JP2002243642A - 発光スペクトル測定装置及び測定方法 - Google Patents
発光スペクトル測定装置及び測定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】発光体からの光のスペクトル分布を正確に測定
する。 【解決手段】本発明の第１の発明では、発光体４が発光
する光６のスペクトルに関連する特性値を測定するた
め、該光を集光する集光装置７と集光された光のスペク
トル分布を測定する分光器８と該分光器が測定したスペ
クトル分布から所望の前記特性値を算出する計算手段
（不図示）とを備えた発光スペクトル測定装置が提供さ
れる。この測定装置においては、前記集光装置は、前記
光の干渉フリンジによる特性値の測定誤差が所定の閾値
以下となるように該閾値によって定まる数値開口より大
きな数値開口を有するものである。発光体周囲に反射板
を設けてその値を増大することができる。
する。 【解決手段】本発明の第１の発明では、発光体４が発光
する光６のスペクトルに関連する特性値を測定するた
め、該光を集光する集光装置７と集光された光のスペク
トル分布を測定する分光器８と該分光器が測定したスペ
クトル分布から所望の前記特性値を算出する計算手段
（不図示）とを備えた発光スペクトル測定装置が提供さ
れる。この測定装置においては、前記集光装置は、前記
光の干渉フリンジによる特性値の測定誤差が所定の閾値
以下となるように該閾値によって定まる数値開口より大
きな数値開口を有するものである。発光体周囲に反射板
を設けてその値を増大することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は概して光スペクトル測定
に関し、特に多層構造発光体が発する光の発光スペクト
ル測定において多層構造に起因する干渉フリンジの影響
を軽減する技術に関する。
に関し、特に多層構造発光体が発する光の発光スペクト
ル測定において多層構造に起因する干渉フリンジの影響
を軽減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体を評価するためフォトルミ
ネッセンス（PL）測定やエレクトロルミネッセンス（E
L）測定などの発光スペクトルの測定が行なわれてい
る。通常、試料から発射された光を数値開口（以下NAと
称する。）が0.1〜0.3程度の集光レンズで集め、分光器
により分光し発光スペクトルを測定するのが一般的であ
る。
ネッセンス（PL）測定やエレクトロルミネッセンス（E
L）測定などの発光スペクトルの測定が行なわれてい
る。通常、試料から発射された光を数値開口（以下NAと
称する。）が0.1〜0.3程度の集光レンズで集め、分光器
により分光し発光スペクトルを測定するのが一般的であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】基板に一つあるいは複
数の薄膜層を結晶成長して組立られた半導体などの試料
は多層構造を有する多層構造体である。このような多層
構造体では、例えば、基板とその上に成長した薄膜層の
材料が異なる場合、それに応じて基板と薄膜層の屈折率
が異なる。すると薄膜層の厚さに応じて、基板から発光
した光は試料の外部において干渉フリンジを生ずる。特
に発光スペクトルの半値幅が広い場合には、干渉フリン
ジが顕著に表れる。干渉フリンジが現れると、発光スペ
クトルの位置即ち発光スペクトル分布のピーク波長や半
値幅の同定が難しくなり、測定された発光スペクトルの
解釈を非常に複雑にする。さらに近年、近紫外から緑色
波長領域で発光するGaN系発光素子が開発され、その発
光特性の評価・解析が精力的に行なわれている。一般
に、GaN系発光素子はサファイア基板上にGaN系半導体薄
膜を積層して形成される。ところが、サファイアの屈折
率１．８とGaNの屈折率２．５に大きな差があること、
さらに活性層に用いられているGa1-xInxNは発光半値幅
が大きいため、ファブリ・ペロ干渉によるフリンジを生
じ易く、そのため、発光特性の解析が困難であった。測
定したスペクトル分布から計算により干渉フリンジを除
去することは試みられているが、現実的には干渉効果を
除去することは難しい。そこで、干渉効果に影響されな
い発光スペクトル測定が強く望まれている。
数の薄膜層を結晶成長して組立られた半導体などの試料
は多層構造を有する多層構造体である。このような多層
構造体では、例えば、基板とその上に成長した薄膜層の
材料が異なる場合、それに応じて基板と薄膜層の屈折率
が異なる。すると薄膜層の厚さに応じて、基板から発光
した光は試料の外部において干渉フリンジを生ずる。特
に発光スペクトルの半値幅が広い場合には、干渉フリン
ジが顕著に表れる。干渉フリンジが現れると、発光スペ
クトルの位置即ち発光スペクトル分布のピーク波長や半
値幅の同定が難しくなり、測定された発光スペクトルの
解釈を非常に複雑にする。さらに近年、近紫外から緑色
波長領域で発光するGaN系発光素子が開発され、その発
光特性の評価・解析が精力的に行なわれている。一般
に、GaN系発光素子はサファイア基板上にGaN系半導体薄
膜を積層して形成される。ところが、サファイアの屈折
率１．８とGaNの屈折率２．５に大きな差があること、
さらに活性層に用いられているGa1-xInxNは発光半値幅
が大きいため、ファブリ・ペロ干渉によるフリンジを生
じ易く、そのため、発光特性の解析が困難であった。測
定したスペクトル分布から計算により干渉フリンジを除
去することは試みられているが、現実的には干渉効果を
除去することは難しい。そこで、干渉効果に影響されな
い発光スペクトル測定が強く望まれている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の原理は、試料か
ら発射された光を実質的に広い角度成分に渡って検出す
ることである。この原理に従えば、干渉における位相成
分が、その角度に渡って積分されるため、干渉の効果が
現れない発光層からの本来のスペクトル測定が可及的に
可能となる。
ら発射された光を実質的に広い角度成分に渡って検出す
ることである。この原理に従えば、干渉における位相成
分が、その角度に渡って積分されるため、干渉の効果が
現れない発光層からの本来のスペクトル測定が可及的に
可能となる。
【０００５】本発明の第１の発明では、発光体が発光す
る光のスペクトルに関連する特性値を測定するため、該
光を集光する集光装置と集光された光のスペクトル分布
を測定する分光器と該分光器が測定したスペクトル分布
から所望の前記特性値を算出する計算手段とを備えた発
光スペクトル測定装置が提供される。この測定装置にお
いては、前記集光装置は、前記光の干渉フリンジによる
特性値の測定誤差が所定の閾値以下となるように該閾値
によって定まる数値開口より大きな数値開口を有するも
のであることを特徴とする。本発明では、数値開口は等
価的な数値開口で集光角度範囲を表し、例えば発光体周
囲に反射板を設けてその値を増大することができる。
る光のスペクトルに関連する特性値を測定するため、該
光を集光する集光装置と集光された光のスペクトル分布
を測定する分光器と該分光器が測定したスペクトル分布
から所望の前記特性値を算出する計算手段とを備えた発
光スペクトル測定装置が提供される。この測定装置にお
いては、前記集光装置は、前記光の干渉フリンジによる
特性値の測定誤差が所定の閾値以下となるように該閾値
によって定まる数値開口より大きな数値開口を有するも
のであることを特徴とする。本発明では、数値開口は等
価的な数値開口で集光角度範囲を表し、例えば発光体周
囲に反射板を設けてその値を増大することができる。
【０００６】その結果、発光体と測定された該発光体か
らの発光スペクトルや該発光スペクトルの測定誤差に応
じて決まる閾値以上の数値開口を選択すれば、干渉にお
ける位相成分が、数値開口に応じた角度に渡って積分さ
れ、干渉フリンジによる誤差が所望の限界内に収まる。
らの発光スペクトルや該発光スペクトルの測定誤差に応
じて決まる閾値以上の数値開口を選択すれば、干渉にお
ける位相成分が、数値開口に応じた角度に渡って積分さ
れ、干渉フリンジによる誤差が所望の限界内に収まる。
【０００７】また、本発明の実施により特に効果が顕著
な発光体の一つは多層構造体を有し、前記干渉フリンジ
の実質的な原因が該多層構造体を構成する層間の屈折率
の差に起因するものである。
な発光体の一つは多層構造体を有し、前記干渉フリンジ
の実質的な原因が該多層構造体を構成する層間の屈折率
の差に起因するものである。
【０００８】また、本発明は、特性値として各位置（即
ち波長）におけるスペクトル強度の他、光のスペクトル
分布のピーク位置や半値幅が精度よく算出されるという
効果を奏する。
ち波長）におけるスペクトル強度の他、光のスペクトル
分布のピーク位置や半値幅が精度よく算出されるという
効果を奏する。
【０００９】集光装置がレンズの場合、あるいは反射板
の場合あるいは積分球の場合などが実施されるが数値開
口が実質的に０．５以上であるようにすれば、実用上の
充分な干渉フリンジ抑圧効果が得られることがわかっ
た。
の場合あるいは積分球の場合などが実施されるが数値開
口が実質的に０．５以上であるようにすれば、実用上の
充分な干渉フリンジ抑圧効果が得られることがわかっ
た。
【００１０】前記PL測定やEL測定においては、発光体の
温度を可変して発光スペクトルを測定することがしばし
ば有効である。発明者等は、特に積分球がクライオスタ
ットを備え前記発光体が該クライオスタットに搭載され
ている構成がそれら測定に至便であることをみいだし
た。
温度を可変して発光スペクトルを測定することがしばし
ば有効である。発明者等は、特に積分球がクライオスタ
ットを備え前記発光体が該クライオスタットに搭載され
ている構成がそれら測定に至便であることをみいだし
た。
【００１１】本発明の第２の発明は、新規な発光スペク
トル測定方法である。該方法では、発光体が発光する光
のスペクトルに関連する特性値を測定するため、該光を
集光する集光装置と集光された光のスペクトル分布を測
定する分光器と該分光器が測定したスペクトル分布から
所望の前記特性値を算出する計算手段とを備えた測定装
置を用いる。この方法は、測定すべき発光体を用意する
ステップ、前記発光体の光の干渉フリンジによる特性値
の測定誤差が所定の閾値以下となるように該閾値によっ
て定まる数値開口より大きな数値開口を有する集光装置
を用意するステップ、前記集光装置と前記発光体とを整
列させて前記発光体が発する光を前記集光装置に入射さ
せるステップ、前記集光装置で集光された前記発光体か
らの光を分光器に導くステップ、及び前記分光器により
集光された光のスペクトル分布を測定するステップ、と
からなる。
トル測定方法である。該方法では、発光体が発光する光
のスペクトルに関連する特性値を測定するため、該光を
集光する集光装置と集光された光のスペクトル分布を測
定する分光器と該分光器が測定したスペクトル分布から
所望の前記特性値を算出する計算手段とを備えた測定装
置を用いる。この方法は、測定すべき発光体を用意する
ステップ、前記発光体の光の干渉フリンジによる特性値
の測定誤差が所定の閾値以下となるように該閾値によっ
て定まる数値開口より大きな数値開口を有する集光装置
を用意するステップ、前記集光装置と前記発光体とを整
列させて前記発光体が発する光を前記集光装置に入射さ
せるステップ、前記集光装置で集光された前記発光体か
らの光を分光器に導くステップ、及び前記分光器により
集光された光のスペクトル分布を測定するステップ、と
からなる。
【００１２】また、前記本発明の方法において、集光装
置がクライオスタットを備えた積分球であって、前記発
光体は該クライオスタットに搭載され、前記分光器によ
り集光された光のスペクトル分布を測定するステップに
おいて該クライオスタットの温度を可変するようする。
その便益は前記本発明の装置についての説明から明らか
であろう。
置がクライオスタットを備えた積分球であって、前記発
光体は該クライオスタットに搭載され、前記分光器によ
り集光された光のスペクトル分布を測定するステップに
おいて該クライオスタットの温度を可変するようする。
その便益は前記本発明の装置についての説明から明らか
であろう。
【００１３】さらに、また集光装置の数値開口を可変で
きるようにし、数値開口を異なる値に変化させつつ発光
体からの光のスペクトル分布を測定するステップを繰り
返す事もできる。このようにすれば、数値開口によらな
い、発光スペクトル分布を測定する閾値が求められる。
例えば、数値開口を増大してもスペクトル分布が変化し
なくなる数値開口の値として閾値が求まる。この閾値に
基づいて多数の同種の発光体のスペクトル分布や該スペ
クトル分布の特性値が容易に求められる。
きるようにし、数値開口を異なる値に変化させつつ発光
体からの光のスペクトル分布を測定するステップを繰り
返す事もできる。このようにすれば、数値開口によらな
い、発光スペクトル分布を測定する閾値が求められる。
例えば、数値開口を増大してもスペクトル分布が変化し
なくなる数値開口の値として閾値が求まる。この閾値に
基づいて多数の同種の発光体のスペクトル分布や該スペ
クトル分布の特性値が容易に求められる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下において、PL測定についての
実施例を中心にのべるが、EL測定も同様に行なえること
は当業者に明らかであろう。
実施例を中心にのべるが、EL測定も同様に行なえること
は当業者に明らかであろう。
【００１５】本発明の第１の実施例の発光スペクトル測
定装置を図１に示す。多層構造体である発光体は半導体
試料４であり、試料台３上に載置されている。レンズ１
により半導体試料４のPL発光部（例えば図２の活性層４
X）に焦点を結ぶ入射光２を照射する。入射光２により
発生したPL光６は従来より大きなNAを有する集光レンズ
系７で集光されて分光器８に入力されその光スペクトル
が測定される。その後測定された光スペクトルから、分
光器内臓の計算装置や外部の計算装置により種々の特性
値が算出され所望により表示・記録・伝送される。特性
値にはスペクトル分布のピーク波長（あるいは位置）や
半値幅がある。
定装置を図１に示す。多層構造体である発光体は半導体
試料４であり、試料台３上に載置されている。レンズ１
により半導体試料４のPL発光部（例えば図２の活性層４
X）に焦点を結ぶ入射光２を照射する。入射光２により
発生したPL光６は従来より大きなNAを有する集光レンズ
系７で集光されて分光器８に入力されその光スペクトル
が測定される。その後測定された光スペクトルから、分
光器内臓の計算装置や外部の計算装置により種々の特性
値が算出され所望により表示・記録・伝送される。特性
値にはスペクトル分布のピーク波長（あるいは位置）や
半値幅がある。
【００１６】第２図は半導体試料４の一例であるサファ
イア基板３上にＧａＩｎＮ／ＧａＮ系薄膜層を成長させ
た発光体を示す。ＧａＩｎＮ／ＧａＮ系の発光は比較的
広帯域であり、本願発明の実施効果が大きいものであ
る。活性層４XからのPL光やEL光は、本発明の理解を得
るためには点光源から発射されるとしてよく、集光レン
ズで集光され、分光器に入力されるPL光 あるいはEL光
の強度Iは以下のようにしてもとめられる。
イア基板３上にＧａＩｎＮ／ＧａＮ系薄膜層を成長させ
た発光体を示す。ＧａＩｎＮ／ＧａＮ系の発光は比較的
広帯域であり、本願発明の実施効果が大きいものであ
る。活性層４XからのPL光やEL光は、本発明の理解を得
るためには点光源から発射されるとしてよく、集光レン
ズで集光され、分光器に入力されるPL光 あるいはEL光
の強度Iは以下のようにしてもとめられる。
【００１７】発光部である活性層４Xから直接集光レン
ズに向かう光E1と活性層４Xから素子の基板側に向かい
サファイア基板４S（屈折率ｎ＝１．８）とGaN層４A
（屈折率ｎ＝２．５）の境界で反射される光E2とを代表
に選んで出射光I0を近似する。出射光I0をはつぎの式
（１）で表される。なお、上部GaN層４Bの屈折率ｎも
２．５である。
ズに向かう光E1と活性層４Xから素子の基板側に向かい
サファイア基板４S（屈折率ｎ＝１．８）とGaN層４A
（屈折率ｎ＝２．５）の境界で反射される光E2とを代表
に選んで出射光I0を近似する。出射光I0をはつぎの式
（１）で表される。なお、上部GaN層４Bの屈折率ｎも
２．５である。
【００１８】
【数１】
【００１９】ここに、、λは発光波長、A0(λ)は活性層
で発光した光の原発光スペクトル、nとｄはそれぞれGaN
層４Aの屈折率と厚さ、ｋ0は２π/λ、θは発光点から
発光した光の活性層の垂線に対する角度、θ1は最大集
光角度で集光装置により決定される。また、Tは上部GaN
層４Bからその上部空気層への光の透過率、Rは活性層か
らの光がサファイア基板４Sで反射される場合の反射率
であり、近似的に定数とした。図３には最大集光角度の
違いにより測定される発光スペクトルがどのように変化
するかが、式（１）による計算から例示されている。図
３の（A）はピーク波長が４５０nmで半値幅14nmのガウ
ス形スペクトル分布を有するA0(λ)の例（a）を示す。
計算による測定結果は図３の（B）に示されており
（ｂ）はθ1＝0.1 (rad)のばあいであり、（ｃ）はθ1
＝0.9 (rad)のばあいである。図３から明らかに最大集
光角度が小さいと干渉フリンジ（この場合はファブリ・
ペロ干渉による）の影響で測定されたスペクトル分布の
ピーク波長も半値幅も原発光スペクトルのものとは大い
に異なる。しかし最大集光角度を充分大きく選べば正し
いスペクトル分布が測定できるとの知見が得られる。
で発光した光の原発光スペクトル、nとｄはそれぞれGaN
層４Aの屈折率と厚さ、ｋ0は２π/λ、θは発光点から
発光した光の活性層の垂線に対する角度、θ1は最大集
光角度で集光装置により決定される。また、Tは上部GaN
層４Bからその上部空気層への光の透過率、Rは活性層か
らの光がサファイア基板４Sで反射される場合の反射率
であり、近似的に定数とした。図３には最大集光角度の
違いにより測定される発光スペクトルがどのように変化
するかが、式（１）による計算から例示されている。図
３の（A）はピーク波長が４５０nmで半値幅14nmのガウ
ス形スペクトル分布を有するA0(λ)の例（a）を示す。
計算による測定結果は図３の（B）に示されており
（ｂ）はθ1＝0.1 (rad)のばあいであり、（ｃ）はθ1
＝0.9 (rad)のばあいである。図３から明らかに最大集
光角度が小さいと干渉フリンジ（この場合はファブリ・
ペロ干渉による）の影響で測定されたスペクトル分布の
ピーク波長も半値幅も原発光スペクトルのものとは大い
に異なる。しかし最大集光角度を充分大きく選べば正し
いスペクトル分布が測定できるとの知見が得られる。
【００２０】式（１）を用いたシミュレーション結果
や、現在研究開発されている光電素子の材料・構造に関
する発明者の知見から、NAが0.5程度で半導体評価等の
実用において干渉フリンジの影響が無視できるようにな
る。したがって、NAが従来より大きな値である０．５以
上に設定できれば多くの半導体の評価において、干渉効
果を無視できる効果が得られる。最大集光角度を増大さ
せる方法はいくつかあるが、一つの方法として積分球を
用いる方法がある。積分球は最大集光角度が大きく取れ
るが光の減衰が大きい。他に、広角レンズ（NAが0.5以
上）も用い得るが、PLにおける照射レーザの集光、また
は低温測定用のクライオスタットなどを考慮すると、現
実的ではない。さらに、図４に示すように、被測定発光
体４４を反射鏡を有する反射カップ４３に取り付ける構
成が考えられる。
や、現在研究開発されている光電素子の材料・構造に関
する発明者の知見から、NAが0.5程度で半導体評価等の
実用において干渉フリンジの影響が無視できるようにな
る。したがって、NAが従来より大きな値である０．５以
上に設定できれば多くの半導体の評価において、干渉効
果を無視できる効果が得られる。最大集光角度を増大さ
せる方法はいくつかあるが、一つの方法として積分球を
用いる方法がある。積分球は最大集光角度が大きく取れ
るが光の減衰が大きい。他に、広角レンズ（NAが0.5以
上）も用い得るが、PLにおける照射レーザの集光、また
は低温測定用のクライオスタットなどを考慮すると、現
実的ではない。さらに、図４に示すように、被測定発光
体４４を反射鏡を有する反射カップ４３に取り付ける構
成が考えられる。
【００２１】図４を参照して説明すると、PL測定の場合
はレーザ光４２を必要に応じてレンズ４１を介して発光
体４４に照射し（ELの場合は発光体４４の電極より電流
を注入し）、発光体４４から発光した光４６を測定す
る。この構成においては、発光体４４からの光をほぼ18
0度に渉って集光測定が可能であり、発光体の多層構造
に起因する干渉フリンジの効果を抑圧した、発光層から
の本来のスペクトルが測定できる。
はレーザ光４２を必要に応じてレンズ４１を介して発光
体４４に照射し（ELの場合は発光体４４の電極より電流
を注入し）、発光体４４から発光した光４６を測定す
る。この構成においては、発光体４４からの光をほぼ18
0度に渉って集光測定が可能であり、発光体の多層構造
に起因する干渉フリンジの効果を抑圧した、発光層から
の本来のスペクトルが測定できる。
【００２２】一例では、カップ４３は銅製で、内部に銀
メッキが施されている。発光体４４がＧａＩｎＮ／Ｇａ
Ｎ多重井戸青色LEDでピーク波長４６０nmの発光を行な
っている場合につき測定結果を図５に示す。図５の
（a）はNA=０．１での集光による従来方法による測定結
果であり、図５の（ｂ）は該従来方法を反射カップ４３
が付加された発光体について行なったものである。従来
方法では、スペクトルに干渉が現れるため、ピーク位置
の同定または本質的な発光成分かどうかの見定めが困難
である。それに対して、反射カップ４３を付加した構成
で測定したスペクトルは、等価的にNAが大きくなり干渉
の効果が除去されているため、正確なスペクトルの同定
が可能である。
メッキが施されている。発光体４４がＧａＩｎＮ／Ｇａ
Ｎ多重井戸青色LEDでピーク波長４６０nmの発光を行な
っている場合につき測定結果を図５に示す。図５の
（a）はNA=０．１での集光による従来方法による測定結
果であり、図５の（ｂ）は該従来方法を反射カップ４３
が付加された発光体について行なったものである。従来
方法では、スペクトルに干渉が現れるため、ピーク位置
の同定または本質的な発光成分かどうかの見定めが困難
である。それに対して、反射カップ４３を付加した構成
で測定したスペクトルは、等価的にNAが大きくなり干渉
の効果が除去されているため、正確なスペクトルの同定
が可能である。
【００２３】図６に本発明のもう一つの実施例を示す。
これは、発光体の例である半導体６４からの発光を積分
球７０で最大集光角度180度で集光し、スペクトルを測
定するもので、干渉フリンジの影響のないスペクトル測
定が可能である。図６において、必要に応じて設けられ
るレンズ６１を介してレーザ光６２が積分球７０にその
第一の窓７１から入射し、発光体である被測定半導体６
４に到達する。レーザ光６２により励起されたPL光６６
等は積分されて積分球７０の第２の窓７７から出射し、
レンズ６７で集光されて分光器（不図示）にみちびかれ
分光測定がなされる。
これは、発光体の例である半導体６４からの発光を積分
球７０で最大集光角度180度で集光し、スペクトルを測
定するもので、干渉フリンジの影響のないスペクトル測
定が可能である。図６において、必要に応じて設けられ
るレンズ６１を介してレーザ光６２が積分球７０にその
第一の窓７１から入射し、発光体である被測定半導体６
４に到達する。レーザ光６２により励起されたPL光６６
等は積分されて積分球７０の第２の窓７７から出射し、
レンズ６７で集光されて分光器（不図示）にみちびかれ
分光測定がなされる。
【００２４】積分球の最大集光角度は大きいが、出射PL
光の強度は弱くなる。しかし、図６に示すようにクライ
オスタット６９のヘッドが積分球７０の内部侵入して、
該ヘッドに被測定発光体６４が搭載される構造には種々
の利点がある。ヘッドが積分球７０の内部に侵入した構
成であるので、等価NAを大きくとれるとともに、被測定
半導体６４の温度を容易に変化させることができる。ク
ライオスタットを使用したPL測定については、例えば特
開平４−２４５２２号公報あるいは特開２０００−１１
４６０９号公報に開示されている技術が参考になろう。
さらに、積分球を使用する測定技術が応用できる効果も
ある。
光の強度は弱くなる。しかし、図６に示すようにクライ
オスタット６９のヘッドが積分球７０の内部侵入して、
該ヘッドに被測定発光体６４が搭載される構造には種々
の利点がある。ヘッドが積分球７０の内部に侵入した構
成であるので、等価NAを大きくとれるとともに、被測定
半導体６４の温度を容易に変化させることができる。ク
ライオスタットを使用したPL測定については、例えば特
開平４−２４５２２号公報あるいは特開２０００−１１
４６０９号公報に開示されている技術が参考になろう。
さらに、積分球を使用する測定技術が応用できる効果も
ある。
【発明の効果】以上本発明の実施により従来に比較し、
発光スペクトル分布の測定、ピーク位置または半値幅の
同定の精度が向上し、さらにはスペクトルの解釈が容易
となる。発光体の発光面が曲面の場合も、NAを大きくと
るという本発明の思想は同様に適用できるので、応用範
囲が広い。
発光スペクトル分布の測定、ピーク位置または半値幅の
同定の精度が向上し、さらにはスペクトルの解釈が容易
となる。発光体の発光面が曲面の場合も、NAを大きくと
るという本発明の思想は同様に適用できるので、応用範
囲が広い。
【図１】本発明の第１の実施例の発光スペクトル測定装
置を示す図である。
置を示す図である。
【図２】サファイア基板にＧａＩｎＮ／ＧａＮ系薄膜層
を成長させた発光体の構造を関連する光とともに示す図
である。
を成長させた発光体の構造を関連する光とともに示す図
である。
【図３】最大集光角度の違いにより測定される発光スペ
クトルがどのように変化するかを説明するための図であ
る。
クトルがどのように変化するかを説明するための図であ
る。
【図４】被測定発光体を反射鏡を有するカップに取り付
けた本発明の発光スペクトル測定装置の構成を示す図で
ある。
けた本発明の発光スペクトル測定装置の構成を示す図で
ある。
【図５】本発明の反射カップを有する発光スペクトル測
定装置発によりＧａＩｎＮ／ＧａＮ多重井戸青色LEDか
らの光を測定した測定結果を従来方法で求めた測定結果
とともに示す図である。
定装置発によりＧａＩｎＮ／ＧａＮ多重井戸青色LEDか
らの光を測定した測定結果を従来方法で求めた測定結果
とともに示す図である。
【図６】積分球とクライオスタットを備える本発明の発
光スペクトル測定装置を説明するための図である。
光スペクトル測定装置を説明するための図である。
１ レンズ ２ 入射光 ３ 試料台 ４ 半導体試料 ６ PL光 ７ 集光レンズ系 ８ 分光器 ４１ レンズ ４２ レーザ光４２ ４３ 反射カップ ４４ 発光体 ６２ レーザ光 ６４ 半導体 ６６ PL光 ６９ クライオスタット ７０ 積分球 ７１ 第一の窓 ７７ 第二の窓
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 21/64 Ｇ０１Ｎ 21/64 Ｚ (71)出願人 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐ ａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ミラン シン ミンスキー 東京都八王子市高倉町９番１号 アジレン ト・テクノロジー株式会社内 Ｆターム(参考） 2G020 AA04 BA20 CB22 CB43 CC01 CD04 CD36 2G043 AA03 CA07 DA08 EA01 EA06 HA01 HA02 HA04 JA01 KA02 KA09 MA16 NA01 2G059 AA05 BB10 DD13 DD16 EE06 EE07 GG01 HH02 JJ01 KK01 MM01 NN10 2G065 AA04 AB04 AB09 AB22 BB06 BB11 BB42 BC13 CA30
Claims (12)
- 【請求項１】発光体が発光する光のスペクトルに関連す
る特性値を測定するため、該光を集光する集光装置と集
光された光のスペクトル分布を測定する分光器と該分光
器が測定したスペクトル分布から所望の前記特性値を算
出する計算手段とを備えた測定装置において、 前記集光装置は、前記光の干渉フリンジによる特性値の
測定誤差が所定の閾値以下となるように該閾値によって
定まる数値開口より大きな数値開口を有するものである
ことを特徴とする発光スペクトル測定装置。 - 【請求項２】前記発光体が多層構造体を有し、前記干渉
フリンジの実質的な原因が該多層構造体を構成する層間
の屈折率の差に起因するものであることを特徴とする発
光スペクトル測定装置。 - 【請求項３】前記特性値が前記光のスペクトル分布のピ
ーク位置である請求項１あるいは２のいずれかに記載の
発光スペクトル測定装置。 - 【請求項４】前記特性値が前記光のスペクトル分布の半
値幅である請求項１乃至３のいずれかに記載の発光スペ
クトル測定装置。 - 【請求項５】前記集光装置がレンズを有し、前記数値開
口が該レンズの数値開口である請求項１乃至４のいずれ
かに記載の発光スペクトル測定装置。 - 【請求項６】前記数値開口が実質的に０．５以上である
請求項１乃至５のいずれかに記載の発光スペクトル測定
装置。 - 【請求項７】前記数値開口を実質的に増大するため前記
発光体を囲む反射装置を備えるた請求項１乃至６のいず
れかに記載の発光スペクトル測定装置。 - 【請求項８】前記数値開口を実質的に増大するため前記
発光体を囲む積分球を備えるた請求項１乃至６のいずれ
かに記載の発光スペクトル測定装置。 - 【請求項９】前記積分球がクライオスタットを備え前記
発光体が該クライオスタットに搭載されている請求項８
に記載の発光スペクトル測定装置。 - 【請求項１０】発光体が発光する光のスペクトルに関連
する特性値を測定するため、該光を集光する集光装置と
集光された光のスペクトル分布を測定する分光器と該分
光器が測定したスペクトル分布から所望の前記特性値を
算出する計算手段とを備えた測定装置により該特性値を
測定する方法であって、 測定すべき発光体を用意するステップ、 前記発光体の光の干渉フリンジによる特性値の測定誤差
が所定の閾値以下となるように該閾値によって定まる数
値開口より大きな数値開口を有する集光装置を用意する
ステップ、 前記集光装置と前記発光体とを整列させて前記発光体が
発する光を前記集光装置に入射させるステップ、 前記集光装置で集光された前記発光体からの光を分光器
に導くステップ、及び前記分光器により集光された光の
スペクトル分布を測定するステップ、とからなる発光ス
ペクトル測定方法。 - 【請求項１１】前記集光装置がクライオスタットを備え
た積分球であって、前記発光体は該クライオスタットに
搭載され、前記分光器により集光された光のスペクトル
分布を測定するステップにおいて該クライオスタットの
温度を可変することを特徴とする請求項１０に記載の発
光スペクトル測定方法。 - 【請求項１２】前記集光装置の前記数値開口の値を異な
る値に変化させて前記光のスペクトル分布を測定するス
テップを繰り返すステップを追加してなる請求項１０あ
るいは１１のいずれかに記載の発光スペクトル測定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001011214A JP2002243642A (ja) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | 発光スペクトル測定装置及び測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001011214A JP2002243642A (ja) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | 発光スペクトル測定装置及び測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002243642A true JP2002243642A (ja) | 2002-08-28 |
Family
ID=18878376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001011214A Pending JP2002243642A (ja) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | 発光スペクトル測定装置及び測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002243642A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007086031A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出装置、及び試料ホルダ用治具 |
| JP2011081019A (ja) * | 2011-01-25 | 2011-04-21 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出装置 |
| US8324561B2 (en) | 2007-03-01 | 2012-12-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodetector and jig for sample holder |
| JP2015514208A (ja) * | 2012-03-19 | 2015-05-18 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | スペクトルルミネセンス測定のための方法および装置 |
-
2001
- 2001-01-19 JP JP2001011214A patent/JP2002243642A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007086031A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出装置、及び試料ホルダ用治具 |
| US8324561B2 (en) | 2007-03-01 | 2012-12-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodetector and jig for sample holder |
| JP2011081019A (ja) * | 2011-01-25 | 2011-04-21 | Hamamatsu Photonics Kk | 光検出装置 |
| JP2015514208A (ja) * | 2012-03-19 | 2015-05-18 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | スペクトルルミネセンス測定のための方法および装置 |
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