对应的半导体发光器件的波峰的峰值波长λ i代入蓝移区结温函数Tblm = f(x，λ 1得到测量电流I1对应的半导体发光器件结温Tbllffi;将红移区电流中任意一 个测量电流I 2对应的半导体发光器件的波峰的峰值波长λ 2代入红移区结温函数T Md= f(x，\2- λ 1得到测量电流I2对应的半导体发光器件结温Tral;即得到所有测量电流下 的半导体发光器件结温。
[0056] 以下结合附图和表格，通过具体的实施例对本发明进行进一步详细说明。
[0057] 一 ：InGaN/GaN LED的结温测量公式的得出。
[0058] 1).提供两种具有多波长的封装LED器件若干颗，其中第一种器件发440nm(近 n-GaN端）和460nm波长的光（即第一种器件是一个双波长器件，其第一波峰为440nm左 右，第二波峰为460nm左右），第二种器件发485nm (靠近n-GaN端）和440nm波长的光（即 第二种器件是一个双波长器件，其第一波峰为440nm左右，第二波峰为485nm左右）。第一 种器件的第一波峰和第二种器件的第一波峰为相同波峰，将其记为波峰一，将第一种器件 的第二波峰记为波峰二，将第二种器件的第二波峰记为波峰三，波峰一、波峰二、波峰三对 应的铟（In)组分的含量（X)分别为15%，18%和21% ;
[0059] 2).根据文献中采用正向电压法得出的实验数据（S. Chhajed et al. Influence of junction temperature on chromaticity and color-rendering properties of trichromatic white-light sources based on light-emitting diodes. Journal of Applied Physics 97, 054506(2005))，确定波峰二在不同测量电流下对应的结温，并记录 波峰二在不同测量电流下对应的光谱的峰值波长；
[0060] 3).测量并记录第一种器件和第二种器件在步骤2)中的测量电流下所对应的光 谱的峰值波长，见图1和图2,对所有波峰在同一结温（测量电流）下所测得的所有峰值波 长取平均值，见表1和表2 ;
[0061] 表1第一种器件在不同结温（对应不同电流）下的峰值波长值
[0062]
【主权项】
1. 一种半导体发光器件结温的测量方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 确定需要测量的半导体发光器件的发光区的组分含量X ; 2) 采用光谱探测器测量半导体发光器件在低于其正常工作电流和高于其正常工作电 流下的光谱，得到一系列不同测量电流下的光谱，并且在上述得到的一系列光谱中含有半 导体发光器件的波峰蓝移及红移现象的光谱，同时记录上述得到的一系列光谱中每个光谱 分别对应的半导体发光器件的波峰的峰值波长； 3) 根据步骤2)得到的一系列光谱，确定半导体发光器件的波峰蓝移和红移现象的交 汇点，该交汇点对应的峰值波长为该半导体发光器件的最小峰值波长A C1，该交汇点对应的 测量电流为最小峰值波长电流1〇,根据结温函数Ttl= f(x)，确定半导体发光器件的最小峰 值波长对应的结温Tq; 4) 将步骤2)的所有测量电流中小于最小峰值波长电流^的测量电流记为蓝移区 电流，大于最小峰值波长电流^的测量电流记为红移区电流；将蓝移区电流中任意一个 测量电流I 1对应的半导体发光器件的波峰的峰值波长A i代入蓝移区结温函数Tblm = f(x，A 1得到测量电流I1对应的半导体发光器件结温Tbl^将红移区电流中任意一 个测量电流I 2对应的半导体发光器件的波峰的峰值波长A 2代入红移区结温函数T Md= f(x，\2- A 1得到测量电流I2对应的半导体发光器件结温Tral;即得到所有测量电流下 的半导体发光器件结温； 其中结温函数Ttl= f(x)、蓝移区结温函数Tblu6= f(x，A A J及红移区结温函数 Trad= f(x, X 2- X。）通过以下步骤得到： a) 准备若干颗多波长器件，其中多波长器件为光谱中有多个波峰的器件，确定每颗多 波长器件的每个波峰所对应的发光区的组分含量X ; 或者，准备多颗单波长器件，其中单波长器件为光谱中只有一个波峰的器件，且所有单 波长器件的波峰不完全相同，确定每颗单波长器件的波峰所对应的发光区的组分含量X ; b) 采用正向电压法，确定每颗多波长器件中任意一个波峰在不同测量电流下对应的结 温，并记录该波峰在不同测量电流下的光谱中的峰值波长；测量并记录每颗多波长器件中 其余波峰在不同测量电流下的光谱中的峰值波长；其中同一颗多波长器件的不同波峰在同 一测量电流下对应的结温是相等的； 或者，采用正向电压法，确定每颗单波长器件中的波峰在不同测量电流下对应的结温， 并记录该波峰在不同测量电流下的光谱中的峰值波长； c) 对所有的相同波峰在同一测量电流下所测得的所有峰值波长取平均值，并且将不同 测量电流下得到的所有平均值中的最小值记为最小峰值波长值，最小峰值波长值所对应的 测量电流为最小峰值波长值电流，其中相同波峰是指所有多波长器件或所有单波长器件中 发光区的组分含量相同时所对应的波峰； d) 将不同波峰对应的发光区的组分含量作为自变量，并将每个波峰的最小峰值波长值 电流对应的结温作为因变量，通过拟合得到结温函数T tl= f(x); e) 将小于最小峰值波长值电流的测量电流记为蓝移电流，将蓝移电流中每个测量电流 对应的所有波峰的峰值波长与最小峰值波长值的差值作为自变量，将对应的测量电流下的 蓝移区结温差值A T1作为因变量，通过拟合得到蓝移区结温差值函数A T 1= f ( A A。)， 从而得到蓝移区结温函数；其中蓝移区结温差值A 1\为蓝移电流中某一测量电流对应的结 温与最小峰值波长值电流对应的结温的差值的绝对值，蓝移区结温函数Tblue= f(x，X :- 入 0) = f(x) - f(入!一入 0) = T0-A T 口 将大于最小峰值波长值电流的测量电流记为红移电流，将红移电流中每个测量电流对 应的所有波峰的峰值波长与最小峰值波长值的差值作为自变量，将对应的测量电流下的红 移区结温差值A T2作为因变量，通过拟合得到红移区结温差值函数AT2= f(A2-A。)， 从而得到红移区结温函数；其中红移区结温差值AT2S红移电流中某一测量电流对应的结 温与最小峰值波长值电流对应的结温的差值的绝对值，红移区结温函数I red= f(x，A 2 - 入0) =f(X)+f (入 2-入 0) = T0+ A T2O
2. 根据权利要求1所述的半导体发光器件结温的测量方法，其特征在于：当半导体发 光器件为InGaN/GaN LED时， 其结温函数TQ=e.xa+k; 蓝移区结温函数Tblue=e.xa+k -c (入厂人。)13; 红移区结温函数Trad=e?X+k+d ( X 2 - A. 〇)； 其中X为发光区的组分含量，a、b、c、d、e、f、k为拟合参数。
3. 根据权利要求1所述的半导体发光器件结温的测量方法，其特征在于：所述步骤2) 中的光谱探测器的测量精度为< 0. lnm。
4. 根据权利要求1所述的半导体发光器件结温的测量方法，其特征在于：所述步骤2) 中在测量半导体器件的光谱时，以〇. 1~lOmA/mm2的电流间隔进行测量。
【专利摘要】本发明提供一种半导体发光器件结温的测量方法，首先确定蓝移和红移的交汇点，得到最小峰值波长λ0及λ0对应的结温T0，然后根据蓝移区结温函数得到其对应的结温Tblue，根据红移区结温函数得到其对应的结温Tred。本发明考虑了蓝移效应的影响，使得对结温的实际测量更为简便和精确；结温函数中包含了器件发光区组分含量x，使其能够应用于具有不同波长的器件的测量，具有更强的实用性；采用对多个具有不同波长或多波长器件的测量来确定相关结温函数的系数，既可减少测量的工作量，又可以提高精度，减小误差。该方法能够达到同时具有精确性高，成本低和实用性强的效果，这对于提高半导体发光器件的性能和寿命具有重要意义。
【IPC分类】G01K11-00
【公开号】CN104807555
【申请号】CN201510134296
【发明人】云峰, 赵宇坤
【申请人】西安交通大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年3月25日