Con il presente lavoro di tesi vengono riportati i risultati dell'attività di ricerca triennale su Light Emitting Diode (LED) per illuminazione allo stato solido. In particolare, il progetto di ricerca è stato incentrato sullo studio della caratterizzazione termica di LED in nitruro di gallio (GaN) e sull'impatto della temperatura sull'affidabilità dei dispositivi. Il lavoro comincia da una panoramica sullo stato dell'arte di dispositivi optoelettronici a semiconduttore composito di tipo III-V e sugli aspetti affidabilistici ad essi legati. In seguito vengono presentati diversi metodi per la caratterizzazione termica dei LED, insieme alla descrizione dettagliata delle diverse implementazioni sperimentali per ottenere tali misure. Nei capitoli restanti vengono presentati e discussi tre diversi approcci di analisi affidabilistica: (i) un test di vita accelerato su LED bianchi a basso flusso luminoso, (ii) un test di vita accelerato su LED ad alto flusso con tecnologia Chip On Board, e (iii) un'analisi affidabilistica di LED in AlGaN con emissione nel profondo ultravioletto. In tutti questi studi, sono stati sottolineati gli aspetti termici nell'analisi dei risultati. Queste analisi partono da un'approfondita conoscenza della struttura dei dispositivi e delle problematiche relative, con l'obiettivo di (i) trovare un modello di degrado in grado di fornire una corretta stima del tempo di vita, (ii) indagare i meccanismi fisici alla base del degrado, e (iii) individuate una correlazione tra le proprietà termiche e l'affidabilità del dispositivo. Il lavoro presentato ha permesso di mettere insieme nuovi risultati relativi ai meccanismi che attualmente limitano l'affidabilità dei LED, e ha reso disponibile diversi strumenti sperimentali e analitici utili per la progettazione e l'implementazione di test di vita accelerati futuri.

Analysis of the Temperature impact on Reliability of GaN-based Light Emitting Diodes

TREVISANELLO, LORENZO ROBERTO
2008

Abstract

Con il presente lavoro di tesi vengono riportati i risultati dell'attività di ricerca triennale su Light Emitting Diode (LED) per illuminazione allo stato solido. In particolare, il progetto di ricerca è stato incentrato sullo studio della caratterizzazione termica di LED in nitruro di gallio (GaN) e sull'impatto della temperatura sull'affidabilità dei dispositivi. Il lavoro comincia da una panoramica sullo stato dell'arte di dispositivi optoelettronici a semiconduttore composito di tipo III-V e sugli aspetti affidabilistici ad essi legati. In seguito vengono presentati diversi metodi per la caratterizzazione termica dei LED, insieme alla descrizione dettagliata delle diverse implementazioni sperimentali per ottenere tali misure. Nei capitoli restanti vengono presentati e discussi tre diversi approcci di analisi affidabilistica: (i) un test di vita accelerato su LED bianchi a basso flusso luminoso, (ii) un test di vita accelerato su LED ad alto flusso con tecnologia Chip On Board, e (iii) un'analisi affidabilistica di LED in AlGaN con emissione nel profondo ultravioletto. In tutti questi studi, sono stati sottolineati gli aspetti termici nell'analisi dei risultati. Queste analisi partono da un'approfondita conoscenza della struttura dei dispositivi e delle problematiche relative, con l'obiettivo di (i) trovare un modello di degrado in grado di fornire una corretta stima del tempo di vita, (ii) indagare i meccanismi fisici alla base del degrado, e (iii) individuate una correlazione tra le proprietà termiche e l'affidabilità del dispositivo. Il lavoro presentato ha permesso di mettere insieme nuovi risultati relativi ai meccanismi che attualmente limitano l'affidabilità dei LED, e ha reso disponibile diversi strumenti sperimentali e analitici utili per la progettazione e l'implementazione di test di vita accelerati futuri.
16-gen-2008
Inglese
Light Emitting Diode, Reliability, degradation mechanism, thermal management, characterization, optoelectronics, III-V semiconductors, optical measurement
Università degli studi di Padova
141
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.14242/110523
Il codice NBN di questa tesi è URN:NBN:IT:UNIPD-110523