[发明专利]LED光学特性检测方法及检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种LED光学特性检测方法及检测装置。

背景技术

发光二极管(LED)是响应电流而被激发从而产生各种颜色的光的半导体器件。III-V族化合物半导体由于具有带隙宽、电子饱和漂移速度高、化学性质稳定等特点，在高亮度蓝光发光二极管、蓝光激光器等光电子器件领域有着巨大的应用潜力，引起了人们的广泛关注。

参考图1，示出了现有技术发光二极管一实施例的示意图。所述发光二极管包括：第一电极层10、位于第一电极层10上的发光二极管管芯，位于发光二极管管芯上的第二电极层15、位于第二电极层15上的正电极连接端16、底部位于第一电极层10中的开口、位于所述开口中的负电极连接端17，其中，所述发光二极管管芯包括依次位于第一电极层10上的缓冲层12、有源层13、帽层14。

其中，有源层13为发光区域，在LED工作时，在正电极连接端16加载正电压，负电极连接端17加载负电压，从而在发光二极管管芯两端加载了正、负电压，使有源层13发光，通常所述有源层13为量子阱结构，量子阱中载流子发光再结合的寿命和非发光再结合的寿命会影响发光二极管的发光效率。

具体地，当有源层13中缺陷密度很高时，载流子很容易发生非发光再结合的效应，从而降低发光效率。例如，对于传统LED材料砷化镓GaAs和磷化镓GaP，在量子阱中缺陷密度达到10⁴～10⁵/cm²时，LED就不能发光了。

而对于有源层13为氮化铟镓和氮化镓(InGaN/GaN)的量子阱，在缺陷密度10⁸～10⁹/cm²时，LED仍有较高的发光效率。InGaN/GaN量子阱的发光机制成为本领域技术人员的研究热点，但是目前为止仍然没有得出比较准确的结果。

现有研究表明InGaN/GaN两种量子阱中的局域化因素是影响发光效率的主要原因：在量子阱附近形成的铟聚集区域具有富铟相团族结构，并且具有纳米量级的量子阱厚度的空间变化。由于量子阱的局域化尺寸通常为几个纳米至几百纳米。现有光学显微镜的空间分辨率无法达到测量要求。

而诸如电子扫描显微镜、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、激光原子探针层析显微镜(APT)、原子力扫描显微镜(AFM)等的测量方式，虽然可以达到纳米级的测量精度，但是由于这些测量方式均不是光学测量手段，只能对LED的材料成分和形状进行分析，无法对LED发光特性进行直接检测，进而无法对有源层，尤其是对InGaN/GaN量子阱中的发光机制做出精度较高的检测。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种精度较高的LED光学特性检测方法及检测装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种LED光学特性检测方法，包括：提供激光光源；提供光栅，将光栅放置在激光光源的光路上；在光栅背后放置LED，使LED有源层与光栅的距离满足泰伯距离，在LED有源层上形成光栅自成像，所述光栅自成像包括阵列式排布的照明点；采集所述LED有源层受所述阵列式排布的照明点激发产生的荧光。

可选地，所述LED有源层与光栅的距离为分数泰伯距离，在LED有源层上形成的光栅自成像为分数光栅自成像。

可选地，所述LED有源层至LED上表面的距离为泰伯距离，所述提供光栅的步骤包括在LED上表面设置光栅，所述光栅与LED上表面相接触。

可选地，所述LED有源层与LED上表面的距离不等于泰伯距离，所述提供光栅的步骤包括在LED上表面设置隔离层、在隔离层上表面设置光栅，所述隔离层与LED上表面相接触，所述光栅与所述隔离层相接触，所述隔离层的厚度与LED有源层至LED上表面的距离之和为泰伯距离。

可选地，所述使LED有源层与光栅的距离满足泰伯距离，在LED有源层上形成光栅自成像的步骤包括：调整LED的倾角，使LED有源层的平面和光栅自成像的平面位于同一平面上。

可选地，所述采集所述荧光的步骤包括：在LED初始位置处，依次采集所述LED有源层受阵列式排布的各照明点产生的荧光；使LED分别沿照明点阵列的两个方向，以照明点阵列周期/N的步进距离移动，移动N-1次，在每个步进位置处依次采集所述LED有源层受阵列式排布的各照明点产生的荧光，其中N为大于或等于1的整数。