InGaAlP四元系LED管芯热场分布对其发光效率的影响.pdfVIP

I I nGaA P四元系L印管芯热场分布对其发光效率的影响 朱晓东夏明颖李胜瑞王宗英付一哲 河北誓立t电子有m公可石寡庄市l饽信糟立t公司一■删1 ■，：丰文遗过对lnGl^lP四元幕LED的oU一特性盈翻埒丹布的囊试，研究了蕞鼓直对LED垃黼奉曲■■．堵出了为 量毫光电转换教事而在警苍尺寸及电极设计时的忱化思想及方整． 一． 引言 四元系A1GBInP超高亮度L即是近十年来发展起来的新兴产业，它以十分迅猛的势头 发展并已达到常规材料似1As，G“sP和G8P不可比拟的性能水平．随着超膏亮L即日益 广泛的应用，研究其发光特性以便在不同应用条件下设计合理的蕾芯尺寸．使_箕具有优良 的性船价格比是十分必要的。 由于采用瑚cvD生长的InG“lP四元系LED芯片．耍达劐传统的L匝芯片宦口层几十 个微米的厚度是不可能的．这样，注入的电流便不能扩晨刭薹个有源层中．电撮月墨的局 部区域过热的问怎尤为突出．从而使载流子的复合发光效奉大为降低，而且使光■出功率 特性过旱饱和．本文给出了红外热像仪对InGaAlP不同尺寸芯片热场分布的潮量赫果．并 研究了对其发光效率的影响，以便优化芯片的尺寸设计．使光■出功率特性不仅有足謦的 线性动态范围，而且还具有较高的光电转换效率． 二．测试结果 1．管芯的Pfl’I特性铡试 材料波长^=625m．GaP电流扩展层厚度为7—8 uⅢ．浓度卜2×lo”，电报形状为tx， u u 电极尺寸为：键台区110×110m，支角长30m．取材料相邻位置，不同尺寸的臂芯， 封装管壳型号为吼型。LED芯片的光电转换效率在此以q表示(n=光功率P／电功率 a，c曲线管芯大小为250um×250um，b，d曲线管芯丈小为420u口×420pm．由图中 可以看出在小电流条件下，小管芯的光功率比大管芯光功率大．而当电流大于25“时则 相反，并且小管芯光功率的饱和电流较大管芯的饱和电流小。 2．管芯的I，一I特性测试 材料及电极形状同1，取相邻位置不同尺寸的管芯，封装管壳型号为qF92型．每5-^ u 测该点光强，典型曲线见图2。a曲线管芯大小为250¨m×250m， b曲线管蕊大小为蛆0 um×420um．由圈中可以看出在小电流条件下．小管芯的I，比大管芯的I，大，而奠着电 流的增大．大管芯的I。增加速率要快．小管芯的I。饱和电漉较大警芯的饱和电流小． 3．管芯的热场分布 用IfI特性测试中所用管子．壳温为70℃下测试，取引线对面方向．以电极边缘为 零点，根据设备给出坐标值，每5ⅡⅢ为一个测试点，分别在I：20“和I=∞一下嗣试． ·65· 热场分布见圈3，圈4．(以I：80母A为例)．以电极边馨到测试点距离为x轴，温度为Y轴． ■境为‘20ut×420u日． 镙器¨慵薹暑暑暑 ● 一 ● 一 _ I— I_ m螺籼 眦Ip咐性●■ 一团 ■‘·啪-mx·l∞，∞■龋丹：●■ ，t■椿捧¨花再● ，m_t-∞mu眦舟膏●蟪 —¨畸如峨●●-皇舟审●奠 三．结果分析 由圈1中我们可以看出，在小电流条件下，小警芯的光功率比大管芯的光功率大，而 大电瀛下则正相反．其主要原因是：一方面由于电流扩展的影响，根据文献报导．电流扩 x|_s／2)／l 晨的公式为Jm)=J．exp[一(1 o】 其中10=(2／BR。J-)…B；q，2KT 式中l。再有长度的量纲，相当于特征长度，R。由中最小的一层决定，鉴于GaP 对