用于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部量子效率的非接觸測(cè)量的方法及設(shè)備的制造方法
【專利摘要】LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)電響應(yīng)特性的非接觸測(cè)量包含：使用一或多個(gè)光脈沖照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面的照明區(qū)域；使用發(fā)光傳感器從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述照明區(qū)域內(nèi)的發(fā)光區(qū)域測(cè)量發(fā)光信號(hào)的瞬態(tài)；在來(lái)自所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述發(fā)光信號(hào)的所述測(cè)量瞬態(tài)的第一時(shí)間確定第一發(fā)光強(qiáng)度；在不同于來(lái)自所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述發(fā)光信號(hào)的所述測(cè)量瞬態(tài)的所述第一時(shí)間的第二時(shí)間確定第二發(fā)光強(qiáng)度；及基于所述第一發(fā)光信號(hào)及所述第二發(fā)光信號(hào)從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)確定所述發(fā)光信號(hào)的電致發(fā)光分量的強(qiáng)度。
【專利說(shuō)明】用于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部量子效率的非接觸測(cè)量的方法 及設(shè)備
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)案依據(jù)35 U.S.C.§119(e)主張2013年9月14日申請(qǐng)的第61/877,949號(hào)美國(guó) 臨時(shí)申請(qǐng)案及2014年1月29日申請(qǐng)的第61/933,284號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案的權(quán)利。第61/877， 949號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案及第61/933,284號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案W全文引用方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明大體上設(shè)及發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中的各種電響應(yīng)特性的非接觸測(cè)量，且特定來(lái) 說(shuō)，本發(fā)明設(shè)及一種用于測(cè)量發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效率的非接觸技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0004] 對(duì)改進(jìn)半導(dǎo)體裝置表征技術(shù)的需要隨著對(duì)改進(jìn)半導(dǎo)體裝置性能的需求不斷增加 而增加。半導(dǎo)體晶片(例如娃晶片)在裝置結(jié)構(gòu)的制造中起重要作用。此類裝置結(jié)構(gòu)包含(但 不限于）與發(fā)光二極管相關(guān)聯(lián)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及相關(guān)特征(例如M0CVD生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)KLED質(zhì)量及 制造控制的改進(jìn)監(jiān)測(cè)是發(fā)展先進(jìn)半導(dǎo)體裝置制造技術(shù)的關(guān)鍵。內(nèi)部量子效率(I犯)是Lm)性 能的常用指標(biāo)且對(duì)用于改進(jìn)L邸裝置的良率及質(zhì)量的F0化過(guò)程控制很重要。
[0005] 先前用于監(jiān)測(cè)電致發(fā)光及I犯的一種表征技術(shù)包含彈黃加載探針接觸技術(shù)。2010 年3月16日頒布的第7，679,381號(hào)美國(guó)專利、2011年12月21日申請(qǐng)的第2013/0043875號(hào)美國(guó) 專利公開案及2011年12月21日申請(qǐng)的第2013/0046496號(hào)美國(guó)專利公開案中大體上描述彈 黃加載接觸測(cè)量技術(shù)，所述專利各自W全文引用方式并入本文中。彈黃加載接觸技術(shù)是基 于由施加到彈黃加載探針的正向電壓激發(fā)的電致發(fā)光強(qiáng)度的測(cè)量，參考底部η層。使用第二 探針通過(guò)晶片的邊緣建立到底部η層的連接。
[0006] 此技術(shù)也存在許多缺點(diǎn)。此技術(shù)的主要缺點(diǎn)中的一者在于:接近于探針的接觸區(qū) 域的電致發(fā)光受阻于探針自身，且因此僅收集發(fā)光信號(hào)的外圍及散射部分。另外，此技術(shù)的 另一缺點(diǎn)包含:無(wú)法考慮ρ-η結(jié)層中的橫向電流，其可引起電極區(qū)域外的電致發(fā)光的顯著擴(kuò) 展，從而導(dǎo)致顯著貢獻(xiàn)的測(cè)量誤差。此外，此方法受制于存在與污染、高接觸電阻、對(duì)準(zhǔn)困 難、存在粒子及類似物相關(guān)的測(cè)量偽影。
[0007] 顯然，現(xiàn)有技術(shù)包含許多缺陷。因此，將期望提供一種解決上文所識(shí)別的現(xiàn)有技術(shù) 的運(yùn)些缺陷的方法及系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，掲示一種用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量 的設(shè)備。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述設(shè)備包含：照明單元，其包含使用所選擇強(qiáng)度幅值的 光照明包含發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的襯底的照明區(qū)域的照明源，所述光包含強(qiáng)度調(diào)制光或脈沖光 中的至少一者，所述光適合于激發(fā)所述照明區(qū)域的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的至少第一區(qū)域內(nèi) 的光致發(fā)光。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述設(shè)備包含:發(fā)光測(cè)量單元，其包含經(jīng)配置W從所 述照明區(qū)域內(nèi)的所述Lm)結(jié)構(gòu)的所述第一區(qū)域測(cè)量發(fā)光信號(hào)的至少一個(gè)光學(xué)傳感器。在一 個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述設(shè)備包含:結(jié)光電壓測(cè)量單元，其包含接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)而 定位且經(jīng)配置W將光從所述照明源傳輸?shù)剿鯨m)結(jié)構(gòu)的所述第一區(qū)域的至少第一透明電 極，其中所述第一透明電極經(jīng)配置W測(cè)量與所述照明區(qū)域內(nèi)的所述第一區(qū)域?qū)?yīng)的所述發(fā) 光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)光電壓信號(hào)，其中所述第一電極的區(qū)域小于由所述照明單元照明的所述 照明區(qū)域。
[0009] 在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述設(shè)備包含通信地禪合到至少所述發(fā)光測(cè)量單元、所 述結(jié)光電壓測(cè)量單元及所述照明單元的控制器。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述控制器可控 制來(lái)自所述照明源的所述光的一或多個(gè)特性。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述控制器可從所 述發(fā)光測(cè)量單元接收所述發(fā)光信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述控制器 可從所述結(jié)光電壓測(cè)量單元接收所述結(jié)光電壓信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例 中，所述控制器可基于所述發(fā)光信號(hào)的所接收的一或多個(gè)測(cè)量的一或多個(gè)特性及所述結(jié)光 電壓信號(hào)的所接收的一或多個(gè)測(cè)量的一或多個(gè)特性確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子 效率或內(nèi)部注入效率中的至少一者。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，掲示一種用于LED結(jié)構(gòu)中的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè) 量的設(shè)備。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述設(shè)備包含：照明單元，其包含使用所選擇強(qiáng)度幅值 的光照明包含發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的襯底的照明區(qū)域的照明源，所述光包含強(qiáng)度調(diào)制光或脈沖 光中的至少一者，所述光適合于激發(fā)所述照明區(qū)域的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的至少第一區(qū)域 內(nèi)的光致發(fā)光。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述設(shè)備包含:發(fā)光測(cè)量單元，其包含經(jīng)配置W從 未暴露于所述強(qiáng)度調(diào)制光的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的區(qū)域測(cè)量電致發(fā)光強(qiáng)度的至少一個(gè)光 學(xué)傳感器。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述設(shè)備包含:第一結(jié)光電壓測(cè)量單元，其包含接近所 述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)而定位且經(jīng)配置W從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述未暴露區(qū)域測(cè)量未暴 露的結(jié)光電壓信號(hào)的至少第一透明電極。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述設(shè)備包含:第二結(jié)光 電壓測(cè)量單元，其包含接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)而定位的至少第二透明電極，所述第二透 明電極包圍所述第一透明電極且經(jīng)配置W從所述第一透明電極外部的所述發(fā)光二極管結(jié) 構(gòu)的所述照明區(qū)域測(cè)量暴露的結(jié)光電壓信號(hào)。
[0011] 在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述設(shè)備包含通信地禪合到至少所述發(fā)光測(cè)量單元、所 述第一結(jié)光電壓測(cè)量單元、所述第二結(jié)光電壓測(cè)量單元及所述照明單元的控制器。在一個(gè) 說(shuō)明性實(shí)施例中，所述控制器可控制來(lái)自所述照明源的所述光的一或多個(gè)特性。在一個(gè)說(shuō) 明性實(shí)施例中，所述控制器可從所述發(fā)光測(cè)量單元接收所述電致發(fā)光信號(hào)的一或多個(gè)測(cè) 量。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述控制器可從所述第一結(jié)光電壓測(cè)量單元接收所述未暴露 的結(jié)光電壓信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述控制器可從所述第二結(jié)光 電壓測(cè)量單元接收所述暴露的結(jié)光電壓信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所 述控制器可使用所述測(cè)量的未暴露結(jié)光電壓及所述測(cè)量的暴露結(jié)光電壓確定所述發(fā)光二 極管結(jié)構(gòu)的光電流密度。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述控制器可基于來(lái)自所述第一透明電 極的一或多個(gè)額外結(jié)光電壓測(cè)量及來(lái)自所述第二透明電極的一或多個(gè)額外結(jié)光電壓測(cè)量 確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的正向電壓。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述控制器可使用來(lái)自所 述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述未暴露區(qū)域的所述測(cè)量電致發(fā)光強(qiáng)度、所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所 述確定光電流密度或所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述確定正向電壓中的至少一者確定所述發(fā) 光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效率。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，掲示一種用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量 的設(shè)備。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述設(shè)備包含：照明單元，其包含使用所選擇強(qiáng)度幅值的 光照明包含發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的襯底的照明區(qū)域的照明源，所述光包含強(qiáng)度調(diào)制光或脈沖光 中的至少一者，所述光適合于激發(fā)所述照明區(qū)域的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的至少第一區(qū)域內(nèi) 的光致發(fā)光。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述設(shè)備包含:發(fā)光測(cè)量單元，其包含經(jīng)配置W從未 暴露于所述強(qiáng)度調(diào)制光的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的區(qū)域測(cè)量電致發(fā)光強(qiáng)度的至少一個(gè)光學(xué) 傳感器。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述設(shè)備包含:第一結(jié)光電壓測(cè)量單元，其包含接近所述 發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)而定位且經(jīng)配置W從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的暴露區(qū)域測(cè)量暴露的結(jié)光電 壓信號(hào)的至少第一透明電極。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述設(shè)備包含第二結(jié)光電壓測(cè)量單 元，其包含接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)而定位的至少第二透明電極，所述第二透明電極包圍 所述第一透明電極且經(jīng)配置W從所述第一透明電極外部的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述照 明區(qū)域測(cè)量未暴露的結(jié)光電壓信號(hào)。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述設(shè)備包含通信地禪合到 至少所述發(fā)光測(cè)量單元、所述第一結(jié)光電壓測(cè)量單元、所述第二結(jié)光電壓測(cè)量單元及所述 照明單元的控制器。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述控制器可控制來(lái)自所述照明源的所述光 的一或多個(gè)特性。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述控制器可從所述發(fā)光測(cè)量單元接收所述電 致發(fā)光信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述控制器可從所述第一結(jié)光電壓 測(cè)量單元接收所述暴露的結(jié)光電壓信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述控 制器可從所述第二結(jié)光電壓測(cè)量單元接收所述未暴露的結(jié)光電壓信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量。在 一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述控制器可使用所述測(cè)量的未暴露結(jié)光電壓及所述測(cè)量的暴露結(jié) 光電壓確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的光電流密度。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述控制器可基 于來(lái)自所述第一透明電極的一或多個(gè)額外結(jié)光電壓測(cè)量及來(lái)自所述第二透明電極的一或 多個(gè)額外結(jié)光電壓測(cè)量確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的正向電壓。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所 述控制器可使用來(lái)自所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述未暴露區(qū)域的所述測(cè)量電致發(fā)光強(qiáng)度、所 述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述確定光電流密度或所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述確定正向電壓中 的至少一者確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效率。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，掲示一種用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量 的方法。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用一或多個(gè)光脈沖照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu) 的表面的照明區(qū)域。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用發(fā)光傳感器從所述照明區(qū) 域內(nèi)的發(fā)光區(qū)域測(cè)量發(fā)光信號(hào)的瞬態(tài)。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用定位于 所述照明區(qū)域內(nèi)且接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述表面而定位的透明電極從所述照明區(qū) 域內(nèi)的所述發(fā)光區(qū)域測(cè)量結(jié)光電壓信號(hào)的瞬態(tài)。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:從 所述發(fā)光區(qū)域確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)光電壓正向電壓。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所 述方法包含:確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的光電流密度。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包 含:確定所述發(fā)光信號(hào)的電致發(fā)光分量的強(qiáng)度。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使 用來(lái)自所述發(fā)光區(qū)域的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述確定結(jié)光電壓正向電壓、所述發(fā)光二極 管結(jié)構(gòu)的所述光電流密度或所述發(fā)光信號(hào)的所述電致發(fā)光分量的所述強(qiáng)度中的至少一者 確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效率或內(nèi)部注入效率中的至少一者。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，掲示一種用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量 的方法。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用一或多個(gè)光脈沖照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu) 的表面的照明區(qū)域。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用發(fā)光傳感器從所述發(fā)光二 極管結(jié)構(gòu)的所述照明區(qū)域內(nèi)的發(fā)光區(qū)域測(cè)量發(fā)光信號(hào)的瞬態(tài)。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所 述方法包含:在來(lái)自所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述發(fā)光信號(hào)的所述測(cè)量瞬態(tài)的第一時(shí)間確定 第一發(fā)光強(qiáng)度。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:在不同于來(lái)自所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu) 的所述發(fā)光信號(hào)的所述測(cè)量瞬態(tài)的所述第一時(shí)間的第二時(shí)間確定第二發(fā)光強(qiáng)度。在一個(gè)說(shuō) 明性實(shí)施例中，所述方法包含:基于所述第一發(fā)光信號(hào)及所述第二發(fā)光信號(hào)從所述發(fā)光二 極管結(jié)構(gòu)確定所述發(fā)光信號(hào)的所述電致發(fā)光分量的強(qiáng)度。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，掲示一種用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量 的方法。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用第一脈沖持續(xù)時(shí)間的一或多個(gè)第一光 脈沖照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面的照明區(qū)域。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用 第二脈沖持續(xù)時(shí)間的一或多個(gè)第二光脈沖照明所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述表面的所述照 明區(qū)域。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:從由所述一或多個(gè)第一光脈沖激發(fā)的所述 發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)測(cè)量第一發(fā)光強(qiáng)度。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:從由所述一或 多個(gè)第二光脈沖激發(fā)的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)測(cè)量第二發(fā)光強(qiáng)度。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中， 所述方法包含:基于所述第一發(fā)光強(qiáng)度及所述第二發(fā)光強(qiáng)度從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)確定所 述發(fā)光信號(hào)的所述電致發(fā)光分量的強(qiáng)度。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，掲示一種用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量 的方法。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用強(qiáng)度調(diào)制光照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表 面的照明區(qū)域。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用發(fā)光傳感器從未暴露于所述強(qiáng) 度調(diào)制光的所述發(fā)光二極管的區(qū)域測(cè)量由光載流子漂移誘發(fā)的電致發(fā)光強(qiáng)度。在一個(gè)說(shuō)明 性實(shí)施例中，所述方法包含:使用定位于所述未暴露區(qū)域內(nèi)且接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的 所述表面而定位的第一透明電極從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述未暴露區(qū)域測(cè)量未暴露的 結(jié)光電壓信號(hào)。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用所述第一透明電極外部、定位 于所述照明區(qū)域內(nèi)且接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述表面而定位的第二透明電極從所述 發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述照明區(qū)域測(cè)量暴露的結(jié)光電壓信號(hào)。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述 方法包含:使用所述測(cè)量的未暴露結(jié)光電壓及所述測(cè)量的暴露結(jié)光電壓確定所述發(fā)光二極 管結(jié)構(gòu)的光電流密度。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:測(cè)量所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的 正向電壓。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用來(lái)自所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述未 暴露區(qū)域的所述測(cè)量電致發(fā)光強(qiáng)度、所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述確定光電流密度或所述二 極管結(jié)構(gòu)的所述測(cè)量正向電壓中的至少一者確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效率。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，掲示一種用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量 的方法。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用強(qiáng)度調(diào)制光照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表 面的照明區(qū)域。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用發(fā)光傳感器從未暴露于所述強(qiáng) 度調(diào)制光的所述發(fā)光二極管的區(qū)域測(cè)量由光載流子漂移誘發(fā)的電致發(fā)光強(qiáng)度。在一個(gè)說(shuō)明 性實(shí)施例中，所述方法包含:使用定位于暴露區(qū)域內(nèi)且接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述表 面而定位的第一透明電極從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述暴露區(qū)域測(cè)量暴露的結(jié)光電壓信 號(hào)。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用包圍所述第一透明電極且接近于所述發(fā)光 二極管結(jié)構(gòu)的所述表面的第二透明電極從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述照明區(qū)域測(cè)量未暴 露的結(jié)光電壓信號(hào)。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用所述測(cè)量的未暴露結(jié)光電 壓及所述測(cè)量的暴露結(jié)光電壓確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的光電流密度。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施 例中，所述方法包含:測(cè)量所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的正向電壓。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述 方法包含:使用來(lái)自所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述未暴露區(qū)域的所述測(cè)量電致發(fā)光強(qiáng)度、所 述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述確定光電流密度或所述二極管結(jié)構(gòu)的所述測(cè)量正向電壓中的至 少一者確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效率。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，掲示一種用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量 的方法。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用強(qiáng)度調(diào)制光照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表 面的照明區(qū)域。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:測(cè)量所述強(qiáng)度調(diào)制光的強(qiáng)度。在一 個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中，所述方法包含:使用發(fā)光傳感器從未暴露于所述強(qiáng)度調(diào)制光的所述發(fā) 光二極管結(jié)構(gòu)的區(qū)域測(cè)量由光載流子漂移誘發(fā)的電致發(fā)光強(qiáng)度。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例中， 所述方法包含:通過(guò)比較所述電致發(fā)光強(qiáng)度與所述調(diào)制光的所述強(qiáng)度確定電致發(fā)光效率。
[0019] 應(yīng)理解，前述一般描述及W下詳細(xì)描述兩者都僅為示范性及解釋性的，且不一定 為對(duì)本發(fā)明的限制。并入本說(shuō)明書中且構(gòu)成本說(shuō)明書的部分的【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施例且 與一般描述一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可通過(guò)參考附圖更好地理解本發(fā)明的眾多優(yōu)點(diǎn)，其中：
[0021] 圖1A是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè) 量的設(shè)備的框圖。
[0022] 圖1B說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的隨半徑而變化的注入電流的曲線圖。
[0023] 圖1抗兌明描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的脈沖激勵(lì)照明瞬態(tài)、結(jié)光電壓瞬態(tài)及發(fā) 光瞬態(tài)的曲線圖。
[0024] 圖1D及化說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在暗照明條件及照明條件下的Lm)結(jié)構(gòu) 的帶圖的概念圖。
[0025] 圖1F到1H圖1F到1H說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)實(shí)施例的用于解釋JPV時(shí)間延遲、 發(fā)光時(shí)間延遲及穩(wěn)態(tài)時(shí)間間隔的一系列等效電路配置。
[0026] 圖2A是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè) 量的方法的流程圖。
[0027] 圖2B是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè) 量的方法的流程圖。
[0028] 圖2C是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè) 量的方法的流程圖。
[0029] 圖3A是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè) 量的設(shè)備的框圖。
[0030] 圖3B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電致發(fā)光產(chǎn)生所設(shè)及的機(jī)構(gòu)的概念圖。
[0031] 圖3C是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè) 量的設(shè)備的框圖。
[0032] 圖3D是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電致發(fā)光產(chǎn)生所設(shè)及的機(jī)構(gòu)的概念圖。
[0033] 圖3E到3F說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于Lm)結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸 測(cè)量的設(shè)備。
[0034] 圖3G說(shuō)明描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的非接觸電致發(fā)光強(qiáng)度與接觸電致發(fā)光 強(qiáng)度之間的相關(guān)性的曲線圖。
[0035] 圖4A是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè) 量的方法的流程圖。
[0036] 圖4B是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè) 量的方法的流程圖。
[0037] 圖4C是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè) 量的方法的流程圖。
[0038] 顯然，現(xiàn)有技術(shù)包含眾多缺陷。因此，將期望提供一種解決上文所識(shí)別的現(xiàn)有技術(shù) 的運(yùn)些缺陷的方法及系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 現(xiàn)將詳細(xì)參考所掲示的標(biāo)的物，在附圖中說(shuō)明所述標(biāo)的物。
[0040] 大體上參考圖1A到4C，描述根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)光二極管化抓)結(jié)構(gòu)的一或多個(gè) 特性的無(wú)接觸測(cè)量的系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)及一種適合于從由激勵(lì)照明照明的 led結(jié)構(gòu)測(cè)量電致發(fā)光化L)響應(yīng)及/或光致發(fā)光(PL)響應(yīng)的發(fā)光測(cè)量技術(shù)。另外，本發(fā)明的 實(shí)施例設(shè)及一種適合于在由激勵(lì)照明照明的區(qū)域及/或未由激勵(lì)照明照明的區(qū)域中測(cè)量半 導(dǎo)體襯底的LED結(jié)構(gòu)的各種電響應(yīng)特性的非接觸結(jié)光電壓QPV)技術(shù)。
[0041] 貫穿本發(fā)明所描述的非接觸測(cè)量技術(shù)提供LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的準(zhǔn)確測(cè)量。 在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的非接觸測(cè)量技術(shù)可提供(但不限于)光電流、正向電壓、EL、內(nèi)部 量子效率、注入及福射效率的監(jiān)測(cè)。
[0042] 舉非限制性實(shí)例，貫穿本發(fā)明所描述的技術(shù)可提供有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積 (M0CVD)生長(zhǎng)及退火之后的L抓結(jié)構(gòu)中的光電流、正向電壓、EL、內(nèi)部量子效率、注入及福射 效率的監(jiān)測(cè)。舉另一非限制性實(shí)例，貫穿本發(fā)明所描述的技術(shù)可提供導(dǎo)電窗及透明窗的等 離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)之后的光電流、正向電壓、EL、內(nèi)部量子效率、注入效率及福 射效率的監(jiān)測(cè)。
[0043] 可使用來(lái)自LED結(jié)構(gòu)的大量測(cè)量發(fā)光強(qiáng)度找到上述特性中的一或多者。另外，可使 用來(lái)自L邸結(jié)構(gòu)的大量測(cè)量結(jié)光電壓找到上述特性中的一或多者。
[0044] 本發(fā)明的實(shí)施例經(jīng)由肝V激發(fā)的直接光致發(fā)光及電致發(fā)光的時(shí)間解析及空間分離 從光學(xué)激發(fā)的L邸結(jié)構(gòu)提供電致發(fā)光的非接觸測(cè)量。此實(shí)施例可在M0CVD及退火之后使用時(shí) 間解析方法來(lái)提供在激勵(lì)區(qū)域的中間所收集的光學(xué)激發(fā)的電致發(fā)光及相關(guān)聯(lián)的效率的非 接觸監(jiān)測(cè)。接著，此監(jiān)測(cè)過(guò)程的結(jié)果可在制造期間用作用于過(guò)程控制目的的反饋。
[0045] 本發(fā)明的額外實(shí)施例可在LED結(jié)構(gòu)的第一區(qū)域中利用光學(xué)激勵(lì)，同時(shí)從所述第一 區(qū)域外部的LED結(jié)構(gòu)的第二區(qū)域收集電致發(fā)光信號(hào)，借此通過(guò)由橫向電場(chǎng)及光電流引起的 JPV信號(hào)的散布激發(fā)所述電致發(fā)光信號(hào)。此實(shí)施例對(duì)在具有低薄層電阻的導(dǎo)電窗及透明窗 的沉積或生長(zhǎng)之后監(jiān)測(cè)L邸結(jié)構(gòu)尤其有用，其引起照明區(qū)域外部的肝V的高速散布。
[0046] 現(xiàn)參看圖1A，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100包含照明單元102。在另一實(shí)施例中，系統(tǒng) 100包含發(fā)光測(cè)量單元104。在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)100包含結(jié)光電壓(JPV)測(cè)量單元106。在 另一實(shí)施例中，系統(tǒng)100包含通信地禪合到照明單元102、發(fā)光測(cè)量單元104及/或肝V測(cè)量單 元104的控制器108。本文中應(yīng)注意，圖1A中所描繪的肝V測(cè)量單元106并非為本發(fā)明的必要 條件。因而，雖然本發(fā)明主要討論包含肝V測(cè)量單元106的實(shí)施例，但此特征不應(yīng)被解釋為對(duì) 本發(fā)明的限制。
[0047]在一個(gè)實(shí)施例中，控制器108經(jīng)配置W引導(dǎo)照明單元102使用具有一或多個(gè)所選擇 特性(例如強(qiáng)度、調(diào)制頻率及類似物)的光照明包含Lm)結(jié)構(gòu)103的半導(dǎo)體襯底。控制器108又 可接收L抓結(jié)構(gòu)的各種響應(yīng)特性的測(cè)量，例如來(lái)自發(fā)光測(cè)量單元104的化信號(hào)及化信號(hào)及/ 或來(lái)自肝V測(cè)量單元106的肝V信號(hào)。此外，控制器108可基于貫穿本發(fā)明中所描述的測(cè)量特 性及各種關(guān)系確定半導(dǎo)體襯底的一或多個(gè)LED結(jié)構(gòu)103的光電流密度、正向電壓、內(nèi)部量子 效率(I犯)及/或內(nèi)部注入效率。
[004引在一個(gè)實(shí)施例中，照明單元102包含一或多個(gè)照明源110。在一個(gè)實(shí)施例中，一或多 個(gè)照明源110經(jīng)布置W使用光104照明包含Lm)結(jié)構(gòu)103的半導(dǎo)體襯底的區(qū)域。舉例來(lái)說(shuō)，照 明源110可經(jīng)布置W照明包含L邸結(jié)構(gòu)103的襯底的第一照明區(qū)域118。
[0049] 在另一實(shí)施例中，照明源110使用一或多個(gè)所選擇強(qiáng)度的光照明Lm)結(jié)構(gòu)103的表 面。在另一實(shí)施例中，照明源110使用一或多個(gè)所選擇調(diào)制頻率的光照明LED結(jié)構(gòu)103的表 面。舉例來(lái)說(shuō)，照明源110可輸出W所選擇調(diào)制頻率調(diào)制的光信號(hào)。例如，光的調(diào)制頻率可對(duì) 應(yīng)于穩(wěn)態(tài)條件(例如低調(diào)制頻率)或非穩(wěn)態(tài)條件(例如高調(diào)制頻率）。舉另一實(shí)例，照明源110 可輸出脈沖光信號(hào)。在另一實(shí)施例中，照明單元102使用包含所選擇波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的光照 明L邸結(jié)構(gòu)103的表面。
[0050] 照明源110可包含所屬領(lǐng)域中已知的適合于使用調(diào)制或脈沖光均勻地照明襯底的 所選擇區(qū)域的任何照明源。舉例來(lái)說(shuō)，照明源110可包含(但不限于)一或多個(gè)LED、一或多個(gè) 激光器、閃光燈(例如濾波閃光燈)或快口燈。
[0051] 在另一實(shí)施例中，照明單元102包含禪合到照明源110及控制器108的電源及/或信 號(hào)產(chǎn)生器120。就此而言，控制器108可引導(dǎo)信號(hào)產(chǎn)生器120驅(qū)動(dòng)照明源now便產(chǎn)生所要照 明輸出。舉例來(lái)說(shuō)，信號(hào)產(chǎn)生器120可致使照明源110輸出具有所選擇調(diào)制頻率的調(diào)制光信 號(hào)。舉另一實(shí)例，信號(hào)產(chǎn)生器120可致使照明源110輸出所選擇持續(xù)時(shí)間的一或多個(gè)光脈沖 (即，脈沖光信號(hào)）。舉另一實(shí)例，信號(hào)產(chǎn)生器120可致使照明源110輸出所選擇強(qiáng)度的一或多 個(gè)光脈沖。舉例來(lái)說(shuō)，信號(hào)產(chǎn)生器120可致使照明源110輸出具有足夠低W引起Lm)結(jié)構(gòu)103 的受激肝V信號(hào)中的穩(wěn)態(tài)條件的調(diào)制頻率的調(diào)制光信號(hào)。舉另一實(shí)例，信號(hào)產(chǎn)生器120可致 使照明源110輸出具有足夠高W引起L抓結(jié)構(gòu)103的受激肝V信號(hào)中的非穩(wěn)態(tài)條件的調(diào)制頻 率的調(diào)制光信號(hào)。
[0052] 在另一實(shí)施例中，JPV測(cè)量單元106包含第一透明電極144,其用于測(cè)量L邸結(jié)構(gòu)103 的照明區(qū)域118內(nèi)的所選擇區(qū)域的肝V信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，透明電極144接近L抓結(jié)構(gòu)103 而定位且經(jīng)配置W將光從照明源110傳輸?shù)絃m)結(jié)構(gòu)103的表面。就此而言，第一透明電極 144具有用于測(cè)量肝V的第一區(qū)域，其與L抓結(jié)構(gòu)103的照明區(qū)域118內(nèi)的第一區(qū)域（即，由第 一電極144對(duì)向的區(qū)域)對(duì)應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一電極144的第一區(qū)域經(jīng)選擇W小于由照 明源110照明的區(qū)域。本文中應(yīng)注意，選擇小于照明區(qū)域101的電極144的區(qū)域有助于限制結(jié) 光電壓信號(hào)超出照明區(qū)域而橫向地散布的影響，其中也由于肝V散布而減少電致發(fā)光。本文 中應(yīng)進(jìn)一步注意，第一電極144可采用所屬領(lǐng)域中已知的任何適合形狀。舉例來(lái)說(shuō)，第一透 明電極可采用圓盤形狀、正方形形狀、矩形形狀、楠圓形形狀、多邊形形狀等等。
[0053] 在另一實(shí)施例中，第一透明電極144安置于透明元件143的表面上。就此而言，第一 透明電極144可安置于面向Lm)結(jié)構(gòu)103的透明元件143的表面上，如圖1A中所展示。在一個(gè) 實(shí)施例中，第一透明電極144可安置于透明元件143的底面上。在另一實(shí)施例中，透明元件 143可包含（但不限于）一或多個(gè)透明板143,如圖1A中所展示。舉例來(lái)說(shuō)，透明元件可包含 (但不限于)玻璃板。本文中應(yīng)注意，透明元件143的構(gòu)造不受限于玻璃板或單一板配置。而 是，僅出于說(shuō)明性目的提供上文所提供的描述。本文中應(yīng)注意，對(duì)由照明源110發(fā)射的照明 (及受激化照明126)透明的任何材料適合于本發(fā)明的背景中的實(shí)施方案。此外，透明元件 143可包含適合于固定電極144(及額外電極202)的多個(gè)透明板或替代結(jié)構(gòu)。本文中應(yīng)注意， V.福艾爾(V.Faifer)等人于2014年9月2日申請(qǐng)的第14/475,025號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案中描述 非接觸肝V測(cè)量，所述專利申請(qǐng)案W全文引用方式并入本文中。
[0054] 在另一實(shí)施例中，照明單元102可包含一或多個(gè)照明光學(xué)元件。在一個(gè)實(shí)施例中， 照明單元102包含一或多個(gè)透鏡115。在一個(gè)實(shí)施例中，透鏡115將照明源110的輸出與Lm)結(jié) 構(gòu)103的表面光學(xué)地禪合。就此而言，來(lái)自照明源110的照明116可經(jīng)由分束器112而被朝向 襯底103引導(dǎo)，且在照射Lm)結(jié)構(gòu)103的表面之前穿過(guò)透鏡115、透明板143及第一透明電極 144,如圖1A中所展示。本文中應(yīng)注意，系統(tǒng)100的光學(xué)配置不受限于本發(fā)明中所描述的各種 光學(xué)元件。而是，僅出于說(shuō)明性目的提供各種光學(xué)組件及其配置。系統(tǒng)100可包含所屬領(lǐng)域 中已知的適合于收集、聚焦、引導(dǎo)及/或過(guò)濾由照明源110發(fā)射的照明的任何光學(xué)元件。本文 中應(yīng)預(yù)期，系統(tǒng)100可包含所屬領(lǐng)域中已知的任何適合照明源及光學(xué)元件組合。舉例來(lái)說(shuō)， 任何數(shù)目個(gè)光學(xué)元件(例如蛹眼、微透鏡陣列、漫射器、透鏡、反射鏡、濾光器、偏光器及類似 物)可與所屬領(lǐng)域中已知的任何照明源一起使用。例如，一或多個(gè)光纖束可與照明源(例如 閃光燈)禪合。
[0055] 在另一實(shí)施例中，發(fā)光測(cè)量單元104包含經(jīng)配置W在將測(cè)量信號(hào)傳輸?shù)娇刂破?08 之前處理所述測(cè)量信號(hào)的一或多個(gè)信號(hào)處理元件。舉例來(lái)說(shuō)，測(cè)量單元104可包含(但不限 于）用于放大來(lái)自傳感器122的信號(hào)的前置放大器140。在另一實(shí)施例中，測(cè)量單元104包含 解調(diào)器及/或檢測(cè)器142。此外，在放大、解調(diào)及/或檢測(cè)之后，由控制器108的接口接收來(lái)自 傳感器122的信號(hào)。
[0056] 在另一實(shí)施例中，發(fā)光測(cè)量單元104包含用于感測(cè)來(lái)自Lm)結(jié)構(gòu)103的發(fā)光照明126 (例如電致發(fā)光化L)照明及/或光致發(fā)光(PL)照明）的一或多個(gè)傳感器122。就此而言，一或 多個(gè)傳感器122可經(jīng)布置W收集及測(cè)量由來(lái)自照明源110的光激發(fā)的化光及/或由光學(xué)激勵(lì) 激發(fā)的化光。在另一實(shí)施例中，發(fā)光測(cè)量單元104可包含一或多個(gè)光學(xué)元件。在一個(gè)實(shí)施例 中，透鏡115及128經(jīng)布置W將在Lm)結(jié)構(gòu)103處所產(chǎn)生的發(fā)光照明（例如電致發(fā)光及/或光致 發(fā)光)收集及聚焦到一或多個(gè)傳感器122上。在另一實(shí)施例中，發(fā)光測(cè)量單元104包含一或多 個(gè)光圈130、134。在一個(gè)實(shí)施例中，一或多個(gè)光圈130、134經(jīng)布置W從接近于透明電極144的 激勵(lì)區(qū)域118的中屯、區(qū)域124提供發(fā)光收集。就此而言，傳感器122可從由透明電極144探測(cè) 的第一區(qū)域118內(nèi)的區(qū)域124測(cè)量發(fā)光信號(hào)，其包含信號(hào)的化及/或化分量。
[0057] 舉例來(lái)說(shuō)，由照明源110發(fā)射的照明116可經(jīng)由分束器112及透鏡115而轉(zhuǎn)移到包含 L抓結(jié)構(gòu)103的襯底的表面處的其圖像118中。就此而言，照射L抓結(jié)構(gòu)103的光118可用W光 學(xué)地激發(fā)照明區(qū)域118的一或多個(gè)區(qū)域。繼而，由Lm)結(jié)構(gòu)103的照明區(qū)域發(fā)射發(fā)光信號(hào)。此 夕h透鏡115及128可將圖像118轉(zhuǎn)移到傳感器122上的圖像136中。在另一實(shí)施例中，光圈134 用W將發(fā)光光從位于圖像118內(nèi)的區(qū)域124轉(zhuǎn)移到位于圖像136內(nèi)的圖像138中。就此而言， 光圈134用W排除從激勵(lì)區(qū)域118的外部邊緣收集發(fā)光，其中電致發(fā)光可歸因于肝V信號(hào)在 照明區(qū)域118外部散布而顯著減少。例如，在沉積于藍(lán)寶石上的GaInN的情況下，發(fā)光光可延 伸到照明區(qū)域118外部的遠(yuǎn)距離。在一個(gè)實(shí)施例中，為減少散射發(fā)光的收集，額外光圈130將 對(duì)發(fā)光光126的收集限于基本上垂直于Lm)結(jié)構(gòu)的表面發(fā)出且收集于傳感器122的區(qū)域138 中的發(fā)光光126。
[005引在另一實(shí)施例中，發(fā)光測(cè)量單元104包含一或多個(gè)濾光器132。舉例來(lái)說(shuō)，濾光器 132可用W阻斷來(lái)自照明源110的光，同時(shí)透射從L邸結(jié)構(gòu)103發(fā)出的化光126。
[0059] 一或多個(gè)傳感器122可包含所屬領(lǐng)域中已知的適合于收集及測(cè)量與受激化光126 相關(guān)聯(lián)的一或多個(gè)特性的任何光傳感器。舉例來(lái)說(shuō)，一或多個(gè)傳感器122可包含(但不限于） 光檢測(cè)器或裝配有光檢測(cè)器陣列的單色器。在另一實(shí)施例中，一或多個(gè)傳感器122可包含分 光計(jì)。舉例來(lái)說(shuō)，一或多個(gè)傳感器122可包含(但不限于)裝配有光檢測(cè)器陣列的分光計(jì)。
[0060] 在另一實(shí)施例中，結(jié)光電壓測(cè)量單元106包含經(jīng)配置W在將測(cè)量信號(hào)傳輸?shù)娇刂?器108之前處理所述測(cè)量信號(hào)的一或多個(gè)信號(hào)處理元件。舉例來(lái)說(shuō)，測(cè)量單元106可包含(但 不限于）用于放大來(lái)自電極144的信號(hào)的前置放大器146。在另一實(shí)施例中，測(cè)量單元106包 含解調(diào)器及/或檢測(cè)器148。此外，在放大、解調(diào)及/或檢測(cè)之后，由控制器108的接口接收來(lái) 自電極144的信號(hào)。
[0061] 在另一實(shí)施例中，檢測(cè)器142及148可在鎖入放大模式中操作。在另一實(shí)施例中，檢 測(cè)器142及148可在峰值檢測(cè)模式中操作。
[0062] 在另一實(shí)施例中，照明單元102可包含用于監(jiān)測(cè)由照明源110發(fā)射的照明116的一 或多個(gè)特性(例如強(qiáng)度、調(diào)制頻率、波長(zhǎng)及類似物)的額外傳感器121。舉例來(lái)說(shuō)，額外傳感器 121可包含(但不限于)一或多個(gè)光檢測(cè)器。在另一實(shí)施例中，額外傳感器121通信地禪合到 一或多個(gè)信號(hào)處理元件W在檢測(cè)到來(lái)自照明源110的光之后處理額外傳感器121的輸出。舉 例來(lái)說(shuō)，所述一或多個(gè)信號(hào)處理元件可包含所屬領(lǐng)域中已知的任何信號(hào)處理電路，例如(但 不限于)一或多個(gè)放大器123及/或一或多個(gè)檢測(cè)器125。在另一實(shí)施例中，檢測(cè)器125的輸出 禪合到控制器108。就此而言，控制器108可監(jiān)測(cè)額外傳感器121的輸出且因此監(jiān)測(cè)照明源 110的性能。
[0063] 在另一實(shí)施例中，盡管未展示，但系統(tǒng)100可包含用于監(jiān)測(cè)從L邸結(jié)構(gòu)103的表面反 射或散射的照明的一或多個(gè)特性(例如強(qiáng)度、波長(zhǎng)及類似物）的第二額外傳感器。在另一實(shí) 施例中，所述第二額外傳感器也可禪合到處理所述第二額外傳感器的輸出且將所述輸出禪 合到控制器108的一或多個(gè)信號(hào)處理元件(例如放大器、檢測(cè)器及類似物）。
[0064] 在一個(gè)實(shí)施例中，包含一或多個(gè)Lm)結(jié)構(gòu)103(例如LED層）的半導(dǎo)體襯底安置于夾 盤105上。在另一實(shí)施例中，夾盤105包含導(dǎo)電夾盤(例如金屬夾盤）。在另一實(shí)施例中，夾盤 105包含連接到接地的金屬夾盤。在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)100包含通過(guò)開關(guān)150禪合到晶片夾 盤105的信號(hào)產(chǎn)生器152。舉例來(lái)說(shuō)，盡管圖1A中未展示，但開關(guān)150可直接禪合到夾盤105。 在另一實(shí)施例中，開關(guān)150禪合到接地。在另一實(shí)施例中，信號(hào)產(chǎn)生器152禪合到控制器108， 借此控制器108可引導(dǎo)信號(hào)產(chǎn)生器152將所選擇信號(hào)施加到夾盤105。在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào) 產(chǎn)生器152可施加一或多個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)（例如脈沖）W有助于準(zhǔn)確地測(cè)量本發(fā)明的信號(hào)（例如 肝V信號(hào)）。舉例來(lái)說(shuō)，信號(hào)產(chǎn)生器152可用于通過(guò)開關(guān)150而將AC信號(hào)施加到夾盤105W校準(zhǔn) 一或多個(gè)光電壓信號(hào)。
[0065] 本文中應(yīng)注意，夾盤不受限于導(dǎo)電或金屬夾盤且僅出于說(shuō)明性目的提供W上描 述。舉例來(lái)說(shuō)，夾盤可包含非導(dǎo)電夾盤。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的一或多個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)可施 加到襯底103的邊緣(而非通過(guò)夾盤105,如本文先前所描述）。
[0066] 在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100可包含可移動(dòng)彈黃加載電極156(例如金屬或?qū)щ娋酆?物）。在一個(gè)實(shí)施例中，彈黃加載電極156禪合到一或多個(gè)導(dǎo)電墊154a、154b，例如(但不限 于)金屬墊或?qū)щ娋酆衔飰|。在另一實(shí)施例中，電極156可經(jīng)由導(dǎo)電墊154a、154b而提供LED 結(jié)構(gòu)的頂層158a(例如p層）與底層158b之間的電連接。舉例來(lái)說(shuō)，電極156可定位于透明電 極144的附近，借此在透明電極144附近的頂層158a的區(qū)域與底層158b之間提供導(dǎo)電路徑。 在另一實(shí)施例中，一或多個(gè)導(dǎo)電墊154a、154b可電禪合到開關(guān)150的輸出。本文中應(yīng)注意，V. 福艾爾(V.Faifer)等人于2014年9月2日申請(qǐng)的第14/475,025號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案中描述肝V 測(cè)量的校準(zhǔn)，所述專利申請(qǐng)案全文并入上文中。
[0067] 圖1B說(shuō)明描繪根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)實(shí)施例的隨半徑而變化的結(jié)注入電流的模 擬分布166的曲線圖165。本文中應(yīng)注意，模擬分布166考慮照明區(qū)域118外部的載流子的橫 向漂移且針對(duì)具有20mA/mm2的光電流密度及200hm/sq的頂層的薄層電阻的L抓結(jié)構(gòu)而計(jì) 算，所述光電流密度及所述薄層電阻表示用于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(例如(但不限于)具有TC0涂層的 GaInN結(jié)構(gòu)或AlGalnP L抓結(jié)構(gòu)）的共同值。本文中應(yīng)注意，在圖1B中所表示的模擬的情況 下，總發(fā)光信號(hào)中的電致發(fā)光比重隨著發(fā)光信號(hào)126的收集面積減小而增加。舉例來(lái)說(shuō)，如 圖1B中所展示，當(dāng)從由半徑ri=lmm界定的面積收集時(shí)的對(duì)由傳感器121測(cè)量的總發(fā)光信號(hào) 的電致發(fā)光貢獻(xiàn)可高于當(dāng)收集面積對(duì)應(yīng)于半徑r2 = 2mm時(shí)的對(duì)由傳感器121測(cè)量的總發(fā)光 信號(hào)的電致發(fā)光貢獻(xiàn)。
[0068] 圖1C說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)實(shí)施例的隨時(shí)間而變化的激勵(lì)照明曲線171及所 得的肝V瞬態(tài)172及發(fā)光瞬態(tài)173的概念圖。就此而言，跨越各種時(shí)間間隔而標(biāo)繪激勵(lì)照明曲 線171及所得的JPV瞬態(tài)172及發(fā)光瞬態(tài)173。舉例來(lái)說(shuō)，時(shí)間間隔174表示與使用透明電極 144測(cè)量的肝V信號(hào)172及使用傳感器122測(cè)量的發(fā)光信號(hào)的增強(qiáng)相關(guān)聯(lián)的持續(xù)時(shí)間TJPV。此 夕h時(shí)間間隔175表示光電流密度基本上等于注入電流時(shí)的激勵(lì)照明171、肝V信號(hào)172及/或 發(fā)光信號(hào)173中的大體穩(wěn)態(tài)條件的開始階段。另外，時(shí)間間隔176表示與電致發(fā)光衰變相關(guān) 聯(lián)的時(shí)間跨度。就此而言，箭頭177表示總發(fā)光信號(hào)的電致發(fā)光分量的量值的概念圖。此外， 線178表示肝V信號(hào)172的前側(cè)處的肝V信號(hào)的導(dǎo)數(shù)的概念圖，其可在計(jì)算本文進(jìn)一步額外詳 細(xì)所描述的光電流密度化時(shí)使用。
[0069] 圖1D及1E說(shuō)明暗照明條件181及照明條件185下的Lm)結(jié)構(gòu)的能帶圖的概念圖180、 184。本文中應(yīng)注意，使用具有高于能帶隙的光子能量的光進(jìn)行的光學(xué)激勵(lì)186引起電子空 穴對(duì)的產(chǎn)生。在本征作用層中由電場(chǎng)使額外電子空穴對(duì)分離W形成光電流。此外，內(nèi)建電壓 182減小且所得肝V信號(hào)（例如正向電壓，其作為照明條件下的內(nèi)建電壓與暗條件下的內(nèi)建 電壓的差值)激發(fā)來(lái)自η層187的電子及來(lái)自P層188的空穴注入到作用層中。本文中應(yīng)進(jìn)一 步注意，電子及空穴在量子井的重組引起電致發(fā)光189的發(fā)射。
[0070] 圖1F到m說(shuō)明用于解釋本文先前所討論及圖1C中所描繪的肝V時(shí)間延遲174、發(fā)光 時(shí)間延遲176及穩(wěn)態(tài)時(shí)間間隔175的一系列等效電路配置。如圖IF的等效電路190中所展示， 在時(shí)間間隔0<t<TjPv 174中，光電流化用W對(duì)p-n結(jié)勢(shì)壘及擴(kuò)散電容Cpn充電。本文中應(yīng)注 意，在時(shí)間間隔174中，注入電流JiNj及正向電壓Vf較低，使得Vf<Vel(其中Vel是電致發(fā)光接通 電壓）。由于正向電壓低于電致發(fā)光接通電壓，所W電致發(fā)光信號(hào)的強(qiáng)度也較低。如圖1G的 等效電路192中所展示，在時(shí)間間隔175中，將p-n結(jié)電容Cpn充電成電荷如η的穩(wěn)定條件，其 中注入電流補(bǔ)償光電流，使得化1 =加，￥。〉￥61，且電致發(fā)光為高態(tài)。如圖1雌]等效電路194中 所展示，在時(shí)間間隔176中，照明源的輸出中斷（即，激勵(lì)光中斷），然而，注入電流JiNj繼續(xù)激 發(fā)電致發(fā)光，同時(shí)p-n結(jié)上的電荷化η放電。
[0071] 在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100可用W監(jiān)測(cè)時(shí)間解析及空間解析發(fā)光W便提取總發(fā)光 信號(hào)的電致發(fā)光分量。另外，系統(tǒng)100也可監(jiān)測(cè)肝V信號(hào)W允許測(cè)量L抓結(jié)構(gòu)103的內(nèi)部量子 效率。如圖1Α中所展示，L抓結(jié)構(gòu)中的電子及空穴的光學(xué)產(chǎn)生186可致使電子及空穴局限于 量子井中及直接光致發(fā)光Ipl。替代地，在作用層中由電場(chǎng)使電子及空穴分離誘發(fā)p-n結(jié)正向 偏壓及來(lái)自P層的空穴及來(lái)自η層的電子注入到量子井或作用區(qū)域中，借此誘發(fā)非接觸電致 發(fā)光虹189。
[0072] 為增加非接觸電致發(fā)光的比重且因此增大電致發(fā)光信號(hào)與光致發(fā)光信號(hào)的比率 (Iel/Ipl)，用于激發(fā)LED結(jié)構(gòu)的光的波長(zhǎng)可在與最大光學(xué)載波收集對(duì)應(yīng)的范圍內(nèi)。此外，光 束的脈沖持續(xù)時(shí)間及直徑及發(fā)光收集面積可經(jīng)優(yōu)化W最大化穩(wěn)態(tài)開路電壓或正向電壓，借 此最大化所得注入電流。
[0073] 在一個(gè)實(shí)施例中，電致發(fā)光監(jiān)測(cè)可包含:均勻照明晶片（例如Lm)結(jié)構(gòu)103)的區(qū)域 118W基于174、175及176(圖1C中所展示)而提供區(qū)域124內(nèi)部的均勻肝V信號(hào)及直接光致發(fā) 光Ipl的時(shí)間解析反卷積及來(lái)自區(qū)域124的非接觸電致發(fā)光Iel。
[0074] 此處應(yīng)注意，總發(fā)光信號(hào)（It)等于Ιτ= Ipl+Iel。如圖1B中所展示，可通過(guò)收集照明 區(qū)域118中間的發(fā)光而增加及測(cè)量電致發(fā)光的比重，其中^rl?？赏ㄟ^(guò)施加脈沖激勵(lì)照明 171 (具有使得TEX〉TJPV的持續(xù)時(shí)間)且將電致發(fā)光強(qiáng)度Iel確定為脈沖173在TjPV<t<TEX的第一 時(shí)間間隔處的發(fā)光強(qiáng)度巧中強(qiáng)度It=Ipl+Iel)與脈沖173在0<t<Tjpv的第二時(shí)間間隔處的發(fā) 光強(qiáng)度(其中當(dāng)Iel的比重較低時(shí)，It ^ Ip)之間的差值而確定電致發(fā)光強(qiáng)度Iel。
[0075] 在另一實(shí)施例中，可使用t〉TEx處的發(fā)光衰變176來(lái)確定電致發(fā)光強(qiáng)度Iel。就此而 言，在終止來(lái)自照明源110的激勵(lì)之后，發(fā)光信號(hào)的光致發(fā)光分量歸因于化信號(hào)的快速衰變 (例如納秒范圍內(nèi)的衰變)而變?yōu)榭珊雎?。就此而言，電致發(fā)光強(qiáng)度Iel可被識(shí)別為激勵(lì)光中 斷之后的某一所選擇時(shí)間t〉TEx處的EL的值(例如最大值）。
[0076] 在另一實(shí)施例中，可通過(guò)W下操作確定電致發(fā)光強(qiáng)度Iel:施加具有持續(xù)時(shí)間TEX〉 TJPV的脈沖照明171，其中基于結(jié)光電壓的正向電壓Vf大于電致發(fā)光接通電壓Vel;同時(shí)也施 加具有相同強(qiáng)度但具有較低持續(xù)時(shí)間TEX<TjPv的脈沖照明，使得正向電壓Vf小于電致發(fā)光接 通電壓Vel。接著，電致發(fā)光強(qiáng)度Iel可被計(jì)算為上述發(fā)光幅值的差值。舉例來(lái)說(shuō)，在GaInN L邸結(jié)構(gòu)的情況下，適當(dāng)接通電壓可近似為Vel = 2.3V。
[0077] 在另一實(shí)施例中，可通過(guò)測(cè)量由透明電極7拾取的JPV信號(hào)172確定JPV正向電壓 Vf。為加速JPV衰變且提供JPV正向電壓的準(zhǔn)確測(cè)量，可使用可移動(dòng)電極156及金屬墊154a、 154b來(lái)使P層及η層電連接，如圖1A中所展示。
[0078] 可經(jīng)由JPV瞬態(tài)V(t)的導(dǎo)數(shù)（由相切于JPV脈沖172的前部的線178表示）確定光電 流密度化。舉例來(lái)說(shuō)，控制器108可使用W下關(guān)系確定光電流密度： 闘
(1)
[0080] 其中Cpn是L邸結(jié)構(gòu)103的p-n結(jié)的電容。在p-i-n結(jié)構(gòu)（例如基于InGaN的L邸發(fā)射器） 的情況中，結(jié)電容由Cpn=Ese〇/d給定，其中d是作用i層的厚度，Es、e〇分別是半導(dǎo)體及真空介 質(zhì)的電介質(zhì)電容率。因而，可由控制器108使用W下關(guān)系計(jì)算電致發(fā)光內(nèi)部量子效率（I犯） 或化：
[0081] (2)
[0082] 此處，電致發(fā)光I犯由L抓結(jié)構(gòu)的作用層（例如GaInN L抓中的量子井）中的載流子 注入效率及福射效率確定。就此而言，電致發(fā)光I犯與注入效率及福射效率的關(guān)系如下：
[0083] nEL = ninjectionnradiative (3)
[0084] 此外，控制器108可使用W下關(guān)系經(jīng)由作用層中的光載流子收集及福射效率確定 光致發(fā)光效率：
[00 化]nPL = nPL_collectnradiative (4)
[0086] 另外，使用電致發(fā)光強(qiáng)度及電致發(fā)光內(nèi)部量子效率化L，控制器108可由W下關(guān)系近 似估計(jì)電致發(fā)光注入效率：
[0087] 例
[0088] 本文中應(yīng)注意，系統(tǒng)100不受限于使用上文所提供的方程式及關(guān)系來(lái)計(jì)算本文先 前所描述的LED結(jié)構(gòu)103的各種特性。僅出于說(shuō)明目的提供本發(fā)明中所提供的各種方程式及 關(guān)系且其不應(yīng)被解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。本文中應(yīng)認(rèn)識(shí)到，各種關(guān)系可由控制器108用于使 本發(fā)明的范圍及精神內(nèi)的先前所描述的量的兩者或兩者W上相關(guān)。
[0089] 圖2A說(shuō)明描繪根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)實(shí)施例的用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú) 接觸測(cè)量的方法200的流程圖。本文中應(yīng)認(rèn)識(shí)到，方法200的步驟中的一或多者可由系統(tǒng)100 的組件及實(shí)施例中的一或多者實(shí)施。然而，應(yīng)注意，方法200不受限于系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)限制。
[0090] 步驟202使用一或多個(gè)光脈沖照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面的照明區(qū)域。舉例來(lái)說(shuō)， 控制器108可引導(dǎo)照明源110使用具有所選擇幅值及/或持續(xù)時(shí)間的一或多個(gè)光脈沖的激勵(lì) 照明照明L邸結(jié)構(gòu)103的表面的所選擇照明區(qū)域118。
[0091] 步驟204使用發(fā)光傳感器221從照明區(qū)域內(nèi)的發(fā)光區(qū)域測(cè)量發(fā)光信號(hào)的瞬態(tài)。舉例 來(lái)說(shuō)，傳感器221可響應(yīng)于激勵(lì)照明獲取由Lm)結(jié)構(gòu)103發(fā)射的發(fā)光光。此外，如本文先前所 描述的各種光學(xué)元件可用于將發(fā)光收集的區(qū)域限制于小于照明區(qū)域118的區(qū)域124。
[0092] 步驟206從照明區(qū)域內(nèi)的發(fā)光區(qū)域測(cè)量結(jié)光電壓信號(hào)的瞬態(tài)。舉例來(lái)說(shuō)，透明電極 144可被定位于照明區(qū)域118內(nèi)且接近發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面，從而允許透明電極從由透明 電極144對(duì)向的區(qū)域124測(cè)量結(jié)光電壓瞬態(tài)。
[0093] 步驟208從發(fā)光區(qū)域確定發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)光電壓正向電壓。在一個(gè)實(shí)施例中， 控制器108可基于使用透明電極144從發(fā)光區(qū)域118測(cè)量的結(jié)光電壓信號(hào)的幅值確定結(jié)光電 壓正向電壓。舉例來(lái)說(shuō)，控制器108可將肝V正向電壓Vf識(shí)別為從發(fā)光區(qū)域118測(cè)量的結(jié)光電 壓信號(hào)的幅值。
[0094] 步驟210確定發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的光電流密度。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器108可通過(guò) 計(jì)算肝V信號(hào)的瞬態(tài)在肝V信號(hào)的前沿處的導(dǎo)數(shù)(例如使用方程式（1))來(lái)確定結(jié)光電壓化。 在另一實(shí)施例中，控制器108可獲取L邸結(jié)構(gòu)103的p-n結(jié)的電容Cpn(例如用戶輸入、計(jì)算或獨(dú) 立測(cè)量）。在另一實(shí)施例中，控制器108可使用肝V信號(hào)的瞬態(tài)的導(dǎo)數(shù)及L邸結(jié)構(gòu)的p-n結(jié)的電 容而計(jì)算LED結(jié)構(gòu)的光電流密度化。
[0095] 步驟212確定發(fā)光信號(hào)的電致發(fā)光分量的強(qiáng)度。本文中應(yīng)注意，可W貫穿本發(fā)明所 描述的任何方式確定發(fā)光信號(hào)的電致發(fā)光分量。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)基于結(jié)光電壓的瞬 態(tài)來(lái)識(shí)別與低于電致發(fā)光信號(hào)的接通電壓Vel的結(jié)光電壓正向電壓Vf對(duì)應(yīng)的第一時(shí)間間隔 而找到發(fā)光的化分量。接著，可基于結(jié)光電壓的瞬態(tài)而識(shí)別與高于電致發(fā)光信號(hào)的接通電 壓Vel的結(jié)光電壓正向電壓Vf對(duì)應(yīng)的第二時(shí)間間隔。接著，通過(guò)計(jì)算所述第二時(shí)間間隔期間 所獲取的第一發(fā)光信號(hào)與所述第一時(shí)間間隔期間所獲取的第二發(fā)光信號(hào)之間的差值及總 發(fā)光信號(hào)由It=Iel+Ipl給定的事實(shí)確定發(fā)光信號(hào)的電致發(fā)光分量(Iel)的強(qiáng)度。因而，當(dāng)IPL 相對(duì)恒定且狀態(tài)中的一者低于化接通電壓時(shí)，兩個(gè)發(fā)光強(qiáng)度之間的差值產(chǎn)生接通狀態(tài)中的 Iel 值。
[0096] 在另一實(shí)施例中，在終止發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的照明之后，通過(guò)在發(fā)光信號(hào)的衰變的 所選擇時(shí)間之后識(shí)別發(fā)光信號(hào)的值找到發(fā)光的化分量。就此而言，在終止來(lái)自照明源110的 激勵(lì)照明之后，發(fā)光的化分量快速衰變(約數(shù)納秒）。因而，可通過(guò)在幾乎緊跟在照明停止之 后的所選擇時(shí)間處使用傳感器122測(cè)量發(fā)光來(lái)識(shí)別化分量。本文中應(yīng)注意，控制器108可利 用允許充分化分量衰變的化獲取時(shí)間。
[0097] 在另一實(shí)施例中，通過(guò)建立一或多個(gè)光脈沖的持續(xù)時(shí)間W便使用具有第一持續(xù)時(shí) 間中一或多個(gè)第一光脈沖照明照明區(qū)域來(lái)找到發(fā)光的化分量，所述第一持續(xù)時(shí)間足W在正 向電壓高于電致發(fā)光接通電壓時(shí)建立穩(wěn)態(tài)條件。接著，所述一或多個(gè)光脈沖的持續(xù)時(shí)間經(jīng) 建立W便使用具有第二持續(xù)時(shí)間的一或多個(gè)第二光脈沖照明照明區(qū)域，所述第二持續(xù)時(shí)間 比所述第一持續(xù)時(shí)間短且足W在正向電壓低于電致發(fā)光接通電壓時(shí)建立非穩(wěn)態(tài)條件。在另 一實(shí)施例中，通過(guò)計(jì)算在使用所述一或多個(gè)第一光脈沖的照明期間所獲取的第一發(fā)光強(qiáng)度 與在使用所述一或多個(gè)第二光脈沖的照明期間所獲取的第二發(fā)光強(qiáng)度之間的差值確定電 致發(fā)光信號(hào)分量的強(qiáng)度。
[0098] 步驟214確定發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效率或內(nèi)部注入效率。在一個(gè)實(shí)施例中， 控制器108可使用來(lái)自發(fā)光區(qū)域118的Lm)結(jié)構(gòu)103的確定結(jié)光電壓正向電壓VF、Lm)結(jié)構(gòu)103 的光電流密度化或由傳感器122測(cè)量的發(fā)光信號(hào)的電致發(fā)光分量Iel的強(qiáng)度來(lái)確定內(nèi)部量子 效率I犯或內(nèi)部注入效率。
[0099] 圖2B說(shuō)明描繪根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)實(shí)施例的用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú) 接觸測(cè)量的方法220的流程圖。本文中應(yīng)認(rèn)識(shí)到，方法220的步驟中的一或多者可由系統(tǒng)100 的組件及實(shí)施例中的一或多者實(shí)施。然而，應(yīng)注意，方法220不受限于系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)限制。
[0100] 步驟222使用一或多個(gè)光脈沖照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)103的表面的照明區(qū)域118,如 本文先前所描述。
[0101 ]步驟224使用發(fā)光傳感器122從Lm)結(jié)構(gòu)103的照明區(qū)域118內(nèi)的發(fā)光區(qū)域124測(cè)量 發(fā)光信號(hào)的瞬態(tài)，如本文先前所描述。
[0102] 步驟226從Lm)結(jié)構(gòu)103確定發(fā)光信號(hào)的測(cè)量瞬態(tài)的第一時(shí)間處的第一發(fā)光強(qiáng)度。 舉例來(lái)說(shuō)，控制器108可從Lm)結(jié)構(gòu)103確定發(fā)光信號(hào)的測(cè)量瞬態(tài)的第一時(shí)間（例如圖1C中的 瞬態(tài)信號(hào)173的第一時(shí)間)處的第一發(fā)光強(qiáng)度。
[0103] 步驟228從Lm)結(jié)構(gòu)103確定不同于發(fā)光信號(hào)的測(cè)量瞬態(tài)的第一時(shí)間的第二時(shí)間處 的第二發(fā)光強(qiáng)度。舉例來(lái)說(shuō)，控制器108可從L邸結(jié)構(gòu)103確定發(fā)光信號(hào)的測(cè)量瞬態(tài)的第二時(shí) 間(或第N時(shí)間）（例如圖1C中的瞬態(tài)信號(hào)173的第二時(shí)間)處的第二發(fā)光強(qiáng)度(或第N時(shí)間）。
[0104] 步驟230基于第一發(fā)光強(qiáng)度及第二發(fā)光強(qiáng)度從發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)確定發(fā)光信號(hào)的電 致發(fā)光分量的強(qiáng)度。舉例來(lái)說(shuō)，控制器108可通過(guò)比較第一發(fā)光強(qiáng)度與第二發(fā)光強(qiáng)度(例如， 計(jì)算差值、計(jì)算比率、使每一強(qiáng)度擬合到數(shù)學(xué)模型及類似物)而從Lm)結(jié)構(gòu)103確定發(fā)光信號(hào) 的電致發(fā)光分量的強(qiáng)度幅值。
[0105] 步驟232使用具有已知內(nèi)部量子效率的校準(zhǔn)晶片確定Lm)結(jié)構(gòu)103的內(nèi)部量子效 率。在一個(gè)實(shí)施例中，使用校準(zhǔn)確定L邸結(jié)構(gòu)的I犯包含:使用一或多個(gè)光脈沖照明具有已知 內(nèi)部量子效率的校準(zhǔn)晶片的表面的照明區(qū)域。接著，使用發(fā)光傳感器從所述校準(zhǔn)晶片的所 述照明區(qū)域內(nèi)的發(fā)光區(qū)域測(cè)量發(fā)光信號(hào)的瞬態(tài)。接著，從所述校準(zhǔn)晶片測(cè)量所述發(fā)光信號(hào) 的所述測(cè)量瞬態(tài)的第一時(shí)間處的第一發(fā)光強(qiáng)度。接著，從所述校準(zhǔn)晶片測(cè)量不同于所述發(fā) 光信號(hào)的所述測(cè)量瞬態(tài)的所述第一時(shí)間的第二時(shí)間處的第二發(fā)光強(qiáng)度。接著，基于所述第 一發(fā)光信號(hào)及所述第二發(fā)光信號(hào)確定來(lái)自所述校準(zhǔn)晶片的所述發(fā)光信號(hào)的電致發(fā)光分量 的強(qiáng)度。接著，使用來(lái)自發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的電致發(fā)光分量的強(qiáng)度、來(lái)自所述校準(zhǔn)晶片的電致 發(fā)光分量的強(qiáng)度及所述校準(zhǔn)晶片的已知I犯確定L邸結(jié)構(gòu)103的I犯。
[0106] 圖2C說(shuō)明描繪根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)實(shí)施例的用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú) 接觸測(cè)量的方法240的流程圖。本文中應(yīng)認(rèn)識(shí)到，方法240的步驟中的一或多者可由系統(tǒng)100 的組件及實(shí)施例中的一或多者實(shí)施。然而，應(yīng)注意，方法240不受限于系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)限制。
[0107] 步驟242使用第一脈沖持續(xù)時(shí)間中的一或多個(gè)第一光脈沖照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu) 103的表面的照明區(qū)域118。舉例來(lái)說(shuō)，控制器108可引導(dǎo)照明源110使用第一脈沖持續(xù)時(shí)間 的第一光脈沖照明L邸結(jié)構(gòu)103。
[0108] 步驟244使用第二脈沖持續(xù)時(shí)間的一或多個(gè)第二光脈沖照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表 面的照明區(qū)域。舉例來(lái)說(shuō)，控制器108可引導(dǎo)照明源110使用第二脈沖持續(xù)時(shí)間的第二光脈 沖照明LH)結(jié)構(gòu)103。
[0109] 步驟246從由一或多個(gè)第一光脈沖激發(fā)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)測(cè)量第一發(fā)光強(qiáng)度。舉 例來(lái)說(shuō)，光學(xué)傳感器122可從由第一光脈沖激發(fā)的L邸結(jié)構(gòu)103測(cè)量第一發(fā)光強(qiáng)度。
[0110] 步驟248從由一或多個(gè)第二光脈沖激發(fā)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)測(cè)量第二發(fā)光強(qiáng)度。舉 例來(lái)說(shuō)，光學(xué)傳感器122可從由第二光脈沖激發(fā)的L邸結(jié)構(gòu)103測(cè)量第二發(fā)光強(qiáng)度。
[0111] 步驟250基于第一發(fā)光強(qiáng)度及第二發(fā)光強(qiáng)度而從發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)確定發(fā)光信號(hào)的 電致發(fā)光分量的強(qiáng)度。舉例來(lái)說(shuō)，控制器108可通過(guò)比較第一發(fā)光強(qiáng)度與第二發(fā)光強(qiáng)度(例 如，計(jì)算差值、計(jì)算比率、使每一強(qiáng)度擬合到數(shù)學(xué)模型及類似物)而從Lm)結(jié)構(gòu)103確定發(fā)光 信號(hào)的電致發(fā)光分量的強(qiáng)度幅值。
[0112] 步驟252使用具有已知內(nèi)部量子效率的校準(zhǔn)晶片確定Lm)結(jié)構(gòu)103的內(nèi)部量子效 率。在一個(gè)實(shí)施例中，使用校準(zhǔn)晶片確定LED結(jié)構(gòu)103的I犯包含:使用第一脈沖持續(xù)時(shí)間的 一或多個(gè)第一光脈沖照明具有已知內(nèi)部量子效率的校準(zhǔn)晶片的表面的照明區(qū)域。接著，使 用第二脈沖持續(xù)時(shí)間的一或多個(gè)第二光脈沖照明所述校準(zhǔn)晶片的所述表面的所述照明區(qū) 域。接著，從由所述一或多個(gè)第一光脈沖激發(fā)的所述校準(zhǔn)晶片測(cè)量第一發(fā)光強(qiáng)度。接著，從 由所述一或多個(gè)第二光脈沖激發(fā)的所述校準(zhǔn)晶片測(cè)量第二發(fā)光強(qiáng)度。接著，基于所述第一 發(fā)光信號(hào)及所述第二發(fā)光信號(hào)確定來(lái)自所述校準(zhǔn)晶片的發(fā)光信號(hào)的電致發(fā)光分量的強(qiáng)度。 接著，使用來(lái)自發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的電致發(fā)光分量的強(qiáng)度、來(lái)自所述校準(zhǔn)晶片的電致發(fā)光分 量的強(qiáng)度及所述校準(zhǔn)晶片的已知I犯確定L邸結(jié)構(gòu)103的I犯。
[0113] 現(xiàn)參看圖3A到3G，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100經(jīng)布置W從陰影區(qū)域304測(cè)量電致發(fā) 光。本文中應(yīng)注意，除非另外說(shuō)明，否則本文先前所描述的組件、步驟及實(shí)施例被解釋為擴(kuò) 展到圖3A到3G中所描繪的系統(tǒng)100的實(shí)施方案。
[0114] 在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100可用W使用頂窗層的低薄層電阻監(jiān)測(cè)LED結(jié)構(gòu)103中的 電致發(fā)光，如本文進(jìn)一步描繪。此類測(cè)量可基于:使用強(qiáng)度調(diào)制光光學(xué)地激勵(lì)L邸結(jié)構(gòu)103的 區(qū)域(使用光307照明所述區(qū)域而引起）；及監(jiān)測(cè)照明區(qū)域307外部的電致發(fā)光及肝V信號(hào)。
[0115] 圖3A及相關(guān)圖中所描繪的此測(cè)量過(guò)程的基礎(chǔ)包含:監(jiān)測(cè)由光致發(fā)光激勵(lì)誘發(fā)的空 間解析電致發(fā)光。Μ. F.舒伯特(M. F. Shubed)已在由GaInN/GaN發(fā)光二極管中的光致發(fā)光激 勵(lì)誘發(fā)的電致發(fā)光，《應(yīng)用物理快報(bào)》，95,191105(2009KElecholuminescence Induced by Photoluminescence Excitation in GaInN/GaN Light Emitting Diodes, Appl. I%ys丄ett.，95，191105(2009))中的例如GaInN/GaN L邸結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)中觀察到由照明 區(qū)域外部的額外載流子的光致發(fā)光激勵(lì)及電漂移誘發(fā)的電致發(fā)光，所述文獻(xiàn)W全文引用方 式并入本文中。V.福艾爾（V.Faifer)等人已在1994年愛下堡第24次歐洲固態(tài)元件會(huì)議會(huì) 刊，第601 頁(yè)（化oceedings of 24*h ￡5506亂'94,6山扣11巧}1，口.601(1994))中描述由照明區(qū) 域外部的散布光產(chǎn)生的電子空穴對(duì)激發(fā)的電漂移電流，所述文獻(xiàn)W全文引用方式并入本文 中。
[0116] 在一個(gè)實(shí)施例中，照明源110可包含環(huán)形照明源，如圖3A中所展示。就此言而，照明 源110可照明環(huán)形照明區(qū)域，其環(huán)繞由第一透明電極144探測(cè)的中屯嘔域。就此而言，L抓結(jié) 構(gòu)103的中屯、部分變陰暗，運(yùn)是因?yàn)槠湮从蓙?lái)自照明源110的照明307暴露。本文中應(yīng)注意， 在此實(shí)施例中，照明源110不受限于環(huán)形形狀且可采用所屬領(lǐng)域中已知的任何適合形狀，例 如(但不限于）圓環(huán)、正方形環(huán)、多邊形環(huán)、楠圓環(huán)及類似物。此外，照明源110可由用W在LED 結(jié)構(gòu)103上離散地(例如照明點(diǎn)系列）或連續(xù)地形成環(huán)繞陰影區(qū)域304的照明圖案的多個(gè)照 明源形成。
[0117] 在另一實(shí)施例中，第一結(jié)光電壓測(cè)量單元106的第一透明電極從發(fā)光二極管結(jié)構(gòu) 304的未暴露或陰影化區(qū)域304測(cè)量未暴露的結(jié)光電壓信號(hào)。
[0118] 在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)100包含第二結(jié)光電壓測(cè)量單元303,其包含接近Lm)結(jié)構(gòu) 103而定位的第二透明電極302。在一個(gè)實(shí)施例中，第二透明電極302包圍第一透明電極144。 在另一實(shí)施例中，第二透明電極302從第一透明電極144外部的Lm)結(jié)構(gòu)的照明區(qū)域307測(cè)量 暴露的結(jié)光電壓信號(hào)。
[0119] 在一個(gè)實(shí)施例中，第二透明電極302可相對(duì)于第一透明電極144而同屯、布置，如圖 3A中所展示。舉例來(lái)說(shuō)，第二透明電極302可具有環(huán)形形狀。例如，第一電極144可具有圓盤 形狀，而第二電極302具有環(huán)繞中屯、第一電極144的圓環(huán)形狀。本文中應(yīng)注意，第二透明電極 302不受限于圓環(huán)形狀且可采用所屬領(lǐng)域中已知的任何適合形狀，例如(但不限于）圓環(huán)、正 方形環(huán)、多邊形環(huán)、楠圓環(huán)等等。
[0120] 在另一實(shí)施例中，第二結(jié)光電壓測(cè)量單元303包含一或多個(gè)信號(hào)處理元件。舉例來(lái) 說(shuō)，第二結(jié)光電壓測(cè)量單元303可包含（但不限于）前置放大器306或解調(diào)器及/或檢測(cè)器 308,解調(diào)制器及/或檢測(cè)器308禪合到控制器108。
[0121] 在另一實(shí)施例中，發(fā)光測(cè)量單元104的光學(xué)傳感器122從未暴露于來(lái)自照明源110 的強(qiáng)度調(diào)制光301的LED結(jié)構(gòu)103的陰影區(qū)域304測(cè)量電致發(fā)光強(qiáng)度。
[0122] 在另一實(shí)施例中，控制器108通信地禪合到發(fā)光測(cè)量單元104、第一結(jié)光電壓測(cè)量 單元106、第二結(jié)光電壓測(cè)量單元303W及照明單元102。就此而言，控制器108可W類似于本 文先前所描述的方式的方式從系統(tǒng)100的各種裝置接收測(cè)量結(jié)果且提供各種控制功能及測(cè) 量輸出結(jié)果。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器108控制來(lái)自照明源110的光307的一或多個(gè)特性。在 另一實(shí)施例中，控制器108從發(fā)光測(cè)量單元104(例如單元104的光學(xué)傳感器122)接收電致發(fā) 光信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量。在另一實(shí)施例中，控制器108從第一結(jié)光電壓測(cè)量單元106(例如結(jié) 光電壓測(cè)量單元106的第一透明電極144)接收未暴露的結(jié)光電壓信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量。在 另一實(shí)施例中，控制器108從第二結(jié)光電壓測(cè)量單元303(例如結(jié)光電壓測(cè)量單元303的第二 透明電極302)接收暴露的結(jié)光電壓信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量。在另一實(shí)施例中，如本文進(jìn)一步 所描述，控制器108使用測(cè)量的未暴露結(jié)光電壓信號(hào)(來(lái)自單元106)及測(cè)量的暴露結(jié)光電壓 (來(lái)自單元303)確定LED結(jié)構(gòu)103的光電流密度化。在另一實(shí)施例中，如本文進(jìn)一步所描述， 控制器108基于來(lái)自第一透明電極144的一或多個(gè)額外結(jié)光電壓測(cè)量及來(lái)自第二透明電極 302的一或多個(gè)額外結(jié)光電壓測(cè)量確定Lm)結(jié)構(gòu)103的正向電壓Vf。在另一實(shí)施例中，如本文 進(jìn)一步所描述，控制器108使用來(lái)自LED結(jié)構(gòu)103的未暴露區(qū)域304的測(cè)量電致發(fā)光強(qiáng)度、LED 結(jié)構(gòu)103的確定光電流密度化或二極管結(jié)構(gòu)103的確定正向電壓Vf中的一或多者確定Lm)結(jié) 構(gòu)103的I犯。
[0123] 圖3B描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電致發(fā)光產(chǎn)生所設(shè)及的機(jī)構(gòu)的概念圖。在一 個(gè)實(shí)施例中，照明源110在陰影區(qū)域304外部的作用層309內(nèi)產(chǎn)生電子310及空穴312。此外， 電場(chǎng)使電子310與空穴312分離且使其朝向η層313及P層311移動(dòng)。接著，載流子橫向地漂移 到陰影區(qū)域304中。另外，當(dāng)將電子310及空穴312注入到作用層309中時(shí)，陰影區(qū)域304中的 額外電子及空穴產(chǎn)生正向偏壓。接著，電子及空穴重組，且電致發(fā)光314被產(chǎn)生且可(但非必 需）由透鏡115收集，從而導(dǎo)致化信號(hào)輸出126。
[0124] 在一個(gè)實(shí)施例中，如本文先前所提及，系統(tǒng)100可經(jīng)由照明Lm)結(jié)構(gòu)103的陰影區(qū)域 304外部的區(qū)域且使用透鏡115及傳感器122收集及檢測(cè)來(lái)自陰影區(qū)域304的電致發(fā)光來(lái)監(jiān) 測(cè)電致發(fā)光。在一個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)使用透明電極144測(cè)量正向電壓Vf及注入電流化來(lái)確 定內(nèi)部量子效率。在另一實(shí)施例中，可通過(guò)施加來(lái)自照明源110的光脈沖(其具有與光致發(fā) 光信號(hào)相同的強(qiáng)度)且基于使用透明電極144獲取的肝V信號(hào)測(cè)量正向電壓的幅值來(lái)測(cè)量正 向電壓。本文中應(yīng)注意，可通過(guò)使用由電極144拾取的肝V信號(hào)Vi及由電極302拾取的JPV信 號(hào)V2及W下關(guān)系測(cè)量光電流密度化：
[0125] (6)
[0126] 其中Si、ri及S2J2分別表示內(nèi)電極144及外電極302(呈圓形幾何形狀）的面積及半 徑，且化表示Lm)結(jié)構(gòu)103的頂層的薄層電阻。如本文先前所提及，可使用電致發(fā)光強(qiáng)度Ielo、 正向電壓Vf、光電流化及上文所提供的公式(2)確定電致發(fā)光I犯。
[0127] 圖3C及3D說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的裝配有管結(jié)構(gòu)320的系統(tǒng)100。在一個(gè)實(shí) 施例中，管結(jié)構(gòu)320插入穿過(guò)開口，所述開口穿過(guò)透鏡115。管結(jié)構(gòu)320用W使來(lái)自照明源110 的照明322與受激電致發(fā)光照明323分離。就此而言，管結(jié)構(gòu)320允許使用第二透明電極302 測(cè)量肝V信號(hào)且測(cè)量電致發(fā)光信號(hào)323,兩種測(cè)量在照明區(qū)域322外部進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施例 中，管結(jié)構(gòu)320可包含金屬管。在另一實(shí)施例中，管結(jié)構(gòu)320包含非金屬管。
[0128] 圖3D描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖3C中所描繪的電致發(fā)光產(chǎn)生所設(shè)及的機(jī) 構(gòu)的概念圖。在一個(gè)實(shí)施例中，照明源110在照明區(qū)域322外部的作用層309內(nèi)產(chǎn)生電子310 及空穴312。此外，電場(chǎng)使所述電子310與空穴312分離且使其朝向η層310及P層311移動(dòng)。接 著，載流子在照明區(qū)域322外部橫向地漂移。另外，當(dāng)將電子310及空穴312注入到作用層309 中時(shí)，照明區(qū)域322外部的額外電子及空穴產(chǎn)生正向偏壓。接著，電子及空穴重組，且電致發(fā) 光314被產(chǎn)生且可（但非必需）由透鏡115收集，運(yùn)導(dǎo)致電致發(fā)光信號(hào)323(在管結(jié)構(gòu)320外 部)。
[0129] 在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100可經(jīng)由照明第一透明電極144下方的L抓結(jié)構(gòu)103的區(qū)域 322且使用透鏡115及傳感器122收集及檢測(cè)來(lái)自暴露區(qū)域322外部的區(qū)域的電致發(fā)光來(lái)監(jiān) 測(cè)電致發(fā)光。如本文先前所提及，管結(jié)構(gòu)320允許系統(tǒng)100使用透明電極144及環(huán)形電極302 測(cè)量一或多個(gè)肝V信號(hào)，其中使用透鏡115及傳感器122收集照明區(qū)域322外部的電致發(fā)光。
[0130] 本文中應(yīng)再次注意，可使用由電極144拾取的JPV信號(hào)Vi及由電極302拾取的肝V信 號(hào)V2W及上文所提供的公式(6)來(lái)測(cè)量光電流化，其中Si、r成S2J2分別表示內(nèi)電極144及外 電極302的面積及半徑且Rs是頂層311的薄層電阻。此外，可使用電致發(fā)光強(qiáng)度Ielo、正向電 壓Vf、光電流化及公式(2)來(lái)確定電致發(fā)光I犯。
[0131] 本文中應(yīng)注意，圖3C及3D中所描繪的分離機(jī)構(gòu)不受限于管結(jié)構(gòu)320。而是，適合于 使激勵(lì)照明322與受激電致發(fā)光照明323分離的任何光學(xué)元件集合適合于本發(fā)明中的實(shí)施 方案。舉例來(lái)說(shuō)，禪合到照明源110的輸出端的光纖可用于照明透明電極144下方的區(qū)域，同 時(shí)避免暴露于透明電極144外部的區(qū)域(在第二透明電極302下方）。本文中應(yīng)注意，各種類 型的光纖束組合器可用于照明第一區(qū)域且從照明區(qū)域外部的區(qū)域收集電致發(fā)光。
[0132] 圖3E及3F說(shuō)明適合于在系統(tǒng)100中實(shí)施W用于使來(lái)自照明源110的照明與所得電 致發(fā)光照明分離的光學(xué)探針323。舉例來(lái)說(shuō)，如圖3E中所展示，光學(xué)探針可包含：照明通道 324，其包含一或多個(gè)照明光纖325;及讀取通道326，其包含一或多個(gè)讀取光纖327。例如，在 圖3E中所描繪的情況下，照明光纖325可暴露環(huán)形電極302下方的晶片的區(qū)域，而讀取光纖 327可從中屯、透明電極144下方的Lm)結(jié)構(gòu)103的區(qū)域收集電致發(fā)光。舉例來(lái)說(shuō)，如圖3F中所 展示，照明通道324可包含任何數(shù)目個(gè)照明光纖325(例如1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、7個(gè)、8 個(gè)等等），而讀取通道326可包含任何數(shù)目個(gè)讀取光纖327(例如1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、 7個(gè)、8個(gè)等等）。
[0133] 本文中應(yīng)注意，圖3E中所描繪的配置不具限制性。舉例來(lái)說(shuō)，盡管未展示，但照明 及讀取通道可經(jīng)顛倒使得照明通道324照明中屯、電極144下方的Lm)結(jié)構(gòu)103的區(qū)域，而讀取 通道326從環(huán)形電極302下方的L邸結(jié)構(gòu)103的區(qū)域收集電致發(fā)光。
[0134] 圖3G說(shuō)明描繪非接觸電致發(fā)光強(qiáng)度與接觸電致發(fā)光強(qiáng)度之間的關(guān)系的曲線圖 330。如曲線圖330中所展示，類似條件下所測(cè)量的非接觸電致發(fā)光強(qiáng)度與接觸電致發(fā)光強(qiáng) 度之間存在明顯對(duì)應(yīng)性，其由數(shù)據(jù)(及擬合)332表示。
[0135] 圖4A說(shuō)明描繪根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)實(shí)施例的用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú) 接觸測(cè)量的方法400的流程圖。本文中應(yīng)認(rèn)識(shí)到，方法400的步驟中的一或多者可由系統(tǒng)100 的組件及實(shí)施例中的一或多者實(shí)施。然而，應(yīng)注意，方法400不受限于系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)限制。
[0136] 步驟402使用強(qiáng)度調(diào)制光照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面的照明區(qū)域，如本文先前所 描述。
[0137] 步驟404使用發(fā)光傳感器122從未暴露于強(qiáng)度調(diào)制光的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)104的區(qū)域 測(cè)量由光載流子漂移誘發(fā)的電致發(fā)光強(qiáng)度。舉例來(lái)說(shuō)，如圖3A及3B中所展示，照明源110及 傳感器122可經(jīng)布置使得存在未暴露于光307的陰影區(qū)域304。就此而言，傳感器122可用于 拾取由光載流子漂移(例如來(lái)自暴露區(qū)域的漂移（圖3B中所展示））激發(fā)的任何電致發(fā)光信 號(hào) 126。
[0138] 步驟406使用定位于未暴露區(qū)域內(nèi)且接近發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面的第一透明電極 144從發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的未暴露區(qū)域304測(cè)量未暴露的結(jié)光電壓信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，如圖3A中 所展示，第一透明電極144(例如中屯、圓形電極)可從Lm)結(jié)構(gòu)103的未暴露區(qū)域測(cè)量結(jié)光電 壓信號(hào)。
[0139] 步驟408使用第一透明電極144外部的第二透明電極302從發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)103的 照明區(qū)域307測(cè)量暴露的結(jié)光電壓信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，如圖3A中所展示，第二透明電極302(例 如環(huán)繞中屯、電極的環(huán)形電極)可從LED結(jié)構(gòu)103的暴露區(qū)域307測(cè)量結(jié)光電壓信號(hào)。本文中應(yīng) 注意，第一透明電極及第二透明電極兩者都可被安置于透明元件143上（例如，被安置于透 明元件的底部上）。
[0140] 步驟410使用測(cè)量的未暴露結(jié)光電壓及測(cè)量的暴露結(jié)光電壓確定發(fā)光二極管結(jié)構(gòu) 的光電流密度。舉例來(lái)說(shuō)，控制器108可使用測(cè)量的未暴露結(jié)光電壓及測(cè)量的暴露結(jié)光電極 及上文所描述的方程式(6)測(cè)量發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)103的光電流密度。
[0141] 步驟412測(cè)量發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的正向電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)W下每一者測(cè)量 正向電壓VF:(i)使用一或多個(gè)光脈沖照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面；（ii)使用第一透明電極 144測(cè)量第一結(jié)光電壓信號(hào)；（iii)使用第二透明電極302測(cè)量第二結(jié)光電壓信號(hào);及（iii) 使用所述第一結(jié)光電壓信號(hào)及所述第二結(jié)光電壓信號(hào)確定發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)103的正向電壓 Vf。本文先前已描述用于在此背景中確定正向電壓Vf的程序。
[0142] 步驟414使用來(lái)自發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的未暴露區(qū)域的測(cè)量電致發(fā)光強(qiáng)度、發(fā)光二極 管結(jié)構(gòu)的確定光電流密度或二極管結(jié)構(gòu)的測(cè)量正向電壓確定發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子 效率。舉例來(lái)說(shuō)，控制器108可基于測(cè)量及確定值、電致發(fā)光強(qiáng)度、光電流及/或測(cè)量正向電 壓及本文先前所描述的方程式(2)確定I犯。
[0143] 圖4B說(shuō)明描繪根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)實(shí)施例的用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú) 接觸測(cè)量的方法420的流程圖。本文中應(yīng)認(rèn)識(shí)到，方法420的步驟中的一或多者可由系統(tǒng)100 的組件及實(shí)施例中的一或多者實(shí)施。然而，應(yīng)注意，方法400不受限于系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)限制。
[0144] 步驟422使用強(qiáng)度調(diào)制光照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面的照明區(qū)域，如本文先前所 描述。
[0145] 步驟424從未暴露于強(qiáng)度調(diào)制光的發(fā)光二極管的區(qū)域測(cè)量由光載流子漂移誘發(fā)的 電致發(fā)光強(qiáng)度，如本文先前所描述。
[0146] 步驟426使用第一透明電極144從發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的暴露區(qū)域測(cè)量暴露的結(jié)光電 壓信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，如圖3C中所展示，第一透明電極144(例如中屯、圓形電極)可從Lm)結(jié)構(gòu) 103的暴露區(qū)域322測(cè)量結(jié)光電壓信號(hào)。
[0147] 步驟428使用包圍第一透明電極的第二透明電極從發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的照明區(qū)域測(cè) 量未暴露的結(jié)光電壓信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，如圖3C中所展示，第二透明電極302(例如環(huán)繞中屯、電 極的環(huán)形電極)可從LED結(jié)構(gòu)103的未暴露區(qū)域測(cè)量結(jié)光電壓信號(hào)。本文中應(yīng)再次注意，第一 透明電極及第二透明電極兩者可被安置于透明元件143上(例如，被安置于透明元件的底部 上)。
[0148] 步驟430使用測(cè)量的未暴露結(jié)光電壓及測(cè)量的暴露結(jié)光電壓確定發(fā)光二極管結(jié)構(gòu) 的光電流密度，如本文先前所描述。
[0149] 步驟432測(cè)量發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的正向電壓，如本文先前所描述。
[0150] 步驟434確定發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效率，如本文先前所描述。
[0151] 圖4C說(shuō)明描繪根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)實(shí)施例的用于LED結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú) 接觸測(cè)量的方法440的流程圖。本文中應(yīng)認(rèn)識(shí)到，方法440的步驟中的一或多者可由系統(tǒng)100 的組件及實(shí)施例中的一或多者實(shí)施。然而，應(yīng)注意，方法400不受限于系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)限制。
[0152] 步驟442使用強(qiáng)度調(diào)制光照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面的照明區(qū)域，如本文先前所 描述。步驟444測(cè)量所述強(qiáng)度調(diào)制光的強(qiáng)度，如本文先前所描述。步驟446從未暴露于所述強(qiáng) 度調(diào)制光的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的區(qū)域測(cè)量由光載流子漂移誘發(fā)的電致發(fā)光強(qiáng)度，如本文 先前所描述。
[0153] 步驟448通過(guò)比較電致發(fā)光強(qiáng)度Iel與調(diào)制光的強(qiáng)度Ιεχ來(lái)確定電致發(fā)光效率。舉例 來(lái)說(shuō)，控制器108可通過(guò)比較從傳感器122接收的電致發(fā)光信號(hào)的強(qiáng)度與來(lái)自照明源110的 調(diào)制光的已知或測(cè)量強(qiáng)度(來(lái)自傳感器121)來(lái)確定電致發(fā)光效率。例如，控制器108可通過(guò) 計(jì)算Iel與Ιεχ之間的比率來(lái)比較電致發(fā)光強(qiáng)度Iel與調(diào)制光的強(qiáng)度Ιεχ。在另一實(shí)例中，控制器 108可通過(guò)計(jì)算Iel與Ιεχ之間的差值來(lái)比較電致發(fā)光強(qiáng)度Iel與調(diào)制光的強(qiáng)度Ιεχ。
[0154] 應(yīng)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，控制器108可執(zhí)行貫穿本發(fā)明所描述的各種方法中的任何者的 一或多個(gè)步驟。就此而言，所掲示的方法可被實(shí)施為一組程序指令。此外，應(yīng)理解，所掲示方 法中的步驟的特定順序或?qū)蛹?jí)是示范性方法的實(shí)例。應(yīng)理解，基于設(shè)計(jì)偏好，方法中的步驟 的特定順序或?qū)蛹?jí)可經(jīng)重新布置，同時(shí)保持于本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)。隨附方法主張 W樣 本順序呈現(xiàn)各種步驟的元素，且不一定意味著受限于所呈現(xiàn)的特定順序或?qū)蛹?jí)。
[0155] 在一個(gè)實(shí)施例中，控制器108包含一或多個(gè)處理器及存儲(chǔ)器（例如非暫時(shí)性存儲(chǔ) 器）?？刂破?08的所述一或多個(gè)處理器可包含所屬領(lǐng)域中已知的任何一或多個(gè)處理元件。 一般來(lái)說(shuō)，術(shù)語(yǔ)"處理器"可經(jīng)廣義定義W涵蓋具有一或多個(gè)處理元件的任何裝置，所述一 或多個(gè)處理元件執(zhí)行來(lái)自非暫時(shí)性存儲(chǔ)器媒體的程序指令。所述一或多個(gè)處理器可包含經(jīng) 配置W執(zhí)行軟件算法及/或程序指令的任何微處理器型裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，所述一或多 個(gè)處理器可包含桌上型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、工作站、圖像計(jì)算機(jī)、平行處理器或其它 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(例如網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)）中的任何一者，其經(jīng)配置W執(zhí)行經(jīng)配置W操作系統(tǒng)100的一 組程序指令，如貫穿本發(fā)明所描述。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可由單一控制器或替代地由多個(gè)控制器實(shí)施 貫穿本發(fā)明所描述的步驟。所述存儲(chǔ)器可包含所屬領(lǐng)域中已知的任何存儲(chǔ)媒體，其適合于 存儲(chǔ)可由控制器108中的相關(guān)聯(lián)的一或多個(gè)處理器執(zhí)行的程序指令。舉例來(lái)說(shuō)，所述存儲(chǔ)器 可包含（但不限于）只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、磁性或光學(xué)存儲(chǔ)器裝置（例如磁盤）、磁 帶、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器及類似物。本文中應(yīng)注意，在另一實(shí)施例中，所述存儲(chǔ)器經(jīng)配置W存儲(chǔ)來(lái)自 系統(tǒng)100的各種子系統(tǒng)中的一或多者的一或多個(gè)結(jié)果。在另一實(shí)施例中，可相對(duì)于處理器及 控制器108的物理位置而遠(yuǎn)程地定位所述存儲(chǔ)器。例如，控制器108的所述一或多個(gè)處理器 可存取可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)(例如因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)及類似物)存取的遠(yuǎn)程存儲(chǔ)器(例如服務(wù)器）。
[0156] 本文所描述的所有方法可包含:將方法實(shí)施例中的一或多個(gè)步驟的結(jié)果存儲(chǔ)于存 儲(chǔ)媒體中。所述結(jié)果可包含本文所描述的結(jié)果中的任何者且可W所屬領(lǐng)域中已知的任何方 式存儲(chǔ)。所述存儲(chǔ)媒體可包含本文所描述的任何存儲(chǔ)媒體或所屬領(lǐng)域中已知的任何其它適 合存儲(chǔ)媒體。在已存儲(chǔ)所述結(jié)果之后，所述結(jié)果可在所述存儲(chǔ)媒體中存取且由本文所描述 的方法或系統(tǒng)實(shí)施例中的任何者使用、經(jīng)格式化W對(duì)用戶顯示、由另一軟件模塊、方法或系 統(tǒng)使用，等等。此外，可"永久地"、"半永久地"、暫時(shí)性地或在一段時(shí)間內(nèi)存儲(chǔ)所述結(jié)果。舉 例來(lái)說(shuō)，所述存儲(chǔ)媒體可為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM),且所述結(jié)果可不一定無(wú)限期地保存于所 述存儲(chǔ)媒體中。
[0157] 進(jìn)一步預(yù)期，上文所描述的方法的實(shí)施例中的每一者可包含本文所描述的任何其 它方法的任何其它步驟。另外，可由本文所描述的系統(tǒng)中的任何者執(zhí)行上文所描述的方法 的實(shí)施例中的每一者。
[0158] 所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，存在本文所描述的過(guò)程及/或系統(tǒng)及/或其它技術(shù)可 由其實(shí)現(xiàn)的各種媒介物(例如硬件、軟件及/或固件），且優(yōu)選媒介物將隨著其中部署所述過(guò) 程及/或系統(tǒng)及/或其它技術(shù)的背景而變化。舉例來(lái)說(shuō)，如果實(shí)施者確定速度及準(zhǔn)確度最為 重要，那么實(shí)施者可選擇W硬件及/或固件為主的媒介物;替代地，如果靈活性最為重要，那 么實(shí)施者可選擇W軟件為主的實(shí)施方案;或替代地，所述實(shí)施者可選擇硬件、軟件及/或固 件的某一組合。因此，存在本文所描述的過(guò)程及/或裝置及/或其它技術(shù)可由其實(shí)現(xiàn)的若干 可能媒介物，所述媒介物中的任何者本質(zhì)上不優(yōu)于其它媒介物，運(yùn)是因?yàn)榇玫娜魏蚊?介物是取決于其中部署所述媒介物的背景及實(shí)施者的特定關(guān)注點(diǎn)（例如速度、靈活性或可 預(yù)測(cè)性）的選擇，所述背景及所述關(guān)注點(diǎn)中的任何者可變化。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí) 到，實(shí)施方案的光學(xué)方面通常將運(yùn)用經(jīng)光學(xué)定向的硬件、軟件及/或固件。
[0159] 應(yīng)相信，將根據(jù)先前描述理解本發(fā)明及其許多伴隨優(yōu)點(diǎn)，且應(yīng)明白，可在不脫離所 掲示的標(biāo)的物的情況下或在不犧牲其所有材料優(yōu)點(diǎn)的情況下對(duì)元件的形式、構(gòu)造及布置作 出各種改變。所描述的形式僅具解釋性，且所附權(quán)利要求書希望涵蓋及包含此類改變。此 夕h應(yīng)理解，本發(fā)明由所附權(quán)利要求書界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量的設(shè)備，其包括： 照明單元，其包含用于使用所選擇強(qiáng)度幅值的光照明包含發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的襯底的照 明區(qū)域的照明源，所述光包含強(qiáng)度調(diào)制光或脈沖光中的至少一者，所述光適合于激發(fā)所述 照明區(qū)域的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的至少第一區(qū)域內(nèi)的光致發(fā)光； 發(fā)光測(cè)量單元，其包含經(jīng)配置以從所述照明區(qū)域內(nèi)的所述LED結(jié)構(gòu)的所述第一區(qū)域測(cè) 量發(fā)光信號(hào)的至少一個(gè)光學(xué)傳感器； 結(jié)光電壓測(cè)量單元，其包含接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)而定位且經(jīng)配置以將光從所述照 明源傳輸?shù)剿鯨ED結(jié)構(gòu)的所述第一區(qū)域的至少第一透明電極，其中所述第一透明電極經(jīng) 配置以測(cè)量與所述照明區(qū)域內(nèi)的所述第一區(qū)域?qū)?yīng)的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)光電壓信 號(hào)，其中所述第一電極的區(qū)域小于由所述照明單元照明的所述照明區(qū)域； 控制器，其通信地耦合到至少所述發(fā)光測(cè)量單元、所述結(jié)光電壓測(cè)量單元及所述照明 單元，所述控制器經(jīng)配置以： 控制來(lái)自所述照明源的所述光的一或多個(gè)特性； 從所述發(fā)光測(cè)量單元接收所述發(fā)光信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量； 從所述結(jié)光電壓測(cè)量單元接收所述結(jié)光電壓信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量； 基于所述發(fā)光信號(hào)的所述所接收的一或多個(gè)測(cè)量的一或多個(gè)特性及所述結(jié)光電壓信 號(hào)的所述所接收的一或多個(gè)測(cè)量的一或多個(gè)特性確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效 率或內(nèi)部注入效率中的至少一者。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述控制器經(jīng)進(jìn)一步配置以： 使用來(lái)自所述發(fā)光區(qū)域的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的確定結(jié)光電壓正向電壓、所述發(fā)光二 極管結(jié)構(gòu)的光電流密度或所述發(fā)光信號(hào)的電致發(fā)光分量的強(qiáng)度中的至少一者確定所述發(fā) 光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效率或內(nèi)部注入效率中的至少一者。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述照明源包括： 照明源，其經(jīng)配置以發(fā)射以所選擇調(diào)制頻率調(diào)制的光。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述照明源： 照明源，其經(jīng)配置以發(fā)射具有所選擇量值及脈沖持續(xù)時(shí)間的脈沖光。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述照明源： 發(fā)光二極管、激光器或?yàn)V波閃光燈中的至少一者。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述結(jié)光電壓測(cè)量單元進(jìn)一步包含： 一或多個(gè)信號(hào)處理元件。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述一或多個(gè)信號(hào)處理元件包括： 前置放大器或檢測(cè)器中的至少一者。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述發(fā)光測(cè)量單元進(jìn)一步包含： 一或多個(gè)信號(hào)處理元件。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述一或多個(gè)信號(hào)處理元件包括： 前置放大器或檢測(cè)器中的至少一者。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中包含發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述襯底被安置于夾盤 上。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括： 信號(hào)產(chǎn)生器，其經(jīng)由開關(guān)電耦合到所述夾盤。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述發(fā)光信號(hào)的所述一或多個(gè)特性包括： 所述發(fā)光信號(hào)的瞬態(tài)或所述發(fā)光信號(hào)的幅值中的至少一者。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述結(jié)光電壓信號(hào)的所述一或多個(gè)特性包括： 所述結(jié)光電壓信號(hào)的瞬態(tài)或所述結(jié)光電壓信號(hào)的幅值中的至少一者。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括： 透明元件，其經(jīng)配置以固定至少所述第一透明電極。15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括： 至少一個(gè)導(dǎo)電墊，其將所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的P層電耦合到所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的η 層。16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括： 額外電極，其安置于垂直臺(tái)上且接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)而定位。17. -種用于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量的設(shè)備，其包括： 照明單元，其包含用于使用所選擇強(qiáng)度幅值的光照明包含發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的襯底的照 明區(qū)域的照明源，所述光包含強(qiáng)度調(diào)制光或脈沖光中的至少一者，所述光適合于激發(fā)所述 照明區(qū)域的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的至少第一區(qū)域內(nèi)的光致發(fā)光； 發(fā)光測(cè)量單元，其包含經(jīng)配置以從未暴露于所述強(qiáng)度調(diào)制光的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的 區(qū)域測(cè)量電致發(fā)光強(qiáng)度的至少一個(gè)光學(xué)傳感器； 第一結(jié)光電壓測(cè)量單元，其包含接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)而定位且經(jīng)配置以從所述發(fā) 光二極管結(jié)構(gòu)的所述未暴露區(qū)域測(cè)量未暴露的結(jié)光電壓信號(hào)的至少第一透明電極； 第二結(jié)光電壓測(cè)量單元，其包含接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)而定位的至少第二透明電 極，所述第二透明電極包圍所述第一透明電極且經(jīng)配置以從所述第一透明電極外部的所述 發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述照明區(qū)域測(cè)量暴露的結(jié)光電壓信號(hào)； 控制器，其通信地耦合到至少所述發(fā)光測(cè)量單元、所述第一結(jié)光電壓測(cè)量單元、所述第 二結(jié)光電壓測(cè)量單元及所述照明單元，所述控制器經(jīng)配置以： 控制來(lái)自所述照明源的所述光的一或多個(gè)特性； 從所述發(fā)光測(cè)量單元接收所述電致發(fā)光信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量； 從所述第一結(jié)光電壓測(cè)量單元接收所述未暴露的結(jié)光電壓信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量； 從所述第二結(jié)光電壓測(cè)量單元接收所述暴露的結(jié)光電壓信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量； 使用所述測(cè)量的未暴露結(jié)光電壓及所述測(cè)量的暴露結(jié)光電壓確定所述發(fā)光二極管結(jié) 構(gòu)的光電流密度； 基于來(lái)自所述第一透明電極的一或多個(gè)額外結(jié)光電壓測(cè)量及來(lái)自所述第二透明電極 的一或多個(gè)額外結(jié)光電壓測(cè)量確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的正向電壓;及 使用來(lái)自所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述未暴露區(qū)域的所述測(cè)量電致發(fā)光強(qiáng)度、所述發(fā)光 二極管結(jié)構(gòu)的所述確定光電流密度或所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述確定正向電壓中的至少 一者確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效率。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述照明源使用具有環(huán)形形狀的照明區(qū)域照明 所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中所述照明區(qū)域的中心區(qū)域未暴露于來(lái)自所述照明源的所述照 明。19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述照明源包括： 照明源，其經(jīng)配置以發(fā)射以所選擇調(diào)制頻率調(diào)制的光。20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述照明源： 照明源，其經(jīng)配置以發(fā)射具有所選擇量值及脈沖持續(xù)時(shí)間的脈沖光。21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述照明源： 發(fā)光二極管、激光器或?yàn)V波閃光燈中的至少一者。22. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述第一結(jié)光電壓測(cè)量單元或所述第二結(jié)光電 壓?jiǎn)卧械闹辽僖徽哌M(jìn)一步包含： 一或多個(gè)信號(hào)處理元件。23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述一或多個(gè)信號(hào)處理元件包括： 前置放大器或檢測(cè)器中的至少一者。24. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述發(fā)光測(cè)量單元進(jìn)一步包含： 一或多個(gè)信號(hào)處理元件。25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述一或多個(gè)信號(hào)處理元件包括： 前置放大器或檢測(cè)器中的至少一者。26. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中包含發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述襯底被安置于夾盤 上。27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括： 信號(hào)產(chǎn)生器，其經(jīng)由開關(guān)電耦合到所述夾盤。28. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括： 透明元件，其經(jīng)配置以固定所述第一透明電極或所述第二透明電極中的至少一者。29. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括： 至少一個(gè)導(dǎo)電墊，其將所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的P層電耦合到所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的η 層。30. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括： 額外電極，其安置于垂直臺(tái)上且接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)而定位。31. -種用于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量的設(shè)備，其包括： 照明單元，其包含使用所選擇強(qiáng)度幅值的光照明包含發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的襯底的照明區(qū) 域的照明源，所述光包含強(qiáng)度調(diào)制光或脈沖光中的至少一者，所述光適合于激發(fā)所述照明 區(qū)域的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的至少第一區(qū)域內(nèi)的光致發(fā)光； 發(fā)光測(cè)量單元，其包含經(jīng)配置以從未暴露于所述強(qiáng)度調(diào)制光的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的 區(qū)域測(cè)量電致發(fā)光強(qiáng)度的至少一個(gè)光學(xué)傳感器； 第一結(jié)光電壓測(cè)量單元，其包含接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)而定位且經(jīng)配置以從所述發(fā) 光二極管結(jié)構(gòu)的所述暴露區(qū)域測(cè)量暴露的結(jié)光電壓信號(hào)的至少第一透明電極； 第二結(jié)光電壓測(cè)量單元，其包含接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)而定位的至少第二透明電 極，所述第二透明電極包圍所述第一透明電極且經(jīng)配置以從所述第一透明電極外部的所述 發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述照明區(qū)域測(cè)量未暴露的結(jié)光電壓信號(hào)； 控制器，其通信地耦合到至少所述發(fā)光測(cè)量單元、所述第一結(jié)光電壓測(cè)量單元、所述第 二結(jié)光電壓測(cè)量單元及所述照明單元，所述控制器經(jīng)配置以： 控制來(lái)自所述照明源的所述光的一或多個(gè)特性； 從所述發(fā)光測(cè)量單元接收所述電致發(fā)光信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量； 從所述第一結(jié)光電壓測(cè)量單元接收所述暴露的結(jié)光電壓信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量； 從所述第二結(jié)光電壓測(cè)量單元接收所述未暴露的結(jié)光電壓信號(hào)的一或多個(gè)測(cè)量； 使用所述測(cè)量的未暴露結(jié)光電壓及所述測(cè)量的暴露結(jié)光電壓確定所述發(fā)光二極管結(jié) 構(gòu)的光電流密度； 基于來(lái)自所述第一透明電極的一或多個(gè)額外結(jié)光電壓測(cè)量及來(lái)自所述第二透明電極 的一或多個(gè)額外結(jié)光電壓測(cè)量確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的正向電壓;及 使用來(lái)自所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述未暴露區(qū)域的所述測(cè)量電致發(fā)光強(qiáng)度、所述發(fā)光 二極管結(jié)構(gòu)的所述確定光電流密度或所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述確定正向電壓中的至少 一者確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效率。32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括： 管結(jié)構(gòu)，其經(jīng)布置以使照明從所述照明源傳遞到所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面且使來(lái)自 所述照明源的照明與所述電致發(fā)光分離。33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中所述照明源使用具有圓形形狀的照明區(qū)域照明 所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中所述照明區(qū)域的中心區(qū)域暴露于來(lái)自所述照明源的所述照明。34. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括： 一或多個(gè)光纖，其耦合到所述照明源的輸出端且經(jīng)布置以照明所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的 所述表面且使來(lái)自所述照明源的照明與所述電致發(fā)光分離。35. -種用于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量的方法，其包括： 使用一或多個(gè)光脈沖照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面的照明區(qū)域； 使用發(fā)光傳感器從所述照明區(qū)域內(nèi)的發(fā)光區(qū)域測(cè)量發(fā)光信號(hào)的瞬態(tài)； 使用定位于所述照明區(qū)域內(nèi)且接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述表面而定位的透明電 極從所述照明區(qū)域內(nèi)的所述發(fā)光區(qū)域測(cè)量結(jié)光電壓信號(hào)的瞬態(tài)； 從所述發(fā)光區(qū)域確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)光電壓正向電壓； 確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的光電流密度； 確定所述發(fā)光信號(hào)的電致發(fā)光分量的強(qiáng)度;及 使用來(lái)自所述發(fā)光區(qū)域的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述確定結(jié)光電壓正向電壓、所述發(fā) 光二極管結(jié)構(gòu)的所述光電流密度或所述發(fā)光信號(hào)的所述電致發(fā)光分量的所述強(qiáng)度中的至 少一者確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效率或內(nèi)部注入效率中的至少一者。36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中基于使用所述透明電極從所述發(fā)光區(qū)域測(cè)量的 所述結(jié)光電壓信號(hào)的幅值確定所述發(fā)光區(qū)域的所述結(jié)光電壓正向電壓。37. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述確定所述LED結(jié)構(gòu)的光電流密度包括： 確定所述JPV信號(hào)的所述瞬態(tài)在所述JPV信號(hào)的前沿處的導(dǎo)數(shù)； 獲取所述LED結(jié)構(gòu)的p-n結(jié)的電容;及 使用所述JPV信號(hào)的所述瞬態(tài)在所述JPV信號(hào)的前沿處的所述導(dǎo)數(shù)及所述LED結(jié)構(gòu)的所 述p-n結(jié)的所述電容計(jì)算所述LED結(jié)構(gòu)的所述光電流密度。38. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述確定所述發(fā)光信號(hào)的電致發(fā)光分量的強(qiáng)度 包括： 基于所述結(jié)光電壓的所述瞬態(tài)將具有與低于所述電致發(fā)光信號(hào)的接通電壓的所述結(jié) 光電壓正向電壓對(duì)應(yīng)的第一時(shí)間間隔的脈沖照明施加到所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)； 基于所述結(jié)光電壓的所述瞬態(tài)將具有與高于所述電致發(fā)光信號(hào)的所述接通電壓的所 述結(jié)光電壓正向電壓對(duì)應(yīng)的第二時(shí)間間隔的脈沖照明施加到所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu);及 通過(guò)計(jì)算所述第二時(shí)間間隔期間獲取的第一發(fā)光信號(hào)與所述第一時(shí)間間隔期間獲取 的第二發(fā)光信號(hào)之間的差值確定所述發(fā)光信號(hào)的所述電致發(fā)光分量的所述強(qiáng)度。39. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述確定所述發(fā)光信號(hào)的電致發(fā)光分量的強(qiáng)度 包括： 在終止所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述照明之后，即刻識(shí)別所述發(fā)光信號(hào)的衰變的所選擇 時(shí)間之后的所述發(fā)光信號(hào)的值。40. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述確定所述發(fā)光信號(hào)的電致發(fā)光分量的強(qiáng)度 包括： 建立所述一或多個(gè)光脈沖的持續(xù)時(shí)間以便使用具有足以在正向電壓高于電致發(fā)光接 通電壓時(shí)建立穩(wěn)態(tài)條件的第一持續(xù)時(shí)間的一或多個(gè)第一光脈沖照明所述照明區(qū)域； 建立所述一或多個(gè)光脈沖的持續(xù)時(shí)間以便使用具有比所述第一持續(xù)時(shí)間短且足以在 所述正向電壓低于所述電致發(fā)光接通電壓時(shí)建立非穩(wěn)態(tài)條件的第二持續(xù)時(shí)間的一或多個(gè) 第二光脈沖照明所述照明區(qū)域;及 通過(guò)計(jì)算在使用所述一或多個(gè)第一光脈沖的照明期間獲取的第一發(fā)光強(qiáng)度與在使用 所述一或多個(gè)第二光脈沖的照明期間獲取的第二發(fā)光強(qiáng)度之間的所述差值確定所述電致 發(fā)光信號(hào)分量的所述強(qiáng)度。41. 一種用于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量的方法，其包括： 使用一或多個(gè)光脈沖照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面的照明區(qū)域； 使用發(fā)光傳感器從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述照明區(qū)域內(nèi)的發(fā)光區(qū)域測(cè)量發(fā)光信號(hào) 的瞬態(tài)； 從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)確定所述發(fā)光信號(hào)的所述測(cè)量瞬態(tài)的第一時(shí)間處的第一發(fā)光 強(qiáng)度； 從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)確定不同于所述發(fā)光信號(hào)的所述測(cè)量瞬態(tài)的所述第一時(shí)間的 第二時(shí)間處的第二發(fā)光強(qiáng)度;及 使用所述第一發(fā)光強(qiáng)度及所述第二發(fā)光強(qiáng)度從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)確定所述發(fā)光信 號(hào)的所述電致發(fā)光分量的強(qiáng)度。42. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其進(jìn)一步包括： 使用一或多個(gè)光脈沖照明具有已知內(nèi)部量子效率的校準(zhǔn)晶片的表面的照明區(qū)域； 使用發(fā)光傳感器從所述校準(zhǔn)晶片的所述照明區(qū)域內(nèi)的發(fā)光區(qū)域測(cè)量發(fā)光信號(hào)的瞬態(tài)； 從所述校準(zhǔn)晶片確定所述發(fā)光信號(hào)的所述測(cè)量瞬態(tài)的第一時(shí)間處的第一發(fā)光強(qiáng)度； 從所述校準(zhǔn)晶片確定不同于所述發(fā)光信號(hào)的所述測(cè)量瞬態(tài)的所述第一時(shí)間的第二時(shí) 間處的第二發(fā)光強(qiáng)度； 基于所述第一發(fā)光強(qiáng)度及所述第二發(fā)光強(qiáng)度從所述校準(zhǔn)晶片確定所述發(fā)光信號(hào)的所 述電致發(fā)光分量的強(qiáng)度;及 使用來(lái)自所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述電致發(fā)光分量的所述強(qiáng)度、來(lái)自所述校準(zhǔn)晶片的 所述電致發(fā)光分量的所述強(qiáng)度及所述校準(zhǔn)晶片的所述已知內(nèi)部量子效率確定所述發(fā)光二 極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效率。43. -種用于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量的方法，其包括： 使用第一脈沖持續(xù)時(shí)間的一或多個(gè)第一光脈沖照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面的照明區(qū) 域； 使用第二脈沖持續(xù)時(shí)間的一或多個(gè)第二光脈沖照明所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述表面 的所述照明區(qū)域； 從由所述一或多個(gè)第一光脈沖激發(fā)的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)測(cè)量第一發(fā)光強(qiáng)度； 從由所述一或多個(gè)第二光脈沖激發(fā)的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)測(cè)量第二發(fā)光強(qiáng)度;及 基于所述第一發(fā)光強(qiáng)度及所述第二發(fā)光強(qiáng)度從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)確定所述發(fā)光信 號(hào)的所述電致發(fā)光分量的強(qiáng)度。44. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其進(jìn)一步包括： 使用第一脈沖持續(xù)時(shí)間的一或多個(gè)第一光脈沖照明具有已知內(nèi)部量子效率的校準(zhǔn)晶 片的表面的照明區(qū)域； 使用第二脈沖持續(xù)時(shí)間的一或多個(gè)第二光脈沖照明所述校準(zhǔn)晶片的所述表面的所述 照明區(qū)域； 從由所述一或多個(gè)第一光脈沖激發(fā)的所述校準(zhǔn)晶片測(cè)量第一發(fā)光強(qiáng)度； 從由所述一或多個(gè)第二光脈沖激發(fā)的所述校準(zhǔn)晶片測(cè)量第二發(fā)光強(qiáng)度； 基于所述第一發(fā)光強(qiáng)度及所述第二發(fā)光強(qiáng)度從所述校準(zhǔn)晶片確定所述發(fā)光信號(hào)的所 述電致發(fā)光分量的強(qiáng)度;及 使用來(lái)自所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述電致發(fā)光分量強(qiáng)度、來(lái)自所述校準(zhǔn)晶片的所述電 致發(fā)光分量的所述強(qiáng)度及所述校準(zhǔn)晶片的所述已知內(nèi)部量子效率確定所述發(fā)光二極管結(jié) 構(gòu)的內(nèi)部量子效率。45. -種用于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量的方法，其包括： 使用強(qiáng)度調(diào)制光照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面的照明區(qū)域； 使用發(fā)光傳感器從未暴露于所述強(qiáng)度調(diào)制光的所述發(fā)光二極管的區(qū)域測(cè)量由光載流 子漂移誘發(fā)的電致發(fā)光強(qiáng)度； 使用定位于所述未暴露區(qū)域內(nèi)且接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述表面而定位的第一 透明電極從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述未暴露區(qū)域測(cè)量未暴露的結(jié)光電壓信號(hào)； 使用所述第一透明電極外部、定位于所述照明區(qū)域內(nèi)且接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所 述表面而定位的第二透明電極從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述照明區(qū)域測(cè)量暴露的結(jié)光電 壓信號(hào)； 使用所述測(cè)量的未暴露結(jié)光電壓及所述測(cè)量的暴露結(jié)光電壓確定所述發(fā)光二極管結(jié) 構(gòu)的光電流密度； 測(cè)量所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的正向電壓;及 使用來(lái)自所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述未暴露區(qū)域的所述測(cè)量電致發(fā)光強(qiáng)度、所述發(fā)光 二極管結(jié)構(gòu)的所述確定光電流密度或所述二極管結(jié)構(gòu)的所述測(cè)量正向電壓中的至少一者 確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效率。46. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中所述測(cè)量所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的正向電壓包括： 使用一或多個(gè)光脈沖照明所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述表面； 使用所述第一透明電極測(cè)量第一結(jié)光電壓信號(hào)； 使用所述第二透明電極測(cè)量第二結(jié)光電壓信號(hào);及 使用所述第一結(jié)光電壓信號(hào)及所述第二結(jié)光電壓信號(hào)確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所 述正向電壓。47. -種用于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量的方法，其包括： 使用強(qiáng)度調(diào)制光照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面的照明區(qū)域； 使用發(fā)光傳感器從未暴露于所述強(qiáng)度調(diào)制光的所述發(fā)光二極管的區(qū)域測(cè)量由光載流 子漂移誘發(fā)的電致發(fā)光強(qiáng)度； 使用定位于所述暴露區(qū)域內(nèi)且接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述表面而定位的第一透 明電極從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述暴露區(qū)域測(cè)量暴露的結(jié)光電壓信號(hào)； 使用包圍所述第一透明電極且接近所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述表面的第二透明電極 從所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述照明區(qū)域測(cè)量未暴露的結(jié)光電壓信號(hào)； 使用所述測(cè)量的未暴露結(jié)光電壓及所述測(cè)量的暴露結(jié)光電壓確定所述發(fā)光二極管結(jié) 構(gòu)的光電流密度； 測(cè)量所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的正向電壓;及 使用來(lái)自所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的所述未暴露區(qū)域的所述測(cè)量電致發(fā)光強(qiáng)度、所述發(fā)光 二極管結(jié)構(gòu)的所述確定光電流密度或所述二極管結(jié)構(gòu)的所述測(cè)量正向電壓中的至少一者 確定所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部量子效率。48. -種用于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)特性的無(wú)接觸測(cè)量的方法，其包括： 使用強(qiáng)度調(diào)制光照明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的表面的照明區(qū)域； 測(cè)量所述強(qiáng)度調(diào)制光的強(qiáng)度； 使用發(fā)光傳感器從未暴露于所述強(qiáng)度調(diào)制光的所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的區(qū)域測(cè)量由光 載流子漂移誘發(fā)的電致發(fā)光強(qiáng)度;及 通過(guò)比較所述電致發(fā)光強(qiáng)度與所述調(diào)制光的所述強(qiáng)度確定電致發(fā)光效率。
【文檔編號(hào)】G01R31/26GK105829902SQ201480057422
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年9月13日
【發(fā)明人】V·N·法伊費(fèi)爾
【申請(qǐng)人】科磊股份有限公司