2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of measurement method for temperature/strain distribution in light-emitting and electric-power devices of nitride semiconductor
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18H01429
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
山形 幸彦 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (70239862)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嶋田 賢男 津山工業高等専門学校, 総合理工学科, 准教授 (10628845)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | パルスレーザー / ラマン散乱 / GaN / LEDモジュール / ジャンクション温度 / 2次元計測 / 歪み |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，パルスレーザーラマン散乱法（PLRS法）による動作中の窒化物半導体照明／パワーデバイスの温度／歪みの実計測とシミュレーション結果との比較検討により，キーパラメータ抽出による放熱設計指針の確立と2次元計測システムの構築を目指した．本年度は，昨年度までに構築した測定精度±4℃の1次元温度計測システムにより，主に動作中の青色LEDモジュールのPLRS法による詳細計測，独自に構築した標準モジュールでのVf法，熱電対による各チップ温度及び平均温度測定を行った．PLRS法による温度計測により，動作中の照明用LEDモジュールでの熱抵抗値の実計測が初めてなされ，LEDモジュールの動作条件変化がチップ温度分布や発光効率等の光放射特性に及ぼす影響を一部定量的に解明した．また，熱シミュレーションによる解析結果はVf法，熱電対による実測結果とほぼ一致するが，1チップの特性変化が測定値に大きく影響を与えている事を明らかにした．これらを通じて，Vf法，熱電対法のPLRS法による校正と各法のキーパラメータの抽出，さらに熱シミュレーションに必要な実計測データを提供した．一方で，2D分布計測に向けた検討では，深さ方向，面内方向の可測範囲（それぞれ最大10μm，20mm）での温度/歪み分布計測には±1℃以下の測定精度が必要で，本開発システム（±4℃）での測定は出来なかった．これを克服し，窒化物半導体照明／パワーデバイスの温度／歪みの2次元計測システムを構築するには，パルスレーザー波長安定化と狭帯域化，及び分光システムの波長決定精度の向上が必須である事を明らかにした．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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