KR100986044B1 - 반도체 발광소자의 광출력 측정장치 - Google Patents

반도체 발광소자의 광출력 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 개시는 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 있어서, 발광소자가 놓이는 받침대; 받침대 위에 위치하며, 발광소자에서 발생된 빛을 감지하는 센서; 받침대와 센서 사이에 위치하며, 발광소자에서 발생한 빛을 센서 측으로 향하도록 하는 수광 가이드; 수광 가이드와 받침대 사이에서, 발광소자에 전류를 인가하는 애노드 및 캐소드; 그리고, 받침대와 발광소자 사이에 위치하여, 발광소자에서 발생하여 받침대 측으로 향하는 빛을 센서 측으로 반사시키는 반사부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 관한 것이다.
반도체, 발광소자, 광출력, 측정, 센서, 수광 가이드, 반사부재

Description

반도체 발광소자의 광출력 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING OPTICAL POWER OF SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICES}
본 개시(Disclosure)는 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 관한 것으로, 특히 발광소자에서 나오는 빛을 보다 정확하게 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다.
여기서, 반도체 발광소자는 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 반도체 광소자를 의미하며, 3족 질화물 반도체 발광소자를 예로 들 수 있다. 3족 질화물 반도체는 Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N (0≤x≤1.0≤y≤1,0≤x+y≤1)로 된 화합물로 이루어진다. 이외에도 적색 발광에 사용되는 GaAs계 반도체 발광소자 등을 예로 들 수 있다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides backgound informaton related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
도 1은 종래의 반도체 발광소자의 광출력 측정장치의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자의 광출력 측정장치는 받침대(100), 애노드(200) 및 캐소 드(300), 그리고 센서(400)를 포함한다.
받침대(100)에는 반도체 발광소자(500)가 놓여진다. 한편, 받침대(100)는 반도체 발광소자(500)에서 나오는 빛 외의 잡광을 흡수하도록 검은색으로 이루어질 수 있다. 반도체 발광소자(500)는, 개개의 반도체 발광소자(500) 마다의 광출력을 측정하기 위하여, 받침대(100)에 여러개 놓여질 수 있다.
애노드(200) 및 캐소드(300)는 반도체 발광소자(500)에 전류를 인가하여, 반도체 발광소자(500)가 빛을 발생하도록 한다. 센서(400)는 반도체 발광소자(500)에서 발생된 빛을 감지하는 수광소자로 이루어진다.
이러한 구성을 통해, 반도체 발광소자(500)에서 나오는 광출력을 측정하여 반도체 발광소자(500)의 특성 및 품질을 검사할 수 있게 된다. 그러나, 센서(400)가 반도체 발광소자(500)로부터 나오는 빛을 수광하는 각도(θ)가 작아서 측정광량이 적은 문제와, 받침대(100)가 검은색으로 이루어질 경우 반도체 발광소자(500)에서 받침대(100)측으로 향하는 빛이 받침대(100)에 흡수되어 센서(400)가 감지할 수 없다는 문제가 있다.
도 2는 종래의 반도체 발광소자의 광출력 측정장치의 다른 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자의 광출력 측정장치는 구(110), 받침대(120), 애노드(210) 및 캐소드(310), 그리고 센서(410)를 포함한다.
구(110)는 내부에 공간이 형성되고, 일측에 반도체 발광소자(510) 및 받침대(120)를 구(110) 내부로 넣기 위한 개구부(112)가 형성된다. 구(110)의 내면(114)은 반사면으로 형성된다.
받침대(120)는 구(110)의 내부에서 개구부(112) 측에 위치한다. 받침대(120)에는 반도체 발광소자(510)가 놓여진다. 센서(410)는 구(110) 내부에 설치되며, 수광소자로 이루어져서 반도체 발광소자(510)에서 나오는 빛을 감지한다.
애노드(210) 및 캐소드(310)는 반도체 발광소자(510)에 전류를 인가하여, 반도체 발광소자(510)가 빛을 발생하도록 한다. 애노드(210) 및 캐소드(310)는 구(110)의 외부로부터 개구부(112)를 통하여 반도체 발광소자(510)에 전류를 인가한다. 여기서, 반도체 발광소자(510)는, 애노드(210) 및 캐소드(310)로부터 전류를 인가 받기 위하여, 패키지로 되어 받침대(120)에 놓이게 된다. 이는, 반도체 발광소자(510)를 패키지화 하지 않고는 애노드(210) 및 캐소드(310)로부터 전류를 인가받기 어렵기 때문이다.
이러한 구성을 통해, 반도체 발광소자(510)에서 나오는 빛이 소멸되지 않고 구(110) 내부에서 반사되어 센서(410)에 감지됨으로써 반도체 발광소자(510)의 광출력의 정확한 측정이 가능하게 된다. 그러나, 반도체 발광소자(510)의 광출력을 측정하기 위하여 반도체 발광소자(510)를 패키징해야 하고, 반도체 발광소자(510)의 광출력을 한개씩 측정해야함에 따라 작업이 불편하고 작업속도가 저하되는 문제가 있다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 있어서, 발광소자가 놓이는 받침대; 받침대 위에 위치하며, 발광소자에서 발생된 빛을 감지하는 센서; 받침대와 센서 사이에 위치하며, 발광소자에서 발생한 빛을 센서 측으로 향하도록 하는 수광 가이드; 수광 가이드와 받침대 사이에서, 발광소자에 전류를 인가하는 애노드 및 캐소드; 그리고, 받침대와 발광소자 사이에 위치하여, 발광소자에서 발생하여 받침대 측으로 향하는 빛을 센서 측으로 반사시키는 반사부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 광출력 측정장치가 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).
도 3은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 광출력 측정장치의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자의 광출력 측정장치는 받침대(10), 센서(20), 수광 가이드(30), 애노드(40) 및 캐소드(50), 그리고 반사부재(60)를 포함한다.
받침대(10)에는 반도체 발광소자(80)가 놓인다. 반도체 발광소자(80)의 광출력을 효율적으로 측정할 수 있도록, 받침대(10)에는 여러개의 반도체 발광소자(80)가 놓일 수 있다. 받침대(10)에 여러개의 반도체 발광소자(80)가 놓이는 경우, 공정 편의 및 속도 향상을 위해 투광성 시트(70)위에 반도체 발광소자(80)를 여러개 올려놓고, 투광성 시트(70)를 받침대(10)에 올려 놓아 광출력 측정을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 투광성 시트(70)는 발광소자가 파란색 또는 녹색 파장의 빛을 발하는 경우 블루시트(blue sheet)로 이루어질 수 있다. 투광성 시트(70)가 무색으로 투명한 경우 발광소자가 발하는 빛의 파장에 제한되지 않고 널리 사용할 수 있다.
센서(20)는 수광소자로 이루어지며 반도체 발광소자(80)가 놓이는 받침대(10)로부터 이격되어 위치하여, 발광소자(80)에서 발생된 빛을 감지한다.
수광 가이드(30)는 받침대(10)와 센서(20) 사이에 위치하며, 일측이 닫힌 통형상으로 이루어져, 받침대(10)에 놓여지는 반도체 발광소자(80)에서 발생한 빛이 센서(20)로 향하도록 하는 역할을 한다. 이때, 수광 가이드(30) 내부는 반도체 발광소자(80)에서 발생한 빛이 소실되지 않고 센서(20)로 향할 수 있도록 반사면(32)을 구비하는 것이 바람직하다. 반사면(32)은 거울 또는 흰색면 등으로 이루어질 수 있다. 수광 가이드(30)는 깔때기, 다각뿔 등으로서의 쉘(shell) 형상으로 이루어 질 수도 있다.
애노드(40) 및 캐소드(50)는 받침대(10)에 놓인 반도체 발광소자(80)에 전류를 인가하여 반도체 발광소자(80)가 빛을 내도록 한다.
반사부재(60)는 받침대(10)와 받침대(10)에 놓인 반도체 발광소자(80) 사이에 위치한다. 반사부재(60)는 반도체 발광소자(80)에서 발생하여 받침대(10)를 향하는 빛을 센서(20) 측으로 향하게 하는 역할을 한다. 이러한 반사부재(60)는 거울, 흰색면으로 이루어 질 수 있고, 반사율을 높이기 위해서 흰색면에 코팅을 하여 이루어 질 수도 있다. 이때, 반사부재(60)의 크기는 적어도 반도체 발광소자(80)의 크기보다 크게 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 반도체 발광소자(80)에서 발생하여 받침대(10) 측으로 향하는 빛을 센서(20) 측으로 반사시킴으로써, 반도체 발광소자(80)에서 발생한 빛을 센서(20)가 보다 많이 감지할 수 있게 된다.
도 4a는 종래의 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 의해 측정된 광출력의 그래프이고, 도 4b는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 의해 측정된 광출력의 그래프이다.
그래프의 횡축은 반도체 발광소자의 출력을 나타내고, 그래프의 종축은 반도체 발광소자의 개수(여기서 발광소자는 칩상태로서 동일 웨이퍼에서 여러 개의 칩 각각을 의미한다.)를 나타낸다. 도 4a에서 하나의 그래프는 어떤 웨이퍼(wafer)에 대해 종래의 반도체 발광소자의 광출력 측정장치로 광출력을 측정한 그래프이다. 상기 어떤 웨이퍼를 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 광출력 측정장치로 측정한 광출력 그래프가 도 4a의 상기 하나의 그래프에 대응하여 도 4b에 나타나 있다. 반도체 발광소자는 양자 모두 동일한 것을 측정하였다. 이러한 비교를 여러 개의 웨이퍼에 대해 실시하였고, 광출력의 중심값을 표준화(normalization)하여 광출력의 중심값을 모두 동일한 위치에 오도록 하여 웨이퍼 내에서 발광소자들의 광출력의 분포의 변화를 나타내었다. 도 4a 및 도 4b의 그래프를 참조하면, 각각의 웨이퍼에서 종래의 반도체 발광소자의 광출력 측정결과보다 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 광출력 측정결과의 산포도(degree of scattering)가 감소한 것을 확인할 수 있다.
도 5a는 종래의 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 의해 측정된 광출력의 그래프이고, 도 5b는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 의해 측정된 광출력의 그래프이다.
그래프의 횡축은 반도체 발광소자의 광출력을 나타내고, 그래프의 종축은 반도체 발광소자의 개수(여기서 발광소자는 웨이퍼상태로서 여러 개의 웨이퍼 각각을 의미한다.)를 나타낸다. 도 5a에서 하나의 그래프는 어떤 웨이퍼(wafer)에 대해 종래의 반도체 발광소자의 광출력 측정장치로 광출력을 측정한 그래프이다. 상기 어떤 웨이퍼를 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 광출력 측정장치로 측정한 광출력 그래프가 도 5a의 상기 하나의 그래프에 대응하여 도 5b에 나타나 있다. 반도체 발광소자는 양자 모두 동일한 것을 측정하였다. 이러한 비교를 여러 개의 웨이퍼에 대해 실시하였고, 광출력의 중심값을 표준화(normalization)하지 않고 그래프로 나타냄으로써 각각의 웨이퍼 간의 광출력 중심값의 편차가 나타나도록 하였다. 도 5a 및 도 5b의 그래프를 참조하면, 종래의 반도체 발광소자의 광출력 측정결과보다 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 광출력 측정결과가 광출력 중심값의 편차가 감소된 것을 확인할 수 있다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 받침대와 센서 사이에 위치하며, 발광소자에서 발생한 빛을 센서 측으로 향하도록 하는 쉘 형상의 수광 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 광출력 측정장치.
(2) 수광 가이드와 받침대 사이에서, 발광소자에 전류를 인가하는 애노드 및 캐소드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 광출력 측정장치.
본 개시에 따른 하나의 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 의하면, 반도체 발광소자의 광출력을 정확하게 측정할 수 있게 된다.
또한 본 개시에 따른 다른 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 의하면, 반도체 발광소자의 광출력 측정 시간을 줄일 수 있게 된다.
또한 본 개시에 따른 또다른 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 의하면, 여러개의 반도체 발광소자의 광출력 측정을 용이하게 할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 반도체 발광소자의 광출력 측정장치의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 종래의 반도체 발광소자의 광출력 측정장치의 다른 예를 나타내는 도면,
도 3은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 광출력 측정장치의 일 예를 나타내는 도면,
도 4a는 종래의 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 의해 측정된 광출력의 그래프,
도 4b는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 의해 측정된 광출력의 그래프,
도 5a는 종래의 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 의해 측정된 광출력의 그래프,
도 5b는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 의해 측정된 광출력의 그래프.

Claims (3)

  1. 반도체 발광소자의 광출력 측정장치에 있어서,
    발광소자가 놓이는 받침대;
    받침대 위에 위치하며, 발광소자에서 발생된 빛을 감지하는 센서;
    받침대와 센서 사이에 위치하며, 발광소자에서 발생한 빛을 센서 측으로 향하도록 하는 수광 가이드;
    수광 가이드와 받침대 사이에서, 발광소자에 전류를 인가하는 애노드 및 캐소드; 그리고
    받침대와 발광소자 사이에 위치하여, 발광소자에서 발생하여 받침대 측으로 향하는 빛을 센서 측으로 반사시키는 반사부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 광출력 측정장치.
  2. 청구항 1에서,
    수광 가이드는 쉘 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자의 광출력 측정장치.
  3. 삭제
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