[发明专利]一种半导体发光器件结温的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于结温测量技术领域，具体涉及一种半导体发光器件结温的测量方法。

背景技术

半导体发光器件的结温对器件性能的影响很大，较高的结温可以显著降低器件的发光效率和使用寿命。目前，用来测量半导体发光器件结温的方法主要是正向电压法(Forward-voltage method)和传统峰值波长法(Peak-wavelength method)。正向电压法较为精确，但是测试过程较为繁琐，且实用性较差，因为该方法不适宜用于已封装的器件结温的测量(Keng Chen,Nadarajah Narendran，Estimating the average junction temperature of AlGaInP LED arrays by spectral analysis.Microelectronics Reliability 53,701–705(2013))。传统峰值波长法实用性较强，但是由于受到器件蓝移效应(Stark效应(Quantum-confined Stark effect)和能带填充效应(band-filling effect)引起)和发光区不同组分含量的影响，其测量精度较低。所以精确且实用的结温测量方法对于提高光电器件，尤其是半导体发光器件的性能和寿命具有重要意义。

以往的文献与专利涉及的是通过对红移量(结温升高所致)的测量来推算结温，忽略了随着电流增加而产生的蓝移效应和发光区不同组分含量的影响，也不涉及为提高效率和精度，通过对多个具有不同波长或多波长器件的测量来确定相关测量公式系数的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体发光器件结温的测量方法，该方法考虑了器件的蓝移效应和发光区组分含量的影响，与传统方法相比，具有精确性高、成本低和实用性强的优点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种半导体发光器件结温的测量方法，包括以下步骤：

1)确定需要测量的半导体发光器件的发光区的组分含量x；

2)采用光谱探测器测量半导体发光器件在低于其正常工作电流和高于其正常工作电流下的光谱，得到一系列不同测量电流下的光谱，并且在上述得到的一系列光谱中含有半导体发光器件的波峰蓝移及红移现象的光谱，同时记录上述得到的一系列光谱中每个光谱分别对应的半导体发光器件的波峰的峰值波长；

3)根据步骤2)得到的一系列光谱，确定半导体发光器件的波峰蓝移和红移现象的交汇点，该交汇点对应的峰值波长为该半导体发光器件的最小峰值波长λ₀，该交汇点对应的测量电流为最小峰值波长电流I₀，根据结温函数T₀＝f(x)，确定半导体发光器件的最小峰值波长λ₀对应的结温T₀；

4)将步骤2)的所有测量电流中小于最小峰值波长电流I₀的测量电流记为蓝移区电流，大于最小峰值波长电流I₀的测量电流记为红移区电流；将蓝移区电流中任意一个测量电流I₁对应的半导体发光器件的波峰的峰值波长λ₁代入蓝移区结温函数T_blue＝f(x,λ₁－λ₀)，得到测量电流I₁对应的半导体发光器件结温T_blue；将红移区电流中任意一个测量电流I₂对应的半导体发光器件的波峰的峰值波长λ₂代入红移区结温函数T_red＝f(x,λ₂－λ₀)，得到测量电流I₂对应的半导体发光器件结温T_red；即得到所有测量电流下的半导体发光器件结温；

其中结温函数T₀＝f(x)、蓝移区结温函数T_blue＝f(x,λ₁－λ₀)及红移区结温函数T_red＝f(x,λ₂－λ₀)通过以下步骤得到：

a)准备若干颗多波长器件，其中多波长器件为光谱中有多个波峰的器件，确定每颗多波长器件的每个波峰所对应的发光区的组分含量x；