一種測量led內(nèi)量子效率的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于半導(dǎo)體照明LED檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種測量LED內(nèi)量子效率的方法，該方法包括：根據(jù)LED的幾何結(jié)構(gòu)，通過數(shù)值計算或者軟件建模來獲得LED出光效率ηLEE；將LED芯片進行不會改變出光效率的簡單封裝，測量LED光功率P和光譜隨電流的變化關(guān)系，求出LED外量子效率ηEXE；以及根據(jù)公式ηEXE＝ηIQEηLEE計算出LED內(nèi)量子效率ηIQE。該方法簡單可靠，不需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算，能夠計算不同電流下的內(nèi)量子效率。
【專利說明】一種測量LED內(nèi)量子效率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體LED光電測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種測量LED內(nèi)量子效率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED是一種高效率的電光轉(zhuǎn)換器件，其電光轉(zhuǎn)換效率可以使用外量子效率(EQE，external quantum efficiency)來表征，即單位時間LED發(fā)射光子數(shù)和注入的電子數(shù)的比值。而根據(jù)電光轉(zhuǎn)換過程可以將外量子效率進一步分解為內(nèi)量子效率和出光效率之積。內(nèi)量子效率(IQE, internal quantum efficiency)是有源區(qū)產(chǎn)生光子數(shù)和注入電子數(shù)之比，出光效率(LEE, light extraction efficiency)是LED發(fā)射光子數(shù)和有源區(qū)產(chǎn)生光子數(shù)之t匕。其中內(nèi)量子效率直接和LED質(zhì)量相關(guān)，而出光效率更多的是由LED芯片的幾何構(gòu)型決定。
[0003]現(xiàn)在有三種方法來測量內(nèi)量子效率:(I)通過測量低溫和室溫下的光致發(fā)光強度，利用低溫下內(nèi)量子效率為100%的假設(shè)算的室溫下的內(nèi)量子效率，這種方法過于粗糙且無法獲得隨電流變化的內(nèi)量子效率；(2)變激發(fā)功率或者變電流然后進行三次非線性擬合，這種擬合方法不確定性太大，擬合參數(shù)對所測數(shù)據(jù)過于敏感，誤差很大不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一 )要解決的 技術(shù)問題
[0005]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種可靠簡單準確的測量LED內(nèi)量子效率的方法。
[0006]( 二 )技術(shù)方案
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種測量LED內(nèi)量子效率的方法，該方法包括:根據(jù)LED的幾何結(jié)構(gòu)，通過數(shù)值計算或者軟件建模來獲得LED出光效率η.;將LED芯片進行不會改變出光效率的簡單封裝，測量LED光功率P和光譜隨電流的變化關(guān)系，求出LED外量子效率Hexe ;以及根據(jù)公式Hexe= Hiqe jUee計算出LED內(nèi)量子效率nIQE。
[0008]上述方案中，所述根據(jù)LED的幾何結(jié)構(gòu)，通過數(shù)值計算或者軟件建模來獲得LED出光效率IUee，包括:若是同質(zhì)外延，整個LED結(jié)構(gòu)具有相同的介電常數(shù)，則利用如下公式計
算出光效率:
【權(quán)利要求】
1.一種測量LED內(nèi)量子效率的方法，其特征在于，該方法包括: 根據(jù)LED的幾何結(jié)構(gòu)，通過數(shù)值計算或者軟件建模來獲得LED出光效率JUee ； 將LED芯片進行不會改變出光效率的簡單封裝，測量LED光功率P和光譜隨電流的變化關(guān)系，求出LED外量子效率ΠΕΧΕ;以及 根據(jù)公式rim； = 1Ime 1Uee計算出LED內(nèi)量子效率nIQE。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量LED內(nèi)量子效率的方法，其特征在于，所述根據(jù)LED的幾何結(jié)構(gòu)，通過數(shù)值計算或者軟件建模來獲得LED出光效率JUee，包括: 若是同質(zhì)外延，整個LED結(jié)構(gòu)具有相同的介電常數(shù)，則利用如下公式計算出光效率:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量LED內(nèi)量子效率的方法，其特征在于，所述利用軟件建模計算出光效率的方法，包括: 平面異質(zhì)襯底的LED直接利用TracePiO軟件分別建立p層、有源層、η層和襯底，設(shè)置對應(yīng)的材料屬性；在LED周圍設(shè)置觀察區(qū)，觀察區(qū)接收入射光的表面屬性設(shè)為完全吸收，有源層上下兩面使用Lambertian光源類型； 圖形襯底的圖形陣列使用相關(guān)的CAD軟件TracePiO來建立，然后轉(zhuǎn)化為ASCII文件導(dǎo)A TracePro.
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量LED內(nèi)量子效率的方法，其特征在于，所述將LED芯片進行不會改變出光效率的簡單封裝，測量LED光功率P和光譜隨電流的變化關(guān)系，求出LED外量子效率nexe；，包括: 對LED芯片進行封裝，封裝時不要影響本來的出光效率；然后在不同注入電流I下測量發(fā)光功率P和峰值波長λ ;根據(jù)測量的發(fā)光功率P和峰值波長λ得到外量子效率

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量LED內(nèi)量子效率的方法，其特征在于，所述LED內(nèi)量子效
率
【文檔編號】G01M11/02GK103808497SQ201410079018
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】安平博, 趙麗霞, 魏學(xué)成, 路紅喜, 王軍喜, 李晉閩 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所