對集成Ag基反射鏡的垂直結(jié)構(gòu)GaN基發(fā)光二極管(LED)薄膜芯片施加ESD(electro-static discharge)沖擊,觀察其靜電失效的現(xiàn)象并對失效演變的過程進行研究。結(jié)果表明,LED芯片經(jīng)過ESD沖擊后,內(nèi)部會隨機出現(xiàn)ESD黑點。隨著ESD電壓逐漸增大,此ESD黑點逐漸演變成為靜電孔。通過聚焦離子束刻蝕等手段,得出ESD黑點產(chǎn)生的原因,即靜電擊穿產(chǎn)生的瞬間高溫將LED芯片中的p-GaN及Ag基反射鏡熔化,從而使得Ag反射鏡的反射率降低。在LED薄膜芯片靜電失效的演變過程中,ESD黑點周圍的GaN粗化面的六角錐結(jié)構(gòu)出現(xiàn)形狀變小、密度增大的現(xiàn)象,該現(xiàn)象與靜電擊穿發(fā)生的程度相關(guān)。因此,認為靜電擊穿過程中內(nèi)部產(chǎn)生的瞬間高溫對表面GaN材料的晶體質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。

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【部分圖文】：

圖6 靜電擊穿溢出物的EDS成分分析。

圖5熒光光致發(fā)光圖�；谝陨戏治�,將在垂直結(jié)構(gòu)GaN基LED薄膜芯片中的靜電擊穿演變過程分為以下四個階段。

圖1 ESD黑點的光學顯微鏡照片

圖1為ESD黑點光學顯微鏡照片,黑點出現(xiàn)在芯片內(nèi)部,尺寸在幾個微米內(nèi)。本文實驗安排如下:所用樣品為GaN基綠光LED,均為利用金屬有機物化學氣相外延沉積(MOCVD)法在Si(111)襯底上外延生長的InGaN/GaN綠光多量子阱LED結(jié)構(gòu),其生長方法已有多次報道[9-10]。為....

圖3 施加不同ESD電壓后的芯片形貌圖。

圖4為晶圓B2上有、無ESD黑點的LED芯片的I-V特性曲線,可知,芯片上無ESD黑點時,其I-V特性與典型的正向?qū)ǚ聪蚪刂沟亩䴓O管特性相符,芯片的PN結(jié)未遭到破壞;當芯片上出現(xiàn)ESD黑點時,其I-V曲線正向開啟電壓趨近于0,正反向漏電流大幅增加,I-V曲線表現(xiàn)出接近電阻的特性....

圖4 LED芯片I-V特性曲線

圖3施加不同ESD電壓后的芯片形貌圖。圖5為熒光顯微鏡下晶圓B3在ESD黑點出現(xiàn)前后的光致發(fā)光圖,其中熒光顯微鏡的激發(fā)功率、曝光時間及濾光片均相同�？芍�,與ESD黑點出現(xiàn)前芯片的光致發(fā)光亮度相比,ESD黑點(橢圓圈處)出現(xiàn)后芯片的光致發(fā)光亮度大幅度降低。這是因為ESD黑點出現(xiàn)后....

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