[发明专利]一种原位测试LED应力的拉曼测试系统及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光电与半导体测试，特别是涉及一种一种原位测试LED应力的拉曼测试系统及其测试方法。

背景技术

发光二极管(LED)一般采用异质外延，在电流注入情况下，因材料间的晶格常数、热膨胀系数、电流电压对晶格的影响等差异^[1],[2],[3]，，LED的应力会发生变化，从而引起LED的发光强度下降、efficiency droop、发光波长偏移、封装失配等问题^[4],[5]。传统半导体的应力测试一般采用拉曼测试系统，但由于拉曼散射信号强度较弱，较LED在电流注入条件下的荧光强度低2～3个数量级，导致传统的拉曼测试系统的拉曼信号会被LED的荧光光谱所淹没，无法获得信噪比高的拉曼光谱，因此，采用传统的拉曼测试系统无法对电流注入下的LED进行应力测试。

鉴于现有拉曼测试系统无法解决电流注入条件下的LED应力测试，难以检测和分析应力对LED各项性能的影响，因此有必要提出一种新的原位测试LED应力的方法。

参考文献：

[1]Wu J 2009When group-III nitrides go infrared:New properties and perspectives Journal of Applied Physics106.

[2]Piprek J 2010Efficiency droop in nitride-based light-emitting diodes Physica Status Solidi(A)Applications and Materials Science207 2217–25.

[3]Aumer M E,LeBoeuf S F,Bedair S M,Smith M,Lin J Y and Jiang H X 2000Effects of tensile and compressive strain on the luminescence properties of AlInGaN/InGaN quantum well structures Applied Physics Letters77 821–3.

[4]Kisielowski C,Krüger J,Ruvimov S,Suski T,Ager J,Jones E,Liliental-Weber Z,Rubin M,Weber E,Bremser M and Davis R 1996Strain-related phenomena in GaN thin films Physical Review B54 17745–53.

[5]Yan Q,Rinke P,Janotti A,Scheffler M and Walle C G Van De 2014Effects of strain on the band structure of group-III nitrides Physical Review B125118 125118.

发明内容

本发明的目的是提供一种原位测试LED应力的拉曼测试系统。

本发明的另一目的是提供一种原位测试LED应力的拉曼测试方法。

一种原位测试LED应力的拉曼测试系统，设有激光器、光路系统、长波通或带通滤波片、拉曼滤镜、显微镜、CCD；所述长波通或带通滤波片设在拉曼光路中的显微镜光路前端、显微镜光路后端、拉曼滤镜前端、拉曼滤镜后端或CCD前端等，优选显微镜光路后端，并与波长远离LED发光光谱的激光器结合。

所述长波通或带通滤波片允许通过信号的波长大于600nm，波长小于600nm的信号被过滤，长波通或带通滤波片优选波长>600nm的长波通滤波片。

所述长波通或带通滤波片的数量为N片，N≥1，优选1片。

所述激光器的波长必须远离LED的电致发光光谱区域(波长大于600nm的激光器)，以减少电致荧光谱对拉曼信号的干扰，优选波长为633nm的He-Ne激光器。

一种原位测试LED应力的拉曼测试方法，采用所述原位测试LED应力的拉曼测试系统，包括以下步骤：

首先采用显微镜进行调节样品的位置，使样品处理聚焦状态；然后，关闭显微镜的光源，打开激光器，激光器用来发射拉曼测试需要的激光光线，光路系统传输激光的输入和输出信号，反射光线经过拉曼滤镜进行信号处理和过滤，最终的信号被CCD所探测。