[發明專利]一種LED發光特性的非接觸檢測方法及裝置

無效

• 申請號: 200910103968.6
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN101561475A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 李平;文玉梅;李戀;文靜
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R31/265
• 分類號: G01R31/265;G01M11/02
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司
• 代理人: 侯懋琪

技術領域

本發明涉及芯片檢測這一技術領域，更具體的說是涉及一種LED發光特性的非接觸檢測方法及裝置。

技術背景

LED(Light?Emitting?Diode)以其固有的特點，如省電、壽命長、耐震動，響應速度快、冷光源等特點，廣泛應用于指示燈、信號燈、顯示屏、景觀照明等領域。但是，由于沒有理想的檢測設備，檢測和分選已成為許多LED芯片廠商的在提高生產效率和降低生產成本上的技術瓶頸。因此，提出一種對外延片或者晶圓上每一個LED芯片單元的的快速、低成本、無損檢測方法和設備，對于LED芯片的產業的發展具有重要的意義。

美國發明專利(專利號：US006670820B2)公開了一種用于半導體材料及器件電致發光特性檢測的方法和儀器。其檢測原理是在LED芯片上施加激發光，同時在p區和n區之間施加一正向偏置的電壓，形成牽引電場，吸引p區的空穴和n區的電子向中間的有源區運動，然后在有源區發生輻射復合，產生復合發光，所加偏置電壓低于LED的導通門限，對非平衡載流子即電子-空穴對的產生影響較小，可以忽略；用光接收器件如光電二極管接收芯片有源區的復合發光，再結合激發光的強度和芯片的吸收系數，計算出光生載流子的濃度，結合有源區的復合發光量和實際光注入并到達有源區的載流子濃度，就可以定量分析出所測LED芯片的電致發光性能。中國發明專利(專利號02123646.1)公開了一種LED外延片電致發光無損檢測方法。該發明公布為進行電致發光檢測，在外延片表面安置兩個電極，分別為為固定的負電極(接電源負極)和正電極，將一高壓恒流源加在兩個電極之間，通過將正電極在表面上移動完成整個外延片發光質量的檢測，得到外延片整片的電致發光質量。通過該方法還可以得到正向導通電壓、反向漏電流等對于LED外延片的電學參數。上述通過電致發光原理的方法，需要檢測探針直接接觸芯片，操作難度較大，容易造成芯片的污染甚至損壞。另外，測試探針在檢測的過程中也會有較大的損耗。

中國發明專利(專利號：98124685.0)公開了一種光致發光譜掃描成像儀，由于光電材料外延片的光譜分布和能帶結構有關，其電致發光和光致發光的光譜是一樣的，這樣用激光掃描光電材料外延片，獲得光致發光光譜，對LED外延片的發光亮度和光譜純度進行在線檢測。上述方法采用光致發光原理的方法，只能對LED外延片進行檢測，而且操作難度很大，成本很高。

另外，中國發明專利(專利證號：02265834.3)、中國發明專利(專利證號：02265834.3)和中國發明專利(專利證號：02136269.6)分別公開了幾種針對LED成品的檢測方法。由于LED芯片的封裝在整個LED成品的生產過程中是極為關鍵的步驟，因此對封裝前及封裝的過程中LED芯片的非接觸檢測就顯得非常有必要。但是，目前在這一技術方向還沒有理想的檢測方法。

發明內容

本發明提出了一種LED發光特性的非接觸檢測方法，該方法在恒溫條件下，以短時脈沖光照射LED待測件的PN結區域，通過檢測PN結的自發光光譜來實現對LED待測件發光特性的檢測。

恒溫條件的溫度與載流子強度相同條件下的電致發光的PN結結溫相同。

LED待測件為LED外延片、晶片或單個LED芯片中的一種。

短時脈沖光波長小于LED待測件發光光譜波長。

本發明還提出了一種LED發光特性的非接觸檢測裝置，它由檢測控制和信號采集處理單元、脈沖光產生單元、激勵光透鏡組、恒溫箱、濾色片、自發光透鏡組和光檢測裝置組成；

各個器件的連接關系如下：LED待測件置于恒溫箱中，脈沖光產生單元發出的脈沖光經激勵光透鏡組會聚后照射到LED待測件的PN結區域，LED待測件的自發光經濾色片過濾后，由自發光透鏡組會聚至光檢測裝置，光檢測裝置將檢測結果輸入檢測控制和信號采集處理單元處理；脈沖光產生單元受檢測控制和信號采集處理單元控制；恒溫箱溫度受檢測控制和信號采集處理單元控制。

脈沖光產生單元可采用脈沖光源，或者，采用由恒定光源和斬光裝置構成的發光裝置。所述斬光裝置可采用斬光器或快門。

本發明的有益技術效果是：可以在不接觸待測器件的情況下對LED外延片、晶片或者單個LED芯片的發光特性進行檢測，避免對LED待測件的接觸損壞，把LED產品的檢測和篩選由“成品”環節推進到“芯片”乃至外延片環節，降低了LED的成本。

附圖說明

圖1、本發明檢測方法及裝置的原理圖；