Методика определения электрофизических характеристик светодиодов

Представлена методика анализа электрофизических характеристик светодиодов (далее СД), изготовленных из различных полупроводниковых материалов группы AIIIBV при воздействии внешних факторов, таких как ионизирующее излучение различных видов, длительная эксплуатация, повышенная температура, электрические поля и т.д.). Данная методика предназначена для определения омического сопротивления СД и индивидуальных коэффициентов пропорциональности, которые позволяют целенаправленно исследовать деградационные процессы в СД. Показано, что на вольт-амперных характеристиках (ВАХ) выделяются характерные области протекания рабочего тока: область низких токов (НТ), область омического сопротивления СД – R область, область высоких токов (ВТ). Показано, что сублинейный участок прямой ветви ВАХ прибора с p-n-переходом можно экстраполировать линейной зависимостью, наклон которой определяется его омическим сопротивлением. Определены физико-математические соотношения для омического сопротивления СД, изготовленных из любых материалов. Для исследуемых СД на основе материалов AlGaInP (c множественными квантовыми ямами и без), AlGaN с множественными квантовыми ямами и монокристаллического GaP при протекании прямого тока определены диапазоны напряжений отсечки. Представлена методика, которая может быть использована для анализа работы любых приборов, принцип работы которых основан на использовании p-n-перехода и барьера Шоттки.

1. Таперо К. И., Демидась Г. В., Щемеров И. В. Исследование деградации GAAS/GE солнечных элементов вследствие радиационно-индуцированных эффектов структурных повреждений //Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру, 2011. №. 3. С. 46-51.

2. Wilson D.J., Schneider K., Hönl S, Anderson M., Baumgartner Ya., Czornomaz L., Kippenberg T.J., Seidler P. Integrated gallium phosphide nonlinear photonics // Nature Photonics, 2020. V.14. № 1. P. 57-62.

3. John S. Different Types of in Light Emitting Diodes (LED) Materials and Challenges-A Brief Review // International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology, 2018. V.6. P. 4418 – 4420.

4. Фролов И.В., Радаев О.А., Сергеев В.А. Динамические характеристики и квантовая эффективность отдельных спектральных составляющих спектра излучения InGaN светодиодов // Журн. Радиоэлектроники, 2018. № 9. С. 1 – 14.

5. Chang M. H., Das D., Varde P.V., Pecht M. Light emitting diodes reliability review // Microelectronics Reliability, 2012. V.52. № 5. P. 762 – 782.

6. Brudnyi V., Prudaev I., Oleinik V., Marmaluk A. Electron irradiation degradation of AlGaInP/GaAs light‐emitting diodes // Physica status solidi (a),2018. V.215. №8. P. 1700445.

7. Мелебаев Д., Аннабердиева М.Р., Котыров М., Ташлиева А.М. Оптические свойства фосфида галлия и фотодиоды Шоттки на его основе // Национальная ассоциация ученых, 2021. №. 65-2. С. 35-51.

8. Ионычев В. К., Шестеркина А. А. Исследование глубоких центров в микроплазменных каналах фосфидгаллиевых светодиодов зеленого спектра излучения // Физика и техника полупроводников, 2017. Т. 51. №. 3. С. 386-389.

9. Градобоев А. В., Орлова К. Н., Асанов И. А. Деградация параметров гетероструктур AlGaInP при облучении быстрыми нейтронами и гамма-квантами // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру, 2013. №. 2. С. 64-66.

10. Романов Н. М., Мокрушина С. А. Влияние гамма-облучения на МДП-структуры с тонким оксидом Al2O3 // Перспективные материалы, 2018. №. 2. С. 17-24.

11. Orlova K. N., Gradoboev A. V. Change in radiating power of the algainp heterostructures under irradiation by fast neutrons / 24th International Crimean Conference Microwave & Telecommunication Technology, Sevastopol, Ukraine, 2014, P. 874-875. doi:10.1109/CRMICO.2014.6959672

12. Бурмистров, Е. Р., Авакянц, Л. П., Афанасова, М. М. Пьезоэлектрическая релаксация двумерного электронного газа в гетероструктурах с квантовыми ямами InGaN/GaN // Известия высших учебных заведений. Физика, 2021. Т.64. №5 (762). С.9-19.

13. Градобоев А. В., Орлова К.Н., Арефьев К.П., Асанов И.А. Исследование гетероструктур AlGaInP при облучении гамма-квантами в области перестройки дефектной структуры // Известия высших учебных заведений. Физика, 2013. Т. 56. № 11-3. C. 116 – 119.

14. Генцарь П. А. Радиационно-стимулированная релаксация внутренних механических напряжений в гомоэпитаксиальных пленках фосфида галлия //Физика и техника полупроводников, 2006. Т. 40. №. 9. С. 1051-1053.

15. Gradoboev A. V., Simonova A. V., Orlova K. N. Influence of irradiation by 60Co gamma-quanta on reliability of IR-LEDs based upon AlGaAs heterostructures // Physica status solidi (c), 2016. V.13. № 10-12. P. 895-902.

16. Симонова А. В. Влияние ионизирующего излучения на деградационные процессы в светодиодах при эксплуатации: диссертация кандидата технических наук. Томск, 2019. 130 с.