[發明專利]LED光學特性檢測方法及檢測裝置

有效

• 申請號: 201110191200.6
• 申請日: 2011-07-08
• 公開（公告）號: CN102865999A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 陳魯;夏洋;張超前;張學一
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01R31/44
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及LED照明領域，尤其涉及一種LED光學特性檢測方法及檢測裝置。

背景技術

發光二極管(LED)是響應電流而被激發從而產生各種顏色的光的半導體器件。III-V族化合物半導體由于具有帶隙寬、電子飽和漂移速度高、化學性質穩定等特點，在高亮度藍光發光二極管、藍光激光器等光電子器件領域有著巨大的應用潛力，引起了人們的廣泛關注。

參考圖1，示出了現有技術發光二極管一實施例的示意圖。所述發光二極管包括：第一電極層10、位于第一電極層10上的發光二極管管芯，位于發光二極管管芯上的第二電極層15、位于第二電極層15上的正電極連接端16、底部位于第一電極層10中的開口、位于所述開口中的負電極連接端17，其中，所述發光二極管管芯包括依次位于第一電極層10上的緩沖層12、有源層13、帽層14。

其中，有源層13為發光區域，在LED工作時，在正電極連接端16加載正電壓，負電極連接端17加載負電壓，從而在發光二極管管芯兩端加載了正、負電壓，使有源層13發光，通常所述有源層13為量子阱結構，量子阱中載流子發光再結合的壽命和非發光再結合的壽命會影響發光二極管的發光效率。

具體地，當有源層13中缺陷密度很高時，載流子很容易發生非發光再結合的效應，從而降低發光效率。例如，對于傳統LED材料砷化鎵GaAs和磷化鎵GaP，在量子阱中缺陷密度達到10⁴～10⁵/cm²時，LED就不能發光了。

而對于有源層13為氮化銦鎵和氮化鎵(InGaN/GaN)的量子阱，在缺陷密度10⁸～10⁹/cm²時，LED仍有較高的發光效率。InGaN/GaN量子阱的發光機制成為本領域技術人員的研究熱點，但是目前為止仍然沒有得出比較準確的結果。

現有研究表明InGaN/GaN兩種量子阱中的局域化因素是影響發光效率的主要原因：在量子阱附近形成的銦聚集區域具有富銦相團族結構，并且具有納米量級的量子阱厚度的空間變化。由于量子阱的局域化尺寸通常為幾個納米至幾百納米。現有光學顯微鏡的空間分辨率無法達到測量要求。

而諸如電子掃描顯微鏡、透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)、激光原子探針層析顯微鏡(APT)、原子力掃描顯微鏡(AFM)等的測量方式，雖然可以達到納米級的測量精度，但是由于這些測量方式均不是光學測量手段，只能對LED的材料成分和形狀進行分析，無法對LED發光特性進行直接檢測，進而無法對有源層，尤其是對InGaN/GaN量子阱中的發光機制做出精度較高的檢測。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種精度較高的LED光學特性檢測方法及檢測裝置。

為解決上述技術問題，本發明提供一種LED光學特性檢測方法，包括：提供激光光源；提供光柵，將光柵放置在激光光源的光路上；在光柵背后放置LED，使LED有源層與光柵的距離滿足泰伯距離，在LED有源層上形成光柵自成像，所述光柵自成像包括陣列式排布的照明點；采集所述LED有源層受所述陣列式排布的照明點激發產生的熒光。

可選地，所述LED有源層與光柵的距離為分數泰伯距離，在LED有源層上形成的光柵自成像為分數光柵自成像。

可選地，所述LED有源層至LED上表面的距離為泰伯距離，所述提供光柵的步驟包括在LED上表面設置光柵，所述光柵與LED上表面相接觸。

可選地，所述LED有源層與LED上表面的距離不等于泰伯距離，所述提供光柵的步驟包括在LED上表面設置隔離層、在隔離層上表面設置光柵，所述隔離層與LED上表面相接觸，所述光柵與所述隔離層相接觸，所述隔離層的厚度與LED有源層至LED上表面的距離之和為泰伯距離。

可選地，所述使LED有源層與光柵的距離滿足泰伯距離，在LED有源層上形成光柵自成像的步驟包括：調整LED的傾角，使LED有源層的平面和光柵自成像的平面位于同一平面上。

可選地，所述采集所述熒光的步驟包括：在LED初始位置處，依次采集所述LED有源層受陣列式排布的各照明點產生的熒光；使LED分別沿照明點陣列的兩個方向，以照明點陣列周期/N的步進距離移動，移動N-1次，在每個步進位置處依次采集所述LED有源層受陣列式排布的各照明點產生的熒光，其中N為大于或等于1的整數。