集成Ag基反射镜的GaN基LED薄膜芯片的静电失效演变

发布时间：2025-06-29 18:35

　　 对集成Ag基反射镜的垂直结构GaN基发光二极管(LED)薄膜芯片施加ESD(electro-static discharge)冲击,观察其静电失效的现象并对失效演变的过程进行研究。结果表明,LED芯片经过ESD冲击后,内部会随机出现ESD黑点。随着ESD电压逐渐增大,此ESD黑点逐渐演变成为静电孔。通过聚焦离子束刻蚀等手段,得出ESD黑点产生的原因,即静电击穿产生的瞬间高温将LED芯片中的p-GaN及Ag基反射镜熔化,从而使得Ag反射镜的反射率降低。在LED薄膜芯片静电失效的演变过程中,ESD黑点周围的GaN粗化面的六角锥结构出现形状变小、密度增大的现象,该现象与静电击穿发生的程度相关。因此,认为静电击穿过程中内部产生的瞬间高温对表面GaN材料的晶体质量产生较大影响。

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图6 静电击穿溢出物的EDS成分分析。

图5荧光光致发光图。基于以上分析,将在垂直结构GaN基LED薄膜芯片中的静电击穿演变过程分为以下四个阶段。

图1 ESD黑点的光学显微镜照片

图1为ESD黑点光学显微镜照片,黑点出现在芯片内部,尺寸在几个微米内。本文实验安排如下:所用样品为GaN基绿光LED,均为利用金属有机物化学气相外延沉积(MOCVD)法在Si(111)衬底上外延生长的InGaN/GaN绿光多量子阱LED结构,其生长方法已有多次报道[9-10]。为....

图3 施加不同ESD电压后的芯片形貌图。

图4为晶圆B2上有、无ESD黑点的LED芯片的I-V特性曲线,可知,芯片上无ESD黑点时,其I-V特性与典型的正向导通反向截止的二极管特性相符,芯片的PN结未遭到破坏;当芯片上出现ESD黑点时,其I-V曲线正向开启电压趋近于0,正反向漏电流大幅增加,I-V曲线表现出接近电阻的特性....

图4 LED芯片I-V特性曲线

图3施加不同ESD电压后的芯片形貌图。图5为荧光显微镜下晶圆B3在ESD黑点出现前后的光致发光图,其中荧光显微镜的激发功率、曝光时间及滤光片均相同。可知,与ESD黑点出现前芯片的光致发光亮度相比,ESD黑点(椭圆圈处)出现后芯片的光致发光亮度大幅度降低。这是因为ESD黑点出现后....

本文编号：4054654