Failure mechanisms in blue InGaN/GaN LEDs for high power operation

Degradation of external quantum efficiency of AlGaN UV LEDs grown by hydride vapor phase epitaxy

“…As a result, defects are generated under injection current in such local areas and other related processes associated with the aging effect are developed also. This was proved by observation of local overheating areas in InGAN/GaN LEDs at a forward current of 1 mA [19]. A mechanism of multi-phonon carrier recombination at various aging stages that may both cure and generate defects is consistent with non-monotonic variation of the LED efficiency with time.…”

“…These local regions are much smaller that total LED area. It was earlier determined that the local regions with lower barriers in blue InGaN/GaN LEDs are enriched by In atoms [19]. These regions are the sources of catastrophic failure of blue LED operation resulting in lifetime less than 2000 hours.…”

Study of mechanisms responsible for the efficiency degradation of the III-nitrides light emitting diodes

“…Присутствие этого канала было обнаружено впервые на светодиодах с катаст-рофическим выходом из строя (т.е. полным отсутствием излучения) при временах старения на порядки ниже типичных для финальной стадии [20]. Выяснено, что для таких светодиодов типичными являются искаженные прямые ветви ВАХ, примеры таких ветвей светодиодов из одной партии (кривые 2-5), но с близкой обратной ветвью (кривая 1) приведены на рис.…”

“…Причем пло-щадь этих областей на 4-5 порядков меньше всей излучающей площади светодиода. Исследование зависимостей спектральной плотности низкочастотного токового шума (S I ) свето-диодов от плотности тока j показало, что в светодиодах с локальными пониженными барьерами (с иска-женной прямой ветвью ВАХ) появляется участок сильной зависимости S I ~ j 4 при малых токах 0,1-1 мА, что указывает на возникновение областей локального перегрева [20]. Однако площадь областей с пони-женными барьерами на порядки меньше всей площади светодиода, а это означает, что плотности тока в этих областях близки к 1000 А/см 2 .…”

“…Наиболее эффективно этот процесс может происходить в локальных областях с нерегулярным со-ставом твердого раствора и приводить к небольшим изменениям значений ВКЭ как в сторону увеличе-ния, так и в сторону уменьшения. Такое поведение хорошо согласуется с немонотонным изменением зна-чений ВКЭ при старении светодиодов, а также с изменениями длинноволновой полосы с максимумом при 600 нм в спектрах электролюминесценции таких светодиодов [20].…”