[发明专利]通过电介质层注入电流实现LED器件光电性能测试的设备

说明书

本发明涉及一种通过电介质层注入电流实现LED器件光电性能测试的设备。包括外部电源、电极或电极阵列组成的电极板、电介质层、采集待测LED器件发光参数的光参数探测系统；所述外部电源与电极板相连接，电极板通过电介质层与LED器件的P型层或阳极或N型层或阴极接触，外部电源提供脉冲电压施加到电极板并通过电介质层实现电容性电流注入和电导性电流注入到LED器件实现其电致发光，通过光参数探测系统采集LED器件发光参数，包括亮度、波长和角分布。本发明通过改变电压波形、不同电介质层厚度和采用不同电介质材料，可以实现LED器件光电特性参数的测量。

技术领域

本发明涉及一种通过电介质层注入电流实现LED器件光电性能测试的设备，更具体地，本发明的实施涉及LED外延生长、LED芯片制备、LED芯片转移和组装等工艺过程中LED电光性能的检测，特别是应用在微米级LED(Micro-LED)显示制备中涉及的LED外延生长、Micro-LED芯片制备、Micro-LED芯片转移、键合和修复等过程。

背景技术

无机发光二极管(LEDs)由诸如GaAs、AlGaInP/GaP、InGaN/GaN等化合物半导体组成，LED的材料组成成分决定了其发射光波长，可实现红外到可见光到紫外波段。在外加电场的驱动下载流子被注入LED器件，n型半导体中的电子与p型半导体中的空穴在P-N节复合，能量以电磁波的形式释放并最终表现为发光。AlGaAs和AlGaInP半导体材料通常用于红光和黄光LED，基于GaN的半导体则用于绿色、蓝色和紫外LED。经典的氮化物LED的结构包含了一个或者更多的InGaN量子阱的有源区，夹在更厚的n型GaN与p型GaN中。外延片生长是通过诸如金属有机化学气相沉积(MOCVD)方式把气态物质有控制地输送到加热至适当温度的衬底基片(如蓝宝石或硅)上，生长出包含至少具备N型、量子阱和P型半导体等多层单晶薄膜结构。典型的基于GaN的蓝绿光LED结构示意图如图1所示，其中，1为衬底，2为u-GaN缓冲层，3为n-GaN，4为MQW，5为p-GaN，6为ITO(Indium-TinOxide)，7为p型GaN欧姆接触电极层，8为n型GaN欧姆接触电极层。4、5、6、7在工艺上合称为台面(Mesa)，Mesa作为主要发光区域。通常先进行浅刻蚀定义台面结。其次，进行深刻蚀将n-GaN区域刻蚀出来，可刻至蓝宝石衬底形成独立发光的LED芯片，也可仅将n-GaN刻蚀一部分形成共阴极结构，即所有Micro LED芯片阴极连接在一起。其次生长二氧化硅绝缘层并刻蚀出p电极开口，最后在开口处蒸镀p电极金属。红光LED的工艺流程与蓝绿光类似，其衬底通常为GaAs,其上依次为p-InGaP，InAlP/InGaP组成的MQW，n-InGaP外延层，电极排布与蓝绿光LED类似。