经过多年的研究与发展,GaN基LED表现出非常优良的光电性能,并为节能环保事业做出了极大贡献。现今GaN基LED已广泛应用到高效的照明系统中,未来在可见光通信中也有极大发展空间。针对固态照明系统,最优的技术路线是多基色高光效LED照明技术。这种方法既弥补了光谱缺失,也避免了斯托克斯损失。多基色照明的短板是高光效的黄光LED,经过大量研究,黄光LED的光效已经有了显著的提升。但是多基色高品质LED照明技术不仅仅需要高光效的黄光LED,同时需要高可靠性的黄光。然而关于黄光LED可靠性的研究还很稀少,亟待研究。本文就是在高光效黄光LED发展的基础上对其可靠性以及老化机理进行研究,主要结论如下:1.选取主波长为561nm的黄光LED,通过加大电流应力的方法进行加速老化实验。首先,随着老化时间的增加,非辐射复合的程度增加,导致光功率和外量子效率在小电流密度下衰减明显。而随着测试电流密度增加,非辐射复合中心逐渐被载流子饱和,因此衰减幅度减少。此外,老化后由于缺陷增加,导致正向漏电的轻微增加,这进一步引起了LED的峰值波长红移。在低温100K下发现LED的串联电阻明显增加,主要原因可能是由于在老化过程中LED p侧的Mg-H络合物的解离降低了器件p层的有效掺杂浓度。这一变化进一步导致了施加在V坑侧壁与平台两部分的电压差增大,使得更多的载流子注入到超晶格中。即老化后更少比例的载流子注入到有源区中,减少了在量子阱区发生辐射复合的载流子数量。这一变化也有可能出现在常温下,值得更进一步的研究。2.准备层结构会对黄光LED的光电性能有所影响。因此针对两种不同准备层结构的样品进行老化实验,分析可靠性的差异。实验发现,在n-GaN之后的准备层掺Si会导致耗尽层宽度的变小,进而增加二极管的内部电场,增加二极管的隧穿几率,这就会使器件的漏电流增加。老化后,准备层中掺Si的样品在。小电流密度下外量子效率下降得更为明显,可能的原因是老化过程中在电流和温度两个驱动力的共同作用下,不仅有缺陷的产生,也会存在杂质向有源区扩散的现象出现,同时由于位错对点缺陷的吸引作用,n型掺杂可能会沿着位错向有源区扩散。掺Si多的样品中会有更多的杂质扩散到量子阱区引起更明显的效率下降3.除了外延结构会对器件可靠性有所影响,不同的封装结构也会引起可靠性的差异。因此针对三种不同的黄光LED封装结构的样品进行老化实验。实验首先发现老化初期工作电压出现明显的下降。主要原因是在老化的过程中,在温度和电流的共同作用下,金属-半导体之间的欧姆接触有所改善,这使得器件的电阻变小,工作电压下降。由于早期工作电压变小,输入的电功率减小。早期光功率的衰减主要是由于输入功率减小导致的。其次,封装方式的不同对光功率的衰减有明显影响。灌胶封装方式的样品的光衰主要来自于芯片本身的恶化。对于聚碳酸酯透镜加灌胶封装,由于硅胶与聚碳酸酯透镜膨胀系数的差异,使得硅胶与聚碳酸酯透镜之间的界面出现变化,影响出光。对于聚碳酸酯透镜封装,支架上银反射镜直接与空气接触,在高温的环境下,银反射镜氧化变黑影响出光,因此光衰在三个样品中最大。