GaN基白光LED正向电压增大失效机理分析

作     者：曾友华 ZENG Youhua

作者机构：厦门华联电子股份有限公司福建厦门361008 

出 版 物：《电子产品可靠性与环境试验》 (Electronic Product Reliability and Environmental Testing)

年 卷 期：2023年第41卷第5期

页      面：65-70页

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

主　　题：高温 高湿 正向电压增大 白光LED 失效分析 腐蚀 

摘      要：采用0603封装的GaN基白光LED作为灯源,制作成空封结构的LED显示器。在温度为85℃和湿度为85%的环境下,对LED显示器进行了240 h的通电老化试验。试验后,测试发现LED出现了正向电压增大。在显微镜下观察到LED芯片表面P电极脱落处和P电极附近存在疑似烧伤异常。采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对LED芯片进行了表面形貌表征和微区成分分析,发现LED芯片表面P电极脱落处和P电极附近有部分区域呈现粗糙状,可见颗粒状物质,在P电极脱落处生成的颗粒为Al、Cr和Au等金属颗粒,在P电极附近烧伤位置存在异常元素氯。分析认为,LED正向电压增大的主要原因是:P电极中的Al、Cr和Au等金属发生了电迁移以及电迁移至P电极附近的铝发生了电化学腐蚀,导致P电极与LED芯片的外延层之间的电流通道上的电阻增加,表现为LED的正向电压增大。最后,根据分析结果,提出了控制方案,对于提高LED显示器的质量与可靠性具有一定的指导意义。