GB/T 30655-2014 氮化物LED外延片内量子效率测试方法

ICS77.040.99

中华人民共和国国彖标准

GB/T30655—2014

氮化物LED外延片内量子效率测试方法

TestmethodsforinternalquantumefficiencofnitrideLEDepitaxiallayers

2014-12-31发布2015-09-01实施

GB/T30655—2014

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本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会(SAC/TC203)和全国半导体设备和材料标准

化技术委员会材料分会(SAC/TC203/SC2)共同提出并归口。

本标准起草单位：中国科学院半导体研究所。

本标准主要起草人:魏学成、赵丽霞、王军喜、曾一平、李晋闽。

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GB/T30655—2014

氮化物LED外延片内量子效率测试方法

1范围

本标准规定了皿-v族氮化物LED外延片内量子效率的测试方法。

本标准适用于基于皿-v族氮化物的量子阱LED内量子效率的测试。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T6379测量方法与结果的准确度〔正确度与精密度）

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

辐射复合radiativerecombination

电子从高能态到低能态的跃迁过程中，电子和空穴复合时会释放一定的能量，如果能量以光子的形

式释放，这种复合称为辐射复合。

3.2

非辐射复合nonradiativerecombination

电子从高能态到低能态的跃迁过程中，电子和空穴复合时会释放一定的能量，以除光子辐射之外的

其他方式释放能量的复合称为非辐射复合。

3.3

光提取效率extractionefficienc

发光二极管单位时间内发出的光子数与有源区内辐射复合产生的光子数之间的比值。

3.4

外量子效率externalquantumefficienc

单位时间内注入的载流子数对外发出的光子数与注入载流子数之间的比值。

3.5

内量子效率internalquantumefficienc

在一定的注入条件下，单位时间内辐射复合产生的光子数与单位时间内注入的复合载流子总数之

间的比值。

3.6

注入效率injectionefficienc

在一定注入条件下单位时间内注入有源区中产生复合的载流子数与注入载流子总数之间的比值。

3.7

激子exciton

由库仑相互作用束缚在一起的电子空穴对。

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GB/T30655—2014

3.8

电致发光electroluminescence

材料通过电注入产生发光的一种物理现象。

3.9

光致发光photoluminescence

材料通过光激励产生发光的一种物理现象。

4符号

下列符号适用于本文件。

N：载流子浓度。

EL：电致发光。

PL：光致发光。

fPI.：PL积分强度。

Plaser•激光器功率。

〃QE:外量子效率。

7TQE:内量子效率。

qextraction•光提取效率。

7injection:注入效率。

耳radiative•辐射复合效率。

7nontadiative:非辐射复合效率。

5方法原理

5.1氮化物LED外延片内量子效率的测试方法目前有三种：

a)测试方法一:利用低温、室温光致发光光谱积分强度比测试内量子效率；

b)测试方法二:利用同温变激发密度光致发光光谱积分强度测试内量子效率；

c)测试方法三:利用出光模型从外量子效率倒推内量子效率。

5.2利用低温、室温光致发光光谱积分强度比测量内量子效率：因为非辐射复合在低温下会被冻结，假

定低温下(20K以下)非辐射复合被完全冻结，辐射复合效率为100%；并且忽略光吸收系数、注入效率

和提取效率随温度的变化，所以根据量子阱载流子速率方程和辐射复合效率方程，分別见式(1)和式

(2),利用室温下的PL积分强度和低温下的PL积分强度之间的比值可以测试内量子效率，见式(3)。

R=AN+BN2+CN3+/(N)(1)

式中：

R——载流子速率；

N载流子浓度；