Модернизация и исследование характеристик светодиода белого свечения для поверхностного монтажа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.07, кандидат наук Солдаткин, Василий Сергеевич

• Солдаткин, Василий Сергеевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Солдаткин, Василий Сергеевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ СВЕТОДИОДА

1.1 Процесс генерации излучения в светодиоде

1.2 Процесс вывода излучения из светодиода

1.3 Метод получения белого цвета свечения светодиода

1.4 Люминофор для светодиода

1.5 Методы герметизации светодиода

1.6 Влияние температуры на характеристики светодиода

1.7 Современные светодиодные кристаллы

1.8 Срок службы светодиода

1.9 Стойкость светодиодов к воздействию быстрыми нейтронами

1.10 Методы измерения параметров светодиода 3 5 Постановка цели и задач диссертационной работы

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫВОДА СВЕТА В 41 ЗАВИСИМОСТИ ОТ МЕТОДА ГЕРМЕТИЗАЦИИ СВЕТОДИОДА И ЗНАЧЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОТ МАТЕРИАЛА ПОДЛОЖКИ КРИСТАЛЛА.

2.1 Моделирование вывода света из светодиода в зависимости от 41 метода герметизации

2.2 Моделирование процесса отвода тепла от активной области СД в 45 зависимости от материала подложки кристалла

Выводы из главы 2

ГЛАВА 3. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ПАРТИИ 53 СД И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК

3.1 Выбор люминофора в зависимости от его спектра возбуждения и 53 спектра излучения

3.2 Исследование двухуровневой технологии герметизации

3.3 Исследования зависимости силы света от прямого тока

3.4 Исследование влияния прямого тока светодиода на световую 62 отдачу и эффективность работы люминофора

3.5 Исследование влияния температуры на характеристики СД

3.6 Значения теплового сопротивления СД в зависимости от 66 материала подложки кристалла

Выводы из главы 3

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СРОКА СЛУЖБЫ 70 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ СВЕТОДИОДОВ И СТОЙКОСТИ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ОБЛУЧЕНИЕМ БЫСТРЫМИ НЕЙТРОНАМИ

4.1 Исследование срока службы образцов светодиодов в 70 зависимости от температуры активной области кристалла

4.2 Оценка стойкости образцов светодиодов к воздействию 75 быстрыми нейтронами

Выводы из главы 4

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Приложения А - Акт внедрения ОАО «НИШ 111»

Приложение Б - Акт внедрения ТУ СУР

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модернизация и исследование характеристик светодиода белого свечения для поверхностного монтажа»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Полупроводниковая светотехника в настоящее время является одним из приоритетных направлений развития науки и техники на государственном уровне многих развитых стран.

Основным элементом полупроводниковой светотехники является светодиод (СД). Его достоинства: высокая световая отдача (до 250 лм/Вт), тогда как для ламп накаливания ~ 18 лм/Вт, а для компактных люминесцентных световая отдача ~ 80 лм/Вт; длительный срок службы СД порядка 80000 часов, что в 20 раз больше срока службы ламп накаливания и в 5 раз больше, чем компактных люминесцентных ламп. СД экологически безопасен, не требует специальных средств утилизации. Именно благодаря этим качествам светодиода полупроводниковая светотехника является одним из перспективных направлений развития освещения.

Конструкция для поверхностного монтажа обеспечивает полную автоматизацию как высокопроизводительного процесса изготовления СД, так и сборки светотехнических устройств с использованием СД.

В Российской Федерации повышение эффективности освещения включено в ряд основных мероприятий Федеральной программы энергосбережения.

Основными проблемами, связанными с развитием светодиодных технологий, являются повышение световой отдачи и надёжности СД. Ряд научных коллективов в России и за рубежом работают в данном направлении. В России известны МГУ им. М.В. Ломоносова, ФТИ им. Иоффе, ИФП им. А.В. Ржанова СО РАН, НИ ТГУ, НИ ТПУ, ТУСУР, ОАО «НИШ 111» и др. Производство светодиодов в России налажено в ЗАО «Светлана-оптоэлектроника», НПЦ ОЭП «Оптэл», ЗАО «Оптоган», ОАО «НИИПП», ОАО «Протон», ЗАО «ИФ Тетис» и др. Разработки люминофоров

для белых светодиодов в России известны в основном по трудам Н.П. Сощина, а производством люминофоров занимается ООО «НПК Люминофор». Проводятся также работы по исследованию надёжности светодиодов.

В 70-е годы Ж. И. Алферов, с сотрудниками, разработали многопроходные двойные гетероструктуры, позволившие увеличить внешний квантовый выход за счет ограничения активной области рекомбинации. Японский учёный Ш. Накамура из фирмы Nichia Chemical изготовил светодиод на основе нитрида галлия и фотолюминофора, излучающего белый цвет. В 2012 году Y. Narukawa опубликовал результаты исследований, в которых получен лабораторный образец светодиода со световой отдачей 250 лм/Вт. В 2013 году Д.А. Закгейм получил на кристалле светодиода внешнюю квантовую эффективность 60%. При этом на рынке представлены промышленные образцы светодиодов со световой отдачей 120 лм/Вт. Если сегодня внутренний квантовый выход близок к 100 %, внешний не превышает на промышленных образцах 50%. Основные задачи, которые ставятся разработчиками и исследователями в направлении светодиодных технологий, являются: повышение внешнего квантового выхода за счёт снижения доли полного внутреннего отражения (применение и разработка просветляющих покрытий, формирование рельефной поверхности и микролинзирование), повышение КПД (за счёт топологии омических контактов), увеличение световой отдачи (за счёт применения двухуровневой технологии герметизации и применения смеси люминофоров), повышение срока службы (за счёт снижения теплового сопротивления), повышение надёжности. При конструировании СД важнейшим критерием является пригодность конструкции к автоматизированной сборке [1-8].

Цель и задачи работы

Целью работы является модернизация светодиода белого свечения на основе двойных гетероструктур СаКЛпОаЫ с множественными квантовыми ямами (ДГС с МКЯ) в корпусе для поверхностного монтажа для повышения световой отдачи и надёжности за счёт оптимизации технологии герметизации и повышения способности конструкции отводить тепло от активной области кристалла, а также исследование характеристик светодиода для расширения области применения.

Достижение цели определяется решением следующих задач:

1. Анализ путей повышения световой отдачи СД.

2. Моделирование процессов вывода света из светодиода при различных методах его герметизации.

3. Моделирование отвода тепла от активной области кристалла светодиода.

4. Применение современных материалов для отвода тепла от активной области кристалла светодиода.

5. Исследование температурных, световых и электрических зависимостей.

6. Проведение исследовательских испытаний для определения срока службы светодиода.

7. Оценка стойкости светодиода к воздействию специальных факторов.

Научная новизна:

1. Создана методика определения параметров модели двухуровневой заливки люминофорной композицией корпуса светодиода.

2. Построена модель отвода тепла от активной области светодиода в зависимости от материала подложки.

3. Доказана технологическая возможность применения поликристаллического алмаза для получения корпуса светодиода с тепловым сопротивлением 5 К/Вт.

4. Установлено, что СД с кристаллом с подложкой из карбида кремния и кристаллом с подложкой из меди выдерживают воздействие

13 О

потока быстрых нейтронов с флюенсом 5x10 см" .

Практическая значимость работы:

1. Разработаны программы и методики исследовательских испытаний технологической операции герметизации светодиодов ((ЕГВА. 432225.026) 7606104.602600.01158 ПМ).

2. Усовершенствована методика ускоренных испытаний светодиода для определения срока службы.

3. Спрогнозирован срок службы разработанного светодиода для серийного производства (технические условия АДКБ.432220.418 ТУ).

4. Результаты оценки стойкости СД к воздействию быстрых нейтронов внесены в проект технических условий АЕЯР.432220.571 ТУ.

5. Разработаны новые светодиодные светотехнические устройства. На новые устройства получены положительные решения о выдаче патентов на полезные модели (заявки: №2013132267/07 приоритет от 11.07.2013.И №2013133455/12 приоритет от 18.07.2013).

Результаты диссертационной работы использованы при выполнении работ по хоздоговорной тематике при выполнении проекта «Разработка высокоэффективных и надежных полупроводниковых источников света и светотехнических устройств и организация их серийного производства», выполняемого по постановлению Правительства России № 218. Документы об использовании результатов работы приведены в приложении к диссертационной работе.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе в Томском государственном университете систем управления и

радиоэлектроники при дипломном проектировании, групповом проектном обучении, учебно- и научно-исследовательской работе студентов.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Применение двухуровневой герметизации светодиода компаундом и люминофорной композицией позволяет увеличить вывод света не менее, чем на 15%, при следующем соотношении толщин слоев: отражатель с кристаллом на 80% по глубине заполнен компаундом с показателем преломления 1.41 и на 20% люминофорной композицией.

2. Применение поликристаллического алмаза в технологии изготовления подложки для кристалла СД позволяет обеспечить тепловое сопротивление конструкции светодиода менее 5 К/Вт, что соответствует лучшим образцам передовых мировых производителей светодиодов.

3. СД с кристаллом на подложке из карбида кремния более стойкий к воздействию облучением быстрыми нейтронами (уход среднего значения по партии максимальной силы света от нормы на 11%), чем с кристаллом на подложке из меди (уход среднего значения по партии максимальной силы света от нормы на 25%).

Достоверность полученных результатов обеспечивается комплексным подходом к решению поставленных задач, большим количеством экспериментальных данных, полученных в процессе выполнения работ, применением аттестованных методик и поверенных измерительных средств.

Апробация работы. Доклад на 8-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы». - 2011.; доклад на 9-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы». - 2013.; доклад на конференции «Научная сессия ТУ СУР» 2012, 2013, г. Томск; доклад на конгрессе

3rd International Congress on Radiation Physics and Chemistry of Condensed Matter, High-Current Electronics and Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. - 2012.; доклад на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы радиофизики». - 2012, г. Томск, доклад на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы радиофизики». - 2013, г. Томск.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 17 печатных работ в научных журналах, сборниках трудов российских и международных конференций, в том числе восемь статей в рецензируемых журналах, включая три статьи в издании, входящем в перечень ВАК.

Личный вклад автора состоит в планировании и проведении моделирования и экспериментов, в анализе результатов экспериментальных исследований, формулировке выводов. Все результаты получены автором лично или совместно с соавторами при его непосредственном участии.

Структура и объём работы: диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объём 100 страниц, включая 36 рисунков, 14 таблиц и списка литературы из 110 наименований.

ГЛАВА 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ СВЕТОДИОДА

За последнее время произошло мощное развитие светодиодных технологий. Внутренний квантовый выход СД близок к 100%, внешний квантовый выход 50%, а световая отдача 140 лм/Вт. Такие параметры СД в конце XX века позволяют применять СД в осветительных приборах [9]. На сегодняшний день лабораторные образцы светодиодов имеют световую отдачу 250 лм/Вт, внешний квантовый выход порядка 80% [3,4].

СД получили широкое применение в светотехнике, как для уличного освещения, так и для офисного, светодиодную лампочку можно купить в магазине [10, 11].

Таблица 1. Светоотдача источников света [12]

Источник света Световая отдача лм/Вт

1 3

Натриевые лампы низкого давления 200

Натриевые лампы высокого давления 130

Металло-галоидные лампы 110

Флуоресцентные лампы 90

Ртутные лампы высокого давления 60

Галогенные лампы 30

Лампы накаливания 15

По значению световой отдачи, СД источники света конкурентно способны, но на сегодня цена их достаточно велика (Табл.2).

Таблица 2. Стоимость одного люмена (для СД со световым потоком -200 лм) [12]

Производитель Примерная стоимость одного

люмена, Руб./лм

1 2

Nichia 0.81

Philips Lumileds 0.7

Osram Opto 0.7

Seoul Semiconductor 0.84

Cree Lighting 1

LedEngin 0.7

Таблица 3. Основные производители СД

Производитель Страна

1 2

Nichia Япония

Cree Lighting США

Seoul Semiconductor Южная Корея

Sharp Япония

Osram Opto Германия

Edison Тайвань

Фирма Cree Lighting на форуме в г. Москве в апреле 2012 года представила стратегию повышения эффективности своей продукции (СД) [13].

Таблица 4.Стратегия повышения светоотдачи СД Cree Lighting

Год Светоотдача, лм/Вт

1 2

2014 231

2013 208

2012 186

Светодиодные технологии очень быстро развиваются, появляются новые достижения и всё больше СД светотехнических устройств появляется на рынке.

1.1 Процесс генерации излучения в светодиоде

Работа светодиода основана на явлении электролюминесценции -излучение фотонов твёрдым телом под воздействием электрического тока [1, 14]. Зонная структура является моделью для изучения свойств твёрдого тела. Твёрдое тело может быть металлом, диэлектриком или полупроводником в зависимости от ширины запрещённой зоны. В полупроводнике ширина запрещённой зоны, как правило, не превышает 3 эВ, а концентрация электронов или дырок в соответствующих зонах обычно не превышает Ю20 см"3 [15].

Полупроводниковый материал для светодиода синего и белого (синий цвет свечения кристалла плюс люминофор) цвета свечения представляет собой гетероэпитаксиальную структуру СаМЛпОаЫ с множественными квантовыми ямами (МКЯ).

(у тип ОаМ (Мд) 0,15 тт Активная область 0,07 ыкм п- тип БШ (80 2,0 мт ВаИ 1,5

Сапфир 430мт

Рисунок 1 Гетероструктура GaNЯnGaN

Когда образуется р-п переход, носители зарядов в его окрестности распределяются так, чтобы выровнять уровень Ферми. В области контакта слоев п и /5-типов образуется дипольный слой, состоящий из ионизованных положительных доноров на и-стороне и ионизованных отрицательных акцепторов на /»-стороне. Электрическое поле дипольного слоя создаёт потенциальный барьер, препятствующий дальнейшей диффузии электрических зарядов. При подаче на р-п-переход электрического смещения в прямом направлении потенциальный барьер понижается, вследствие чего в р-область войдет добавочное количество электронов, а в «-область р-дырок. Такое введение неосновных носителей заряда называется инжекцией. Концентрация инжектированных носителей заряда зависит только от равновесной концентрации неосновных носителей и приложенного напряжения [15-18].

Одной из проблем является формирование омического контакта к р-типу ваИ. Существующие технологии формирования /^-контакта позволяют получать контакты с удельным сопротивлением от 5x10"4 до 2x10"3, это на один порядок хуже, чем для контактов к и-типу ваК Основными проблемами для контактов к р-типу являются:

- высокая энергия активации акцепторной примеси - 160 эВ),

- тенденция поверхности ваК к формированию вакансий азота.

Указанные проблемы приводят к увеличению высоты барьера Шотки и повышают сопротивление СД. Повышение сопротивления приводит к увеличению напряжения на структуре, перегреву омических контактов, потере мощности излучения, а так же может привести к выходу из строя СД

[19].

Для светодиодов характерен эффект стягивания тока («current crowding») под омическими контактами, который также оказывает негативное влияние на надёжность и срок службы СД [20].

Помимо металлизации золото-никель в качестве омических контактов применяют полупрозрачные контакты на основе ПО (indium tin oxide), такие контакты позволяют увеличить вывод излучения из кристалла, но создают дополнительное сопротивление на омических контактах [21].

Таким образом, падение напряжения на современном СД составляет от 2.9 до 3.5 В. Характеристиками эффективности работы кристалла СД являются внешний квантовый выход и КПД. Внешний квантовый выход (характеризует кристалл):

next = (Р/(hv)) / (I/e) = пм х nextract„ (\)

Коэффициент полезного действия (КПД) светодиода:

npower= P/(I*U), (2)

где Р — мощность оптического излучения вышедшего за пределы светодиода, (IXU) - потребляемая электрическая мощность (прямой постоянный ток, помноженный на прямое постоянное напряжение).

На сегодняшний день КПД кристалла СД составляет на промышленных образцах ~ 50%, а на лабораторных ~ 80% [2, 4, 22-26].

Излучательная рекомбинация - единственный физический механизм генерации света в светоизлучающих диодах. Виды рекомбинации:

1. Межзонная рекомбинация, при которой электрон из зоны проводимости переходит в валентную зону на место дырки непосредственно, излучая энергию, несколько большую ширины запрещенной зоны.

2. Рекомбинация свободных носителей заряда на примесных центрах: электрон - акцептор или дырка - донор, при которой носители захватываются примесными центрами, а затем рекомбинируют со свободным носителем противоположного знака.

3. Межпримесная, или донорно - акцепторная, рекомбинация, при которой носители захватываются примесными центрами, а затем электрон переходит с донора на акцептор в процессе акта излучательной рекомбинации; для такого перехода необходимо частичное перекрытие волновых функций электрона и дырки.

4. Рекомбинация связанных экситонов, при которой примесный центр захватывает электрон и дырку, так что возбуждение целиком локализуется вблизи центра, после чего осуществляется излучательная рекомбинация.

5. Экситонная рекомбинация, при которой электрон и дырка перед актом излучения связываются в свободный экситон, освободив часть энергии, равную энергии связи экситона.

Повышение уровня легирования активной области повышает вероятность излучательной рекомбинации. Однако приближение уровня легирования к пределу растворимости примеси приводит к возникновению структурных дефектов, образующих безызлучательные центры рекомбинации. В связи с этим, оптимальный уровень легирования активной области подбирают экспериментально [1, 14-18].

Объединённый слой

П I I

Ev

<Э

I l i I i Xn Xp

Рисунок 2. Схематическое изображение зонной диаграммы р-п перехода

Внутренний квантовый выход гетероструктуры в современных СД близок к единице. Внутренний квантовый выход светодиода:

nint = (Pint/(hv))/(I/e), (3)

где Рш - мощность оптического излучения, генерируемого в активной области светодиода, / -ток инжекции [1, 2, 14, 15].

1.2 Процесс вывода излучения из светодиода

Из кристалла СД может быть выведена лишь часть сгенерированного излучения. Коэффициент оптического вывода излучения, вышедшего за пределы кристалла СД (является характеристикой кристалла и просветляющего покрытия):

Пешаа = (Р/ (kv)) /(Pint / (hv), (4)

где Р - мощность оптического излучения вышедшего за пределы кристалла СД; Рш - мощность оптического излучения сгенерированного в активной области кристалла СД.

Основные потери при выводе излучения:

1. Потери на поглощение в материале кристалла СД.

2. Френелевские потери.

3. Потери за счёт полного внутреннего отражения от границы раздела сред с различающимися показателями преломления, определяемые так называемым критическим углом.

Часть сгенерированных фотонов поглощается материалом кристалла, омическими контактами и подложкой полупроводника.

При распространении света из среды с показателем преломления П1 в среду с показателем преломления п2 часть света отражается обратно от границы раздела. Эти потери света называются френелевскими.

Потери, связанные с критическим углом. Этот вид потерь, приводящих к значительному уменьшению эффективности, обусловлен полным внутренним отражением фотонов, падающих па поверхность кристалла под углами, большими критического. Световой луч, проходя из глубины кристалла к внешней поверхности, отражается в соответствии с законом Снелля:

где ф, Ф - угол падения и угол преломления; П], П2 — показатели преломления первой среды и второй среды, соответственно.

Рисунок 3. Влияние оптического покрытия на эффективность вывода излучения

ИуБШф = П2Ъ тФ,

(5)

Угол падения ф, при котором угол преломления Ф составляет 90°, называется критическим углом (ркр [1]:

фкр = arcsinfa / щ), (6)

Рвнутр /Рвнеш = (1/2) * (1 - COS фкрЛ (7)

где Рвнутр - мощность излучения генерируемая внутри полупроводника, Рвнеш - доля оптической мощности вышедшей из полупроводника.

Рвнеш / Рвнутр = (Ш) * (п{/п?). (8)

Так критический угол для GaN составляет 23,6 град., а доля вышедшего излучения в воздух 4,18% [1, 14, 27].

1.3 Метод получения белого цвета свечения светодиода

Известно, что для того чтобы человек воспринимал электромагнитное излучение оптического спектра как белый цвет, необходимо задействовать два рецептора человеческого глаза. Т.е., достаточно смешать излучение синего цвета с жёлтым. На практике важен не только факт получения белого цвета, но и качество этого цвета. Качественными характеристиками источников белого цвета являются индекс цветопередачи, цветовая температура и координаты цветности.

Способность источника излучения передавать все цвета освещаемого объекта определяется его индексом цветопередачи (CRI). Цветовая температура - это такая температура черного тела, при которой его энергетическая светимость равна энергетической светимости данного источника [9, 28-30].

Б

Рисунок 4. А - Относительная чувствительность глаза и спектр излучения типового белого светодиода, Б - диаграмма цветности в системе х, у (МКО-31)

В современных СД, в большинстве случаев используют кристалл синего цвета свечения и фотолюминофор жёлтого свечения с полушириной спектра порядка 110 нм. Это наиболее эффективный и дешёвый метод, т.к. КПД фотолюминофора на основе YAG и YGG достигает 90% [31-33]. Для повышения индекса цветопередачи используют смесь люминофоров. В качестве базового используют люминофоры типа YAG или YGG и добавляют в композицию красные и зелёные люминофоры (нитридные и силикатные)[3].

Излучение кристалла

Излучение люминофора

о ьЖ/ Люминофор

Кристалл

Рисунок 5. Процесс формирования излучения СД с кристаллом синего свечения и люминофором

Световая отдача светодиода является основной характеристикой эффективности светодиода - это отношение излучаемого светового потока к затраченной электрической мощности:

где, Р - оптическая мощность излучения, к(Х) - коэффициент чувствительности человеческого глаза к оптическому излучению с длиной волны Л. Связь световой отдачи СД и люминофора выражается по формуле:

где щтлпе- световые отдачи прошедшего через люминофор синего излучения СД и возбуждённого жёлтого излучения люминофора, ^ и у-* - цветовые координаты белого цвета, хъ и уь - цветовые координаты синего излучения, хе и уе- цветовые координаты излучения люминофора.

Из формулы 11 видно, что на графике цветов МКО можно провести прямую, соединяющую цветовые координаты излучения кристалла СД и цветовые координаты люминофора, затем, варьируя интенсивность излучения кристалла или концентрацию люминофора, определить цветовые координаты белого цвета СД. Также можно оценить зависимость световой отдачи СД белого свечения от концентрации люминофора или интенсивности излучения кристалла. График цветов МКО и формула (11) показывают, что наиболее

л=ФУ(/хЦ),

где, Фу - световой поток излучённый светодиодом.

Фу=683 хР*Щ),

(9)

(10)

[(х^-ХЪ)2 + (у^-уъ)2]Ш пь = [(х„-хе)2 + (У„-Уе)2]ш Пе, (11)

эффективным для изготовления СД с кристаллом синего свечения является использование люминофоров с максимумом излучения в жёлто-зелёной области оптического спектра. Люминофоры, излучающие в жёлто-зелёной области оптического спектра и возбуждающиеся от воздействия излучением в синей области оптического спектра, имеют кристаллическую решётку типа гранат, в узлах которой находятся атомы иттрия, алюминия и гадолиния.

1.4 Люминофор для светодиода

Люминофор представляет собой порошок с частицами размерами 6 -15 мкм. Частицы люминофора состоят из кристаллов ((Yi.aGda) Als О12 х Се (YGG)). Кристаллическая решетка YAI5OI2 активирована атомами Се. Gd позволяет сместить максимум спектра излучения в длинноволновую область, Ga в коротковолновую, к тому же Ga повышает временную стабильность люминофора. YGG (YAG) имеет неравновесные состояния кристаллической решетки и при воздействии излучения с длиной волны 450 - 465 нм электроны возбуждаются на высокие энергетические уровни, а затем переходят на равновесные с выделением энергии путём излучения фотона. [31-38].

Два основных механизма работы люминофора [31-37]:

1. Поглощение излучения люминесцентными центрами (активаторами и примесями) - переход электронов на более высокие энергетические уровни либо отрыв электрона от активатора, что приводит к образованию дырки.

2. Поглощение основой люминофора - образуются электроны и дырки. Дырки могут мигрировать по кристаллу и локализоваться на центрах люминесценции. Излучение происходит при возвращении электрона на более низкие энергетические уровни или при рекомбинации электронов и дырок. Ширина запрещённой зоны может составлять 1 - 10 эВ.

Для нанесения люминофора в светодиод используют связующие компоненты. Такими компонентами являются оптически прозрачные

компаунды на основе силикона или эпоксидной смолы, а так же пластины из поликарбоната.

Как правило, квантовый выход из композиции люминофора и связующего компонента, в котором он растворён, выше в твёрдых растворах, чем в жидких, так как с повышением вязкости уменьшается вероятность безызлучательных процессов возбуждения через внутреннюю конверсию. Но в твёрдых растворах возможен эффект поляризации так как частицы люминофора «зажаты» между упорядоченными молекулами растворителя.

Для люминофора характерно температурное тушение и концентрационное.

У люминофоров YGG (YAG) ширина запрещенной зоны достигает более 3.8эВ, а основа люминофора имеет показатель преломления 1,50< ПфЛ <1,85. Люминофоры, удовлетворяющие таким условиям, предпочтительно использовать для изготовления СД белого свечения [31-37].

1.5 Методы герметизации светодиода

Герметизация СД может осуществляться по четырём основным технологиям (рис. 6):

1. Отражатель с кристаллом СД до краёв заполняют смесью люминофора и компаунда [2].

2. Люминофор наносят непосредственно на поверхность кристалла

[13].

3. Отражатель с кристаллом заполняют прозрачным компаундом и на его поверхности или в верхней части отражателя наносят слой смеси люминофора и компаунда [5,6].

4. На пути вывода излучения СД синего свечения ставят пластину с люминофором, при этом между СД и пластиной существует воздушный зазор [40,41].

П .и Я V ^

у. ъ * *

ч ^ ^ *

Компаунд.

Смесь люминофора компаунда__

КристаллI

Пластина с люминофором

Смесь люминофора р компаунда

Ъмпаунй ристалл.

Рисунок 6. Методы герметизации СД

Известно, что удаление люминофора от кристалла на определённое расстояние позволяет увеличить световую отдачу по сравнению с классическим заполнением смесью компаунда с люминофором отражателя с кристаллом. Так в работе [5] показано, что если люминофор удалить от кристалла на расстояние, превышающее поперечное сечение кристалла, то можно повысить световую отдачу СД на 20 - 30%. В работе [6.] показано, что более высокое увеличение световой отдачи можно получить за счёт разнесения люминофора и кристалла на высоту 2-3 поперечных сечения кристалла, причём на отражатель в СД наносят тонкий слой компаунда с люминофором, отражатель полностью заполняется прозрачным компаундом с показателем преломления 1,5, а затем сверху на него наносят слой компаунда с люминофором, толщиной 100±50 мкм.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Солдаткин, Василий Сергеевич, 2013 год

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шуберт Ф. Светодиоды / пер. с англ. под ред. А.Э. Юновича. - 2-е изд. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 496 с.

2. Nakamura S., Fasol G. The Blue Laser Diod (Springer, Berlin). -1997.-C. 335.

3. Narukawa Y., Ichikawa M., Sanga D., Sano M., Mukai T. White light emitting diodes with super-high luminous efficacy // Journal of Physics: Applien Physics.-2010.-№43.

4. Закгейм Д.А., Бауман Д.А. AlGalnN светодиоды с внешней квантовой эффективностью 60% // Материалы 9-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы». -2013.-С.22-23.

5. Kim J.K., Luo Н., Schubert E.F. et al. // Jpn. J. Appl. Phys. - 2005.

№44.

6. Патент 2416841 Российская Федерация, МПК H01L33/00. Конструкция светодиода с люминофором / Н.А. Гальчина, Коган Л.М. -Приоритет от 09.04.2010. - заявка от 09.04.2010 ; опубл. 20.04.2011.

7. Воробьёв А.А., Воробьёва Е.В. и др. Моделирование теплового режима полупроводниковых приборов с различными типами теплоотводов // Твердотельная электроника. Сер. 1, СВЧ-техника. - 2010. - Вып. 2(505). -С.12-20.

8. Никифоров С. Температура в жизни и работе светодиодов // Компоненты и технологии. - 2006. - №54. - С. 42-47.

9. Абрамов B.C., Агафонов Д.Р., Шишов A.B., Щербаков Н.В., Рыжиков И.В., Сощин Н.П., Юнович А.Э. Белые светодиоды // Светодиоды и лазеры. - 2002. - №№1-2. - С. 25-29.

10. Официальный сайт LEDs magazine [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.LEDsmagazine.com - 2011.

11. Шурыгина В. Твёрдотельные осветительные системы. Прощайте старые, добрые светильники // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. -2008.-№5.-С. 88-97.

12. Радомский Н. Сравнительный анализ продукции ведущих производителей белых светодиодов // Полупроводниковая светотехника -2010.-№4.-С. 6-12.

13. Официальный сайт Cree [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.cree.com/

14. Schubert E.F. Light Emitting Diodes. Second edition. - Cambridge University Press. - 2006. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.LightEmittingDiodes.org

15. Панков Ж. Оптические процессы в полупроводниках / пер с англ. Ж. Панков; под ред. Ж.И. Алфёрова и B.C. Вавилова - М.: Мир, 1973. - 456 с.

16. Коган Л.М. Полупроводниковые светоизлучающие диоды. - М.: Энергоатомиздат, 1983. -208 с.

17. Берг А., Дин П. Светодиоды // Пер с англ. А. Э. Юнович. - М.: Мир, 1979. -687 с.

18. Бадгутдинов М.Л. Особенности излучательной рекомбинации в р-п-гетероструктурах InGaN/AlGaN/GaN с множественными квантовыми

ямами и светодиодах на их основе / Автореферат диссерт ации на соискание ученой степени к.ф-м.н., г. Москва. - 2007.

19. Кузнецов Г.Д., Сушков В.П., Кушхов А.Р., Ермошин И.Г., Билалов Б.А. Омические контакты к GaN // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. - 2009. - № 3. - С. 4-13.

20. Zinovchuk A.V., Malyutenko O.Yu., Malyutenko V.K., Podoltsev A.D., Vilisov A.A. The effect of current crowding on the heat and light pattern in high-power AlGaAs light emitting diodes // Journal of Applied Physics. - 2008. -T.104. -№ 3. - C.033115.

21. Смирнова И.П., Марков JI.K., Павлюченко A.C., Кукушкин М.В. AlGaInN-светодиоды с прозрачным р-контактом на основе тонких пленок ITO // Физика и техника полупроводников. - 2012. - Т. 46. - № 3. - С. 384388.

22. Юнович А.Э., Копьев П.С. Белые светодиоды на основе широкозонных гетероструктур с квантовыми ямами // Международный форум по нанотехнологиям „Rusnanotech &ndash; 2008". - 2008. - Москва.

23. Бадгудинов М.Л., Гальчина Н.А., Коган Л.М., Рассохин И.Т., Сощин Н.П., Юнович А.Э. Мощные светодиоды белого свечения для освещения // Светотехника. - 2006. - №3. - С.36-40.

24. Сощин Н.П., Гальчина Н.А., Коган Л.М., Широков С.С., Юнович А.Э. Светодиоды „теплого" белого свечения на основе р-п-гетероструктур типа InGaN/AlGaN/GaN, покрытых люминофорами из иттрий-гадолиниевых гранатов // ФТП. - 2009. - Т.43. - вып. 5. - С.700-704.

25. Бадгудинов М.Л., Коробов Е.В., Лукьянов Ф.А., Юнович А.Э., Коган Л.М., Гальчина Н.А., Рассохин И.Т., Сощин Н.П. Спектры

люминесценции, эффективность и цветовые характеристики светодиодов белого свечения на основе р-n гетероструктур InGaN/GaN, покрытых люминофорами // ФТП. - 2006. - Т.40. - вып. 6. - С. 758-163.

26. Гридин В.Н., Зайцев С.Н., Рыжиков И.В., Щербаков Н.В. Разработка нового поколения полупроводниковых источников освещения // Компьютерная оптика. - 2012. - Т.36. - № 4. - С.541-553.

27. Ландсберг Г.С. Оптика. Учеб. Пособие: Для вузов. - 6-е изд., стереот. - М. ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 848 с.

28. Васильев А. Многокристальные источники света // Магазин свет. - 2010 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.magazine-svet.ru/analytics/62759/

29. Брискина Ч.М., Румянцев С.И., Рыжков М.В., Сощин Н.П., Спасский Д.А. Поиск оптимальных составов гранатовых люминофоров с СЕЗ+ для белых светодиодов // Светотехника. - 2012. - №05. - С. 37-39.

30. Bakin N.N., Yauk E.F., Tuyev V.l. LED LIGHTING // В сборнике: 12th International Conference and Seminar on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices, EDM'2011 - Proceedings - 2011. - C.346-348.

31. Сощин Н.П. Новые люминофоры для эффективных приборов твердотельного освещения. Круглый стол производство светодиодов в россии - дорожная карта. Материалы доклада. Москва 2011. [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://nprpss.ru/sobytiya/vystavki-i-konferencii/kruglyj-stol-proizvodstvo-svetodiodov-v-rossii-dorozhnaya-karta.html, свободный (дата обращения: 08.04.2013).

32. Сощин Н.П. Светодиод + порошковый люминофор = новое качество света // Светодиоды и лазеры. - 2002. - №№1-2. - С.60-63.

33. Меркушев О.М., Ведерников Л.Г. Фотолюминофор на основе YAG, активированные СеЗ+, в светодиодах белого света // Светодиоды и лазеры. - 2002. - №№1-2. - С.64.

34. Официальный сайт фирмы Dalian Luminglight [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www/luminglight/com

35. Matsubara, Hideki at all White color light emitting diode and neutral color light emitting diode / Patent EP 0971421 A2.

36. Levinson at all Light emitting devise with phosphor having high luminous efficacy / Patent WO 00/33389 June 2000

37. Debray AJ, Mohn K. Single - efficiency white LEDs as SMDs // Applications Optoelectronics. - 2000. - № 112.

38. Haitz R.H., Craford M.G., Weissman. R.H. Light-emitting diodes . [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.accessengineeringlibrary.com

39. Люн М., Паксюткин А., Скрипниченко А. Объективное сравнение белых светодиодов и решений с дистанцированным люминофором // Полупроводниковая светотехника. - 2012. - Т.4. - №18. - С.10-13.

40. Официальный сайт Intematix [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.intematix.com

41. Смирнов С.В., Саврук Е.В., Гончарова Ю.С. Температурная зависимость спектров излучения светодиодов белого свечения на основе нитрида галлия и его твердых растворов // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. -2011. -№ 2-2. - С.55-58.

42. Поль А. Особенности расчета систем отвода тепла при использовании светодиодов в корпусах PLCC // Полупроводниковая светотехника. - 2010. - Т.5. - №7. - С.54-57.

43. Дохтуров В., Смирнов С. Контроль теплового режима кристаллов в светодиодных лампах // Полупроводниковая светотехника. - 2012. - Т.5. -№19. - С.94-95.

44. Официальный сайт SemiLEDs [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.semileds.com/

45. Официальный сайт Epistar [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.epistar.com.tw/

46. ГОСТ 19656.15-84 Диоды полупроводниковые СВЧ. Методы измерения теплового сопротивления переход-корпус и импульсного теплового сопротивления. - 1983. - 23 стр.

47. Дохтуров В., Смирнов С., Гончарова Ю. Влияние локализации тепловыделения на тепловое сопротивление мощных полупроводниковых источников света // Полупроводниковая светотехника. - 2013. - Т.З. - № 23. -С.18-19.

48. Криваткин А., Сакуненко Ю. Теплорассеивающие пластмассы — вызов алюминию // Полупроводниковая светотехника. 2010. - № 3. - С.54-56.

49. Фейтл А., Новиков А. Технологии сборки эффективный теплоотвод с помощью керамических подложек // Полупроводниковая светотехника. - 2010. - Т.5. - №7. - С.30-32.

50. Абрамов B.C., Сушков В.П., Сыпко Н.И. Метод измерения температуры р-n перехода светодиодов // Светодиоды и лазеры. - 2002. -№№1-2. - С.48-50.

51. Забродский С.Г. Об измерении теплового сопротивления светодиодов // Светодиоды и лазеры. - 2002. - №№1-2. - С.51.

52. Официальный сайт Nichia [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.nichia.co.jp/en/about_nichia/index.html

53. Официальный сайт Lumiled-Philips [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.philipslumileds.com/

54. Официальный сайт Lattice Power [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.latticepower.com/

55. Коняев П.А., Левицкий М.Е., Симонова Г.В., Соковиков В.Г. Исследование лазерного отстрела пленки GaN от эпитаксиальной подложки излучением эксимерного KRF-лазера // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2012. - Т.55. - №9-2. - С. 122-124.

56. Смирнова И.П., Марков Л.К., Закгейм Д.А., Аракчеева Е.М., Рымалис М.Р. Синие флип-чип светодиоды на основе AlGalnN с удаленной сапфировой подложкой // ФТП. - 2006. - Т.40. - № 11. - С. 1397-1401.

57. Официальный сайт Epiled [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.epiled.pl/

58. Официальный сайт Osram [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.osram.ru/osram_ru/

59. Мохнаткин А.Э. «Светлана-оптоэлектроника» на пути прогресса в области светодиодов // Светотехника. - 2010. - №04. - С.39-41.

60. Иткинсон, Г. В. Состояние и перспективы разработки и производства светодиодов в России // Светотехника. - 2007. - N 6. - С. 26-29.

61. Акчурин Р.Х., Мармалюк A.A. Нитрид галлия - перспективный материал электронной техники. Часть 1. Фундаментальные свойства нитрида галлия // Материаловедение. - 1999. - №9. - С. 950-962.

62. Linnik S.A., Gaydaychuk A.V. Processes and parameters of diamond films deposition in AC glow discharge // Diamond & Related Materials 32. - 2013. - C.43^47.

63. Линник C.A., Гайдайчук A.B. Синтез алмазных пленок в сильноточном тлеющем разряде переменного тока // Письма в ЖТФ. - 2012. -Т.38. - вып. 6. - С.9-14.

64. Шмидт Н.М., Аверкиев Н.С., Бауман Д.А., Закгейм А.Л., Левинштейн М.Е., Петров П.В., Черняков А.Е., Шабунина Е.И. Причины неоднозначного развития деградационного процесса в синих InGaN/GaN светодиодах // 8-я Всероссийская конференция «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы» . - 2011. - С. 109-110.

65. Meneghesso G.,Meneghini М, Zanoni Е. // J.Phys. D: Appl. Phys. -2010.-43.354007.

66. Kamanin A.V. et al. // Phys. Stat. sol. (с). - 2006. - 3. - 2129-2132.

67. Абрамов B.C., Никифоров С.Г., Соболь П.А., Сушков В.П. Свойства зелёных и синих InGaN-светодиодов // Светодиоды и лазеры. -2002.-№1-2.-С.30-33.

68. Строгонов А. Оценка долговечности БИС по результатам ускоренных испытаний // Технологии в электронной промышленности. -2007.-№ 15.-С. 90-96.

69. Мальцев А., Мальцев И. Контроль качества и надежности светодиодов по тепловому сопротивлению р-п-переход-корпус // Полупроводниковая светотехника. - 2010. - №4. - С.40-41.

70. Никифоров С. Стабильность параметров и надёжность светодиодов закладываются на производстве // Компоненты и технологии. -2007. - №5. - С.59-66.

71. Cree launches TEMPO luminaire testing program // LEDs magazine. - 2011. - October. - C. 12-14.

72. OCT11-336.938-83 Приборы полупроводниковые. Методы ускоренных испытаний на безотказность и долговечность. - 1983.

73. РД II 0216-85. Приборы полупроводниковые. Методы испытаний по определению конструкторско-технологического запаса.

74. Согласно Постановлению Правительства Российской Федерации от 20 июля 2011 г. N 602 г. Москва «Об утверждении требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в целях освещения».

75. Государственная программа Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 27 декабря 2010 г. № 2446-р.

76. Кутьков В.А. Величины в радиационной защите и безопасности // АНРИ. - 2007. - №3. - С.2-25.

77. Брудный В.Н., Пешев В.В., Суржиков А.П. Радиационное дефектообразование в электрических полях: Арсенид галлия, фосфид индия / Новосибирск: Наука, 2001. - 136 с.

78. Брудный В.Н. Радиационные эффекты в полупроводниках // Вестник Томского государственного университета. - 2005. - №285. - С. 95102.

79. Градобоев A.B., Асанов И. А., Скакова И.М. Стойкость светодиодов на основе InGaN/GaN при облучении быстрыми нейтронами и гамма-квантами // 8-я Всероссийская конференция «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы». - 2011. - С.100-102.

80. Рубанов П.В. Радиационная стойкость гетероструктур AlGaAs для светодиодов ИК-диапазона / Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., г. Томск. - 2012.

81. Виноградов B.C. Исследование и разработка методов повышения качества, надежности и радиационной стойкости светодиодных модулей / Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., г. Москва. -2011.-стр. 23.

82. Гридин В.Н., Рыжиков И.В., Виноградов B.C. Исследование воздействия быстрых нейтронов и электронов на светодиоды с белым и синим цветом свечения // «Известия вузов. ЭЛЕКТРОНИКА». - 2009. - № 1. - С.27-32.

83. ГОСТ 27299-87 Приборы полупроводниковые оптоэлектронные. Термины, определения и буквенные обозначения параметров.

84. ГОСТ 7601-78 Физическая оптика. Термины, буквенные обозначения и определения основных величин.

85. Measurements of LEDs CIE 127.2

86. Крутик М.И., Майоров В.П. Люмены, канделы, ватты и фотоны. Различные единицы - различные результаты измерения чувствительности

телевизионных камер на основе ЭОП и ПЗС // Специальная техника. - 2002. -№5.

87. ГОСТ 18986.3-73 Приборы полупроводниковые. Метод измерения постоянного прямого напряжения и постоянного прямого тока. -1973.-3 стр.

88. ПР 50.2.006 Правила по метрологии. Порядок проведения поверки СИ. - 1994. - 10 стр.

89. ГОСТ 20.57.406 - 81 Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытаний. -1981.-132 стр.

90. ГОСТ 25024.4-85 Индикаторы знакосинтезирующие. Методы измерения яркости, силы света, неравномерности яркости и неравномерности силы света. - 1985. - 33 стр.

91. ГОСТ 8.332 - 78 Государственная система обеспечения единства измерений. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения. - 1978. - 8 стр.

92. ГОСТ 20.57.406 - 81 Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытаний. - 1981. - 132 стр.

93. ГОСТ 19834.3-76. Излучатели полупроводниковые. Метод измерения распределения энергии излучения и ширины спектра излучения. -1976.-7 стр.

94. Sharma G., Wu W., Dalai E. N. The CIEDE2000 Color-difference formula: implementation notes, supplementary test data, and mathematical observations // Wiley Periodicals, Inc. - 2005. - №1. - C. 21-30.

95. Официальный сайт фирмы Lambda Research Corporation [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.lambdares.com/tracepro

96. Серебренникова И.В., Маломуж П.А., Солдаткин B.C., Туев В.И. Моделирование световых характеристик светодиода для систем освещения // Технические науки - от теории к практике. - 2013. - №21. - С. 174-179.

97. Официальный сайт фирмы Ansys Corporation [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ansys.com/

98. Вилисов A.A., Ремнёв Г.Е., Линник С.А., Солдаткин B.C., Тепляков К.В. Светодиод с CVD алмазным теплоотводом // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2013. - № 8/3. - С. 169-171.

99. Вилисов А.А, Линник С.А., Ремнёв Т.Е., Солдаткин B.C., Тепляков К.В. Применение поликристаллического CVD алмаза для эффективного отвода тепла в мощных светодиодах // 9-я Всероссийская конференция «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы» . -2013.-С.180-181.

100. Официальный сайт фирмы Hitachi [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.hht-eu.com/cms/7929.html

101. Официальный сайт фирмы НТП "ТКА" [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.tkaspb.ru/produkt/tka_vd.html

102. Вилисов А. А., Васильева М. А., Дохтуров В. В., Солдаткин B.C., Тепляков К. В. Зависимость световых параметров светодиодов белого свечения от люминофоров // XLIX Международная научная студенческая конференция «Студент и научно-технический прогресс» в Новосибирском научном центре Сибирского отделения РАН на базе Новосибирского Государственного Университета, г. Новосибирск. - 2011. - 1с.

103. Вилисов A.A., Гарипов И.Ф., Дохтуров В.В., Короченко Д.И., Курило Ю.М., Солдаткин B.C., Тепляков К.В., Токарев A.B. Светодиоды для поверхностного монтажа // 8-я Всероссийская конференция «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы» .-20 И.-С.15.

104. Вилисов A.A., Дохтуров В.В., Тепляков К.В., Солдаткин B.C. Индикаторные светодиоды для поверхностного монтажа // Полупроводниковая светотехника. - 2011. - Т. 5. - № 13. - С. 50-51.

105. Вилисов А., Калугин К., Солдаткин В., Перминова Е. Белые светодиоды // Полупроводниковая светотехника. - 2012. Т. - 4. - № 18. - С. 1417.

106. Вилисов A.A., Солдаткин B.C., Тепляков К.В., Устюгов С.Н. Разработка мощных светодиодов белого цвета свечения для поверхностного монтажа // Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Научная сессия ТУСУР-2012». - 2012 - Т. 2. -2с.

107. Вилисов A.A., Екимова И.А., Солдаткин B.C., Туев В.И. Люминофор для светодиода // Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Научная сессия ТУСУР-2013». - 2013 - Т. 2. - С. 63-65.

108. Гончарова Ю.С., Гарипов И.Ф., Солдаткин B.C. Ускоренные испытания полупроводниковых источников света на долговечность // Доклады ТУСУРа. - 2013. - №2. - С. 51-53.

109. Солдаткин B.C., Вилисов A.A., Градобоев A.B., Асанов И.А., Тепляков К.В. Стойкость GaN-светодиодов к облучению нейтронами //

Известия высших учебных заведений. Физика. - 2012. - Т. 55. - № 9-2. - С. 290-291.

110. Asanov I.A., Vilisov А.А., Gradoboev A.V., Soldatkin V.S., Tepljakov K.V. Firmness of light-emitting diodes for the superficial installation of white colour of the luminescence to action of factors of radiative action // 3rd International Congress on Radiation Physics and Chemistry of Condensed Matter, High-Current Electronics and Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. - 2012 - С. 111-112.

УЧАСТИЕ В ПРОЕКТАХ ВЫПОЛНЯЕМЫХ ПО ХОЗДОГОВОРНЫМ ТЕМАТИКАМ, ФЕДЕРАЛЬНЫМ ЦЕЛЕВЫМ ПРОГРАММАМ И ПЛАНАМ ОСВОЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

1. Хоз. договор 73/10 между ТУ СУР и ОАО «НИИПП» в рамках проекта «Разработка высокоэффективных и надежных полупроводниковых источников света и светотехнических устройств и организация их серийного производства», выполняемого по постановлению Правительства России № 218.

2. НИР «Бирюза-Н», Исследования по разработке серии оптоэлектронных приборов, предназначенных для эксплуатации в экстремальных условиях, на основе широкозонных полупроводниковых материалов, многослойных структур и их соединений, ГК № 6350 от 29.02.08 УРБВТи СП (03.2008 - 11.2009) ОАО «НИИПП».

3. План освоения новых изделий на 2009г. «Разработка и освоение излучающих диодов (белые, синие) в корпусе smd 3528» (Приказ от 03.02.09 № 18-п и от 31.03.09 43-п), шифр «СИД-АПЭК», ОАО «НИИПП».

4. План освоения изделий на 2010 год, п.2. Разработки и освоения излучающих диодов в корпусе smd из LTCC керамики (3.5x3.5) с приёмкой «5» (шифр «СД 3.5x3.5»).

5. План освоения изделий на 2010 год, п.З. Разработки и освоения излучающих RGB диодов в корпусе для поверхностного монтажа smd из пластика (5.5x5.5) с приёмкой «5» (шифр «RGB smd»).

6. План освоения изделий на 2010 год, п.4. Разработки и освоения радиационно-стойких (ЗУс) излучающих диодов в металлокерамическом корпусе для поверхностного монтажа бшс! (красного, зелёного, жёлтого цвета свечения) (шифр «спец. стойкие СД бгпс!»).

7. ФЦП ГК№ 516.11.6100.

ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ «РОСТЕХНОЛОГИИ» ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «РОССИЙСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА»

У ОАО «Научно-исследовательский институт

полупроводниковых приборов» (ОАО «НИИПП»)

/

Н Россия, 634034, г. Томск, ул. Красноармейская, 99а, ИНН\КПП 7017084932Y70170J001 в в (382-2) 55-66-96 (приемная), (382-2) 55-87-50 (отдел сбыта) Факс [phone] E-mail: [e-mail] www.niipp.ru

представленной на соискание учёной степени кандидата технических наук

Разработанные в диссертации В.С.Солдаткина технологические процессы сборки, в частности, герметизации светодиодов, а также результаты исследования композиций люминофорных составов для повышения световой эффективности белых светодиодов использованы при подготовке серийного освоения индикаторных светодиодов для поверхностного монтажа (красного, жёлтого, зелёного, синего, белого цвета свечения).

Результаты исследований электрических и светотехнических характеристик, а также установление конструктивно-технологических запасов и группы стойкости к радиационному облучению использованы в разработке Технических условий для серийного производства светодиодов: АДКБ.432220.418 ТУ «Индикаторы полупроводниковые

единичные» (КИПД152А9-К, КИПД152А9-Ж, КИПД152А9-Л, КИПД152А9-С, КИПД152 А9-Б) и проекта ТУ: АЕЯР.432220.571 ТУ «Индикаторы полупроводниковые единичные» (ИПД152А9-К, ИПД152А9-Ж, ИПД152А9-Л, ИПД152А9-С, ИПД152А9-Б).

АКТ

внедрения результатов диссертационной работы Солдаткина Василия Сергеевича,

Главный конструктор ОАО «НИИПП»

Г.Ф.Ковтуненко

Нач. КТБ ПС ОАО "НИПП", к.ф-м.н.

В.С.Лукаш

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР)

УТВЕРЖДАЮ

использования результатов диссерт

Солдаткина Василия Сер________

АКТ

С 2010 года ТУСУР совместно с ОАО «НИИПП» ведет работы в рамках проекта «Разработка высокоэффективных и надежных полупроводниковых источников света и светотехнических устройств и организация их серийного производства», выполняемого по постановлению Правительства России № 218.

На стадии отработки технологических операций сборки светодиода проводились исследовательские испытания заливки люминофора. Полученные в рамках диссертационной работы B.C. Солдаткина «Модернизация и исследование характеристик светодиода белого свечения для поверхностного монтажа» результаты по двухуровневой герметизации светодиода компаундом и люминофорной композицией использованы при разработке «Программы и методик исследовательских испытаний технологической операции герметизации светодиодов» ЕГВА.7606104.602600.01158 ПМ. В результате достигнута рекордная для России световая эффективность лабораторных образцов светодиодов 160 лм/Вт.

Директор НИИ светодиодных

технологий ТУСУРа, д.т.н.