靜電擊穿對LED中GaN材料的影響主要是通過對GaN材料中分布的線位錯的電學(xué)特性的改變體現(xiàn)出來。由于GaN材料異質(zhì)生長在藍寶石襯底上,材料內(nèi)的線位錯密度很高。 N25W128A11EF740F線位錯延伸到界面,形成V形缺陷(Ⅵ血apc Dcfcct)。當(dāng)較高的反向電壓施加在LED兩極時,漏電流會突增3~5倍,而且伏安特性會改變,不再是標(biāo)準(zhǔn)的二極管模型,而是發(fā)生了扭曲,伏安特性表現(xiàn)出電阻的特性。說明發(fā)光二極管己經(jīng)被靜電擊穿了,但是二極管仍然可以發(fā)光,但發(fā)光壽命縮短比較明顯。這是因為在反向電壓下,線位錯的導(dǎo)電性增大, 但沒有完全融毀材料,形成較大的電流通路。當(dāng)電壓持續(xù)增大到2000V,LED不再發(fā)光,伏安特性表現(xiàn)出完全的電阻性,說明發(fā)光二極管被完擊穿,線位錯形成的漏電通路完全形成,觀察LED表面,可發(fā)現(xiàn)擊穿形成的孔洞。從微觀角度上說,反向電壓較低時,產(chǎn)生由GaN材料內(nèi)線位錯形成的漏電通路,此時電流部分正常流動,部分通過線位錯形成的漏電通路,產(chǎn)生的熱量是分散在整個材料中的,此時發(fā)光二極管可以繼續(xù)發(fā)光,但伏安特性己經(jīng)改變。這種狀態(tài)是一種暫時狀態(tài),靜電擊穿的危害潛伏起來了,隨著使用壽命的延長,漏電通路持續(xù)的較大電流會減小漏電通路的電阻,最終形成完全的漏電通路。

   當(dāng)反向電壓持續(xù)增大,部分漏電通路完全貫穿器件,此時的發(fā)光二極管伏安特性已經(jīng)完全是一個電阻,電流基本完全從漏電通路上流過,產(chǎn)生的熱量全部集中在漏電通路上。由此導(dǎo)致材料局部溫度過高,局部熱應(yīng)力過大,產(chǎn)生的機械應(yīng)力產(chǎn)生了LED表面的擊穿孔洞。

由于材料內(nèi)部的線位錯是隨機分布的,所以擊穿通路及其產(chǎn)生的孔洞也是隨機分布的。綜上所述,GaN基LED中大量存在的線位錯是降低發(fā)光二極管EsD性能的主要原囚。要提高GaN基LED的抗靜電能力,就要想方設(shè)法降低位錯的數(shù)量和密度。