CN109765472A - 一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法，包括如下步骤：步骤S1、将所述发光二极管器件置于量测系统的所述基板上，且将所述发光二极管器件的一极性电极和所述基板上的接触电极的电性相连接；步骤S2、将所述发光二极管器件的另一极性电极和量测系统的所述非直接电接触式电极的电性相连接；步骤S3、将所述非直接电接触式电极连接电源，提供电子或电流进入所述发光二极管器件导致电致发光时，使用所述光探测器记录电致发光的量测结果。本发明的优点在于：采用带电粒子产生器或场板电极分别通过真空或导电溶液向所述发光二极管器件注入电子或电流，实现所述发光二极管器件电致发光的量测，一方面可同时进行两个以上发光二极管器件电致发光的量测，另一方面不使用探针，降低量测的成本。

Description

一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法。

背景技术

发光二极管（light emitting diode，LED）作为一种高效的发光源，具有环保、省电、寿命长、稳定性好等诸多优点，已经被广泛的运用于标牌、交通信号灯、汽车尾灯、照明以及显示等各种领域。近年来，应用于高清显示领域的微尺寸发光二极管更是蓬勃的发展。

发光二极管属于半导体器件，在结构上主要包括p型半导体层、发光层和n型半导体层，其发光原理是：在发光二极管的p型半导体层和n型半导体层上施加电压，空穴和电子分别从p型半导体层和n型半导体层注入到发光层，并在发光层中进行复合产生光，从而将电能转换为光能。

通常发光二极管在生产完成后，会对发光二极管的光电特性进行量测以确认发光二极管的品质。目前，发光二极管主要采用探针直接接触式的量测方法进行光电特性的测试，即通过探针分别直接接触到发光二极管的p型电极和n型电极来向发光二极管施加电压或电流以进行量测。然而目前这种探针直接接触式的量测方法存在诸多弊端，首先，量测速度慢，探针直接接触式的量测方法需要逐颗对发光二极管进行测试。随着发光二极管的微缩化，微尺寸的发光二极管所需要的量测时间变长，使目前探针直接接触式的量测方法无法达到量产的需求。其次，探针直接接触式的量测方法会对发光二极管的电极造成一定的刮擦，而影响发光二极管的良率和可靠性。尤其对于微尺寸的发光二极管而言，因为其电极的面积更小，所需探针的针尖要求和采购成本更高，使目前探针直接接触式的量测方法无法满足测试的需求。综上所述，目前所采用的探针直接接触式的量测方法由于效率低、成本高，已经越来越不符合当前发光二极管、特别是微尺寸发光二极管的生产需求。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法，以解决现有的发光二极管器件电致发光量测方法效率低、成本高的问题，同时特别适合于解决微尺寸发光二极管器件的电致发光量测的需求。

（二）技术方案

为实现所述目的，本发明提供如下技术方案：一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法，包括量测系统和发光二极管器件，量测系统包括基板、光探测器和非直接电接触式电极，所述基板上设置有接触电极；

发光二极管器件包括第一极性电极、第一极性半导体层、发光层、第二极性半导体层和第二极性电极，所述发光层位于第一极性半导体层和第二极性半导体层之中，所述第一极性半导体层和第二极性半导体层的极性不同，所述第一极性电极设置在第一极性半导体层上，所述第二极性电极设置在第二极性半导体层上；

所述方法包括以下步骤：

步骤S1、将所述发光二极管器件置于量测系统的所述基板上，且所述发光二极管器件的第一极性电极和所述基板上设置的接触电极的电性相连接；

步骤S2、将所述发光二极管器件的第二极性电极和量测系统的所述非直接电接触式电极的电性相连接，且所述第一极性电极与所述接触电极，和所述第二极性电极与所述非直接电接触式电极之间电性绝缘；

步骤S3、将所述非直接电接触式电极连接电源，提供电子或电流进入所述发光二极管器件导致电致发光时，使用所述光探测器记录电致发光的量测结果，完成所述发光二极管器件电致发光的量测。

其中：所述非直接电接触式电极可通过带电粒子或导电溶液向所述发光二

极管器件注入电子或电流。

其中：所述非直接电接触式电极为带电粒子产生器，带电粒子产生器和所

述发光二极管器件的第二极性电极之间进行真空密封，带电粒子产生器通过真空经由所述发光二极管器件的第二极性电极将电子或电流传输至所述发光二极管器件中。

其中：所述非直接电接触式电极为场板电极，场板电极和所述发光二极管

器件的第二极性电极之间填充导电溶液，场板电极通过导电溶液经由所述发光二极管器件的第二极性电极将电子或电流传输至所述发光二极管器件中。

其中：所述发光二极管器件为氮化镓（GaN）基发光二极管或砷化镓（GaAs）

基发光二极管或磷化镓（GaP）基发光二极管器件。

其中：所述光探测器可对所述发光二极管器件发射的光信号进行采集并形

成相应的分布图。

其中：所述光探测器位于基板的下方。

其中：所述发光二极管器件的第一极性电极和第二极性电极之间通过沉积

保护层使其保持电性绝缘。

其中：所述保护层材料为氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝、氧化铪、氧化镁、氧化钛中的一种或多种混合组成。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法，具备以下有益效果：采用带电粒子产生器或场板电极分别通过真空或导电溶液向所述发光二极管器件注入电子或电流，实现所述发光二极管器件电致发光的量测，一方面可同时进行两个以上发光二极管器件电致发光的量测，提升量测的效率，另一方面不使用探针，降低量测的成本。

附图说明

图1 为本发明实施例1中的发光二极管器件的电致发光量测示意图。

图2 为本发明实施例2中的发光二极管器件的电致发光量测示意图。

附图标记：

100：基板；101：接触电极；102：p型电极；103：p型半导体层；104：发光层；105：n型半导体层；106：n型电极；107：保护层；108：导电溶液池；109：非直接电接触式电极；110：导电溶液注入孔；111：光探测器。

200：基板；201：接触电极；202：p型电极；203：p型半导体层；204：发光层；205：n型半导体层；206：n型电极；207：保护层；208：真空腔；209：非直接电接触式电极；210：真空通孔；211：光探测器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1、如图1所示，一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法，包括量测系统和发光二极管器件，量测系统包括基板100、光探测器111和非直接电接触式电极109，所述基板100上设置有接触电极101，发光二极管器件包括p型电极102、p型半导体层103、发光层104、n型半导体层105和n型电极106；

所述方法具体为：

步骤S1、所述发光二极管器件置于基板100上，所述基板100为凹槽型基板，所述基板100上设置有接触电极101，所述发光二极管器件的p型电极102和基板100上的接触电极101电性相连接；

步骤S2、基板100上的接触电极101连接电源，保护层107使p型电极102和n型电极106电性绝缘，并使n型电极106裸露出来，保护层107材料使用二氧化硅（SiO₂），本实施例的非直接电接触式电极109为场板电极，非直接电接触式电极109和电源相连接，所述非直接电接触式电极109和所述发光二极管器件的n型电极106之间预留一定的距离并密封形成导电溶液池108，通过导电溶液注入孔110向导电溶液池108注入导电溶液，使所述发光二极管器件的n型电极106和非直接电接触式电极109电性相连接，导电溶液为电解质溶液，本实施例采用氯化钾（KCl）溶液；

步骤S3、在接触电极101和非直接电接触式电极109之间施加电压，通过导电溶液向所述发光二极管器件注入电子导致所述发光二极管器件的电致发光，在基板100下方设置光探测器111，所述光探测器111为相机或摄像机，对所述发光二极管器件的发光进行信号采集并得到相应的分布图。

在本实施例中，所述光探测器111需要以下条件：首先，像素灵敏度和动态范围要高，确保准确量测测试范围内的LED发光信号；其次，高的像素密度和帧率；同时还需要全域快门和弹性启动，使所有像素在相同时间启动。

在本实施例中，光探测器111设置在基板100下方，基板100和接触电极101皆为透光材料。

实施例2、如图2所示，本实施例与实施例一的差异在于n型电极的电子注入方式不同，本实施例的非直接电接触式电极209选用电子枪，非直接电接触式电极209和发光二极管器件的n型电极206之间预留一定的距离并密封形成密封腔，通过真空通孔210将密封腔中的空气排出形成真空腔208；非直接电接触式电极209在真空腔208中产生大量的电子，使发光二极管器件的n型电极206和非直接电接触式电极209电性相连接，在接触电极201和非直接电接触式电极209之间施加电压，通过真空向所述发光二极管器件注入电子导致所述发光二极管器件的电致发光。

本发明采用带电粒子产生器或场板电极分别通过真空或导电溶液向所述发光二极管器件注入电子或电流，实现所述发光二极管器件电致发光的量测，具有以下有益效果：第一，可同时进行两个以上发光二极管器件电致发光的量测，提升量测的效率；第二，不使用探针，降低量测的成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法，包括量测系统和发光二极管器件，其特征在于：所述量测系统包括基板、光探测器和非直接电接触式电极，所述基板上设置有接触电极；

所述发光二极管器件包括第一极性电极、第一极性半导体层、发光层、第二极性半导体层和第二极性电极，所述发光层位于第一极性半导体层和第二极性半导体层之中，所述第一极性半导体层和第二极性半导体层的极性不同，所述第一极性电极设置在第一极性半导体层上，所述第二极性电极设置在第二极性半导体层上；

所述方法包括以下步骤：

步骤S1、将所述发光二极管器件置于量测系统的所述基板上，且所述发光二极管器件的第一极性电极和所述基板上设置的接触电极的电性相连接；

步骤S2、将所述发光二极管器件的第二极性电极和量测系统的所述非直接电接触式电极的电性相连接，且所述第一极性电极与所述接触电极，和所述第二极性电极与所述非直接电接触式电极之间电性绝缘；

步骤S3、将所述非直接电接触式电极连接电源，提供电子或电流进入所述发光二极管器件导致电致发光时，使用所述光探测器记录电致发光的量测结果，完成所述发光二极管器件电致发光的量测。

2.根据权利要求1所述的一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法，其特征在于：所述非直接电接触式电极可通过带电粒子或导电溶液向所述发光二极管器件注入电子或电流。

3.根据权利要求1所述的一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法，其特征在于：所述非直接电接触式电极为带电粒子产生器，带电粒子产生器和所述发光二极管器件的第二极性电极之间进行真空密封，带电粒子产生器通过真空经由所述发光二极管器件的第二极性电极将电子或电流传输至所述发光二极管器件中。

4.根据权利要求1所述的一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法，其特征在于：所述非直接电接触式电极为场板电极，场板电极和所述发光二极管器件的第二极性电极之间填充导电溶液，场板电极通过导电溶液经由所述发光二极管器件的第二极性电极将电子或电流传输至所述发光二极管器件中。

5.根据权利要求1所述的一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法，其特征在于：所述发光二极管器件为氮化镓（GaN）基发光二极管或砷化镓（GaAs）基发光二极管或磷化镓（GaP）基发光二极管器件。

6.根据权利要求1所述的一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法，其特征在于：所述光探测器可对所述发光二极管器件发射的光信号进行采集并形成相应的分布图。

7.根据权利要求1所述的一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法，其特征在于：所述光探测器位于基板的下方。

8.根据权利要求1所述的一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法，其特征在于：所述发光二极管器件的第一极性电极和第二极性电极之间通过沉积保护层使其保持电性绝缘。

9.根据权利要求8所述的一种非直接电接触式的发光二极管器件的电致发光量测方法，其特征在于：所述保护层材料为氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝、氧化铪、氧化镁、氧化钛中的一种或多种混合组成。