一种GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选方法及装置制造方法及图纸

技术编号:15636910 阅读:205 留言:0更新日期:2017-06-14 23:04
本发明专利技术提供了一种GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选方法及装置,所述方法包括:获取随机子样器件的输出光功率P

【技术实现步骤摘要】
一种GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选方法及装置
本专利技术涉及微电子
,具体而言,涉及一种GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选方法及装置。
技术介绍
氮化镓作为第三代半导体材料,一直是蓝光发光二极管的主选材料;特别是近年来随着航天技术和电子技术的进一步发展,GaN发光二极管LED以其发光效率高、抗辐照能力强等优点广泛应用于军事、航天、核技术等特殊环境;GaN发光二极管LED器件在太空中工作,不可避免的受到太空中各种射线的照射,从而使其性能发生衰减,所以在此条件下工作的GaN发光二极管LED器件的稳定性一直倍受重视。航天用电子元器件在上机前或者发射前都需要进行抗辐射能力的检测、评价和筛选;现有技术中的GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选方法主要有两种:“辐照-退火”方法和多元回归分析法;其中,辐照-退火筛选方法以试验测试为主,首先对待筛选器件进行额定剂量的辐照,然后选择一种或者几种灵敏电参数,在两小时内完成对选取的参量进行测试和分析,筛选掉不符合要求的器件;接着进行50%额定剂量的辐照;接着加压退火后再次进行电测试;筛选出合适的器件;具体过程如图1。该方法存在有两方面的局限性:一是检测成本高,不利于及时反馈信息,从而延长了研制和生产周期;二是检测本身具有破坏性,及最后筛选出的器件都经过了辐照,使器件寿命本身已经降低。上述的多元回归分析方法的关键是选取辐照前的敏感参数,对辐照后器件性能参数进行预估,前者的敏感参数称为信息参数,想要预估的辐照后器件性能参数称为辐射性能参数,现有技术中通常是选用辐照前的输出光功率和反向漏电流作为信息参数,辐照后的输出光功率退化作为辐射性能参数,此方法得到的回归预测方程的不够精确,不能直接、敏感地反映器件辐照后地缺陷变化,进而使筛选出来的器件中可能包含有具有缺陷的器件。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术实施例的目的在于提供一种GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选方法及装置,以解决上述问题。第一方面,本专利技术实施例提供了一种GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选方法,包括:获取随机子样器件的输出光功率Pout和1/f噪声幅值B;获取经过辐照实验后的所述随机子样器件的输出光功率Pout′;基于所述Pout和所述Pout′,计算退化量ΔPout=Pout′-Pout;以所测量的1/f噪声幅值B作为信息参数,以输出光功率退化量ΔPout作为辐照性能参数,采用线性回归法建立B和ΔPout之间的线性回归方程并计算得到线性回归方程中的ΔPout和信息参数B的系数向量其中,X为信息参数B构成的矩阵,是残差,系数向量的展开式为建立信息参数B和辐照性能参数之间的无损筛选回归预测方程:其中,ΔPout=β0+β1βk为测量值对应的输出光功率退化量的预测值,t(1-α/2,(n-2))是置信度为1-α的t分布,为残差,为的转置,XT为X的转置,为的转置;利用所述无损筛选回归预测方程预测单个器件的抗辐照性能。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中:所述获取随机子样器件的1/f噪声幅值B包括:设置GaN发光二极管的输入电流;在GaN发光二极管的输出端引出噪声信号,并进行低噪声的前置放大;将放大后的噪声信号传输给数据采集卡;通过计算机软件计算并提取数据采集卡采集的数据,得到噪声幅值。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中:所述利用所述无损筛选回归预测方程预测单个器件的抗辐照性能,包括:获取待筛选器件在工作区某一电流值处的1/f噪声幅值B;将所测的1/f噪声幅值B带入回归预测方程(该回归方程各参量的描述见本专利说明书第20),得到此GaN发光二极管的输出光功率退化预测值;确定所述器件的输出光功率退化容限;将所述预测值和所述输出光功率退化容限进行比较,如果此预测值在此类器件的输出光功率退化容限之内,则认为此器件为合格产品;反之,如果得到的预测值落在此类器件的输出光功率退化容限之外,则认为此器件为不合格产品。第二方面,本专利技术实施例提供了一种GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选装置,包括:第一获取单元,用于获取随机子样器件的输出光功率Pout和1/f噪声幅值B;第二获取单元,用于获取经过辐照实验后的所述随机子样器件的输出光功率Pout′;计算单元,用于基于所述Pout和所述Pout′,计算退化量ΔPout=Pout′-Pout;线性回归方程建立单元,用于以所测量的1/f噪声幅值B作为信息参数,以输出光功率退化量ΔPout作为辐照性能参数,采用线性回归法建立B和ΔPout之间的线性回归方程并计算得到线性回归方程中的ΔPout和信息参数B的系数向量其中,X为信息参数B构成的矩阵,是残差,系数向量的展开式为建立信息参数B和辐照性能参数之间的无损筛选回归预测方程:其中,ΔPoutk=β0+β1βk为测量值对应的输出光功率退化量的预测值,t(1-α/2,(n-2))是置信度为1-α的t分布,为残差,为的转置,XT为X的转置,为的转置;预测单元,利用所述无损筛选回归预测方程预测单个器件的抗辐照性能。本专利技术实施例所提供的方法以及装置,能够实现在对元器件无损坏的前提下,进行对GaN发光二极管元器件准确、高效的筛选。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了现有技术中“辐照-退火”方法流程示意图;图2示出了本专利技术实施例所提供的一种GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选方法的方法流程示意图;图3示出了本专利技术实施例所提供的1/f噪声幅值B的测量采集装置的结构示意图;图4示出了本专利技术实施例所提供的一种GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围,而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。GaN发光二极管在使用时都需要进行抗辐照能力的测试,以筛选出抗辐照能力较佳的元器件;现有技术中的筛选方法包括:辐照-退火筛选方法和多元回归分析法,前者是一种有损筛选,元器件在进行筛选的过程中会受到损坏,经过筛选后的元器件寿命本身已经降低;后者是一种无损筛选方法,但是该方法选用辐照前的输出光功率和反向漏电流作为信息参数,辐照后的输出光功率退化作为辐射性能参数,由于输出光功率、反向漏电流和输出光功率退化不能直接的反映器件中的缺陷状态,因此预测方法存在着预测不够精确的缺陷,进而导致筛选过程可靠性不高。并且,从微观机制上分析可得的噪声幅值的变化更直接反映了器件中的缺陷本文档来自技高网
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一种GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选方法及装置

【技术保护点】
一种GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选方法,其特征在于,包括:获取随机子样器件的输出光功率P

【技术特征摘要】
1.一种GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选方法,其特征在于,包括:获取随机子样器件的输出光功率Pout和1/f噪声幅值B;获取经过辐照实验后的所述随机子样器件的输出光功率Pout′;基于所述Pout和所述Pout′,计算退化量ΔPout=Pout′-Pout;以所测量的1/f噪声幅值B作为信息参数,以输出光功率退化量ΔPout作为辐照性能参数,采用线性回归法建立B和ΔPout之间的线性回归方程并计算得到线性回归方程中的ΔPout和信息参数B的系数向量其中,X为信息参数B构成的矩阵,是残差,系数向量的展开式为建立信息参数B和辐照性能参数之间的无损筛选回归预测方程:其中,ΔPoutk=β0+β1Bk为测量值对应的输出光功率退化量的预测值,t(1-α/2,(n-2))是置信度为1-α的t分布,为残差,为的转置,XT为X的转置,为的转置;利用所述无损筛选回归预测方程预测单个器件的抗辐照性能。2.根据权利要求1所述的一种GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选方法,其特征在于,所述获取随机子样器件的1/f噪声幅值B包括:设置GaN发光二极管的输入电流;在GaN发光二极管的输出端引出噪声信号,并进行低噪声的前置放大;将放大后的噪声信号传输给数据采集卡;通过计算机软件计算并提取数据采集卡采集的数据,得到噪声幅值。3.根据权利要求1所述的一种GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选方法,其特征在于,所述利用所述无损筛选回归预测方程预测单个器件的抗辐照性能,包括:获...

【专利技术属性】
技术研发人员:石强李兆成
申请(专利权)人:深圳市量为科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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