[发明专利]用以改善发光二极体磊晶片的光激发光强度量测失真的量测系统与方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种用以改善发光二极体磊晶片的光激发光强度量测失真的量测系统与方法。

背景技术

在发光二极体的制造过程中，必须依照下游客户所要求的规格来生产发光二极体，然而，经常因为制程变异而导致同一批甚至同一片发光二极体磊晶片上的发光特性可能具有些许的差异。这些差异往往会使后段发光元件产品的物性落在允收标准之外，而这些不符允收标准的产品势必造成重大的损失。于是，在将发光二极体磊晶片制造成后段发光元件产品之前，必须依据下游客户所要求的规格调整磊晶的制程。

一般而言，发光二极体的发光强度与波长是发光二极体分类的重要依据。我们希望可借由光激发光(PL，photoluminescence)光谱仪来取得发光二极体磊晶片的光激发光频谱，进而取得该磊晶片上的波长与发光强度的分布，之后我们再可进一步依据所获得的波长与发光强度来预估最终成品是否可以符合生产的规格。

此外，发光二极体磊晶片的发光强度分布与波长的分布亦可用于磊晶制程的品质监控。举例而言，在以预定的制造条件来生产具有既定规格的发光二极体期间，可透过借由光激发光频谱所获得的发光强度分布与波长分布来判定此制造条件是否落在规范之内。具体来说，若借由量测所得的发光强度分布与波长分布均匀且是符合既定规格时，则我们可判定此制造条件是落在规范之内；反之，则需对此磊晶条件或机台状况进行修正。

然而，发光二极体磊晶片在磊晶之后往往会有磊晶片翘曲(bowing)的情形，因而造成光激发光光谱仪在测量发光强度时，由于光路偏移导致发光二极体发光量测结果产生误差，因此在发光强度的分布资料上，无法回馈给磊晶工程师正确、有用的资讯。

图1显示因为磊晶片翘曲而导致光激发光光谱仪无法测量到完整的光激发光强度的情形的示意图。如图1所示，发光二极体磊晶片是配置在量测平台上，其中发光二极体磊晶层是形成在此磊晶片上。当进行量测时，此发光二极体磊晶片可受到入射雷射光的照射，以使形成于其上的磊晶层产生光激发光。之后，由此磊晶层所发出的光，经由光学镜组，进入到光谱仪的狭缝内，以进行光激发光的量测。典型上，此狭缝具有约2550μm的宽度(W)。在量测期间，此平台可在如箭头C所示的方向上从A位置(于此位置的磊晶片以及平台是以实线表示)移动到B位置(于此位置的磊晶片以及平台是以虚线表示)。如上所述，发光二极体磊晶片经常会在磊晶之后产生翘曲，因此当磊晶片从A位置移动到B位置时，会因为磊晶片的翘曲而产生偏移的光激发光。由于此狭缝相当地小(例如仅具有约2550μm的宽度)，所以在B位置所产生的偏移光激发光无法精确地进入到此狭缝内，因而导致光谱仪无法接受到准确的发光强度。于是，所量测出的发光强度会小于实际的发光强度，并因此造成制造者误判。因此，磊晶工程师不会把借由光激发光光谱仪所量得的发光强度分布图当作参考，一般只取整片磊晶片的发光强度的平均值作为参考，这是屈就于机台限制不得不然的做法。

发明内容

为解决上述问题，本案发明人已发展出能够不受磊晶片翘曲影响而同时准确取得发光二极体磊晶片的光激发光的发光强度与发光波长量测结果的解决方案。

依照本发明的第一实施例，提供一种量测系统，其用以改善发光二极体磊晶片的光激发光的强度量测失真。该系统包含：移动式平台，用以支撑发光二极体磊晶片；雷射光源，用以激发该发光二极体磊晶片，以使该发光二极体磊晶片产生光激发光；光激发光光谱仪，具有狭缝，其中该光激发光是经由该狭缝进入到该光谱仪内；光感测器，具有滤光片以及开口，其中该光激发光透过该开口进入到该光感测器内，以及该开口的直径是大于该光谱仪的该狭缝的宽度；以及控制器，耦合至该移动式平台、该雷射光源、该光激发光光谱仪、以及该光感测器。

依照本发明的第二实施例，提供一种用以改善发光二极体磊晶片的光激发光强度量测失真的量测方法，该方法是使用上述第一实施例的量测系统。该方法包含下列步骤：将发光二极体磊晶片装载于该移动式平台上；借由该雷射光源来激发该发光二极体磊晶片，以使该发光二极体磊晶片产生光激发光；以及将该光激发光导向该光激发光光谱仪以及该光感测器，其中导向该光谱仪的该光激发光是经由该光谱仪的该狭缝进入到该光谱仪内，以及其中导向该光感测器的该光激发光透过该光感测器的该开口进入到该光感测器内。

本发明的其他实施样态以及优点可从以下与用以例示本发明原理范例的随附图式相结合的详细说明而更显明白。此外，为了不对本发明造成不必要的混淆，在本说明书中将不再赘述为人所熟知的元件与原理。

附图说明