1引言

　　GaN作為第三代半導體材料的典型代表，具有禁帶寬度大、擊穿場強高、飽和電子遷移速率高、熱導率大、介電常數小、抗輻射能力強以及滑雪穩定性良好等特點，適合制作抗輻射、高頻、大功率和高密度集成的電子器件，而且可以制作藍、綠和紫外發光器件和光探測器件。作為新型高效固體光源，GaN基LED具有長壽命、節能、綠色環保的顯著優點，其應用已經拓展到固態照明、戶外顯示屏、車燈、交通燈、裝飾燈具等多個領域。截至目前，白光LED的實驗室最高高效已經達到了276lm/W。大功率LED是半導體照明的關鍵器件，而最終能夠實現半導體照明還有賴于大功率LED的理論壽命可達10萬小時以上。但在實際應用中，普通封裝的LED光衰嚴重。

　　目前文獻報道的LED失效機理主要包括封裝材料退化、金屬的電遷移、P型歐姆接觸退化、P摻雜不穩定性、深能級與非輻射中心增加、靜電失效等。目前評估LED可靠性的主要方式為加速應力實驗，加快LED內部物理化學變化，縮短試驗時間，然后根據相應的理論模型推算出實際工作時的理論壽命。加速老化時，由于使用的應力條件較為苛刻，同時加上封裝材料高溫下的不穩定性，普通封裝的LED失效機制在實際考察中非常復雜。

　　目前國內在LED可靠性研究方面開展的工作比較少，對LED的老化行為研究主要是通過較大測量電流下的電學性能表征，而在小測量電流下的LED老化前后的電學行為分析還很少。為此，本文以藍綠光LED芯粒為研究對象，系列考察了老化前后不同芯粒在不同測量電流下的電學特性差異。

　　為了簡化分析過程，進一步理清涉及到LED芯粒本身的失效機理，本文對所取樣的LED芯粒僅進行簡單的金膠固定。本文從外延角度出發，通過研究不同波段的GaN LED在加速電流應力條件下表現出的光電特性差異，探討與GaN材料本身有關的失效模式和機理，同時建立一種非破壞性的老化機理分析機制，通過小測量電流下的電應力老化分析，研究期間內部的退化機制。在此基礎上，對外延結構進行適當調整，改善了LED的老化性能。