一种检测氮化镓基半导体发光二极管结温的方法

摘要

一种检测氮化镓基半导体发光二极管结温的方法，包括：1.在很低注入电流下，通过控制其周围温度获得发光峰位随结温的变化关系；2.在一定注入电流下，测量其在不同温度下发光峰位的变化关系，从中得出高温下发光峰位的变化关系，并外推至坐标轴，得到去除电流屏蔽效应后，在某一温度下的发光峰位；3.将此发光峰位数值代入从1得到的结温与发光峰位的关系判断在此注入电流及温度下发光二极管PN结区的温度。本发明可在很小的误差范围内表征在不同注入电流及温度下GaN基半导体发光二极管PN结区的实际温度，有利于GaN基半导体发光二极管的性能表征和优化研究。

主权项

1.一种检测氮化镓基半导体发光二极管结温的方法，其特征在于具体步骤如下：A.将被测样品氮化镓基半导体发光二极管置于温度可控的烘箱中；接通直流电源使半导体发光二极管发光，通过光纤将半导体发光二极管所发的光引到显微-拉曼荧光光谱仪的CCD探测器上；所说的烘箱也可用半导体制冷器来代替，并直接将其与半导体发光二极管一起置于显微-拉曼荧光光谱仪的物镜下，调节焦距，将物镜焦点聚在半导体发光二极管发光面上；B.在起始温度T0下，调节半导体发光二极管注入电流的大小，获得可用显微-拉曼荧光光谱仪探测到半导体发光二极发光光谱的最小注入电流I0；C.在最小注入电流I0下，调节烘箱或半导体制冷器的温度，从起始温度T0 开始以5-20℃的间隔逐步增加，同时由光谱仪的CCD探测器采集不同温度下发光二极管的电致发光光谱；所说的起始温度可根据实际需要确定，如需要室温以下，可采用半导体制冷器调节；D.对采集的每一幅光谱中位于峰值的2/3数值大小以上的光谱段采用高斯线形进行拟合，以便有效地降低噪声带来的峰位读取误差，获得其准确的发光峰位；并绘制在此最小注入电流下，半导体发光二极管发光峰位与烘箱温度的变化关系对应点，将这些点线性拟合形成一条线作为半导体发光二极管发光峰位随烘箱温度变化的标准线性对应关系Ej线；E.增大半导体发光二极管注入电流I，I值的选取不能超出其最大工作电流，重复步骤C，D，获得注入电流I下的发光峰位与烘箱温度的变化关系对应点；F.对步骤E所得的温度相对高的基本呈线性变化区域的对应点进行线性拟合，可获得高温下发光峰位与烘箱温度的线性变化关系EH线，延长EH线与发光峰位轴相交，EH线与Ej线相互平行，其同一温度点的能量差ΔE电流为电流屏蔽效应所引的能量增加值；G.步骤E所测的对应点中的发光峰位值与ΔE电流的差即为去除电流屏蔽效应后，纯粹与结温相关的发光峰位；H.将步骤G所得的纯粹与结温相关的发光峰位值代入到标准对应关系Ej 线，便可得到步骤E注入电流下的，各种温度下的半导体发光二极管的结温；改变注入电流，便可得到不同注入电流下，不同温度下的半导体发光二极管的结温。