本发明涉及器件测试技术领域，具体而言，涉及一种器件性能判断方法与装置。
背景技术：
目前，随着半导体技术的不断发展，发光二极管(LED)由于其耗能小，对环境污染小等优点逐渐应用于人们的日常生活中。
GaN基发光二极管(LED)作为一种高效率新型绿色固态光源，近年来经历了异常迅猛的发展，得到了广泛的应用。根据白光LED的理论，最高效率可达到400lm/W，远远超过传统照明灯具(白炽灯，荧光灯等)发光效率值。尽管GaN基LED已经取得了很好的发展，但相比其理论最高效率，还有很大的发展空间。目前衡量一个发光二极管质量优劣的参数很多，包括光电转换效率，内外量子效率，光输出的功率，发光强度，功耗，最大正向电压及反向电流电压，流明效率，注入效率等。
目前对发光二极管的优劣的判断，基本采用对其使用寿命进行判断。但是，一方面，由于对使用寿命进行判断的方式仅适用于针对常温或高温的情况下，当在低温(小于零度)时，由于低温会造成发光二极管的寿命的不准确性，所以适用于常温与高温的发光二极管的优劣的判断方法，对低温状态下的发光二极管的判断不再适用。另一方面，限制GaN基LED发光效率的一个关键因素是电流注入下电子空穴注入不匹配导致的电子电流泄露，部分电子不能在发光有源区内充分复合发光，而是从有缘区泄露到P型区内导致LED的注入效率非常低。因而，注入效率直接影响其内量子效率和发光效率的提升，直接反映了发光二极管的优劣，即注入效率才是低温状态下影响发光二极管的优劣的关键数据。利用其它数据进行判断可能会造成结果的不准确性。
有鉴于此，如何解决上述问题，是本领域技术人员关注的重点。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种器件性能判断方法，以解决现有技术中在低温状态下对发光二极管的性能判断可能不准确的问题。
本发明的另一目的在于提供一种器件性能判断装置，以解决现有技术中在低温状态下对发光二极管的性能判断可能不准确的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
一方面，本发明实施例提出一种器件性能判断方法，所述器件性能判断方法包括：
在低温状态下对所述器件进行电致发光测量，并获取一器件在低温状态下的不同温度的第一内量子效率随工作电流的变化曲线；
对所述变化曲线进行数据整合，并得到不同工作电流下的第一内量子效率随温度的变化曲线；
在低温状态下对所述器件进行变温光致发光测量，并获取不同温度的第二内量子效率；
依据处于相同温度时所述第一内量子效率与所述第二内量子效率的比值计算所述器件的注入效率，并生成不同温度下的注入效率变化曲线；
依据所述注入效率变化曲线与预设定的性能判断规则判断所述器件的性能。
另一方面，本发明实施例该提供了一种器件性能判断装置，所述器件性能判断装置包括：
数据获取单元，用于在低温状态下对所述器件进行电致发光测量，并获取一器件在低温状态下的不同温度的第一内量子效率随工作电流的变化曲线；
数据整合单元，用于对所述变化曲线进行数据整合，并得到不同工作电流下的第一内量子效率随温度的变化曲线；
数据获取单元还用于在低温状态下对所述器件进行变温光致发光测量，并获取不同温度的第二内量子效率；
变化曲线生成单元，用于依据处于相同温度时所述第一内量子效率与所述第二内量子效率的比值计算所述器件的注入效率，并生成不同温度下的注入效率变化曲线；
性能判断单元，用于依据所述注入效率变化曲线与预设定的性能判断规则判断所述器件的性能。
相对现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种器件性能判断方法与装置，通过在低温状态下对器件进电致发光测量，从而获取该器件在低温状态下的不同温度的第一内量子效率随工作电流的变化曲线；同时在低温状态下对器件进行变温光致发光测量，并获取不同温度的第二内量子效率，依据处于相同温度时第一内量子效率与第二内量子效率的比值计算器件的注入效率，并生成不同温度下的注入效率变化曲线；依据注入效率变化曲线与预设定的性能判断规则判断器件的性能。由于本发明提供的器件性能判断方法与装置能够实现在低温状态下对器件性能的检测。并且，由于是通过注入效率进行判断器件的性能，所以在低温条件下更加准确。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明施例提供的终端的模块示意图。
图2示出了本发明实施例提供的器件性能判断方法的流程图。
图3示出了图2中S101的子步骤的流程图。
图4示出了本发明实施例提供的器件性能判断装置的模块示意图。
图5示出了本发明实施例提供的数据获取单元的子模块示意图。
图标：100-终端；101-存储器；102-存储控制器；103-处理器；200-器件性能判断装置；210-数据获取单元；211-数据获取模块；212-计算模块；213-极大值确定模块；214-数据拟合模块；215-内量子效率确定模块；220-数据整合单元；230-变化曲线生成单元；240-性能判断单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参照图1，图1示出了本发明实施例提供的终端100的方框示意图。终端100可以是，但不限于智能手机、平板电脑、个人电脑(personal computer，PC)、服务器等等。终端100的操作系统可以是，但不限于，安卓(Android)系统、IOS(iPhone operating system)系统、Windows phone系统、Windows系统等。所述终端100包括测定器件性能检测装置、存储器101、存储控制器102及处理器103。
所述存储器101、存储控制器102及处理器103各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。器件性能判断装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器101中或固化在所述终端100的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。处理器103用于执行存储器101中存储的可执行模块，例如器件性能判断装置200所包括的软件功能模块及计算机程序等。
其中，存储器101可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器101用于存储程序，所述处理器103在接收到执行指令后，执行所述程序。
处理器103可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。上述的处理器103可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)、语音处理器以及视频处理器等；还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器103也可以是任何常规的处理器等。
第一实施例
请参照图2，图2示出了本发明实施例提供的器件性能判断方法流程图。处理方法包括以下步骤：
步骤S101，在低温状态下对所述器件进行电致发光测量，并获取一器件在低温状态下的不同温度的第一内量子效率随工作电流的变化曲线。
在本发明实施例中，由于若将在常温或者高温状态下的对器件性能判断方法用于低温状态下的器件的判断，可能会出现判断的不准确性，所以在实际应用中，需利用一种新的方法进行低温状态下的器件性能的判断。并且，在本实施例中测试样本可以是，但不限于蓝光、绿光、紫外光等各种发光二极管(LED)芯片、封装器件以及模块。
对于反光二极管，尤其是GaN基二极管，限制其发光效率的一个关键因素是电流注入下电子空穴注入不匹配导致的电子电流泄露，部分电子不能在发光有源区内充分复合发光，而是从有缘区泄露到P型区内导致LED的注入效率非常低。因而，注入效率直接影响其内量子效率和发光效率的提升，直接反映了发光二极管的优劣，即注入效率是低温状态下影响发光二极管的优劣的关键数据。因此，本实施例采用判断注入效率的方式对器件的性能进行判断。
需要说明的是，在本实施例中，低温指温度在-265.15℃-0℃。当然地，在其它的一些实施例中，低温也可知其它范围内的温度，本实施例对此并不做任何限定。
具体地，请参阅图3，步骤S101包括：
子步骤S1011，获取所述器件在低温状态下的不同温度与不同电流的光功率P与峰值波长λ。
在本实施例中，将低温温度分成多个间隔相同的温度值，然后在每个温度值下进行电致发光测量，以实现对器件在低温状态的数据测量。进一步地，在本实施例中，每相邻两个温度值之间的间隔包括20℃，例如，分别对-265.15℃、-245.15℃、-225.15℃….温度状态下的器件的光功率P和峰值波长λ进行测量。当然地，在其它的一些实施例中，每相邻两个温度值之间的间隔也可以其它值，例如10℃，本实施例对此并不做任何限定。
并且，电流取值范围为1mA-10mA，其中，10mA为芯片或者模块可承受的最大电流，芯片或者模块可承受的最大电流指芯片或者模块长期正常工作所允许通过的最大正向电流，使用中不能超过此值，否则将会烧毁芯片或者模块。测试时可以使用带有变温模块的光谱辐射计使测试样本达到预定温度，在测试样本达到预定温度后需要继续保持一段时间使测试样本温度稳定后再获取测试数据，测试样本实际达到的温度和预定温度之间最多有0.5℃的误差。例如，在测试大功率的蓝光LED芯片在30℃的测量数据时，先使用光谱辐射计将大功率的蓝光LED芯片加热到30℃，且该芯片实际加热到的温度不能超过30.5℃，在该温度下停留5分钟直至温度稳定。
步骤S1012，依据公式计算所述器件在不同工作电流时的外量子效率，其中ηEQE表示外量子效率，I表示工作电流。
在测量到器件的光功率P和峰值波长λ后，可使用公式计算得到与该光功率P和峰值波长λ对应的外量子效率，其中，P为光功率，λ为峰值波长，I为预设电流。
子步骤S1013，确定所述外量子效率在预设定范围内的极大值ηEQE0，并确定所述极值对应的光功率P0和电流值I0；
根据测量数据通过子步骤S1012计算出任意一个预设温度下随着该温度对应的每个预设电流变化的外量子效率，在任意一个预设温度下的所有的外量子效率中找到其中的极大值，并得到与该极大值对应的光功率P0和电流值I0。需要说明的是，如果在任意一个预设温度下的所有的外量子效率中找不到极大值，则认为子步骤S1011中的预设电流的范围太小，需要扩大预设电流的范围，同时需要获取样本在任意一个预设温度下随着该温度对应的扩大后的预设电流范围中的每个预设电流变化的测量数据，根据该测量数据通过子步骤S1012的公式得到对应的外量子效率，重新在任意一个预设温度下的所有的外量子效率中找到其中的极大值。
子步骤S1014，依据公式对公式进行拟合，并确定m的值，其中，m表示无量纲常数，且x＝P，
需要说明的是，拟合是找到一个连续的函数或者更加密集的离散方程，使之与根据子步骤S1011测量的数据得到的离散型的关系曲线更吻合。拟合参数是使连续的函数或者更加密集的离散方程和离散型的关系曲线最吻合的参数。
并且，需要说明的是，在本实施例中，拟合参数m是一个无量纲参数，且A的物理意义是SRH非辐射复合系数，B的物理意义是辐射复合系数，C的物理意义是俄歇复合系数。需要说明的是，拟合的方法包括，但不限于使用拟合软件如Origin或者其他拟合工具进行拟合。
子步骤S1015，依据公式确定在极值点的内量子效率，其中，表示内量子效率；ηinj表示注入效率。
在本实施例中，由于需要计算出第一内量子效率，所以在得到m的值后，可根据公式得到第一内量子效率，其中，n0是外量子效率极值对应的载流子密度，ηinj是注入效率，ηinj在外量子效率附近通常认为1。
子步骤S1016，依据公式计算出光效率；其中，表示在极值点时的出光效率，ηLEE表示出光效率。
在本实施例中，由于出光效率不随注入电流变化而变化，是一个常量，所以在预设电流下的出光效率等于外量子效率极值对应的出光效率，即
子步骤S1017，依据公式计算所述第一内量子效率；其中ηIQE表示第一内量子效率。
需要说明的是，在本实施例中，根据预设电流下的出光效率和多个电流下的外量子效率还可得到第一内量子效率随着多个预设电流变化的变化曲线。
步骤S102，对所述变化曲线进行数据整合，并得到不同工作电流下的第一内量子效率随温度的变化曲线。
由于在本实施例中，获取的变化曲线为第一内量子效率随着多个预设电流变化的变化曲线，所以需要多数据进行整合，从而获取第一内量子效率随温度的变化曲线。
步骤S103，在低温状态下对所述器件进行变温光致发光测量，并获取不同温度的第二内量子效率。
由于本实施例采用的是利用注入效率进行对性能的判断，所以在本实施例中，还需采用变温光致发光测量获取不同温度的第二内量子效率。
需要说明的是，在本实施例中，利用变温光致发光测量获取不同温度的第二内量子效率与利用电致发光测量的步骤相同，所以在此不再赘述。
步骤S104，依据处于相同温度时所述第一内量子效率与所述第二内量子效率的比值计算所述器件的注入效率，并生成不同温度下的注入效率变化曲线。
在本实施例中，利用可计算出处于相同温度下的器件的注入效率，并且，通过改变温度进行计算处于不同温度下的器件注入效率，可生成不同温度下的注入效率变化曲线。
步骤S105，依据所述注入效率变化曲线与预设定的性能判断规则判断所述器件的性能。
由于器件的注入效率影响该器件的性能，所以在本实施例中通过对器件性能的判断可知器件的性能。在本实施例中，预设定的性能判断规则指注入效率越高，器件性能越好，即器件的性能与器件的注入效率成正比。
需要说明的是，本实施例提供的器件性能判断方法的操作简单，能够得到低温状态下的器件注入效率随温度变化的曲线，用户根据实际需求可以定制化地确定合适的温度点和电流应力的注入效率。
第二实施例
请参阅图4，本发明较佳实施例提供的图1所示的器件性能判断装置200的功能单元示意图。需要说明的是，本实施例所提供的器件性能判断装置200，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本发明实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。器件性能判断装置200包括：
数据获取单元210，用于在低温状态下对所述器件进行电致发光测量，并获取一器件在低温状态下的不同温度的第一内量子效率随工作电流的变化曲线。
可以理解地，通过数据获取单元210可执行步骤S101。
具体地，请参阅图5，数据获取单元210包括：
数据获取模块211，用于获取所述器件在低温状态下的不同温度与不同电流的光功率P与峰值波长λ。
可以理解地，通过数据获取模块211可执行子步骤S1011。
计算模块212，用于依据公式计算所述器件在不同工作电流时的外量子效率，其中ηEQE表示外量子效率，I表示工作电流。
可以理解地，通过计算模块212可执行子步骤S1012。
极大值确定模块213，用于确定所述外量子效率在预设定范围内的极大值ηEQE0，并确定所述极值对应的光功率P0和电流值I0。
可以理解地，通过极大值确定模块213可执行子步骤S1013。
数据拟合模块214，用于依据公式对公式进行拟合，并确定m的值，其中，m表示无量纲常数，且x＝P，
可以理解地，通过数据拟合模块214可执行子步骤S1014。
内量子效率确定模块215，用于依据公式确定在所述极值点的内量子效率，其中，表示内量子效率；ηinj表示注入效率，且所述注入效率取值为1，A表示SRH非辐射复合系数，B表示辐射复合系数，C表示俄歇复合系数，且
可以理解地，通过内量子效率确定模块215可执行子步骤S1015。
计算模块212还用于依据公式计算出光效率；其中，表示在极值点时的出光效率，ηLEE表示出光效率。
可以理解地，通过计算模块212可执行子步骤S1016。
计算模块212还用于依据公式计算所述第一内量子效率；其中ηIQE表示第一内量子效率。
可以理解地，通过计算模块212可执行子步骤S1017。
数据整合单元220，用于对所述变化曲线进行数据整合，并得到不同工作电流下的第一内量子效率随温度的变化曲线。
可以理解地，通过数据整合单元220可执行步骤S102。
数据获取单元210还用于在低温状态下对所述器件进行变温光致发光测量，并获取不同温度的第二内量子效率。
可以理解地，通过数据获取单元210可执行步骤S103。
变化曲线生成单元230，用于依据处于相同温度时所述第一内量子效率与所述第二内量子效率的比值计算所述器件的注入效率，并生成不同温度下的注入效率变化曲线。
可以理解地，通过变化曲线生成单元230可执行步骤S104。
性能判断单元240，用于依据所述注入效率变化曲线与预设定的性能判断规则判断所述器件的性能。
可以理解地，通过性能判断单元240可执行步骤S105。
综上所述，本发明提供了一种器件性能判断方法与装置，通过在低温状态下对器件进电致发光测量，从而获取该器件在低温状态下的不同温度的第一内量子效率随工作电流的变化曲线；同时在低温状态下对器件进行变温光致发光测量，并获取不同温度的第二内量子效率，依据处于相同温度时第一内量子效率与第二内量子效率的比值计算器件的注入效率，并生成不同温度下的注入效率变化曲线；依据注入效率变化曲线与预设定的性能判断规则判断器件的性能。由于本发明提供的器件性能判断方法与装置能够实现在低温状态下对器件性能的检测。并且，由于是通过注入效率进行判断器件的性能，所以在低温条件下更加准确。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。