电子束辐照对GaN基蓝光LED特性参数影响

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项 参数 采 用远 方P -0 Vl 色 电参 数 测 试仪 进 MS 8 一 光 行 测 试 。 测试 的 环 境 温 度 为 2 .℃ ,环 境 湿 度 为 53 6 %, 测试 的 正 向 电 流I为 3 0 5 f 5 mA, 向 电压 VF 正 为
32V .
. _ u a itd — _ nr d ae
为2 .1 光通 量 衰 减 了近 3 %。如 图8 示 ,蓝 光 1 m, 2 0 所
甸 化
3 结论
采 用 地 那 米 加 速 器 产 生 的 低 能 电 子 束 对 Ga N
基 蓝 光 L D进 行 辐 照 ,通 过 对 比 辐 照 前 后 颜 色 参 E 数 和 光 度 参 数 ,发现 L D的 主 波 长 发 生 了漂 移 , E 色 纯 度 提 高 , 光通 量 、 光 效 都 有 所 降 低 , 电子 束 辐 照 会 引起 L D芯 片量 子 阱 中 的 原 子 位 移 ,非 复 E
图 1IG N 蓝 光L D芯 片 外 形 结 构 图 n a E
P—t ee t od ype lc r e met l ur e t s e i l y r a c r n pr ad ng a e
a n
。 G 。
m eal t

ete lr eo cd


图2 单 面 双 电极 结 构 图
d ta ng ai imel n r
功 率 型 蓝 光 L D为 核 心 的半 导 体 照 明 光 源 ,被 认 E
为是 继 白炽灯 和 荧 光灯之 后的 第三 代照 明光 源 。
1 LD E 芯片及辐照参 数的确定
11 E . L D芯 片 的选取
Doi 1 3 6 / . s 1 0 -0 4. 0 . (I). 2 : 9 9 J i n. 0 9 1 0. s 3 21 3 - 3 2
0 引言
电子束 辐照 加工 技 术具 有生 产率高 ,能耗 低 , 控制 性 好 ,无环 保 问题 等优 点 ,是一种 清 洁 的加 工 技 术 。8 年 代 以来 ,我 国辐 照加 工技 术得 到迅 速发 0 展 ,应 用 电子束 对半 导体 二极 管 、开 关 晶体管 、快 速 可控 硅辐 照取 得 了令人 满意 的效 果…。 半 导 体 发 光 二 极 管 ( ED— g tEmitn L Li h ti g Did )是 一种 新 型 的 发光 体 ,具 有 电光 转 换 效率 oe 高 、体 积 小 、 寿命 长 、 电压 低 、节 能 、环 保 等 优 点 ,是 下 一 代 理 想 的 照 明器 件 。Ga N作 为 宽 带 隙 第 三 代 半 导 体 材 料 的 代 表 ,具 有 禁 带 宽 、发 光 效 率 高 、热 导 率 高 、 击 穿 电压 大 、 电子 漂 移 和 饱 和
( 桂林 电子科技大学 机 电工程 学院 ,桂林 5 1 0 4 0 4) 摘

L U Ha- n , I ia g ZHANG i i HUANG . ig l Ru— n。 b Yi n p
要 :本文利用 能量为1 3 V、最大功率为9 K — Me 0 W的工业用地那米型电子加速器产 生的低能电子 束对
电子 对 电子 束 的能 量 的吸 收 ,原子 移位 引 起IG N n a 量子 阱 区的 富I量 子点变 得 更大 ,更 少 ,使得 量 子 n 点 处 的 I 组 分 更 大 ,所 以 引起 了主 波长 发 生 了 漂 n 移 。 由于 色纯 度 是 主 波 长描 述 颜色 时 的 辅 助 表 示 ,因而 主波长 的发 生变化 导致 色纯 度的变 化 。
速 度 大 、 介 电 常数 小 等 特 点 ,是 制 造 半 导 体 器 件 的理 想材 料 ,被 广泛 用 于L D的 制造 中, 以G N E a 基
L D单 面 双 电极 结构 ,如 图2 示 。它 以透 明 导 电 E 所
层 作 为P Ga — N之 欧 姆 接 触 层 ,并 以 A 金 属 层 作 为 u 焊 线 电极 。
wi d w ie n o sz
be m nho o e iy e ds a i m g ne t l a
i s a i t t a l±5 n t bl y i hl % n o mo e t n 5 r ha + %
图 4 S D 装 的灯 珠 M 封
t t i o he w ndow
电 位 场 被 加 速 ,被 加 速 的 电子 通 过 电磁 透 镜 聚 焦
中广 泛 使 用 的芯 片 ,其 中 包括 I Ga Ga 子 阱 n N/ N量
结构 。图 1 示为 IGa 蓝 光L D芯 片 外形 结 构 所 n N E 图 ,此 种芯 片 采 用 的是标 准 的蓝 宝 石基 板 之IGa n N
参 考 文献 :
[】谢 婉 玲 . Ga 1 n N肖特 基 势 垒 二 极 管 的 高 温 电 子 辐 照 效 应 — 【 . D】 成都 : 川 大 学 .0 68l . 四 20 . 4 一 [】方 志 烈 . 导 体 照 明 技 术 『 . 京 : 子 工 业 出版 社 . 0 : 2 半 M】 北 电 2 9 0
宣c \ 罟 暑 每 喇 I 口 u 吕0 4 4 m, 移 了近 1 n 9n 漂 m。如 图6 l 所示 ,蓝光L D的色 E
2 电子束辐照 实验及 结果 分析
21 电子 束辐 照 实验 .
辐 照 试 验 是 在 某 单 位 的小 车 辐 照 装 置 ( 图 如 3 示 )上 进 行 的 ,将 要辐 照 的L D芯 片放 在 辐 照 所 E 小 车 上 ,小 车 通 过 传 送 带 被 送 至地 那 米 加 速 器 的
表 1 电子束辐照装 置性能参数
e e t on lcr 1 3 e — M V e r ne gY r n a a i m x m um 9 0K W Po e w r la ng e di 1 00 0 i t biiy t n 士 5 ns a lt ha % ba em nO m OI e - be am e r Y ne g nO m OI e . m a m um xi 4 m A 0
合 型 复 合 , 降 低 少子 寿 命 。 这 对 进 一 步 研 究 电子
L D的 光效 率 的 平均 值 由辐 照前 的2 .m/ 为 辐 E 71 w变
照 后 的 1 .1 w。 , 些 光 度参 数 的 衰 减 原 因 是 由 88m/ 这
于 电 子 束 辐 照 在 量 子 阱 区 引起 了 晶体 缺 陷 , 进 而 产 生 非 辐 射 复 合 中心 , 引起 非 辐 射 型 复合 ,使 少
l Gv r d a e k a it d
图5辐 照 前 后 主 波 长 的变 化
— —
・ u r d ae — 1 Gy r d a e 一 n a itd In k a i td




1 0
图6 辐 照 前 后 色 纯 度 的 变 化
图3小车辐照装置

量 的 电 子束 辐 照 , 标号 为# 未经 过 辐 照加 工 的 芯 B, 片 标 号 为# A。辐 照 实 验技 术结 束 后 ,将2 颗 芯 片 O 进 行表 面贴 装 器件 (MD— ufc u tdDe i s S S r eMo ne vc ) a e 封 装 [】 4 。封 装 成 型 的灯 珠 如 图4 示 ,灯 珠 的 各 所
辐 照 所 用 的Ga N基 蓝 光 芯 片 是 当今 L D产 业 E
12 电子 束辐 照 实验 参 数 的确定 .
辐 照 装 置 选 用 的是 我 国 辐 照 工 业 上 普 遍 使 用
的 地 那 米 ( 频 高 压 型 )加 速 器 , 主 要 部 件 包 高 括 :加 速 管 , 高 频 变 压 器 ,整 流 倍 压 系统 , 高 频 振 荡 器 ,扫 描 装置 ,控制 系统 。工作 原 理 : 电子 枪 发 射 的 电 子 在 加 速 管 内通 过 高压 整 流 器 建 立 的
收稿 日期 :2 1 - 6 5 0 1 0 -1
基 金 项 目 :广 西 制 造 系 统 与 先 进 制 造 技 术 重 点 实 验 室 主 任 基 金 项 目 ( 90 70 — 1 ) 0 —0 —5 0 4 作者简介 :刘海 浪 (9 8 17 一),女 ,讲师 ,主要从事机 电一体 化技术方面的研究 。
束 辐 照对 L D的 改性 以 及 对研 究L D器 件 的 抗 辐 E E
射加 固具 有一 定 的指导 意义 。
子 的 寿 命 降 低 。复 合 时 可 以通 过 能 隙 中许 多 能 量
间 隔 小 的 能 级 作 发 射 多声 子 的跃 迁 ,这 就 是 非 辐
射 复 合 中心 的复 合 过 程 。 在 纯 的Ga N材 料 中 , 低
22 辐 照 前后 L D 色参 数对 比分 析 . E 颜
对 蓝 光L D进行 辐 照 加工 后 ,如 图5 示 ,发 E 所 现 蓝 光 L D的 主 波 长 发 生 了变 化 ,主 波 长 的 平 均 E 值 由辐 照前 的 为 5 5 m, 少 到 了 受 l Gy 照 后 的 0n 减 k 辐
[ 0 ] 第3 卷 1 2 4
第3 期
21— 3上 ) 020(

到 引 出装 置 中 , 由扫 描 系统 将 电子 束 打 开 ,通 过 钛 箔 扫 描 到 束 下 装 置 的被 照 物体 上 , 电 子 束 的 能
訇 化
量 ,束 流等 参数 是通 过控 制 系统调 节 ,达到 不 同辐 照剂 量 的要 求 。电子束 辐卷 4
第3 期
2 1 — 3 上 ) [0 1 0 2 0 ( 1 3

23 辐照前后L D . E 光度参数对 比分析 由 图7 以 看 出 , 辐 照 前 的 蓝 光LE 可 D光 通 量 的平 均值 为3 .1 辐 照 后 的L D光 通 量 的 平 均值 04m, E
电子 束 辐 照对 Ga 蓝 光 L D 性 参 数 影 响 N基 E 特
The par am et nfuence ect on beam r adi i er i l of el r ir at on
on GaN bas ed ue LED bl
刘 海 浪 ,张瑞 宾 ,黄 以 平
GN a 基蓝光L D E 进行 了电子束辐 照实验 ,对 比了辐 照前后的L D 色参 数 ,光度参 数的变化 , E颜 同时对实验结果进行分析和讨 论。结果表明 ,在 电子束辐照下 ,L D E 的主波 长发生了漂移 ,色 纯度 提高 ,光通量 、光效都有 所降低 ,并且发现 电子束辐照会 引起L D 片量子阱中的原子位 E芯 移 ,非复 合型复合 ,降低 少子寿命 。 关键词 :电子 束辐 照 ;L D;G N;特性参数 E a 中图分类号 :T 5 L5 文献标识码 :A 文章 编号 :1 0 —0 3 ( 0 ) 3上 ) 1 2 3 9 1 4 2 1 0 ( 一0 —0 0 2 0
下 方 , 经过 加 速 器 下 方 的过 程 中 ,芯 片 受 到 了 电 在
纯 度 的 平均 值 由辐 照前 的 76 .%增加 到 了受 l喜 辐 k Gy }
照 后 的 1 .%。 电子束 辐 照 引起 了L D芯 片量 子 阱 02 E 中的原子 的移 位 ,产 生原子 移位 是 由于量子 阱 中的
子 束 的 辐 照 ,辐 照 过程 中的 小 车 传 送 速 度 以及 辐 照 的 剂 量 都 是 由计 算机 进 行 控 制 的 。试 验 样 品采 用 同一 批 次 的G N基蓝 光L D芯 片 ,一共 2 颗 ,平 a E O
均 分成 2 ,每 l 颗 为一 组 ,其 中一 组 给予 lGy U 组 0 k  ̄
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