Studio dei processi di degradazione in dispositivi LED commerciali UV-C con lunghezze d’onda di 265 nm e 275 nm

The aim of this thesis was to learn the physical mechanisms of degradation of commercial LED devices with emission wavelength in the UV-C range. To achieve this aim, accelerated lifetime stresses at constant current were performed, during which electrical and optical characterizations were performed as the temperature varied. Furthermore, in order to suggest improvements in terms of optical performance and lifetime, further characterizations were performed to understand what the causes of its degradation are. Thanks to these tests it was possible to observe that the gradual switching on of the LED can reduce the thermal shock on the device, improving its optical performance over time and reducing the degradation of the drive voltage. An appropriate fit algorithm was then developed to study the parasitic components in the spectra of the devices, in order to identify their possible origin and evolution over time.

L’obiettivo di questa tesi è stato l’apprendimento dei meccanismi fisici di degrado di dispositivi LED commerciali con lunghezza d’onda d’emissione nel range UV-C. Per raggiungere tale scopo, sono stati eseguiti stress di vita accelerata a correnti costanti, durante i quali si sono eseguite delle caratterizzazioni elettriche ed ottiche al variare della temperatura. Inoltre, al fine di proporre miglioramenti del dispositivo in termini di prestazioni ottiche e lifetime, sono state eseguite ulteriori caratterizzazioni per comprendere quali siano le cause del suo degrado. Grazie a questi test si è potuto osservare che l’accensione del LED in maniera graduale può ridurre lo shock termico sul dispositivo, migliorandone le performance ottiche nel tempo e riducendone il degrado della drive voltage. Si è poi realizzato un opportuno algoritmo di fit per studiare le componenti parassite negli spettri dei dispositivi, per poterne individuare la possibile origine e l’evoluzione nel tempo.