搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

GaN基通孔垂直结构的发光二极管失效分析

符民 文尚胜 夏云云 向昌明 马丙戌 方方

GaN基通孔垂直结构的发光二极管失效分析

符民, 文尚胜, 夏云云, 向昌明, 马丙戌, 方方
PDF
导出引用
  • 基于X-射线透视仪进行无损伤检测发现发光二极管(LED)产品的封装会产生空洞的情况,特选取了GaN基通孔垂直结构的LED短路失效案例进行了失效性研究.利用光学显微镜、能谱仪和扫描电子显微镜对样品微观形貌进行表征,对失效样品进行金相切片处理,观察截面处形貌,最后根据分析结果得出样品的失效机理.分析结果表明:背金层空洞和固晶层空洞的存在加重了芯片通孔处应力不均,加快了GaN外延层的破裂的速度,致使LED失效.因此,在LED的封装过程中,也需要去避免空洞的产生,增加LED的可靠性.
      通信作者: 文尚胜, shshwen@scut.edu.cn
    • 基金项目: 广东省应用型科技研发专项(批准号:2015B010134001);广东省扬帆计划引进创新创业团队专项(批准号:2015YT02C093)和广州市产学研协同创新重大专项(批准号:201604010006)资助的课题.
    [1]

    Yeh N C, Chung J P 2009Renew. Sust. Energ. Rev. 13 2175

    [2]

    Fu M, Wen S S, Chen H W, Ma B X 2016Chin. J. Lumin. 37 366(in Chinese)[符民, 文尚胜, 陈浩伟, 马丙戌2016发光学报37 366]

    [3]

    Dong L, Liu H, Wang Y, Sun Q, Liu Y, Xin D, Jin L 2014Acta Phot. Sin. 43 50(in Chinese)[董丽, 刘华, 王尧, 孙强, 刘英, 辛迪, 荆雷2014光子学报43 50]

    [4]

    Xia Y Y, Wen S S, Fang F 2016Chin. J. Lumin. 37 1002(in Chinese)[夏云云, 文尚胜, 方方2016发光学报37 1002]

    [5]

    Zou S P, Wu B X, Wan Z P, Tang H L, Tang Y 2016Chin. J. Lumin. 37 124(in Chinese)[邹水平, 吴柏禧, 万珍平, 唐洪亮, 汤勇2016发光学报37 124]

    [6]

    Liu W J, Xiao L H, Jiang Y Z, Weng G E, L X Q, Huang H J, Chen M, Cai X M, Lei Y Y, Zhang B P 2012Opt. Mater. 34 1327

    [7]

    Tsai Y J, Lin R C, Hu H L, Hsu C P, Wen S Y, Yang C C 2013IEEE Photon. Tech. L. 25 609

    [8]

    Tian T, Wang L C, Guo E Q, Liu Z Q, Zhan T, Guo J X, Yi X Y, Li J, Wang G H 2014J. Phys. D:Appl. Phys. 47 115102

    [9]

    Wang H, Yun F, Liu S, Huang Y P, Wang Y, Zhang W H, Wei Z H, Ding W, Li Y F, Zhang Y, Guo M F 2015Acta Phys. Sin. 64 028501(in Chinese)[王宏, 云峰, 刘硕, 黄亚平, 王越, 张维涵, 魏政鸿, 丁文, 李虞锋, 张烨, 郭茂峰2015物理学报64 028501]

    [10]

    Liu Z H, Zhang L L, Li Q F, Zhang R, Xiu X Q, Xie Z L, Shan Y 2014Acta Phys. Sin. 63 207304(in Chinese)[刘战辉, 张李骊, 李庆芳, 张荣, 修向前, 谢自力, 单云2014物理学报63 207304]

    [11]

    Xiong C B, Jiang F Y, Wang L, Fang W Q, Mo C L 2008Acta Phys. Sin. 57 7860(in Chinese)[熊传兵, 江风益, 王立, 方文卿, 莫春兰2008物理学报57 7860]

    [12]

    Fan J M, Wang L C, Liu Z Q 2009J. Optoe. Laser 8 994(in Chinese)[樊晶美, 王良臣, 刘志强2009光电子8 994]

    [13]

    Wang S J, Uang K M, Chen S L, Yang Y C, Chang S C, Chen T M, Chen C H, Liou B W 2005Appl. Phys. Lett. 87 011111

    [14]

    Liu L, Hu X L, Wang H 2016Chin. J. Lumin. 37 338(in Chinese)[刘丽, 胡晓龙, 王洪2016发光学报37 338]

    [15]

    Huang B B, Xiong C B, Zhang C Y, Huang J F, Wang G X, Tang Y W, Quan Z J, Xu L Q, Zhang M, Wang L, Fang W Q, Liu J L, Jiang F Y 2014Acta Phys. Sin. 63 217806(in Chinese)[黄斌斌, 熊传兵, 张超宇, 黄基锋, 王光绪, 汤英文, 全知觉, 徐龙权, 张萌, 王立, 方文卿, 刘军林, 江风益2014物理学报63 217806]

    [16]

    Wang W K, Huang S Y, Huang S H, Wen K S, Wuu D S, Horng R H 2006Appl. Phys. Lett. 88 181113

    [17]

    Shchekin O B, Epler J E, Trottier T A, Margalith T, Steigerwald D A, Holcomb M O, Martin P S, Krames M R 2006Appl. Phys. Lett. 89 071109

    [18]

    Fujii T, Gao Y, Sharma R, Hu E L, DenBaars S P, Nakamuraa S 2004Appl. Phys. Lett. 95 3916

    [19]

    Wang M R 2010M. S. Thesis (Chengdu:University of Electronic Science and Technology of China) (in Chinese)[王美荣2010硕士学位论文(成都:电子科技大学)]

    [20]

    Otiaba K C, Bhatti R S, Ekere N N, Mallik S, Alam M O, Amalu E H, Ekpu M 2012Microelectron. Reliab. 52 1409

    [21]

    Tan L X, Jia L, Wang K, Liu S 2009IEEE Trans. Electron. Packag. Manuf. 32 233

    [22]

    Fleischera A C, Chang L H, Johnson B C 2006Microelectron. Reliab. 46 794

  • [1]

    Yeh N C, Chung J P 2009Renew. Sust. Energ. Rev. 13 2175

    [2]

    Fu M, Wen S S, Chen H W, Ma B X 2016Chin. J. Lumin. 37 366(in Chinese)[符民, 文尚胜, 陈浩伟, 马丙戌2016发光学报37 366]

    [3]

    Dong L, Liu H, Wang Y, Sun Q, Liu Y, Xin D, Jin L 2014Acta Phot. Sin. 43 50(in Chinese)[董丽, 刘华, 王尧, 孙强, 刘英, 辛迪, 荆雷2014光子学报43 50]

    [4]

    Xia Y Y, Wen S S, Fang F 2016Chin. J. Lumin. 37 1002(in Chinese)[夏云云, 文尚胜, 方方2016发光学报37 1002]

    [5]

    Zou S P, Wu B X, Wan Z P, Tang H L, Tang Y 2016Chin. J. Lumin. 37 124(in Chinese)[邹水平, 吴柏禧, 万珍平, 唐洪亮, 汤勇2016发光学报37 124]

    [6]

    Liu W J, Xiao L H, Jiang Y Z, Weng G E, L X Q, Huang H J, Chen M, Cai X M, Lei Y Y, Zhang B P 2012Opt. Mater. 34 1327

    [7]

    Tsai Y J, Lin R C, Hu H L, Hsu C P, Wen S Y, Yang C C 2013IEEE Photon. Tech. L. 25 609

    [8]

    Tian T, Wang L C, Guo E Q, Liu Z Q, Zhan T, Guo J X, Yi X Y, Li J, Wang G H 2014J. Phys. D:Appl. Phys. 47 115102

    [9]

    Wang H, Yun F, Liu S, Huang Y P, Wang Y, Zhang W H, Wei Z H, Ding W, Li Y F, Zhang Y, Guo M F 2015Acta Phys. Sin. 64 028501(in Chinese)[王宏, 云峰, 刘硕, 黄亚平, 王越, 张维涵, 魏政鸿, 丁文, 李虞锋, 张烨, 郭茂峰2015物理学报64 028501]

    [10]

    Liu Z H, Zhang L L, Li Q F, Zhang R, Xiu X Q, Xie Z L, Shan Y 2014Acta Phys. Sin. 63 207304(in Chinese)[刘战辉, 张李骊, 李庆芳, 张荣, 修向前, 谢自力, 单云2014物理学报63 207304]

    [11]

    Xiong C B, Jiang F Y, Wang L, Fang W Q, Mo C L 2008Acta Phys. Sin. 57 7860(in Chinese)[熊传兵, 江风益, 王立, 方文卿, 莫春兰2008物理学报57 7860]

    [12]

    Fan J M, Wang L C, Liu Z Q 2009J. Optoe. Laser 8 994(in Chinese)[樊晶美, 王良臣, 刘志强2009光电子8 994]

    [13]

    Wang S J, Uang K M, Chen S L, Yang Y C, Chang S C, Chen T M, Chen C H, Liou B W 2005Appl. Phys. Lett. 87 011111

    [14]

    Liu L, Hu X L, Wang H 2016Chin. J. Lumin. 37 338(in Chinese)[刘丽, 胡晓龙, 王洪2016发光学报37 338]

    [15]

    Huang B B, Xiong C B, Zhang C Y, Huang J F, Wang G X, Tang Y W, Quan Z J, Xu L Q, Zhang M, Wang L, Fang W Q, Liu J L, Jiang F Y 2014Acta Phys. Sin. 63 217806(in Chinese)[黄斌斌, 熊传兵, 张超宇, 黄基锋, 王光绪, 汤英文, 全知觉, 徐龙权, 张萌, 王立, 方文卿, 刘军林, 江风益2014物理学报63 217806]

    [16]

    Wang W K, Huang S Y, Huang S H, Wen K S, Wuu D S, Horng R H 2006Appl. Phys. Lett. 88 181113

    [17]

    Shchekin O B, Epler J E, Trottier T A, Margalith T, Steigerwald D A, Holcomb M O, Martin P S, Krames M R 2006Appl. Phys. Lett. 89 071109

    [18]

    Fujii T, Gao Y, Sharma R, Hu E L, DenBaars S P, Nakamuraa S 2004Appl. Phys. Lett. 95 3916

    [19]

    Wang M R 2010M. S. Thesis (Chengdu:University of Electronic Science and Technology of China) (in Chinese)[王美荣2010硕士学位论文(成都:电子科技大学)]

    [20]

    Otiaba K C, Bhatti R S, Ekere N N, Mallik S, Alam M O, Amalu E H, Ekpu M 2012Microelectron. Reliab. 52 1409

    [21]

    Tan L X, Jia L, Wang K, Liu S 2009IEEE Trans. Electron. Packag. Manuf. 32 233

    [22]

    Fleischera A C, Chang L H, Johnson B C 2006Microelectron. Reliab. 46 794

  • [1] 周航, 崔江维, 郑齐文, 郭旗, 任迪远, 余学峰. 电离辐射环境下的部分耗尽绝缘体上硅n型金属氧化物半导体场效应晶体管可靠性研究. 物理学报, 2015, 64(8): 086101. doi: 10.7498/aps.64.086101
    [2] 赵 毅, 万星拱. 0.18μm CMOS工艺栅极氧化膜可靠性的衬底和工艺依存性. 物理学报, 2006, 55(6): 3003-3006. doi: 10.7498/aps.55.3003
    [3] 张永进, 汪忠志. 一类分时冗余系统的累伤可靠性模型及其参数估计. 物理学报, 2009, 58(9): 6074-6079. doi: 10.7498/aps.58.6074
    [4] 张永进, 宋伟才. 强度应力干涉下多态多系统的可靠性研究. 物理学报, 2011, 60(2): 021201. doi: 10.7498/aps.60.021201
    [5] 林理彬, 罗 晋, 贺红亮, 祝文军, 经福谦. 单晶铜在动态加载下空洞增长的分子动力学研究. 物理学报, 2005, 54(6): 2791-2798. doi: 10.7498/aps.54.2791
    [6] 王其钰, 王朔, 周格, 张杰男, 郑杰允, 禹习谦, 李泓. 锂电池失效分析与研究进展. 物理学报, 2018, 67(12): 128501. doi: 10.7498/aps.67.20180757
    [7] 何旭洪, 童节娟, 郑艳华, 谢国锋. 响应面方法计算HTR-10余热排出系统物理过程的失效概率. 物理学报, 2007, 56(6): 3192-3197. doi: 10.7498/aps.56.3192
    [8] 骆扬, 王亚楠. 物理型硬件木马失效机理及检测方法. 物理学报, 2016, 65(11): 110602. doi: 10.7498/aps.65.110602
    [9] 徐 军, 康香宁, 瞿 欣, 方培源, 宋国峰, 陈良惠, 甘巧强, 高建霞, 徐 云, 钟 源, 杨国华, 曹 青. 微小孔径激光器的工艺及器件功率和寿命特性分析. 物理学报, 2005, 54(12): 5609-5613. doi: 10.7498/aps.54.5609
    [10] 董业民, 邹 欣, 邵 丽, 李文军, 杨华岳, 王 俊, 王 磊. 高压双扩散漏端MOS晶体管双峰衬底电流的形成机理及其影响. 物理学报, 2008, 57(7): 4492-4496. doi: 10.7498/aps.57.4492
    [11] 曹磊, 刘红侠. 新型SOANN埋层SOI器件的自加热效应研究. 物理学报, 2012, 61(17): 177301. doi: 10.7498/aps.61.177301
    [12] 刘红侠, 郑雪峰, 郝 跃. 闪速存储器中应力诱生漏电流的产生机理. 物理学报, 2005, 54(12): 5867-5871. doi: 10.7498/aps.54.5867
    [13] 周文, 刘红侠. 有丢失物缺陷的铜互连线中位寿命的定量研究. 物理学报, 2009, 58(11): 7716-7721. doi: 10.7498/aps.58.7716
    [14] 张义民, 张旭方. 复合随机Duffing系统可靠性分析. 物理学报, 2008, 57(7): 3989-3995. doi: 10.7498/aps.57.3989
    [15] 胡 瑾, 杜 磊, 周 江, 庄奕琪, 包军林. 发光二极管可靠性的噪声表征. 物理学报, 2006, 55(3): 1384-1389. doi: 10.7498/aps.55.1384
    [16] 李日, 王健, 周黎明, 潘红. 基于体积平均法模拟铸锭凝固过程的可靠性分析. 物理学报, 2014, 63(12): 128103. doi: 10.7498/aps.63.128103
    [17] 柴振明. 群体组合法提高电路元件可靠性的分析. 物理学报, 1964, 20(8): 705-719. doi: 10.7498/aps.20.705
    [18] 邢修三. 可靠性物理动力学. 物理学报, 1986, 35(6): 741-749. doi: 10.7498/aps.35.741
    [19] 薛正群, 张保平, 陈朝, 黄生荣. GaN基白光发光二极管失效机理分析. 物理学报, 2010, 59(7): 5002-5009. doi: 10.7498/aps.59.5002
    [20] 王鑫华, 王建辉, 庞磊, 陈晓娟, 袁婷婷, 罗卫军, 刘新宇. GaN MMIC中SiN介质MIM电容的可靠性. 物理学报, 2012, 61(17): 177302. doi: 10.7498/aps.61.177302
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  758
  • PDF下载量:  157
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-10-22
  • 修回日期:  2016-11-10
  • 刊出日期:  2017-02-05

GaN基通孔垂直结构的发光二极管失效分析

  • 1. 华南理工大学, 发光材料与器件国家重点实验室, 广州 510640;
  • 2. 广东金鉴检测科技有限公司, 广州 511300
  • 通信作者: 文尚胜, shshwen@scut.edu.cn
    基金项目: 

    广东省应用型科技研发专项(批准号:2015B010134001)

    广东省扬帆计划引进创新创业团队专项(批准号:2015YT02C093)和广州市产学研协同创新重大专项(批准号:201604010006)资助的课题.

摘要: 基于X-射线透视仪进行无损伤检测发现发光二极管(LED)产品的封装会产生空洞的情况,特选取了GaN基通孔垂直结构的LED短路失效案例进行了失效性研究.利用光学显微镜、能谱仪和扫描电子显微镜对样品微观形貌进行表征,对失效样品进行金相切片处理,观察截面处形貌,最后根据分析结果得出样品的失效机理.分析结果表明:背金层空洞和固晶层空洞的存在加重了芯片通孔处应力不均,加快了GaN外延层的破裂的速度,致使LED失效.因此,在LED的封装过程中,也需要去避免空洞的产生,增加LED的可靠性.

English Abstract

参考文献 (22)

目录

    /

    返回文章
    返回