[发明专利]一种GaN发光二极管抗辐照能力无损筛选方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

有鉴于此，本发明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，本发明实施例提供了一种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P_out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P_out′；

基于所述P_out和所述P_out′，计算退化量ΔP_out＝P_out′-P_out；

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ΔP_out作为辐照性能参数，采用线性回归法建立B和ΔP_out之间的线性回归方程并计算得到线性回归方程中的ΔP_out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，ΔP_out＝β₀+β₁β_k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，X^T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，本发明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，本发明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。