检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2013年第21期62卷 460-465页

作者：郭春生张燕峰万宁李睿朱慧冯士维北京工业大学电子信息与控制工程学院北京100124

加速实验中,参数退化模型描述了参数的退化规律,参数退化规律对应于器件退化机理,而退化机理又对应于内部的物理化学反应.因此,本文基于反应动力学中物理化学反应的温度效应速率模型及反应量浓度随时间的变化规律,研究并建立了GaN LED... 详细信息

加速实验中,参数退化模型描述了参数的退化规律,参数退化规律对应于器件退化机理,而退化机理又对应于内部的物理化学反应.因此,本文基于反应动力学中物理化学反应的温度效应速率模型及反应量浓度随时间的变化规律,研究并建立了GaN LED参数退化模型.本模型尝试从物理机理上解释参数退化过程中的退化规律,包括单调上升或单调下降退化规律、先上升后下降或先下降后上升等非单调退化规律,解决了实验后拟合方法不能建立非单调退化模型的问题.然后对GaN LED进行加速实验,确定模型参数.同时对GaN LED的退化规律进行分解,并且量化了GaN LED两种退化规律的退化比例及时间常数.

关键词：参数退化模型反应动力学加速实验 GaN LED

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GaN LED参数退化模型的研究

GaN LED参数退化模型的研究

引用

作者：张燕峰北京工业大学

学位级别：硕士

GaN LED可靠性的评价是器件在应用前必须解决的问题。随着工艺和技术水平的提高，GaN LED器件的可靠性越来越高。目前，GaN LED器件可以有效工作十年以上，这就使得评价GaN LED器件可靠性的时间越来越长。在加速实验中，利用美军标、国... 详细信息

GaN LED可靠性的评价是器件在应用前必须解决的问题。随着工艺和技术水平的提高，GaN LED器件的可靠性越来越高。目前，GaN LED器件可以有效工作十年以上，这就使得评价GaN LED器件可靠性的时间越来越长。在加速实验中，利用美军标、国军标以及国标等这些电子器件可靠性评价标准及方法评价器件的可靠性也至少需要上千小时，难以在较短时间内对器件可靠性做出评价。同时，利用上述标准对器件进行评价时，忽略了器件的微观退化过程，未曾利用失效前的有效信息，无法区分器件在退化过程中的失效机理。因此，利用加速实验对器件进行可靠性评价的方法并不完善。针对加速实验不能快速、准确评价GaN LED器件可靠性的问题，本论文基于GaN LED器件在加速实验中的早中期退化规律，分析了器件退化的微观过程，根据反应动力学中的物理化学反应速率，研究并建立了GaN LED参数退化模型。通过研究失效机理的一致性，保证了退化模型的有效性。然后将退化规律与失效机理相对应，保证了模型的可靠性。最后，本文研究了实验中由于线下测量引入的误差，通过在线测量避免了温度冲击带来的误差，保证了模型的准确性。具体内容包括以下几个方面：一、GaN LED参数退化模型的建立：基于物理化学反应的温度效应速率模型及反应量浓度随时间的变化规律，利用GaN LED器件早中期退化规律，建立参数退化模型。根据模型得到GaN LED器件在退化过程中的主要退化规律，并且求得每个退化规律的退化比例和时间常数。二、失效机理一致性的研究：参数退化模型基于参数退化规律不变而建立的。在实验过程中，退化规律的一致性又对应于失效机理的一致性。失效机理是否发生改变决定所建模型是否有效。本论文推导了不同应力下退化数据分布参数与失效机理一致性的关系，建立了失效机理一致性判别模型，从而判别GaN LED器件在整个退化过程中的失效机理一致性，保证参数退化模型及实验的有效性。三、退化规律与失效机理相结合：通过研究GaN LED器件在加速实验中的微观退化过程，有效利用器件失效前的退化信息，分析退化过程中的失效机理，将参数退化规律与失效机理相结合，外推器件寿命，保证参数退化模型的可靠性。四、误差分析：在加速实验中，线下测量给实验带来温度冲击以及电流冲击误差，影响了参数退化模型的准确性。为了消除由于温度冲击及电流冲击而引入的误差，避免人为操作引入误差，本文采用线上测量。实验采用自动化实验和测量系统，以计算机作为控制端，以国际通用接口IEEE-488总线为数据通信基础，用HP-VEE程序控制实验，实现电应力和恒定温度应力的准确加载以及实验结果的在线测量和保存，实时采集实验退化数据，消除实验误差，提高测量的准确性。

关键词：参数退化模型失效机理一致性 GaN LED 在线测量寿命外推

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AlGaAs/InGaAs PHEMT栅退化模型研究

AlGaAs/InGaAs PHEMT栅退化模型研究

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作者：万宁北京工业大学

学位级别：硕士

随着我国通信系统可靠性和国防现代化的发展，对PHEMT器件及其电路需求日趋强烈。而PHEMT器件在应用中暴露的可靠性问题，特别是使用过程中电参数漂移，输出功率下降，栅击穿等问题已严重影响到器件的使用。在这些可靠性问题中，栅端的... 详细信息

随着我国通信系统可靠性和国防现代化的发展，对PHEMT器件及其电路需求日趋强烈。而PHEMT器件在应用中暴露的可靠性问题，特别是使用过程中电参数漂移，输出功率下降，栅击穿等问题已严重影响到器件的使用。在这些可靠性问题中，栅端的可靠性一直是引起PHEMT失效并制约PHEMT可靠性发展的关键因素，而栅极漏电流（本论文所提到的栅电流均指栅极漏电流）是衡量PHEMT栅端可靠性的重要指标。目前对栅电流的研究多集中于对引起栅电流退化的失效机理的定性分析，而对失效机理对应的PHEMT栅电流退化规律以及栅电流退化量的定量研究较少。针对该问题，本文基于退化过程中物理化学反应中反应量浓度及反应速率随时间变化的关系，提出了PHEMT栅电流参数退化模型，从而能够定量研究每种失效机理对应的退化时间常数及退化比例。具体内容包括以下几个方面：一、基于退化过程中器件内部物理化学反应的反应量浓度与反应速率随时间变化的关系，建立了参数退化模型。该退化模型能从物理机理上解释参数退化的规律及趋势。同时可以分辨出导致参数退化的不同失效机理，并量化每种失效机理的时间常数及退化比例。二、失效机理一致性判别模型。针对在恒定应力加速条件下，由于实验应力水平高，使得器件潜在失效机理可能被激发出来成为主要失效机理，从而使得加速条件下失效机理发生改变，导致的无效加速实验问题。本文推导了不同应力下退化数据分布参数与失效机理一致性的关系，建立了失效机理一致性判别模型。最后利用理论数据与实验对该模型进行了验证。三、在线参数退化系统设计及搭建。由于模型对退化数据的准确性要求较高，为避免线下参数退化实验带来的温度及电流冲击误差，从而提高退化数据的准确性，设计了一套以计算机作为控制端，国际通用接口IEEE-488总线为数据通信基础，利用HP-VEE程序控制电源，以实现电应力加载及测量的在线参数测量系统。四、建立了AlGaAs/InGaAs PHEMT栅电流参数退化模型。基于在第二章推导的参数退化模型，分析电学参数随时间的退化规律，得到不同时间段内影响栅电流退化的失效机理，确定了不同的失效机理对应的参数退化时间常数及退化比例，建立了PHEMT栅电流参数退化模型。

关键词： PHEMT 参数退化模型在线参数测量栅电流失效机理一致性判别

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