KR101116840B1 - 광소자의 내부 양자 우물 효율을 측정하는 방법 및 장치 - Google Patents

광소자의 내부 양자 우물 효율을 측정하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

광소자의 효율 측정방법이 개시된다. 광소자에 여기 자극을 인가하여 광소자로부터의 방출 광의 세기가 측정되고, 광소자의 양자 우물 내의 캐리어 농도 변화에 대하여 광소자의 양자 우물 내의 재결합 계수들의 변화량이 최소가 되는 기준 여기 자극의 세기가 추출되고, 기준 여기 자극의 세기에서의 광소자의 내부 양자 효율이 계산되고, 기준 여기 자극의 세기에서의 광소자의 내부 양자 효율로부터 다양한 기준 여기 자극의 세기들에서의 광소자의 내부 양자 효율이 계산된다.

Description

광소자의 내부 양자 우물 효율을 측정하는 방법 및 장치{Method and Apparatus for Measuring Internal Quantum Well Efficiency of LED}
본 발명은 광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 다이오드의 내부 양자 효율을 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성의 특징을 구비하여 광원으로서 널리 이용되고 있다. 발광 다이오드는 AlGaAs, GaAlP, GaP, InGaAlP, GaN 등의 화합물 반도체를 이용한다. 발광 다이오드는 화합물 반도체로 구성된 N형 반도체층, N형 반도체층 상의 활성층, 상기 활성층 상의 P형 반도체층을 포함한다. 발광 다이오드(light-emitting diode: LED)는 p-n 접합 다이오드의 일종으로, 순방향으로 전압이 인가될 때 단파장광(monochromatic light)이 방출되는 현상인 전기발광효과(electroluminescence)를 이용한 반도체 소자이다. 발광 다이오드로부터 방출되는 빛의 파장은 사용되는 반도체의 밴드 갭 에너지(bandgap energy: Eg)에 의해 결정된다.
본 발명은 발광 다이오드의 내부양자 효율을 측정할 수 있는 방법 및/또는 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들은 광 소자의 효율 측정방법을 제공한다. 상기 방법의 일 예는 광소자에 여기 자극을 조사하여 상기 광소자로부터의 방출 광의 세기를 측정하는 단계; 상기 광소자의 양자 우물 내의 캐리어 농도 변화에 대하여 상기 광소자의 양자 우물 내의 재결합 계수들의 변화량이 최소가 되는 기준 여기 자극의 세기를 추출하는 단계; 상기 기준 여기 자극의 세기에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율을 계산하는 단계; 및 상기 기준 여기 자극의 세기에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율로부터 다양한 여기 자극의 세기들에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율을 계산하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 여기 자극은 여기 광일 수 있다. 또한, 상기 기준 여기 자극은 기준 여기 광이고, 상기 디양한 여기 자극은 다양한 여기 광일 수 있다.
상기 기준 여기 광의 세기를 추출하는 단계는, 제 1 파라메타(x) 대한 제 2 파라메타(y) 곡선의 이차 미분값이 최소가 되는 기준 여기 광의 세기를 추출하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 파라메타(x)는
Figure 112010002775028-pat00001
이고, 상기 제 2 파라메타(y)는
Figure 112010002775028-pat00002
이다. P L 은 상기 여기 광의 세기이고 P PL 은 상기 방출 광의 세기이다.
상기 기준 여기 광의 세기에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율은
Figure 112010002775028-pat00003
이다.
Figure 112010002775028-pat00004
, P PL , ref 는 상기 기준 여기 광에서의 기준 방출 광의 세기이고, x1, x2, y1 및 y2는 상기 여기 광의 세기의 미소 변화량에 대한 상기 제 1 파라메타 및 상기 제 2 파라메타의 물리량이다.
상기 방법은 상기 기준 여기 광의 세기에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율로부터 다양한 여기 광의 세기들에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 다양한 여기 광의 세기들에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율은
Figure 112010002775028-pat00005
이다. γ는
Figure 112010002775028-pat00006
, n은 상기 광소자의 상태 및 상기 여기 광의 종류에 따른 변수인 것을 만족한다.
다른 실시예에서, 상기 여기 자극은 여기 전류일 수 있다. 또한, 상기 기준 여기 자극은 기준 여기 전류이고, 상기 디양한 여기 자극은 다양한 여기 전류일 수 있다.
상기 기준 여기 전류의 세기를 추출하는 단계는, 제 1 파라메타(x) 대한 제 2 파라메타(y) 곡선의 이차 미분값이 최소가 되는 기준 여기 전류의 세기를 추출하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 파라메타(x)는
Figure 112010002775028-pat00007
이고, 상기 제 2 파라메타(y)는
Figure 112010002775028-pat00008
이다. I은 상기 여기 전류의 세기이고 P EL 은 상기 방출 광의 세기이다.
상기 기준 여기 전류의 세기에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율은
Figure 112010002775028-pat00009
이다.
Figure 112010002775028-pat00010
, P EL , ref 는 상기 기준 여기 전류에서의 기준 방출 광의 세기이고, x1, x2, y1 및 y2는 상기 여기 전류의 세기의 미소 변화량에 대한 상기 제 1 파라메타 및 상기 제 2 파라메타의 물리량이다.
상기 방법은 상기 기준 여기 전류의 세기에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율로부터 다양한 여기 전류의 세기들에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 다양한 여기 전류의 세기들에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율은
Figure 112010002775028-pat00011
이다. 여기서 I ref 는 상기 기준 여기 전류이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들은 광소자의 효율 측정 장치를 제공한다. 상기 장치는 광소자에 여기 자극을 조사하여 상기 광소자로부터의 방출 광의 세기를 측정하는 광 측정부; 및 상기 광소자의 양자 우물 내의 캐리어 농도 변화에 대하여 상기 광소자의 양자 우물 내의 재결합 계수들의 변화량이 최소가 되는 기준 여기 자극의 세기를 추출하고, 상기 기준 여기 자극의 세기에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율을 계산하고, 상기 기준 여기 자극의 세기에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율로부터 다양한 여기 자극의 세기들에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율을 계산하는 연산부를 포함할 수 있다.
상기 여기 자극은 여기 광 또는 여기 전류일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들은 전술한 방법들 중 어느 하나의 광소자의 효율 측정방법에 대한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체를 제공한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 광소자의 효율 측정방법 및 장치에 따르면, 비파괴적으로 상온 또는 항온에서 광학적 여기 또는 전류 주입을 통하여 발광 다이오드의 효율을 측정할 수 있다. 웨이퍼 상에 에피 박막의 성장 직후, 웨이퍼 상태, 또는 칩 상태를 포함하는 모든 공정 단계에서, 방출 광의 세기 데이터만을 이용하여 발광 다이오드의 효율을 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 광소자 효율 측정장치를 도시한다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 내부양자 효율을 구하는 흐름도이다.
도 3은 여기 광의 세기 변화에 따른 방출 광의 세기의 측정 예이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 제 1 파라메타와 제 2 파라메타 곡선에서 기준 여기 광의 세기를 구하는 방법을 도시한다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따라 도 3의 측정 결과를 분석하여 얻은 내부양자 효율의 그래프를 도시한다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 연산부의 상세를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 광소자 효율 측정장치를 도시한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내부양자 효율을 구하는 흐름도이다.
도 9는 여기 전류의 세기 변화에 따른 방출 광의 세기의 측정 예이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따라 도 9의 측정 결과를 분석하여 얻은 내부양자 효율의 그래프를 도시한다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 연산부의 상세를 설명하기 위한 도면이다.
발광 다이오드(LED)의 내부양자 효율은 양호한 결정성장을 통하여 개선될 수 있다. 발광 다이오드의 광추출 효율은 발광 다이오드의 내부 또는 표면에 다양한 모양의 광산란 구조를 삽입하는 방법을 통하여 개선될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들은 발광 다이오드의 내부양자 효율을 상온 또는 항온에서 비파괴적으로 측정하는 방법을 개시한다. 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들은 웨이퍼 상태 또는 칩 상태에서 적용 가능하다. 발광 다이오드의 캐리어는 여기되어 재결합을 통하여 방출광의 형태로 에너지를 잃는다. 포토루미네선스(PL)는 광을 조사하여 캐리어는 여기시킨다. 일렉트로루미네선스(EL)는 전류를 주입하여 캐리어를 여기시킨다. 일반적으로 포토루미네선스는 웨이퍼 상에 발광 다이오드를 형성한 후 웨이퍼 상태로 측정되고, 일렉트로루미네선스는 칩 상태에서 측정된다.
발광 다이오드의 성능을 나타내는 지표 중 하나인 wall-plug 효율은 [수학식 1]로 정의된다. [수학식 1]에서 P out 은 발광 다이오드로부터 외부로 출사된 방출 광의 세기, V는 인가 전압, I는 주입 전류이다.
Figure 112010002775028-pat00012
위와 같은 발광 다이오드의 wall-plug 효율 η wall - plug 은 [수학식 2]로 세분화하여 표시될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00013
[수학식2]에서
Figure 112010002775028-pat00014
는 평균 광자 에너지(photon energy), I active 는 발광층인 다중양자우물(MQW: Multiple Quantum well)에 주입된 전류, P rad 는 다중양자우물에서 발생된 광의 세기, P out 은 발광 다이오드로부터 외부로 출사된 방출 광의 세기, V j 는 p-n 다이오드의 접합영역에 인가되는 전압, R s 는 p-n 다이오드의 접합영역 이외의 부분에서 발생되는 저항을 나타낸다. [수학식2]에서와 같이, wall-plug 효율은 전압 효율(voltage efficiency, η voltage ), 전류 주입 효율(injection efficiency, η injection ), 발광 효율(radiative efficiency, η radiative ), 광 추출 효율(extraction efficiency, η extraction )의 곱으로 나타낼 수 있다.
전압 효율(η voltage )은 단위 시간당 발광 다이오드에 주입된 전자의 위치 에너지에 대하여 출사된 광자의 평균에너지의 비율을 나타낸다. 이상적인 경우, η voltage = 1로서 한 개의 전자의 위치에너지(qV)가 전부 한 개의 광자에너지(
Figure 112010002775028-pat00015
)바뀔 수 있다. 그러나 실제로 전자의 위치 에너지는 전극 및 반도체의 접촉저항, 클래드층 및 버퍼층에서의 전도저항 등으로 인하여 열에너지로 변환될 수 있기 때문에, 실제로는 η voltage <1일 수 있다.
전류 주입효율(η injection )은 단위시간 당 발광 다이오드에 주입된 캐리어들의 수(전류)에 대한 발광층으로 주입된 캐리어의 수(전류)의 비율을 나타낸다. 주입된 캐리어들의 일부분은 활성층이 아닌 다른 부분들, 예를 들면 표면, 웨이퍼 크랙, 캐리어 오버플로우(carrier overflow) 등에 의하여 클래드층 또는 버퍼층으로 누설될 수 있다.
발광층으로 주입된 전자들은 전원으로부터 얻은 위치 에너지를 가진다. 활성층으로 주입된 전자들의 일부는 정공과 재결합하면서 광자의 형태로 에너지를 잃어 버리고, 다른 일부는 정공과 재결합하면서 열에너지 형태로 에너지를 잃어 버린다. 발광 효율(η radiative )은 단위시간 당 활성층에 주입된 전자들의 수에 대한 광자의 형태로 에너지를 잃어 버리는 전자들의 수의 비율을 나타내며, 발광 다이오드의 효율을 결정하는 가장 큰 요인이 된다.
활성층에서 발광된 광자들 가운데 일부는 발광 다이오드의 내부에서 재흡수되고, 다른 일부는 발광 다이오드 밖으로 나온다. 광추출 효율(extraction efficiency, η extraction )은 단위시간 당 발광층에서 발생된 광자들의 수에 대한 발광 다이오드 외부로 나오는 광자들의 수의 비율을 나타낸다.
전술한 효율들은 서로 결합되어 다른 형태로 표현 될 수 있다. η injection 와 η r adiati ve 의 곱은 내부양자 효율(internal quantum efficiency, η internal )로 정의되고, 단위시간 당 주입된 전자들의 수에 대한 발광된 광자들의 수의 비율을 나타낸다. 또한 η internal 와 η extraction 의 곱은 외부양자 효율(external quantum efficiency, η external )로 정의되고, 단위시간 당 주입된 전자들의 수에 대한 발광 다이오드 외부로 방출된 광자들의 수의 비율을 나타낸다.
전압 효율(η voltage ) 및 외부양자 효율(η external )은 발광 다이오드의 전류-전압 특성곡선, 전류-광출력 특성 및 스펙트럼 측정을 통하여 실험적으로 얻을 수 있다. 반면, 발광 다이오드의 성능에 매우 중요한 내부양자 효율(η internal )과 광추출 효율(η extraction )을 실험적으로 측정하는 방법은 알려져 있지 않다.
활성층에서의 캐리어 농도 및 캐리어 수명을 사용하여 내부양자 효율(η internal )을 다시 정의하면, [수학식 3]이 된다.
Figure 112010002775028-pat00016
Figure 112010002775028-pat00017
Figure 112010002775028-pat00018
[수학식3]에서 N 은 발광층 내에서의 캐리어 농도(단위체적 당 캐리어들의 수)를 나타낸다. 전자 및 정공의 수는 동수로 가정된다. R rad 과 R nrad 은, 각각 발광층에 여기된 캐리어들이 단위시간 당 발광 재결합 및 비발광 재결합으로 없어지는 캐리어들의 수로서, 각각 발광 재결합률 및 비발광 재결합율로 정의된다. τ r 및 τ nr 은, 각각 발광 재결합 및 비발광 재결합을 통하여 없어지는 캐리어의 평균수명으로서 캐리어 수명시간으로 정의된다.
외부양자 효율(η external )은 [수학식 2]에서 정의된 바와 같이 [수학식 4]로 된다.
Figure 112010002775028-pat00019
발광 다이오드의 양자우물 내의 캐리어 율 방정식(carrier rate equation)은 [수학식5]과 같이 재결합율(R)과 캐리어 발생률(G)의 합으로 표현될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00020
[수학식 5]에서 재결합율(R)이 캐리어 농도에 대한 3차 근사함수로 표현되면, [수학식 6]가 될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00021
여기서, A, B, C는 각각 비발광 재결합계수, 발광 재결합계수, Auger 비발광 재결합계수이다. 캐리어 생성율(G)은 광학적 여기를 사용하는 방법과 전류 주입 방법에 따라 각각 [수학식 7] 및 [수학식 8]과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00022
Figure 112010002775028-pat00023
여기서, R, hυ L , A L , α,η inj , q, V α 는 각각 표면 반사율, 여기 광의 광자에너지, 조사 면적, 흡수 계수, 전류 주입효율, 전하량, 활성층의 체적이다. 그리고 P L [W] 와 I[A]는 각각 발광 다이오드에 인가되는 여기 광의 세기 및 여기 전류의 세기이다.
활성층에 캐리어가 주입되어 전자-정공 쌍이 재결합하면 방출 광이 발생한다. 방출 광의 세기(P out ) 중 실제로 측정되는 방출광의 세기(P det )는 발광 재결합율에 비례하므로 [수학식 9]과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00024
여기서, η det 는 검출기 결합효율이고, η extraction 는 발광 다이오드 내에서 발생된 방출 광에 대하여 외부로 출사된 방출 광의 비율로 정의되는 광추출 효율이다. [수학식 5] 및 [수학식 9]를 이용하면, [수학식 10]과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00025
Figure 112010002775028-pat00026
내부 양자우물 효율은 전체 재결합율에 대한 발광 재결합율의 상대적 비이므로 [수학식 11]와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00027
본 발명의 기술적 사상에 의한 캐리어 농도 변화와 발광 재결합 계수의 관계에 대한 고찰이 설명된다.
Wurtzeit 구조의 c-축 방향으로 성장된 InGaN 기반의 양자우물 구조에서는 강한 내부 전계(internal electric field)가 존재한다. 이로 인하여 양자우물 구조에서의 전자의 에너지 밴드가 기울어진 모양을 갖는다. 그러나 발광층의 양자우물 내의 캐리어 농도가 증가하면, 내부 전계가 캐리어에 의하여 상쇄되어, 에너지 밴드가 평평한 모양을 가질 수 있다. 양자 우물 내에서의 캐리어 농도가 내부전계를 상쇄할 정도로 증가하면, 전자의 에너지 밴드가 평평하게 되며 동시에 전자의 밴드간 천이 확률이 점차 증가된다. 즉, 발광 재결합 계수 B가 캐리어 농도의 증가에 따라 커지게 된다. 한편, 전자의 에너지 밴드가 평평한 상태에서, 캐리어가 과도하게 주입되어 양자우물 내의 캐리어 농도가 포화되면, 더 이상 캐리어 농도가 증가하지 못한다. 이 경우 발광 재결합 계수 B는, 전자-정공의 운동량 불일치에 따라, 감소된다. 광 흡수계수 α는, 전자 및 정공의 밴드 포화(carrier band filling) 현상에 따라, 감소된다. 그리고, SRH 재결합율에 의하여 여기된 캐리어 농도는, 결정 결함에 의하여 밴드 갭 내에 존재하는 트랩 농도 및 내부(intrinsic) 농도 보다 클 경우에, 거의 상수로 이해될 수 있다.
이와 같이, 양자우물 내의 캐리어 농도가 내부(intrinsic) 농도 보다 충분히 크고 전자의 에너지 밴드가 평평한 조건 근처에서, [수학식 6]의 양자우물 내의 재결합 계수들(A, B, C)은, 캐리어 농도의 변화에 대하여, 거의 변하지 않는 범위를 가질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따르면, 양자우물 내의 캐리어 농도에 대하여 재결합 계수들(A, B, C)이 최소로 변하는, 여기 광의 세기 및 여기 전류의 세기가 얻어질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 광소자의 내부양자 효율을 측정할 수 있는 방법이 설명된다. 광학적 여기를 이용하는 방법이 설명된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 광소자의 효율 측정장치(100)를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하여, 상기 광소자의 효율 측정장치(100)는, 중앙 제어부(110), 광소자(150)에 여기 광을 조사하기 위한 광 제어부(120)/광 발생부(130), 및 광 측정부(140)를 포함한다. 광소자(150)는 발광 다이오드 웨이퍼, 또는 발광 다이오드 칩일 수 있다.
중앙 제어부(110)는 광 측정부(140)의 동작을 제어한다. 중앙 제어부(110)는 광 제어부(120)에 제어 신호를 전달하여, 광 발생부(130)로부터의 여기 광이 광소자(150)에 조사될 수 있도록 할 수 있다. 중앙 제어부(110)는 광소자(150)로부터의 방출 광의 세기를 수집하여 광소자의 효율을 계산할 수 있다. 중앙 제어부(110)는 광소자의 효율을 계산하기 위한 연산부를 포함할 수 있다. 광 발생부(130)는 레이저일 수 있다. 광 측정부(140)은 광학계(142)를 통하여 광소자(150)으로부터의 방출광을 얻는다. 광 측정부(140)는 중앙 제어부(110)와 필요한 데이터를 주고 받을 수 있고, 광소자(150)로부터의 방출 광의 세기를 그에 해당하는 전기적 신호를 발생시켜 중앙 제어부(110)로 전달할 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하여, 연산부에서의 여기 광 세기의 변화에 따른 광소자의 내부 양자 효율을 계산하는 방법(Power Dependent Photoluminescence : PDPL)이, 예를 들어 아래와 같이 설명된다.
전술한 바와 같이, 양자우물의 광학적 여기를 통하여 캐리어를 생성할 경우, 재결합 계수 A, B, C가 최소로 변하는 특정 여기 광의 세기가 존재할 수 있다. 또한 흡수 계수 α의 특성은 밴드간 천이 확률에 비례할 수 있다. 따라서 흡수 계수 α는 발광 재결합 계수 B와 거의 유사한 성질을 가질 수 있다. 따라서 다음의 [수학식 12]가 가정될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00028
여기서, K αB 와 K αS 는 비례계수이고, n은 발광 다이오드의 상태 및 여기 광의 종류에 따라 변하는 값이다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 발광 다이오드의 활성층을 여기하는데 사용되는 여기 광의 세기 P L 에 대하여, 광학적 여기에 의하여 발생한 방출 광의 세기 중에서 외부로 출사된 방출 광의 세기 P P L 가 측정된다.(S11) P P L 는 [수학식 9] 내지 [수학식 11]의 실제 측정되는 방출광의 세기(P det )와 같다. [수학식 12]의 가정을 이용하면, [수학식 10]은 [수학식 13]과 같이 될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00029
Figure 112010002775028-pat00030
,
Figure 112010002775028-pat00031
여기서, x는 제 1 파라메타, y는 제 2 파라메타라로 명명될 수 있다.
기준 여기 광의 세기(P L = P L , ref )에서의 내부 양자효율이 계산된다. 모든 재결합 계수들 및 흡수 계수의 캐리어 농도에 대한 변화량이 최소가 되는 여기 광의 세기를 P LO 라 하면, [수학식 14]의 조건이 만족될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00032
Figure 112010002775028-pat00033
여기서, 발광 재결합 계수 B는 상수이고, 비발광 재결합 계수
Figure 112010002775028-pat00034
는 변하는 것으로 가정된다. 즉, B는 상수이고,
Figure 112010002775028-pat00035
는 캐리어 농도의 함수이다. 이 경우 여기 광의 세기 P L0 에서 물리량들 A, S, x, y는 각각
Figure 112010002775028-pat00036
,
Figure 112010002775028-pat00037
,
Figure 112010002775028-pat00038
,
Figure 112010002775028-pat00039
가 될 수 있다. 그리고 여기 광의 세기 P L0 으로부터, 미소 변화량 △P L 만큼 서로 다른, 여기 광의 세기들에서의
Figure 112010002775028-pat00040
값들이 같으면, [수학식 13]는 다음의 [수학식 15], [수학식 16], [수학식 17]와 같이 될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00041
Figure 112010002775028-pat00042
Figure 112010002775028-pat00043
여기서, 첨자 '1, 2'는 미소 변화량들 △P L 에 대한 물리량들을 의미한다. 여기 광의 세기의 미소 변화에 대한 비발광 재결합 계수
Figure 112010002775028-pat00044
의 미소 변화량
Figure 112010002775028-pat00045
은 [수학식 18]과 같다.
Figure 112010002775028-pat00046
따라서
Figure 112010002775028-pat00047
에서 비발광 재결합 계수
Figure 112010002775028-pat00048
가 일정하기 위하여, [수학식 19]의 조건이 만족되어야 한다.
Figure 112010002775028-pat00049
따라서, 여기 광의 세기의 미소 변화량 △P L 에 대하여
Figure 112010002775028-pat00050
곡선에서의 기울기들이 동일하여야 한다.
한편, 전술한 경우와 반대로, 비발광 재결합 계수
Figure 112010002775028-pat00051
가 상수이고, 발광 재결합 계수 B는 캐리어 농도의 함수이고, 여기 광의 세기의 미소 변화량 △P L 에 대하여
Figure 112010002775028-pat00052
가 같으면, 다음의 [수학식 20], [수학식 21], [수학식 22]이 만족된다.
Figure 112010002775028-pat00053
Figure 112010002775028-pat00054
Figure 112010002775028-pat00055
따라서, 여기 광의 세기의 미소 변화 △P L 에 대한 s 의 변화량
Figure 112010002775028-pat00056
은 [수학식 23]과 같다.
Figure 112010002775028-pat00057
따라서, 발광재결합 계수 B의 변화량을 대표하는
Figure 112010002775028-pat00058
가 최소가 되어, 상수로 취급될 수 있는 조건은 [수학식 19]와 일치한다. 그러므로, [수학식 19]를 만족하는 P L0 가 기준 여기 광의 세기 P L , ref 로 정의될 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하여, 제 1 파라메타(x)에 대한 제 2 파라메타(y)의 그래프가 그려진다.(S12)
Figure 112010002775028-pat00059
곡선에서, 여기 광의 세기의 미소 변화량 △P L 에 대하여 기울기들이 같아지는 지점의 여기 광의 세기는, 기준 여기 광의 세기 P L,ref 로 정의된다. 다시 말하면, 제 1 파라메타(x)에 대한 제 2 파라메타(y)의 이차 미분값이 최소가 되는 여기 광의 세기는 기준 여기 광의 세기 P L , ref 으로 정의될 수 있다.(S13)
기준 여기 광의 세기 P L , ref 에서
Figure 112010002775028-pat00060
,
Figure 112010002775028-pat00061
이므로, 여기 광의 세기의 미소변화량
Figure 112010002775028-pat00062
,
Figure 112010002775028-pat00063
에 대하여 [수학식 24]가 만족될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00064
그러므로 내부 양자우물 효율의 정의인 [수학식 11]와 [수학식 24]을 이용하여, 기준 여기 광의 세기 P L , ref 에서의 내부 양자우물 효율(IQE) η ini , ref 는 최종적으로 [수학식 25]이 될 수 있다. (S14, S15)
Figure 112010002775028-pat00065
여기서,
Figure 112010002775028-pat00066
.
기준 여기 광의 세기가 아닌 조건(P L ≠ P L , ref )에서의 내부 양자효율이 설명된다. 여기 광의 세기의 변화 △P L 에 대한 비발광 재결합 계수
Figure 112010002775028-pat00067
와 s 의 관계는 [수학식 26]과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00068
[수학식 26]의 모든 변수들은 캐리어 농도의 함수 즉, 여기 광의 세기 P L 의 함수이다. [수학식 26]를 이용하여, P L = P L , ref 인 경우를 제외한 모든 여기 광의 세기들에 대한 내부 양자우물 효율은, 다음과 같은 두 가지 경우에 대하여, 계산될 수 있다. 첫째, 비발광 재결합 계수
Figure 112010002775028-pat00069
가, P L = P L , ref 를 포함한 모든 여기 광 세기들에 대하여, 일정한 (
Figure 112010002775028-pat00070
) 경우이다. 둘째, P L = P L , ref 를 포함한 모든 여기 광 세기들에 대하여, 발광 재결합 계수 B 즉, s 가 상수(
Figure 112010002775028-pat00071
)인 경우이다. 실험적으로는 비발광 재결합계수가 상수인 경우(
Figure 112010002775028-pat00072
)가 더 적합하지만, 여기서는 두 방법들 모두가 고려된다.
먼저, 비발광 재결합 계수가 여기 광의 세기에 대하여 일정한 경우(
Figure 112010002775028-pat00073
)가 설명된다. [수학식 26]에서 비발광 재결합 계수가 모든 여기 광의 세기들에 대하여 일정하다고 가정하면 [수학식 27]과 같은 관계가 성립된다.
Figure 112010002775028-pat00074
따라서, P L = P L , ref 인 경우의 [수학식 20], P L ≠ P L , ref 인 경우의 [수학식 13], 그리고 [수학식 27]를 이용하여, 비례상수 γ는 [수학식 28]과 같은 방정식을 만족한다.
Figure 112010002775028-pat00075
x 및 y는 실험적으로 측정한 값들이고 γ o 는 [수학식 25]으로부터 구할 수 있는 값이다. 따라서, 임의의 n에서, 모든 여기 광의 세기들 P L 에 대하여 [수학식 28]을 이용하여 γ가 구하여질 수 있다.(S16) 한편, 모든 여기 광의 세기들 P L 에 대한 내부 양자 우물 효율(IQE)은 [수학식 11]로부터 얻어진 [수학식 29]과 같다. 모든 여기 광의 세기들에 대한 내부 양자 우물 효율(IQE)이 얻어질 수 있다. (S17)
Figure 112010002775028-pat00076
하지만, 전술한 γ는, 임의의 n에서 계산된 것이므로, 정확하지 않을 수 있다. 보다 정확한 γ가 얻어지기 위하여는, 다른 하나의 물리량이 더 측정되어야 한다. 다른 하나의 물리량은 캐리어 수명 시간일 수 있다.
[수학식 3]의 두번째 식과 [수학식 9]를 사용하여, 발광 재결합 수명 시간 τ r , 발광 재결합 계수 B, 및 측정된 방출광의 세기 P PL 는 다음의 [수학식 30]과 같은 관계을 가질 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00077
여기서, 'o'는 P L , ref 에서의 물리량을 의미한다. 따라서 [수학식 25]로부터의 γ o 를 사용하여 임의의 여기 광의 세기 P L 에서 발광 재결합 수명 시간 τ r 을 측정하면, 보다 정확한 γ가 얻어질 수 있다. 얻어진 γ와 [수학식 28]을 사용한 수치해석을 통하여 미지수 n가 추가로 얻어질 수 있다.
한편, 특별한 n 값들, 예를 들면 n = 0, 0.5, 1인 경우에 대하여, [수학식 28]은 각각 다음의 [수학식 31], [수학식 32] 및 [수학식 33]과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00078
Figure 112010002775028-pat00079
Figure 112010002775028-pat00080
위의 세 가지 경우들에서 일반 해가 수학적으로 구하여질 수 있으므로, 다른 물리량이 측정되지 않아도 용이하게 내부 양자 효율이 얻어질 수 있다.
한편, 자연 방출광 효율의 비(
Figure 112010002775028-pat00081
)는 [수학식 34]와 같이 정의될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00082
여기서, P L 는 여기 광의 세기,
Figure 112010002775028-pat00083
여기 광의 광자에너지, P PL 은 측정된 방출 광의 세기,
Figure 112010002775028-pat00084
는 방출 광의 평균 광자에너지이다. 그리고 n = 0인 경우는 [수학식 12]에 의거하여 여기 광의 흡수계수가 상수로 취급되는 경우이다. [수학식 34]에서의 자연 방출광 효율의 비(
Figure 112010002775028-pat00085
)를 이용하여 내부 양자효율은 [수학식 35]과 같이 얻어질 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00086
다음, 발광 재결합 계수가 여기 광의 세기에 대하여 일정한 경우(
Figure 112010002775028-pat00087
)에 대하여 설명된다. [수학식 26]에서 발광 재결합 계수가 모든 여기 광의 세기들에 대하여 일정하다면, [수학식 13]으로부터, 모든 여기 광의 세기들에 대하여 γ는 [수학식 36]과 같은 방정식을 만족한다.
Figure 112010002775028-pat00088
x 및 y는 실험적으로 측정한 값이고 γ o 는 [수학식 25]으로부터 얻어질 수 있는 값이다. 따라서, [수학식 28]을 이용하여 모든 여기 광의 세기들에 대하여 γ가 얻어질 수 있다. 이렇게 [수학식 36]을 이용하여 얻어진 γ와 측정한 x를 이용하여, 모든 여기 광의 세기들에 대한 내부 양자 우물 효율은 [수학식 29]과 같이 얻어질 수 있다.
도 5를 참조하여, 도 3의 측정 결과의 분석에 의하여, 다양한 여기 광의 세기들에 대한 내부 양자 효율의 그래프가 얻어질 수 있다.
도 6을 참조하여, 도 1의 장치의 중앙제어부를 구성하는 연산부(111)의 광소자의 효율의 계산 과정이 설명된다. 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 연산부(111)는, 전술한 도 2의 단계들을 수행할 수 있다. 연산부(111)는 데이터 입력부(112), 기준 여기 광 세기 추출부(114), 임시 내부양자 효율 계산부(116) 및 내부양자 효율 계산부(118)를 포함할 수 있다.
데이터 입력부(112)는 광 측정부(140)로부터 수 nsec 단위로 출력되는 방출광의 세기 P PL 를 수집한다. 기준 여기 광 세기 추출부(114)는 [수학식 14] 내지 [수학식 23]의 방법으로 기준 여기 광의 세기 P L , ref 를 추출한다. 기준 내부양자 효율 계산부(116)는 [수학식 24] 내지 [수학식 25]의 방법으로 기준 여기 광의 세기에서의 광소자의 내부 양자 효율 η int . ref 을 계산한다. 내부양자 효율 계산부(118)는 [수학식 26] 내지 [수학식 36]의 방법으로 다양한 여기 광의 세기들에서의 광소자의 내부 양자 효율 η int 을 계산한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 광소자의 내부양자 효율을 측정할 수 있는 방법이 설명된다. 전류를 주입하는 방법이 설명된다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 광소자의 효율 측정장치(200)를 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참조하여, 상기 광소자의 효율 측정장치(200)는, 중앙 제어부(210), 광소자(250)에 여기 전류를 인가하기 위한 전류 공급부(220), 및 광 측정부(240)를 포함한다. 광소자(250)는 발광 다이오드 웨이퍼, 또는 발광 다이오드 칩일 수 있다.
중앙 제어부(210)는 광 측정부(240)의 동작을 제어하고, 전류 공급부(220)를 통한 여기 전류의 인가에 따라 광소자로부터의 방출 광의 세기를 수집하여 광소자의 효율을 계산할 수 있다. 중앙 제어부(210)는 광소자의 효율을 계산하기 의한 연산부를 포함할 수 있다. 광 측정부(240)는 중앙 제어부(210)와 필요한 데이터를 주고 받을 수 있다. 중앙 제어부(210)는 전류 공급부(220)에 제어 신호를 전달하여 필요한 세기의 전류가 광소자(250)에 주입될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 광 측정부(240)는 광소자(250)로부터의 방출 광을 검출하여 방출 광의 세기에 해당하는 소정 전기적 신호를 발생시켜 중앙 제어부(210)로 전달할 수 있다.
도 8 내지 도 10을 참조하여, 연산부에서의 여기 전류의 세기의 변화에 따른 광소자의 내부 양자효율을 계산하는 방법(Power Dependent Photoluminescence: PDPL)이 설명된다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 여기 전류의 세기 I에 의하여 발생한 방출 광의 세기 중에서 외부로 출사된 방출 광의 세기 P EL 가 측정된다.(S21) [수학식 8]과 [수학식 9]을 이용하여, [수학식 10]은 [수학식 37], [수학식 38], [수학식 39]과 같이 될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00089
Figure 112010002775028-pat00090
Figure 112010002775028-pat00091
여기서, x는 제 1 파라메타, y는 제 2 파라메타로 명명될 수 있다.
기준 여기 전류 (I = I ref )에서의 내부 양자효율이 설명된다. 모든 재결합계수들 및 흡수 계수의 캐리어 농도에 대한 변화량이 최소가 되는 여기 전류의 세기가 I o 라면, 다음과 같은 조건이 만족될 수 있다.
우선
Figure 112010002775028-pat00092
,
Figure 112010002775028-pat00093
에서, B가 상수이고 비발광 재결합 계수
Figure 112010002775028-pat00094
가 변할 수 있다. 즉, B는 상수 이고,
Figure 112010002775028-pat00095
는 캐리어 농도의 함수일 수 있다. 이 경우, 여기 전류의 세기 I o 에서 물리량들 A, S, x, y는 각각
Figure 112010002775028-pat00096
,
Figure 112010002775028-pat00097
,
Figure 112010002775028-pat00098
,
Figure 112010002775028-pat00099
가 될 수 있다. 그리고 여기 전류의 세기 I o 로부터, 미소 변화량 △I 만큼 서로 다른, 여기 전류의 세기들에 대하여
Figure 112010002775028-pat00100
값들이 같으면, [수학식 37], [수학식 38] [수학식 39]은 각각 [수학식 40], [수학식 41], [수학식 42]와 같이 된다.
Figure 112010002775028-pat00101
Figure 112010002775028-pat00102
Figure 112010002775028-pat00103
여기서, 첨자 '1,2'는 여기 전류의 세기의 미소 변화량 △I에 대한 물리량들을 의미한다. 이로부터 여기 전류의 세기의 미소 변화 △I에 대한 비발광 재결합 계수
Figure 112010002775028-pat00104
의 미소 변화량
Figure 112010002775028-pat00105
은 [수학식 43]와 같다.
Figure 112010002775028-pat00106
따라서,
Figure 112010002775028-pat00107
에서 비발광 재결합 계수
Figure 112010002775028-pat00108
가 일정하기 위하여, [수학식 44]의 조건이 만족되어야 한다.
Figure 112010002775028-pat00109
이는 여기 광을 사용한 경우와 일치하는 결과이다. 따라서,
Figure 112010002775028-pat00110
곡선에서 여기 전류의 세기의 미소 변화
Figure 112010002775028-pat00111
,
Figure 112010002775028-pat00112
에 대하여 기울기들이 동일하여야 한다.
한편, 전술한 경우와 반대로, 비발광 재결합 계수
Figure 112010002775028-pat00113
가 상수이고, 발광 재결합 계수 B는 캐리어 농도의 함수이고, 여기 전류의 세기의 미소 변화량 △I에 대하여 △s가 같으면, [수학식 45], [수학식 46] [수학식 47]이 만족된다.
Figure 112010002775028-pat00114
Figure 112010002775028-pat00115
Figure 112010002775028-pat00116
이를 정리하면 여기 전류의 세기의 미소 변화 △I에 대한 s 의 변화량 △s은 [수학식 48]과 같다.
Figure 112010002775028-pat00117
따라서 발광재결합 계수 B의 변화량을 대변하는
Figure 112010002775028-pat00118
가 최소가 되어, 상수로 취급할 수 있는 조건은 [수학식 44]과 동일하다. 그러므로 [수학식 44]을 만족하는 I o 가 기준 여기 전류의 세기 I ref 로 정의될 수 있다.
이와 같이, 제 1 파라메타(x)에 대한 제 2 파라메타(y)의 그래프가 그려진다.(S22)
Figure 112010002775028-pat00119
곡선에서, 여기 전류의 세기의 미소변화량 △I에 대하여 기울기들이 같아지는 지점의 여기 전류의 세기, 기준 여기 전류의 세기 I ref 로 정의된다. 다시 말하면, 제 1 파라메타(x)에 대한 제 2 파라메타(y)의 이차 미분값이 최소가 되는 여기 전류의 세기는 기준 여기 전류의 세기 I ref 로 정의될 수 있다.(S23) 기준 여기 전류의 세기 I ref 에서
Figure 112010002775028-pat00120
,
Figure 112010002775028-pat00121
이므로 [수학식 49]가 만족될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00122
그러므로 내부 양자우물 효율의 정의인 [수학식 11]과 [수학식 49]을 이용하여, 기준 여기 전류의 세기 I ref 에서의 내부 양자우물 효율(IQE) η int . ref 는 최종적으로 [수학식 50]이 될 수 있다.(S24, S25)
Figure 112010002775028-pat00123
여기서,
Figure 112010002775028-pat00124
.
기준 여기 전류가 아닌 조건(I ≠ I ref )에서의 내부 양자효율이 설명된다. [수학식 4]의 외부 양자 효율의 정의를 이용하여, 모든 여기 전류의 세기들에 대한 내부 양자우물 효율은 [수학식 51]와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00125
이는 기준 주입전류 I = I ref 인 경우도 동일하다. 따라서 [수학식 51]를 I = I ref 로 정규화하면 [수학식 52]과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00126
[수학식 52]의 우변은 모두 측정 가능한 물리량들이므로, 모든 여기 전류의 세기들에 대하여 내부 양자 우물 효율(IQE)이 얻어질 수 있다.(S26)
도 10을 참조하여, 도 9의 측정 결과의 분석에 의하여, 다양한 여기 광의 세기들에 대한 내부 양자 효율의 그래프가 얻어질 수 있다.
도 11을 참조하여, 도 7의 중앙 제어부를 구성하는 연산부(211)의 광소자의 효율의 계산이 설명된다. 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 연산부(211)는 전술한 도 8의 단계를 수행할 수 있다. 연산부(211)는 데이터 입력부(212), 기준 여기 전류 세기 추출부(214), 기준 내부양자 효율 계산부(216) 및 내부양자 효율 계산부(218)를 포함할 수 있다.
데이터 입력부(212)는 광 측정부(240)로부터 수 nsec 단위로 출력되는 방출광의 세기 P EL 를 수집한다. 기준 여기 전류 세기 추출부(214)는 [수학식 37] 내지 [수학식 48]의 방법으로 기준 여기 광의 세기 I ref 를 추출한다. 기준 내부양자 효율 계산부(216)는 [수학식 49] 내지 [수학식 50]의 방법으로 기준 여기 전류의 세기에서의 광소자의 내부 양자 효율 η int . ref 을 계산한다. 내부양자 효율 계산부(218)는 [수학식 51] 내지 [수학식 52]의 방법으로 다양한 여기 전류의 세기들에서의 광소자의 내부 양자 효율 η int 을 계산한다.
[수학식 2]에서 외부 양자 우물 효율과 내부 양자 효율, 광추출 효율의 연관성에 대하여 설명되었다. 이들은 서로 [수학식 53]과 같은 관계를 가질 수 있다.
Figure 112010002775028-pat00127
따라서, 외부양자 우물 효율(η external )은 이미 실험적으로 직접 측정 가능한 값이고, 내부 양자우물 효율(η internal )은 실험 결과로부터 추출 가능한 값이다. 두 가지 효율들은 모든 여기 전류들에 대하여 얻어질 수 있으므로, 광 추출 효율(η e xtracti on ) 역시 얻어질 수 있다. 그리고, 발광 스펙트럼과 인가 전압은 알려진 값이므로, 전압 효율(η voltage ) 또한 계산 가능하다. 따라서 wall plug 효율을 구성하는 전압효율(η voltage ), 내부 양자우물 효율(η internal ), 광추출 효율(η extraction )을 모두 분리 측정 가능하다.

Claims (13)

  1. 광소자에 여기 자극을 조사하여 상기 광소자로부터의 방출 광의 세기를 측정하는 단계;
    상기 광소자의 양자 우물 내의 캐리어 농도 변화에 대하여 상기 광소자의 양자 우물 내의 재결합 계수들의 변화량이 최소가 되는 기준 여기 자극의 세기를 추출하는 단계;
    상기 기준 여기 자극의 세기에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율을 계산하는 단계; 및
    상기 기준 여기 자극의 세기에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율로부터 다양한 여기 자극의 세기들에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율을 계산하는 단계를 포함하는 광소자의 효율 측정방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 여기 자극은 여기 광, 상기 기준 여기 자극은 기준 여기 광이고, 상기 다양한 여기 자극은 다양한 여기 광인 광소자의 효율 측정방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기준 여기 광의 세기를 추출하는 단계는, 제 1 파라메타(x) 대한 제 2 파라메타(y) 곡선의 이차 미분값이 최소가 되는 기준 여기 광의 세기를 추출하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 파라메타(x)는
    Figure 112010002775028-pat00128
    이고, 상기 제 2 파라메타(y)는
    Figure 112010002775028-pat00129
    , 여기서 P L 은 상기 여기 광의 세기이고 P PL 은 상기 방출 광의 세기인 광소자의 효율 측정방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 기준 여기 광의 세기에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율은
    Figure 112010002775028-pat00130
    , 여기서
    Figure 112010002775028-pat00131
    , P PL , ref 는 상기 기준 여기 광에서의 기준 방출 광의 세기이고, x1, x2, y1 및 y2는 상기 여기 광의 미소 변화량에 대한 상기 제 1 파라메타 및 상기 제 2 파라메타의 물리량인 광소자의 효율 측정방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 다양한 여기 광의 세기들에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율은
    Figure 112010002775028-pat00132
    , 여기서 γ는
    Figure 112010002775028-pat00133
    , n은 상기 광소자의 상태 및 상기 여기 광의 종류에 따른 변수인 것을 만족하는 광소자의 효율 측정방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 다양한 여기 광의 세기들에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율은
    Figure 112010002775028-pat00134
    , 여기서
    Figure 112010002775028-pat00135
    은 자연 방출광 효율이고
    Figure 112010002775028-pat00136
    으로 정의되고,
    Figure 112010002775028-pat00137
    는 자연 방출광의 평균 광자에너지
    Figure 112010002775028-pat00138
    는 여기 광의 광자에너지 P L , ref 는 상기 기준 여기 광의 세기인 광소자의 효율 측정방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 여기 자극은 여기 전류, 상기 기준 여기 자극은 기준 여기 전류이고, 상기 다양한 여기 자극은 다양한 여기 전류인 광소자의 효율 측정방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 기준 여기 전류의 세기를 추출하는 단계는, 제 1 파라메타(x) 대한 제 2 파라메타(y) 곡선의 이차 미분값이 최소가 되는 기준 여기 전류의 세기를 추출하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 파라메타(x)는
    Figure 112010002775028-pat00139
    이고, 상기 제 2 파라메타(y)는
    Figure 112010002775028-pat00140
    , 여기서 I은 상기 여기 전류의 세기이고 P EL 은 상기 방출 광의 세기인 광소자의 효율 측정방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 기준 여기 전류의 세기에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율은
    Figure 112010002775028-pat00141
    , 여기서
    Figure 112010002775028-pat00142
    , P EL , ref 는 상기 기준 여기 전류에서의 기준 방출 광의 세기이고, x1, x2, y1 및 y2는 상기 여기 전류의 미소 변화량에 대한 상기 제 1 파라메타 및 상기 제 2 파라메타의 물리량인 광소자의 효율 측정방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 다양한 여기 전류의 세기들에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율은
    Figure 112010002775028-pat00143
    , 여기서 I ref 는 상기 기준 여기 전류인 광소자의 효율 측정방법.
  11. 광소자에 여기 자극을 조사하여 상기 광소자로부터의 방출 광의 세기를 측정하는 광 측정부; 및
    상기 광소자의 양자 우물 내의 캐리어 농도 변화에 대하여 상기 광소자의 양자 우물 내의 재결합 계수들의 변화량이 최소가 되는 기준 여기 자극의 세기를 추출하고, 상기 기준 여기 자극의 세기에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율을 계산하고, 상기 기준 여기 자극의 세기에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율로부터 다양한 여기 자극의 세기들에서의 상기 광소자의 내부 양자 효율을 계산하는 연산부를 포함하는 광소자의 효율 측정 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 여기 자극은 여기 광 또는 여기 전류인 광소자의 효율 측정 장치.
  13. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항의 광소자의 효율 측정방법에 대한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.
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