The reasons and mechanisms of Change of the quantum efficiency and other characteristics of InGaN/GaN in various operation conditions are actively being investigated. The results of experimental research of changes of the external quantum efficiency of low-power InGaN/GaN green LEDS with the quantum well in the space charge region (SCR) of heterostructures and without quantum well in the process of accelerated tests have been presented. It has been found that after 8 hrs of testing at the temperature of 300 K in the pulsed mode with the current pulse amplitude of 0.5 A, the pulse duration of 100 microseconds and the relative pulse duration of 100 the external quantum efficiency of all LEDs without quantum wells has increased, while the external quantum efficiency of LEDs with quantum well has decreased in the range of operating currents. It has been shown that at low injection levels the radiation power of LEDs without the quantum well is determined by the recombination processes by the mechanism of Shockley-Reed-Hall and with the quantum well - by the tunnel-recombination processes. The current training in the accelerated pulse mode of green light diodes based on the InGaN/GaN during 4 hours can be used as a technological operation to stabilize light-technical characteristics of these diodes and to reveal potentially unreliable items in large scale production conditions.
Ilya V. Frolov
Ulyanovsk Branch of Kotel’nikov Institute of Radioengineering and Electronics of Rus-sian Academy of Sciences, Ulyanovsk, Russia
Oleg A. Radaev
Ulyanovsk Branch of Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of Russian Academy of Sciences, Ulyanovsk, Russia; Ulyanovsk State Technical University, Ulyanovsk, Russia.
1. Изучение механизмов, ответственных за деградацию эффективности светодиодов на основе нитридов третьей группы / Н.М. Шмидт, А.С. Усиков, Е.И. Шабунина и др. // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. – 2015. – Т. 15. – №1. – С. 46–53.
2. Redistribution of multi-quantum well states induced by current stress in InxGa1–xN/GaN light-emitting diodes / L. Rigutti, L. Basirico, A. Cavallini et al. // Semiconductor Science and Technology. – 2009. – Vol. 24. – P. 055015.
3. Efficiency droop in InGaN/GaN blue light-emitting diodes: Physical mechanisms and remedies / G. Verzellesi, D. Saguatti, M. Meneghini et al. // J. of Appl. Phys. – 2013. –Vol. 114. – P. 071101.
4. Бочкарева Н.И., Ребане Ю.Т., Шретер Ю.Г. Падение эффективности GaN-светодиодов при высоких плотностях тока: туннельные токи утечки и неполная латераль-ная локализация носителей в квантовых ямах InGaN/GaN // ФТП. – 2014. – Т. 48. – Вып. 8. – С. 1107–1116.
5. Закгейм Д.А., Павлюченко А.С., Бауман Д.А. Мощные синие светодиоды InGaN – пути повышения эффективности // Тез. докл. 7-й Всероссийской конф. «Нитриды галлия, индия и алюминия – структуры и приборы» (Москва, 1–3 февраля 2010 г.). – 2010. – С. 105–106.
6. Study on efficiency droop in InGaN/GaN light-emitting diodes based on differential carrier lifetime analysis / X. Meng, L. Wang, Z. Hao et al. // Appl. Phys. Lett. – 2016. – Vol. 108. – P. 013501.
7. Well-to-well non-uniformity in InGaN/GaN multiple quantum wells characterized by ca-pacitance-voltage measurement with additional laser illumination / T.-S. Kim, B.-J. Ahn, Y. Dong et al. // Appl. Phys. Lett. – 2012. – Vol. 100. – P. 071910.
8. Сергеев В. А., Фролов И. В., Широков А. А. Автоматизированная установка для из-мерения вольт-фарадных характеристик гетеропереходных светодиодов с повышенным разрешением // Приборы и техника эксперимента. – 2014. – №1. – С. 137–138.
9. Шуберт Ф. Светодиоды. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 496 с.
10. Piprek J., Nakamura S. Physics of high-power InGaN/GaN lasers // IEE Proc.-Optoelectron. – 2002. – Vol. 149. – No. 4. – P. 145–151.
11. Ковалев А.Н., Маняхин Ф.И. Изменения люминесцентных электрических свойств светодиодов из гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN при длительной работе // ФТП. – 1999. – Т. 33. – Вып. 2. – С. 224–232.
12. Наими E.К., Никифоров, С.Г., Рабинович О.И., Сушков В.П. Влияние ультразву-ковой вибрации на деградацию светоизлучающих диодов на основе InGaN // Материалы электронной техники. – 2009. – №1. – С. 86–92.
13. Сергеев В.А., Фролов И.В., Широков А.А. Двухсекционная низкочастотная экви-валентная схема зеленых InGaN-светодиодов для описания шумовых характеристик // Изв. вузов. Электроника. – 2015. – Т. 20. – №6. – С. 598–606.