिल्मों को विकसित किया है और कुछ उपकरणों प्राप्त किया है या सी-आधारित GaN- संबंधित गुणों की जांच की है। एलईडी की तैयारी में, गैन फिल्म डिवाइस के ऊर्ध्वाधर संरचना को तैयार करने के लिए नए समर्थन सब्सट्रेट को स्थानांतरित कर दिया जाता है, जो डिवाइस की संरचना के समान पक्ष के साथ बेहतर ऑप्टिकल प्रदर्शन होता है
इस पत्र में, सी सब्सट्रेट पर जीएन एपीटेक्सियल फिल्म को तांबे के सब्सट्रेट को सपोर्ट कर दिया गया था, तांबे क्रोम सब्सट्रेट सपोर्ट और वेल्डिंग के माध्यम से वेल्डिंग के माध्यम से सी सब्सट्रेट को सपोर्ट किया गया था। ऊर्ध्वाधर संरचना प्रकाश उत्सर्जक उपकरण प्राप्त किया गया था, और तीन प्रकार के नमूनों ने वृद्धावस्था का तुलनात्मक अध्ययन किया था।
प्रयोग
प्रायोगिक एपिटेक्सियल वेफर्स एक 2in (50.8 मिमी) नीले थे 1000 एलएम @ 1000 एलएम के एक चिप आकार के साथ एमओसीवीडी द्वारा सिलिकॉन (111) सब्सट्रेट पर विकसित गैन / गैन बहु-क्वांटम ऑक्साइड एपिटेक्सियल वेफर्स, और विकास विधि की सूचना दी गई है। भट्ठी के साथ बढ़े हुए एपिटेक्सियल वेफर्स तैयार किए गए थे। उनमें से एक सी सब्सट्रेट को दबाव वेल्डिंग और रासायनिक नक़्क़ाशी के माध्यम से स्थानांतरित कर दिया गया था। प्रकाश उत्सर्जक डिवाइस को नमूना ए कहा जाता था और अन्य दो विद्युतचुंबकीय और रासायनिक रूप से उत्कीर्ण थे। गाएन एपीटेक्सियल फिल्म को एक मढ़वाया तांबा सब्सट्रेट और एक इलेक्ट्रोप्लेटेड कॉपर-क्रोम सब्सट्रेट, क्रमशः स्थानांतरित कर दिया गया था और एक प्रकाश उत्सर्जक डिवाइस को नमूना बी और नमूना सी, क्रमशः। एपीटेक्सियल फिल्म ट्रांसफर मोड के अतिरिक्त तीन नमूने और सब्सट्रेट का समर्थन समान नहीं है, अन्य डिवाइस विनिर्माण प्रक्रिया एक समान है।
समान नमूनों के व्यक्तियों के बीच समान मतभेदों के परिणामस्वरूप, प्रारंभिक परीक्षण के लिए नमूने ए, बी, सी, प्रयोग और परीक्षण के लिए चिप के प्रतिनिधि का चयन किया गया। प्रत्येक चिप एक नंगे कोर पैकेज है आम तौर पर 1000 एलएम @ 1000 एलएम चिप ऑपरेटिंग वर्तमान 350 एमए के आकार, क्रमशः ए, बी, सी डीसी वर्तमान 900 एमए के माध्यम से कमरे के तापमान पर उम्र बढ़ने में तेजी लाने के लिए। वर्तमान-वोल्टेज (IV) विशेषता वक्र, इलेक्ट्रर ओ ल्यूमिनेसिसेंस (ईएल) स्पेक्ट्रम, प्रत्येक वर्तमान में प्रत्येक नमूने की सापेक्ष हल्की तीव्रता बिजली की आपूर्ति केइथले 2635 और स्पेक्ट्रोमीटर कॉम्पैक्ट सरणी स्पेक्ट्रोमीटर (सीएएस) 140CT
परिणाम और चर्चा
चतुर्थ विशेषताओं विश्लेषण
तालिका 1 Vf और आईआर मूल्यों को दर्शाता है तीन नमूनों की उम्र बढ़ने से पहले 80, 150 और 200 घंटे की उम्र बढ़ने के लिए उम्र बढ़ने की स्थिति कमरे के तापमान पर 900 एमए हैं, जहां Vf 350 एमए में वोल्टेज है और आईआर रिवर्स 10V में रिसाव चालू है, रिसाव 5V रिसाव 5V में मापा जाता है, तुलनात्मक परिणाम के लिए, रिवर्स 10V में मापा गया और अधिक गंभीर स्थिति का चयन करें। चित्रा 1 वृद्धावस्था से पहले वृद्ध, उम्र के 80, 150 और 200 घंटों के चतुर्थ लक्षण घटता दिखाता है, जैसा कि क्रमशः 1 (ए) से (डी) में दिखाया गया है। चित्रा 1 (ए) से पता चलता है कि ए, बी, सी के तीन नमूनों में उम्र बढ़ने से पहले अच्छा IV विशेषताएं हैं, लगभग 2.5V का उद्घाटन वोल्टेज, 10-9ए के क्रम में 10V चालू रिवर्स। 200h की उम्र बढ़ने के बाद, रिवर्स की दिशा में तीन नमूनों का रिसाव चालू आईआर उम्र बढ़ने से पहले काफी अधिक था। तालिका 1 से पता चलता है कि बी नमूना का रिसाव चालू उसी पीठ पर सबसे छोटा है उच्च वर्तमान के बाद 200 घंटे में उम्र बढ़ने के बाद दबाव (-10 V) एक नमूना दूसरा है, और सी नमूना सबसे बड़ा है, और उम्र बढ़ने के समय के साथ, तीन नमूने एक ही पीछे हैं दबाव रिसाव वर्तमान अंतर बड़ा और बड़ा हो रहा है। में गण मन MQW सकारात्मक वोल्टेज की उम्र बढ़ने के बाद एलईडी थोड़ा बढ़ा है, क्योंकि लंबे समय तक बड़ी उम्र बढ़ने के कारण नंगे एन इलेक्ट्रोड (एल्यूमीनियम) स्थानीय ऑक्सीकरण जिसके परिणामस्वरूप अधिक से अधिक संपर्क प्रतिरोध होते हैं बुढ़ापे के बाद बड़े रिसाव के लिए कारण यह है कि इन की चौड़ाई गण मन एलईडी Pnjunction कमी की सतह को मुख्य रूप से पी-प्रकार वाहक एकाग्रता द्वारा निर्धारित किया जाता है। लंबे समय तक उम्र बढ़ने के बाद चिप्स की उम्र बढ़ने के बाद, एमजी-एच कॉम्प्लेक्स, एक्टिवेशन के अपघटन के कारण, पी-प्रकार वाहक एकाग्रता में वृद्धि हुई, जिसके परिणामस्वरूप कमी की परत को कम करना, रिवर्स पूर्वाग्रह, जब बाधा क्षेत्र को पतलापन, सुरंग ब्रेकडाउन घटकों में वृद्धि हुई, मौजूदा बढ़ोतरी को पीछे छोड़ दें; इसके अलावा, बुढ़ापे के बाद एक लंबे समय के बाद चिप, क्वांटम क्षेत्र का दोष घनत्व बढ़ता है, रिवर्स पूर्वाग्रह में दोष और जाल-सहायताकृत सुरंग का कारण रिसाव चालू होता है, और बी, ए के नमूनों की तापीय चालकता सी बदले में घट जाती है इसलिए, दोष और जाल घनत्व, ताकि तीन नमूनों का रिसाव एक ही वापस दबाव में बढ़ जाता है (जैसा कि तालिका 1 और अंजीर 1 में दिखाया गया है)।
विभिन्न substrates के लिए 1W सिलिकॉन सब्सट्रेट नीला एलईडी के एजिंग प्रदर्शन पर अध्ययन
अंजीर 1 बुढ़ापे से पहले और बाद में तीन नमूनों की चतुर्थ विशेषता घटता है
तालिका 1 वीएफ मूल्य और आईआर मूल्यों उम्र बढ़ने से पहले और बाद में तीन नमूनों में से
ईएल स्पेक्ट्रल विश्लेषण
चित्रा 2 कमरे के तापमान पर 900 एमए में 900 घंटे की उम्र से पहले और बाद में 1,10,100, 500, 800, 1000 और 1200 एमए के नमूनों के इलेक्ट्रोलाइमिनिसेंट (ईएल) स्पेक्ट्रा दिखाता है। 2 (ए 1) से (ए 3)] और तीन (अंजीर 2 (बी 1) से (बी 3)], इस आंकड़े की ठोस रेखा उम्रदराज होने से पहले स्पेक्ट्रम को दर्शाती है, और बिंदीदार रेखा वृद्घि के बाद स्पेक्ट्रम को दर्शाती है। चित्रा 2 (ए 1 ) ~ (ए 3) उम्र बढ़ने से पहले और बाद में एल स्पेक्ट्रम दिखाता है, और तीन नमूनों की उम्र बढ़ने से पहले और बाद के एलए स्पेक्ट्रम में कोई स्पष्ट परिवर्तन नहीं होता है, इसके अतिरिक्त उच्च गति की चोटी तरंग दैर्ध्य लाल होती है। चित्रा 2 (बी 1) ~ (बी 3) से पता चलता है कि उम्र बढ़ने से पहले और बाद के तीन नमूनों की तरंग दैर्ध्य वर्तमान की तुलना में काफी भिन्न हैं। उम्र बढ़ने से पहले और बाद में बी नमूनों के तरंग दैर्ध्य लगभग वर्तमान के समान होते हैं, लेकिन बुढ़ापे के बाद ही वृद्धि होती है। ए, बी, सी, तीन नमूने सब्सट्रेट की थर्मल चालकता के बीच अंतर के कारण, नमूना तापमान की उम्र बढ़ने समान नहीं है, इसलिए वही वर्तमान तरंग दैर्ध्य बहाव सी नमूना अधिकतम उम्र बढ़ने के बाद, एक नमूना का पालन किया, बी नमूना न्यूनतम। इसके अलावा, तीन प्रकार के नमूना सब्सट्रेट और चिप ट्रांस्फर विधि की वजह से ऐसा नहीं है, जिससे तनाव की स्थिति से नए सब्सट्रेट पर गाएन एपीटेक्सियल फिल्म के हस्तांतरण के बाद ऐसा नहीं है। साहित्य से पता चलता है कि गाएन परत के तन्यता तनाव कम हो जाते हैं और क्वांटम के कॉम्प्रेएचर तनाव को अच्छी तरह से बढ़ाया जाता है GaN परत में सिलिकॉन सब्सट्रेट से वेल्दींग और रासायनिक नक़्क़ाशी द्वारा नए सिलिकॉन सब्सट्रेट में गायन को स्थानांतरित करने के बाद गान परत में वृद्धि हुई है। पतली फिल्म अंतरण की तनाव में छूट अधिक गहन है, जिससे कि क्वांटम अच्छी तरह से एक अधिक संकुचित तनाव के अधीन हो और जिसके परिणामस्वरूप ध्रुवीकृत विद्युत क्षेत्र बड़ा हो, जिसके परिणामस्वरूप बैंड के अधिक से अधिक झुकाव हो, जिससे कि फोटोन ऊर्जा कम है, ईएल तरंगदैर्य का प्रदर्शन अब लंबा है। इसलिए, नमूनों को ई-स्पेक्ट्रम में सिलिकॉन सब्सट्रेट पर उम्र बढ़ने से पहले और बाद में छपा हुआ था, ए नमूना की तरंग दैर्ध्य सबसे छोटा था, सी नमूना दूसरा था, बी नमूना सबसे लंबा था, और बी नमूना था और सी का नमूना बहुत करीब था। चित्रा 2 चित्रा 2 भी बी के नमूने के तरंग दैर्ध्य के छोटे से वर्तमान और उच्च उम्र के बाद, जो निम्नलिखित पहलुओं से संबंधित हो सकता है उच्च वर्तमान से रेखांकन को दर्शाता है। एक तरफ, जंक्शन तापमान बढ़ जाता है जिससे गाएन बैंड का अंतर छोटा हो जाता है और तरंग दैर्ध्य लाल रंग का होता है। बी नमूना के तनाव में छूट के परिणामस्वरूप, बी-नमूना क्वांटम अच्छी तरह से सबसे अधिक तनावग्रस्त तनाव है, इसलिए बी-नमूना मल्टि क्वांटम क्षेत्र में सबसे मजबूत ध्रुवीकरण प्रभाव होता है, और ध्रुवीकरण प्रभाव से मजबूत निर्मित होता है बिजली क्षेत्र। इस बिजली के क्षेत्र में महत्वपूर्ण मात्रा की सीमा का प्रभाव होता है जिससे प्रकाश के तरंग दैर्ध्य का एक लालच होता है।
विभिन्न substrates के लिए 1W सिलिकॉन सब्सट्रेट नीला एलईडी के एजिंग प्रदर्शन पर अध्ययन
चित्रा 2 चित्रा 2 तीन नमूनों 900mA परिवेश का तापमान 188h के पहले और बाद में एल स्पेक्ट्रम [(ए 1) ~ (ए 3)] और मौजूदा परिवर्तनों के साथ तीन प्रकार के नमूना तरंग दैर्ध्य (और बी 1) ~ (बी 3) के बाद और बाद में बुढ़ापे)
विद्युत-वर्तमान (एलआई) संबंध विश्लेषण
चित्रा 3 350mA वर्तमान नमूना के रिश्तेदार प्रकाश तीव्रता के तहत वर्तमान में तीन नमूनों के बीच संबंध के उम्र बढ़ने के समय 100% की रोशनी तीव्रता से पहले आयु हो। यह चित्रा 3, ए, बी, सी से तीन प्रकार के नमूनों को देखा जा सकता है कि उम्र बढ़ने के समय के साथ पहली वृद्धि में वृद्धि हुई है और फिर कम हो जाती है, जो हल्के तीव्रता में वृद्धि के बाद 2h के बाद एक नमूना, उम्र बढ़ने के बाद प्रकाश की तीव्रता शुरू हुई कमी, और बी, सी नमूनों 32h पर आयु वर्ग के थे, 10h प्रकाश तीव्रता गिरावट शुरू हुई, और एक नमूना की तुलना में धीमी गिरावट की प्रवृत्ति। और कमरे के तापमान पर देखा जा सकता है, ए, बी, सी के तीनों नमूनों की रोशनी की तीव्रता के तहत 350 एमए के बाद उम्र बढ़ने की अधिकतम सीमा होती है और फिर कम हो जाती है, सी नमूनों में सबसे कम, एक बार बी नमूना प्रकाश तीव्रता का मूल्य कम हो जाता है, लेकिन अभी भी बड़ा उम्र बढ़ने से पहले मूल्य की तुलना में इस घटना का कारण यह है कि एमओसीवीडी विधि द्वारा विकसित गाएन को आंशिक स्वीकर्ता एमजी है जो एचजी के एचजी के गठन से उत्तीर्ण है, और एमजी का सक्रियण दर बहुत कम है, जिसके परिणामस्वरूप निम्न छेद एकाग्रता होती है। एमजी-एच बंधन का हिस्सा बाधित होता है ताकि स्वीकर्ता एमजी सक्रिय हो, छेद की एकाग्रता बढ़ जाती है, वाहक एकाग्रता अधिक मिलान हो सकती है, चमकीले दक्षता अधिक हो जाती है दूसरी ओर, वृद्धावस्था नॉनरेडियाएक्टिव पुनर्संयोजन केंद्रों की घनत्व का कारण बनती है जैसे कि गाएन सामग्री में डिस्लोकेशन और दोष, कम होने के कारण चमकदार दक्षता में कमी और हल्की तीव्रता में कमी। ये दो तंत्र एक-दूसरे के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं उम्र बढ़ने की शुरुआत में, एमजी-स्वीकरर सक्रियण तंत्र हावी है, ताकि तीन नमूनों की तीव्रता एक ही वर्तमान के साथ बढ़ जाती है। उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के साथ, गैर-विकिरण जटिल जटिल हाइपरप्लासिया तंत्र प्रमुख है, इसलिए तीन नमूनों के बाद समय की अवधि के बाद उच्च वर्तमान उम्र बढ़ने से हल्की तीव्रता कम हो जाती है। तीन नमूनों की प्रकाश विफलता में अंतर इस तथ्य के कारण हो सकता है कि तीन नमूना क्वांटम कुओं की तनाव स्थिति और समर्थन सब्सट्रेट की तापीय चालकता नॉनरैडिएटिव कम्पाउंड सेंटर के समान नहीं है।
चित्रा 3,350mA कमरे के तापमान पर वर्तमान रिश्तेदार प्रकाश तीव्रता 900mA समय के साथ बदलने के बाद उम्र बढ़ने (उम्र बढ़ने से पहले प्रकाश तीव्रता का 100%)
निष्कर्ष
परिणाम दर्शाते हैं कि तांबा सब्सट्रेट की EL तरंग दैर्ध्य एक ही वर्तमान में सबसे लंबे समय तक है, क्योंकि डिवाइस के विद्युत को सिलिकॉन सब्सट्रेट, तांबा सब्सट्रेट और तांबे-क्रोमियम सब्सट्रेट गान-आधारित नीले एलईडी पर किया जाता है। तांबे सब्सट्रेट के हस्तांतरण के बाद, गाएन एपिटेक्सियल फिल्म की तनाव में छूट अधिक संपूर्ण है। तीन अलग-अलग सब्स्ट्रेट एलईडी उपकरणों की उम्र बढ़ने के माध्यम से देखा जा सकता है कि एलईडी की विश्वसनीयता को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक इसका तनाव राज्य हो सकता है। उम्र बढ़ने से पहले और बाद में तीन उप-सब्सट्रेट्स की IV विशेषताएँ, लाइट विशेषताओं और एलए स्पेक्ट्रा का अध्ययन किया गया। परिणाम बताते हैं कि तांबा सब्सट्रेट डिवाइस बेहतर उम्र बढ़ने हैं
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