[發明專利]通過電介質層注入電流實現LED器件光電性能測試的設備

在審

• 申請號: 202111052968.5
• 申請日: 2021-09-08
• 公開（公告）號: CN113791326A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 嚴群;黃忠航;孫捷
• 申請（專利權）人: 嚴群
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01M11/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

本發明涉及一種通過電介質層注入電流實現LED器件光電性能測試的設備。包括外部電源、電極或電極陣列組成的電極板、電介質層、采集待測LED器件發光參數的光參數探測系統；所述外部電源與電極板相連接，電極板通過電介質層與LED器件的P型層或陽極或N型層或陰極接觸，外部電源提供脈沖電壓施加到電極板并通過電介質層實現電容性電流注入和電導性電流注入到LED器件實現其電致發光，通過光參數探測系統采集LED器件發光參數，包括亮度、波長和角分布。本發明通過改變電壓波形、不同電介質層厚度和采用不同電介質材料，可以實現LED器件光電特性參數的測量。

技術領域

本發明涉及一種通過電介質層注入電流實現LED器件光電性能測試的設備，更具體地，本發明的實施涉及LED外延生長、LED芯片制備、LED芯片轉移和組裝等工藝過程中LED電光性能的檢測，特別是應用在微米級LED(Micro-LED)顯示制備中涉及的LED外延生長、Micro-LED芯片制備、Micro-LED芯片轉移、鍵合和修復等過程。

背景技術

無機發光二極管(LEDs)由諸如GaAs、AlGaInP/GaP、InGaN/GaN等化合物半導體組成，LED的材料組成成分決定了其發射光波長，可實現紅外到可見光到紫外波段。在外加電場的驅動下載流子被注入LED器件，n型半導體中的電子與p型半導體中的空穴在P-N節復合，能量以電磁波的形式釋放并最終表現為發光。AlGaAs和AlGaInP半導體材料通常用于紅光和黃光LED，基于GaN的半導體則用于綠色、藍色和紫外LED。經典的氮化物LED的結構包含了一個或者更多的InGaN量子阱的有源區，夾在更厚的n型GaN與p型GaN中。外延片生長是通過諸如金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)方式把氣態物質有控制地輸送到加熱至適當溫度的襯底基片(如藍寶石或硅)上，生長出包含至少具備N型、量子阱和P型半導體等多層單晶薄膜結構。典型的基于GaN的藍綠光LED結構示意圖如圖1所示，其中，1為襯底，2為u-GaN緩沖層，3為n-GaN，4為MQW，5為p-GaN，6為ITO(Indium-TinOxide)，7為p型GaN歐姆接觸電極層，8為n型GaN歐姆接觸電極層。4、5、6、7在工藝上合稱為臺面(Mesa)，Mesa作為主要發光區域。通常先進行淺刻蝕定義臺面結。其次，進行深刻蝕將n-GaN區域刻蝕出來，可刻至藍寶石襯底形成獨立發光的LED芯片，也可僅將n-GaN刻蝕一部分形成共陰極結構，即所有Micro LED芯片陰極連接在一起。其次生長二氧化硅絕緣層并刻蝕出p電極開口，最后在開口處蒸鍍p電極金屬。紅光LED的工藝流程與藍綠光類似，其襯底通常為GaAs,其上依次為p-InGaP，InAlP/InGaP組成的MQW，n-InGaP外延層，電極排布與藍綠光LED類似。