[发明专利]一种测量LED内量子效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体LED测试技术领域，具体涉及一种测量LED内量子效率的方法，可适用于蓝光、绿光、紫光和紫外光等所有LED的内量子效率的测量。

背景技术

目前，LED的外量子效率可以通过电学测量直接得出。而要测量LED的内量子效率，目前并没有合适的直接测量方法。目前通用的内量子效率测试方法采用低温荧光光谱和室温荧光光谱的强度比值来表征LED的内量子效率，这种方法存在假定低温下内量子效率为100％，吸收系数和折射率随温度变化不变的，并且这种最重要的问题在于需要低温环境，给日常检测带来了很大的不便。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是现有的LED内量子效率的测量方法对环境要求高、操作不便和测试精确不高的缺点。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出一种利用变激光激发密度荧光光谱测试LED内量子效率的方法，包括如下步骤：

步骤S1：制作测试样品，所述测试样品具有量子阱结构，从下至少依次包括衬底、低温成核层、低温缓冲层、n型层、有源区和p型层；

步骤S2：将LED样品装入光谱仪的样品室内，在激光器到样品的光路上放置圆衰减片，通过调节衰减片位置，实现激光功率的连续可调；然后放置一分光光路，其分光比例一定，通过分支光路的实时测量来获取测试光路的激光功率，并测量测试光路的光斑大小，来获得激光激发密度；

步骤S3：通过改变激光圆衰减片位置，测量不同的激光功率并计算相应的激光激发密度，然后通过探测器获得相应的荧光光谱；

步骤S4：计算并列表激光激发密度和对应的荧光光谱积分强度；

步骤S5：根据速率方程和内量子效率定义，拟合得出内量子效率。

根据本发明的一种具体实施方式，所述测试样品为紫外、蓝光和绿光等GaN基LED外延片或紫外、蓝光和绿光GaN基多量子阱外延片。

根据本发明的一种具体实施方式，所述荧光光谱仪为稳态激光激发光致发光光谱仪，其激发光源的最大激发密度达到50MW/cm²，其波长为相应的共振激发波长。

根据本发明的一种具体实施方式，所述分光光路比例为10％：90％。

根据本发明的一种具体实施方式，在步骤S5中，根据公式计算所述内量子效率，其中，η_IQE为内量子效率，η_c为光致发光谱(PL)收集系数，I_PL为光致发光谱的积分强度，I_PL＝η_cBN²，其中，B为辐射复合系数，N为载流子浓度，G=Plaser(1-R)[1-exp(-αd)Aspot·hv·d≈Plaser(1-R)αAspot·hv,]]>P_laser为激光功率，R为菲涅尔反射系数，α为吸收系数，A_spot为激光光斑面积，d为有源区厚度，hv为激发光光子能量。

(三)有益效果