слокацій в кристалах нітридів досягає 107? 1 010 см - 2. Внаслідок цього базові структури для створення приладів на основі GaN отримують за допомогою гетероепітаксійних осадження з газової фази або молекулярно-променевої lt; # justify gt; 1) Невідповідність постійних решіток підкладки і нітридних шарів.
2) Наявність ростових дефектів.
) Невідповідність коефіцієнтів термічного розширення підкладки і нітридних шарів.
) Флуктуації (під час росту) температури, швидкості осадження, відносини потоків елементів.
) Поверхнева сегрегація індію.
) Компонентне змішування.
Досягнутий рівень lt; # justify gt; Тип дефектаХарактерістіка дефектаПлотность дефектовIМелкіе дефекти (не більше 10 нм) у приповерхневих епітаксійних шарах p-GaN 108? 109 см - 2IIПротяжённие дефекти (до 200 нм) на всю глибину епітаксійного шару p-GaN 107? 108 см - 2IIIСквозние дефекти, що поширюються на всю глибину багатошарової епітаксіальній структури GaN (3,5 мкм) 106? 107 см - 2
Таким чином, якість гетероструктур визначається в першу чергу мінімальної пружною і відсутністю пластичної деформації в активній зоні, а ефективність і надійність роботи приладів на основі гетероструктур залежить від локалізації і концентрації домішкових і структурних дефектів на гетерограніц і в робочій області. Наявність дефектів призводить до появи локальних перегрівів і перерозподілу щільності струму та потужності в структурі. Перегрів (у тому числі і локальний) СІД зменшує квантовий вихід світла, змінює кольоровість і обмежує максимальну оптичну потужність і термін служби.
Слід зазначити, що початкові стадії деградації СІД починаються вже в перші 100 годин роботи СІД під навантаженням [5]. Це помітно по істотним змінам ВАХ в області мікрострумів. Як показано в [6], додаткові струми витоку пов'язані з протяжними мікродефектами, пронизливими активну область СІД. При експлуатації СІД під дією струму великої щільності відбувається електродіффузіонное перерозподіл домішок в області скупчення таких дефектів, що призводить до локальних змін, зокрема, до сильного локального нагріванню, механічним напруженням і утворення додаткових точкових дефектів, які є центрами безвипромінювальної рекомбінації [1-3,6 ]. Збільшення ступеня безизлучательной рекомбінації, в свою чергу призведе до додаткового локального перегріву структури і т.д. Такі процеси найінтенсивніше проходять під електродами і можуть індукувати при металізації p-контакту, оскільки при цій технологічної операції виникають сильні механічні напруги.
Нами проведений патентний пошук по Росії, США і Європейським країнам. Результати представлені в додатку А.
За результатами патентного пошуку можна сказати наступне: Існує багато різних установок і методик для дослідження деградації і теплових процесів в СІД, але немає жодної установки для комплексного дослідження СІД. Таким чином, розробка даної установки вельми перспективна.
мікроструми збірка друкований оптичний
2. Аналіз технічного завдання
. 1 Визначення складу установки
Установка для комплексного дослідження деградації гетероструктур світлодіодів складається з наступних частин:
1) оптичний блок (МІМ - 7, МБС - 10);
2) персональний комп'ютер (ПК);
) блок ультрафіолетової підсвічування;
) блок вимірювання ВАХ;
) тепловізійний блок;
1 - УФ лампа; 2 - БП УФ лампи; 3 - МБС - 10; 4 - піч; 5 - СІД; 6 - МІМ - 7; 7 - Web-мікроскоп; 8 - тепловізор; 9 - автоматизований будівник ВАХ; 10 - універсальний вимірювач ВАХ в області мікрострумів; 11 - персональний комп'ютер
Рисунок 2.1 - Функціональна схема установки
2.2 Визначення послідовності вимірювань та випробувань
1) Фотографування поверхні кристала СІД.
2) Фотографування поверхні СІД в УФ світлі. Визначення початкової дефектності кристала.
) Вимірювання ВАХ в області мікрострумів. Визначення ступеня впливу наскрізних дефектів, що поширюються на всю глибину багатошарової епітаксіальній структури «закоротки».
) Картина світіння поверхні СІД до випробування.
) Вимірювання калібрувальних ВАХ при різних температурах в режимах негріющомуся струму для подальшого визначення температури активної зони в робочому режимі.
) Випробування. Спільно з НІІПП.
) Повторення процедури дослідження СІД після випробувань.
