шляху застосування сучасних технологічних процесів, вдосконалення матеріалів і структур, а також шляхом розробки оптимальних конструктивно-технологічних рішень. У теж час проблема деградації СІД залишається актуальною і, незважаючи на безперервні дослідження цього явища, багато питань залишаються відкритими і вимагають свого рішення [6]. Складність проблеми полягає в тому, що параметри і характеристики СІД на основі багатокомпонентних розчинів в сильному ступені залежать від методу і технології виготовлення, типу і концентрації легуючої домішки, структурних дефектів і цілого ряду інших факторів. СІД деградують і під час роботи.
Відомо [1-4], що деградація інтенсивності електролюмінесценції СІД, отримана при більш високій щільності струму, перевершує значення, спостережувані при низькій щільності струму навіть при більш високій температурі навколишнього середовища. Це свідчить про те, що основною причиною деградації інтенсивності електролюмінесценції гетероструктур є підвищена щільність струму, а не навколишня температура. Ці факти слід мати на увазі при експлуатації СІД на підвищених плотностях струму.
Зроблені оцінки деградації при напрацюванні в 10000 годин при підвищених значеннях щільності струму і температури показують [2], що саме збільшення щільності струму більш істотно впливає на деградацію кристалів на основі InGaN/GaN-гетероструктур, оскільки призводить до нерівномірного розподілу температури в гетероструктуре і, як наслідок, локального перегріву її активної області.
Крім того, для СІД, що працюють при високих рівнях збудження, особливої ??гостроти набуває проблема відведення тепла, що виділяється і прецизійного контролю температури активної області. При цьому істотно знати не усереднену температуру, розраховану на основі теплових опорів, а детальну картину розподілу температурних полів, так званий температурний «mapping» [7].
Ці факти необхідно враховувати для визначення оптимального режиму роботи, як при розробці світлодіодів, так і при проектуванні світлодіодних пристроїв.
Як ми бачимо, процеси деградації СІД вельми непрості. Вивчення ж цих процесів дає ключ до збільшення надійності СІД, до створення таких діодів, в яких процеси деградації будуть значно слабшими. Зменшивши процеси деградації СІД ми зможемо підвищити їх ККД. Зможемо збільшити максимальний струм, при якому світлодіоди ще не будуть деградувати. Встановлення зв'язку між швидкістю деградації найважливіших параметрів світлодіодів в процесі напрацювання з величинами цих параметрів до напрацювання, в перспективі, дає можливість кількісно пророкувати термін служби світлодіодів ще на стадії виробництва.
Аналіз відомих результатів досліджень деградації світлодіодів і методів її вивчення, а також особливості сучасного виробництва призвели до ідеї проведення комплексного експерименту, в якому проводяться вимірювання максимально можливої ??кількості параметрів і характеристик світлодіодів з метою встановлення їх взаємозв'язку і взаємозалежності в процесі напрацювання.
Цьому і присвячена дана робота - створення комплексної установки для дослідження деградації СІД.
1. Аналітичний огляд
У потужних світлодіодах поверхню кристала має велику площу, що неминуче призведе до нерівномірного розподілу щільності світлового потоку по діаграмі випромінювання, що ще більше проявляється при деградації [1 4, 6].
Не можна не торкнутися колірних характеристик. Цілком очевидно, що чим більше площа кристала, тим важче нанести шар люмінофора, пропорційний щільності випромінювання в кожній точці [2].
Відомо, що найбільш різкі і великі по амплітуді зміни властиві светодиодам з найбільшими показниками ефективності. Очевидно, що це обумовлено саме перерозподілом щільності потоку.
Як вже говорилося вище, виділення електричної потужності в активній області структури призводить до її розігріву. Особливістю СІД, ускладнює їх теплове моделювання, є дія різних механізмів теплової зворотного зв'язку в структурах приладу, які призводять до зміни вихідного розподілу джерел тепла в структурі [5]. У результаті розподілу температури, щільності струму і потужності стають неоднорідними.
Крім цього, виробництво та експлуатація СІД завжди супроводжується появою макродефектів, тобто відхилень електрофізичних або теплофізичних параметрів локальної області структури від номінальних значень більше допустимого рівня. Наявність дефектів призводить до появи локальних перегрівів і перерозподілу щільності струму та потужності в структурі.
Відомо, що для температур плавлення GaN (~ 2 800 ° С) характерні високі рівноважні тиску азоту, що перешкоджає вирощуванню скоєних кристалів GaN з розплаву. Звичайна щільність ди...
