RU2725613C1 - Method of measuring the cut-off frequency of electroluminescence of local regions of a light-emitting heterostructure - Google Patents

Method of measuring the cut-off frequency of electroluminescence of local regions of a light-emitting heterostructure Download PDF

Info

Publication number
RU2725613C1
RU2725613C1 RU2019140699A RU2019140699A RU2725613C1 RU 2725613 C1 RU2725613 C1 RU 2725613C1 RU 2019140699 A RU2019140699 A RU 2019140699A RU 2019140699 A RU2019140699 A RU 2019140699A RU 2725613 C1 RU2725613 C1 RU 2725613C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light
emitting
frequency
emitting heterostructure
electroluminescence
Prior art date
Application number
RU2019140699A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Андреевич Сергеев
Илья Владимирович Фролов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук
Priority to RU2019140699A priority Critical patent/RU2725613C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2725613C1 publication Critical patent/RU2725613C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/265—Contactless testing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.SUBSTANCE: invention relates to measurement of dynamic characteristics of light-emitting diodes and semiconductor light-emitting structures and can be used for diagnostics of homogeneity of light-emitting heterostructures (LHS) and their characteristics by dynamic properties. Method of measuring electroluminescence boundary frequency of local areas of light-emitting heterostructure, in which through a light-emitting heterostructure a sequence of pulses of electric current with a duty ratio of 2 and an initial repetition rate of several kilohertz is passed, current pulses repetition rate is gradually increased, and at each given current pulse repetition rate F, the digital camera records the radiation from the light-emitting heterostructure surface, the obtained digitized images are stored in the computer memory, increasing repetition frequency of current pulses is stopped when average level of brightness of image recorded by digital camera is reduced by 1.5 times relative to value measured at initial frequency, on the light-emitting heterostructure image, a local area is selected and a k-th image is found on which the average brightness of the light-emitting heterostructure selected area in q=1.19 times less than the initial average brightness, and determining for k-th image the boundary frequency ƒ=Felectroluminescence of selected local area of light-emitting heterostructure, and in the absence of accurate value qwith respect to subsequent images, the cutoff frequency of the electroluminescence of the local region of the light-emitting heterostructure is determined by interpolation by formula.EFFECT: high information value of diagnosing homogeneity of light-emitting heterostructures based on local dynamic parameters.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике измерения динамических характеристик светодиодов и полупроводниковых светоизлучающих структур и может быть использовано для диагностики однородности светоизлучающих гетероструктур (СГС) и их характеризации по динамическим свойствам.The invention relates to a technique for measuring the dynamic characteristics of LEDs and semiconductor light-emitting structures and can be used to diagnose the uniformity of light-emitting heterostructures (GHS) and their characterization by dynamic properties.

Критически важным параметром светодиодов, определяющими их динамические свойства, являются граничные частоты переключения, значения которых определяются временами жизни носителей заряда в процессе излучательной и безызлучательной рекомбинации в СГС светодиода [см., например, Шуберт Ф. Светодиоды / Пер. с англ. под ред. А.Э. Юновича. - М.: Физматлит, 2008. - 496 с.]. Измерения динамических параметров электролюминесценции светодиодов позволяют получать информацию о временах жизни носителей заряда при излучательной и безызлучательной рекомбинации и дают дополнительные сведения о генерационно-рекомбинационных процессах в СГС, то есть позволяют судить о их качестве.The critical parameter of LEDs that determine their dynamic properties is the switching edge frequencies, the values of which are determined by the lifetimes of charge carriers in the process of radiative and non-radiative recombination in a GHS LED [see, for example, Schubert F. LEDs / Trans. from English under the editorship of A.E. Yunovich. - M .: Fizmatlit, 2008. - 496 p.]. Measurements of the dynamic parameters of LED electroluminescence make it possible to obtain information on the lifetimes of charge carriers during radiative and nonradiative recombination and provide additional information about the generation-recombination processes in the GHS, that is, they allow one to judge their quality.

Известен способ измерения граничной частоты ƒ3дБ электролюминесценции светоизлучающих диодов по уровню 3 дБ (Изменение характеристик зеленых InGaN светодиодов при испытаниях. Фролов И.В., Радаев О.А., Сергеев В.А., Широков А.А. Радиоэлектронная техника. 2016. №1 (9). С. 20-25), состоящий в том, что через светодиод пропускают электрический ток, содержащий постоянную составляющую заданного уровня и переменную составляющую, изменяющуюся по гармоническому закону с заданной амплитудой и начальной частотой несколько килогерц, измеряют мощность излучения светодиода быстродействующим фотоприемником, последовательно увеличивают частоту переменной составляющей тока при поддержании постоянной ее амплитуды, регистрируют значение частоты переменного тока, при котором сигнал фотоприемника становится равным 0,5 начального уровня. Это значение и является граничной частотой электролюминесценции светодиода по уровню 3 дБ.Known method of measuring the cutoff frequency ƒ 3dB electroluminescence light emitting diodes 3 dB (change in the properties of green InGaN LEDs in the tests. Frolov, I., Radaev OA, Sergeev VA AA Shirokov Radioelektronnaya technique. 2016 No. 1 (9). P. 20-25), consisting in the fact that an electric current is passed through the LED, containing a constant component of a given level and a variable component that varies in harmonic law with a given amplitude and initial frequency of several kilohertz, measure the radiation power LEDs with a fast photodetector, sequentially increase the frequency of the alternating current component while maintaining its constant amplitude, register the value of the frequency of the alternating current at which the photodetector signal becomes equal to 0.5 of the initial level. This value is the boundary frequency of the electroluminescence of the LED at a level of 3 dB.

Недостатком известного способа является его низкая информативность для целей диагностики однородности СГС, поскольку известным способом определяется некоторая усредненная по площади СГС граничная частота электролюминесценции. Вместе с тем известно, что различного рода дефекты, включая неоднородность легирования различных областей СГС, приводят к неравномерной электролюминесценции и разбросу локальных динамических параметров СГС. Таким образом, локальные динамические параметры СГС, в том числе и локальная граничная частота электролюминесценции, являются информативными диагностическими параметрами, и их определение позволяет оценивать качество изготовления СГС и степень ее дефектности.The disadvantage of this method is its low information content for the purpose of diagnosing GHS homogeneity, since a certain average frequency of electroluminescence is averaged over the GHS area. At the same time, it is known that various kinds of defects, including inhomogeneity of doping of different regions of the GHS, lead to uneven electroluminescence and a spread in the local dynamic parameters of the GHS. Thus, the local dynamic parameters of the GHS, including the local cutoff frequency of electroluminescence, are informative diagnostic parameters, and their determination allows us to evaluate the quality of manufacturing of the GHS and the degree of its defectiveness.

Техническая задача состоит в обеспечении возможности измерения граничной частоты электролюминесценции локальных областей светоизлучающих гетероструктур, и, как следствие, повышение информативности диагностики однородности светоизлучающих гетероструктур по локальным динамическим параметрам.The technical task is to provide the ability to measure the cutoff frequency of electroluminescence of local regions of light-emitting heterostructures, and, as a result, to increase the information content of diagnostics of uniformity of light-emitting heterostructures by local dynamic parameters.

Технический результат достигается заявленным способом измерения.The technical result is achieved by the claimed measurement method.

Способ измерения граничной частоты электролюминесценции локальных областей светоизлучающей гетероструктуры, при котором через светоизлучающую гетероструктуру пропускают переменный электрический ток с начальной частотой следования несколько килогерц, частоту изменения которого постепенно увеличивают, регистрируют излучение светоизлучающей гетероструктуры фотоприемником и определяют граничную частоту электролюминесценции при заданном уровне снижения сигнала фотоприемника, отличающийся тем, что через светоизлучающую гетероструктуру пропускают последовательность импульсов электрического тока скважностью 2 и начальной частотой следования несколько килогерц и цифровой камерой регистрируют излучение с поверхности светоизлучающей гетероструктуры, частоту следования импульсов тока постепенно увеличивают и при каждом заданном значении Fi частоты следования импульсов тока также регистрируют цифровой камерой излучение с поверхности светоизлучающей гетероструктуры, полученные оцифрованные изображения сохраняют в памяти компьютера, увеличение частоты следования импульсов тока прекращают, когда средний уровень яркости изображения, регистрируемого цифровой камерой, снизится в 1,5 раза относительно значения, измеренного на начальной частоте, на изображении светоизлучающей гетероструктуры выделяют локальную область и находят k-e изображение, на котором средняя яркость выделенной области светоизлучающей гетероструктуры в

Figure 00000001
раз меньше исходной средней яркости, и определяют для k-го изображения граничную частоту ƒ3дБ=Fk электролюминесценции выбранной локальной области светоизлучающей гетероструктуры, а при отсутствии точного значения
Figure 00000002
в отношении последующих изображений граничную частоту электролюминесценции локальной области светоизлучающей гетероструктуры определяется путем интерполяции по формулеA method for measuring the limiting frequency of electroluminescence of local regions of a light-emitting heterostructure, in which an alternating electric current with an initial repetition rate of several kilohertz is passed through the light-emitting heterostructure, the frequency of which is gradually increased, the radiation of the light-emitting heterostructure is measured by a photodetector, and the cutoff frequency of the electroluminescence that is detected at a predetermined level is determined in that a sequence of electric current pulses with a duty cycle of 2 and an initial repetition rate of several kilohertz is passed through a light-emitting heterostructure and a digital camera records radiation from the surface of the light-emitting heterostructure, the repetition rate of the current pulses is gradually increased, and for each given value F i, the repetition rates of the current pulses are also recorded by a digital camera radiation from the surface of a light-emitting heterostructure obtained by digitized image The values are stored in the computer memory, the increase in the pulse repetition rate of the current pulses is stopped when the average brightness level of the image recorded by the digital camera decreases by 1.5 times relative to the value measured at the initial frequency, a local region is selected on the image of the light-emitting heterostructure, and the ke image is found on where the average brightness of the selected region of the light-emitting heterostructure in
Figure 00000001
times less than the initial average brightness, and for the k-th image, the boundary frequency ƒ 3 dB = F k electroluminescence of the selected local region of the light-emitting heterostructure is determined, and in the absence of an exact value
Figure 00000002
with respect to subsequent images, the limiting frequency of electroluminescence of the local region of the light-emitting heterostructure is determined by interpolation by the formula

Figure 00000003
Figure 00000003

где qk-1 и qk - отношение средних яркостей таких двух последовательных изображений k-1 и k при условии

Figure 00000004
Fk-1 и Fk - частоты следования импульсов тока, соответствующие этим изображениям, ƒ3дБ - граничная частота электролюминесценции светодиода по уровню 3 дБ.where q k-1 and q k is the ratio of the average brightness of such two consecutive images k-1 and k under the condition
Figure 00000004
F k-1 and F k are the repetition rates of current pulses corresponding to these images, ƒ 3dB is the cutoff frequency of the electroluminescence of the LED at a level of 3 dB.

Технический результат достигается тем, что регистрируется не интегральное излучение светодиода фотодиодом, а изображение светящейся поверхности СГС с помощью цифровой камеры и граничная частота определяется по снижению яркости в выбранной локальной области СГС. С увеличением частоты следования импульсов тока интенсивность излучения СГС будет уменьшаться. Крутизна этого снижения определяется характерными временами жизни носителей заряда и будет различной в различных локальных областях СГС, поскольку эти времена заметно различаются. В результате яркость разных локальных областей СГС будет уменьшаться с ростом частоты импульсов по-разному.The technical result is achieved by the fact that it is not the integrated radiation of the LED that is detected by the photodiode, but the image of the luminous surface of the GHS using a digital camera and the cutoff frequency is determined by the brightness reduction in the selected local region of the GHS. As the current pulse repetition rate increases, the GHS emission intensity will decrease. The steepness of this decrease is determined by the characteristic lifetimes of the charge carriers and will be different in different local regions of the GHS, since these times differ markedly. As a result, the brightness of different local regions of the GHS will decrease with increasing pulse frequency in different ways.

Для определения коэффициента снижения яркости соответствующего граничной частоте электролюминесценции СГС при пропускании через СГС импульсного тока рассмотрим спектр импульсного оптического сигнала, создаваемого этим импульсным током.To determine the brightness reduction coefficient corresponding to the boundary frequency of the GHS electroluminescence when a pulse current is passed through the GHS, we consider the spectrum of a pulsed optical signal generated by this pulse current.

Выражение для спектра импульсного тока со скважностью 2, протекающего через СГС, имеет видThe expression for the spectrum of the pulse current with a duty cycle of 2 flowing through the GHS has the form

Figure 00000005
Figure 00000005

где I0 - амплитуда импульсов тока, ω=2πF - частота следования импульсов тока.where I 0 is the amplitude of current pulses, ω = 2πF is the repetition rate of current pulses.

Сигнал, регистрируемый цифровой камерой, пропорционален действующему значению силы тока IД (ω) на заданной частоте ωThe signal recorded by the digital camera is proportional to the current value of the current strength I D (ω) at a given frequency ω

Figure 00000006
Figure 00000006

где К(jω) - передаточная функция СГС при преобразовании электрического тока в излучение, j - комплексная единица.where K (jω) is the GHS transfer function when converting an electric current to radiation, j is a complex unit.

В общем случаеIn general

Figure 00000007
Figure 00000007

где τ - время жизни неосновных носителей заряда в гетеропереходе, R - дифференциальное сопротивление прямосмещенной СГС, С - ее емкость; в большинстве случаев при токах, составляющих не более 0,2 от предельно допустимого значения, RC<<τ иwhere τ is the lifetime of minority charge carriers in the heterojunction, R is the differential resistance of the forward biased GHS, C is its capacity; in most cases, with currents not exceeding 0.2 of the maximum permissible value, RC << τ and

Figure 00000008
Figure 00000008

Выражение для спектра импульсного тока, протекающего через светодиод, имеет вид (см. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебник для вузов. Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: «Советское радио», 1977. - 608 с.)The expression for the spectrum of the pulsed current flowing through the LED has the form (see Gonorovsky IS Radio engineering circuits and signals. A textbook for universities. 3rd ed., Revised and enlarged. - M .: "Soviet Radio", 1977 . - 608 p.)

Figure 00000009
Figure 00000009

где I0 - амплитуда импульсов тока, ω - частота следования импульсов тока.where I 0 is the amplitude of the current pulses, ω is the frequency of the current pulses.

Спектр переменного оптического сигнала согласно (2) и (4) будет определяться выражениемThe spectrum of a variable optical signal according to (2) and (4) will be determined by the expression

Figure 00000010
Figure 00000010

Действующее значение оптического сигнала, которое регистрируется цифровой камерой, определяется средним квадратическим значением постоянной и всех гармонических составляющих:The effective value of the optical signal, which is recorded by a digital camera, is determined by the mean square value of the constant and all harmonic components:

Figure 00000011
Figure 00000011

где Р0=I0K0 - амплитудное значение оптического сигнала СГС.where P 0 = I 0 K 0 is the amplitude value of the optical signal of the GHS.

На низкой частоте следования импульсов тока (ωτ→0) уровень оптического сигнала равен

Figure 00000012
На частоте следования импульсов тока, равной граничной частоте модуляции электролюминесценции ƒ3dВ, выполняется условие 2πƒ3dВτ =1. Учитывая в этом случае быстрое уменьшение членов a n суммы в подкоренном выражении с увеличением номера гармоники при n>3: a n~1/4n4 и ограничиваясь тремя членами суммы, для мощности оптического сигнала на граничной частоте получим
Figure 00000013
At a low repetition rate of current pulses (ωτ → 0), the optical signal level is
Figure 00000012
At a current pulse repetition rate equal to the boundary frequency of electroluminescence modulation ƒ 3dV , the condition 2πƒ 3dВ τ = 1 is fulfilled. In this case, taking into account the rapid decrease in the terms a n of the sum in the radical expression with an increase in the harmonic number for n> 3: a n ~ 1 / 4n 4 and being limited to three terms of the sum, for the power of the optical signal at the cutoff frequency, we obtain
Figure 00000013

Таким образом, при использовании в качестве тестового сигнала импульсного сигнала со скважностью 2 частота ƒ3дБ будет определяться как частота, на которой действующее значение сигнала цифровой камеры спадает в 1,19 раз относительно значения, измеренного на низкой частоте следования импульсов тока. Заметим, что неоднородность распределения тока по площади структуры не зависит от частоты следования импульсов и не влияет на результат измерения, поскольку граничная частота электролюминесценции определяется по отношению яркости свечения на низкой и высокой частоте при одной и той же плотности тока в выбранной локальной области.Thus, when using a pulse signal with a duty cycle of 2 as a test signal, the frequency ƒ 3 dB will be defined as the frequency at which the effective value of the digital camera signal drops 1.19 times relative to the value measured at the low pulse repetition rate. Note that the heterogeneity of the current distribution over the area of the structure does not depend on the pulse repetition rate and does not affect the measurement result, since the limiting frequency of electroluminescence is determined by the ratio of the brightness of the light at low and high frequencies at the same current density in the selected local region.

Вариант устройства, реализующего способ, показан на фиг. 1.An embodiment of a device implementing the method is shown in FIG. 1.

Устройство содержит контактную колодку 1 для размещения и подключения СГС, генератор 2 импульсов тока со скважностью 2 и с перестраиваемой частотой следования, цифровую камеру 3 с разрешением N×M пикселей, персональный компьютер 4, устройство управления 5.The device contains a contact block 1 for placement and connection of the GHS, a current pulse generator 2 with a duty cycle of 2 and with a tunable repetition rate, a digital camera 3 with a resolution of N × M pixels, a personal computer 4, a control device 5.

Устройство работает следующим образом. После установки контролируемого светодиода в контактную колодку 1 и включения устройства импульсы тока заданной начальной частоты, амплитуды и скважностью 2 с выхода генератора 2 поступают в СГС. Начальная частота выбирается в диапазоне 1,0-10 кГц, то есть заведомо на несколько порядков величины меньше граничной частоты люминесценции СГС. Цифровая камера 3 регистрирует излучение СГС и передает в персональный компьютер 4. Компьютер рассчитывает среднюю арифметическую по площади структуры яркость изображения путем попиксельного суммирования яркости и деления на число пикселей изображения. По команде «Пуск», задаваемой с персонального компьютера 4, устройство управления 5 подает на генератор 1 импульсов тока управляющий сигнал, и частота следования импульсов тока начинает увеличиваться. В моменты времени ti при достижении заданных значений частоты Fi следования импульсов тока устройство управления 5 включает цифровую камеру 3, которая регистрирует изображение светящейся поверхности СГС и передает это изображение в цифровой форме в память персонального компьютера 4. Заданные значения частоты Fi рекомендуется выбирать в логарифмическом масштабе, исходя из требуемой относительной погрешности измерения граничной частоты электролюминесценции СГС, обычно из расчета 7-10 значений на декаду. Компьютер рассчитывает среднюю по площади структуры яркость изображения и сравнивает со средней яркостью исходного изображения. Когда средняя яркость некоторого К-го изображения будет меньше в 1,5 раза средней яркости исходного изображения, дальнейшее увеличение частоты следования импульсов тока прекращается, генератор импульсов тока выключается, и в памяти компьютера будет сохранено К изображений. Предельное значение отношений средней яркости изображений, равное 1,5 раза, выбрано, как заведомо превышающее возможный уровень неоднородности яркости изображений реальных СГС. Оператор задает на исходном изображении СГС локальную область определенного размера, компьютер рассчитывает среднюю яркость выделенной локальной области и затем определяет номер k изображения, средняя яркость выбранной локальной области на котором будет в

Figure 00000001
раз меньше исходной средней яркости. Значение частоты Fk следования импульсов тока, соответствующей этому изображению, и принимается за значение граничной частоты ƒ3дБ=Fk электролюминесценции выбранной локальной области. Если отношение яркостей ни одного из изображений не равно точно значению
Figure 00000014
то граничную частоту электролюминесценции локальной области СГС персональный компьютер рассчитывает по интерполяционной формуле (1). Затем оператор задает другую локальную область на изображении СГС и процедура определения граничной частоты электролюминесценции повторяется.The device operates as follows. After installing the controlled LED in the terminal block 1 and turning on the device, the current pulses of a given initial frequency, amplitude and duty cycle 2 from the output of the generator 2 are received in the GHS. The initial frequency is selected in the range of 1.0-10 kHz, that is, obviously a few orders of magnitude less than the cutoff frequency of the GHS luminescence. The digital camera 3 registers the GHS radiation and transmits it to a personal computer 4. The computer calculates the arithmetic average of the area of the image brightness by pixel-by-pixel summation of brightness and division by the number of image pixels. According to the "Start" command specified from the personal computer 4, the control device 5 supplies a control signal to the current pulse generator 1, and the current pulse repetition rate begins to increase. At times t i when reaching the set values of the current pulse frequency F i , the control unit 5 includes a digital camera 3, which registers the image of the luminous surface of the GHS and transmits this image in digital form to the memory of the personal computer 4. It is recommended to select the set frequency F i logarithmic scale, based on the required relative error in measuring the boundary frequency of the GHS electroluminescence, usually at the rate of 7-10 values per decade. The computer calculates the average image brightness over the area of the structure and compares it with the average brightness of the original image. When the average brightness of a certain Kth image is less than 1.5 times the average brightness of the original image, a further increase in the frequency of the current pulses stops, the current pulse generator is turned off, and K images will be stored in the computer's memory. The limiting value of the ratio of the average brightness of the images, equal to 1.5 times, was chosen as obviously exceeding the possible level of inhomogeneity of the brightness of the images of real GHS. The operator sets the local area of a certain size on the GHS source image, the computer calculates the average brightness of the selected local area and then determines the number k of the image, the average brightness of the selected local area on which will be in
Figure 00000001
times less than the original average brightness. The value of the pulse repetition rate F k corresponding to this image is taken as the value of the cutoff frequency ƒ 3 dB = F k electroluminescence of the selected local region. If the brightness ratio of any of the images is not exactly equal to
Figure 00000014
then the personal computer calculates the boundary frequency of electroluminescence of the local GHS region using the interpolation formula (1). Then the operator sets another local area on the GHS image and the procedure for determining the cutoff frequency of the electroluminescence is repeated.

Поскольку кристаллы СГС имеют, как правило, форму квадрата, то для упрощения реализации способа для целей диагностики однородности СГС оцифрованное изображение СГС можно разбить на целое число квадратных (или прямоугольных) локальных областей и сравнительный анализ яркости этих областей проводить путем последовательного перебора.Since the GHS crystals have, as a rule, a square shape, to simplify the implementation of the method for the purpose of diagnosing GHS homogeneity, the digitized GHS image can be divided into an integer number of square (or rectangular) local regions and a comparative analysis of the brightness of these regions can be carried out by sequential enumeration.

Claims (3)

Способ измерения граничной частоты электролюминесценции локальных областей светоизлучающей гетероструктуры, при котором через светоизлучающую гетероструктуру пропускают переменный электрический ток с начальной частотой следования несколько килогерц, частоту изменения которого постепенно увеличивают, регистрируют излучение светоизлучающей гетероструктуры фотоприемником и определяют граничную частоту электролюминесценции при заданном уровне снижения сигнала фотоприемника, отличающийся тем, что через светоизлучающую гетероструктуру пропускают последовательность импульсов электрического тока скважностью 2 и начальной частотой следования несколько килогерц и цифровой камерой регистрируют излучение с поверхности светоизлучающей гетероструктуры, частоту следования импульсов тока постепенно увеличивают и при каждом заданном значении Fi частоты следования импульсов тока также регистрируют цифровой камерой излучение с поверхности светоизлучающей гетероструктуры, полученные оцифрованные изображения сохраняют в памяти компьютера, увеличение частоты следования импульсов тока прекращают, когда средний уровень яркости изображения, регистрируемого цифровой камерой, снизится в 1,5 раза относительно значения, измеренного на начальной частоте, на изображении светоизлучающей гетероструктуры выделяют локальную область и находят k-e изображение, на котором средняя яркость выделенной области светоизлучающей гетероструктуры в
Figure 00000015
раз меньше исходной средней яркости, и определяют для k-го изображения граничную частоту, ƒ3дБ=Fk электролюминесценции выбранной локальной области светоизлучающей гетероструктуры, а при отсутствии точного значения
Figure 00000016
в отношении последующих изображений граничную частоту электролюминесценции локальной области светоизлучающей гетероструктуры определяется путем интерполяции по формулеA method for measuring the limiting frequency of electroluminescence of local regions of a light-emitting heterostructure, in which an alternating electric current with an initial repetition rate of several kilohertz is passed through the light-emitting heterostructure, the frequency of which is gradually increased, the radiation of the light-emitting heterostructure is measured by a photodetector, and the cutoff frequency of the electroluminescence that is detected at a predetermined level is determined in that a sequence of electric current pulses with a duty cycle of 2 and an initial repetition rate of several kilohertz is passed through a light-emitting heterostructure and a digital camera records radiation from the surface of the light-emitting heterostructure, the repetition rate of the current pulses is gradually increased, and for each given value F i, the repetition rates of the current pulses are also recorded by a digital camera radiation from the surface of a light-emitting heterostructure obtained by digitized image The values are stored in the computer memory, the increase in the pulse repetition rate of the current pulses is stopped when the average brightness level of the image recorded by the digital camera decreases by 1.5 times relative to the value measured at the initial frequency, a local region is selected on the image of the light-emitting heterostructure, and the ke image is found on where the average brightness of the selected region of the light-emitting heterostructure in
Figure 00000015
times less than the initial average brightness, and the boundary frequency is determined for the k-th image, ƒ 3dB = F k electroluminescence of the selected local region of the light-emitting heterostructure, and in the absence of an exact value
Figure 00000016
with respect to subsequent images, the limiting frequency of electroluminescence of the local region of the light-emitting heterostructure is determined by interpolation by the formula
Figure 00000017
Figure 00000017
 где qk-1 и qk - отношение средних яркостей таких двух последовательных изображений k-1 и k при условии
Figure 00000018
Fk-1 и Fk - частоты следования импульсов тока, соответствующие этим изображениям, ƒ3дБ - граничная частота электролюминесценции светодиода по уровню 3 дБ.where q k-1 and q k is the ratio of the average brightness of such two consecutive images k-1 and k under the condition
Figure 00000018
F k-1 and F k are the repetition rates of current pulses corresponding to these images, ƒ 3dB is the cutoff frequency of the electroluminescence of the LED at a level of 3 dB.
RU2019140699A 2019-12-09 2019-12-09 Method of measuring the cut-off frequency of electroluminescence of local regions of a light-emitting heterostructure RU2725613C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019140699A RU2725613C1 (en) 2019-12-09 2019-12-09 Method of measuring the cut-off frequency of electroluminescence of local regions of a light-emitting heterostructure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019140699A RU2725613C1 (en) 2019-12-09 2019-12-09 Method of measuring the cut-off frequency of electroluminescence of local regions of a light-emitting heterostructure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2725613C1 true RU2725613C1 (en) 2020-07-03

Family

ID=71510415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019140699A RU2725613C1 (en) 2019-12-09 2019-12-09 Method of measuring the cut-off frequency of electroluminescence of local regions of a light-emitting heterostructure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2725613C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2523731C1 (en) * 2013-02-05 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Method and apparatus for measuring transient thermal characteristics of light-emitting diodes
US9442155B2 (en) * 2009-08-03 2016-09-13 Sof-Tek Integrators, Inc. System and method of testing high brightness LED (HBLED)
RU2624406C1 (en) * 2016-03-29 2017-07-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Method of measuring the thermal impedance of leds
CN107064773A (en) * 2017-03-17 2017-08-18 深圳市华星光电技术有限公司 ATE voltage testing systems and ATE voltage test methods

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9442155B2 (en) * 2009-08-03 2016-09-13 Sof-Tek Integrators, Inc. System and method of testing high brightness LED (HBLED)
RU2523731C1 (en) * 2013-02-05 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Method and apparatus for measuring transient thermal characteristics of light-emitting diodes
RU2624406C1 (en) * 2016-03-29 2017-07-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Method of measuring the thermal impedance of leds
CN107064773A (en) * 2017-03-17 2017-08-18 深圳市华星光电技术有限公司 ATE voltage testing systems and ATE voltage test methods

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Радиоэлектронная техника, 2016, N1 (9),c. 20-25. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100252775B1 (en) System and method for accelerated degradation testing of semiconductor devices
US10789867B2 (en) Re-interpolation with edge detection for extracting an aging pattern for AMOLED displays
CN109596965A (en) A method of judging the avalanche photodide APD optimum operating voltage of 10G EPON
US3748579A (en) Method for determining concentration profiles of deep levels on both sides of a p-n junction
CN109752637B (en) Method and device for detecting multi-chip parallel transient current unevenness
CN106158689B (en) Diode photoelectric test method based on multiple groups test probe
RU2725613C1 (en) Method of measuring the cut-off frequency of electroluminescence of local regions of a light-emitting heterostructure
CN108051722A (en) The lifetime estimation method and system of hot carrier injection effect
SE2050319A1 (en) Measuring device and method for determining an electrical property
US3919639A (en) Method for determining the carrier lifetime of a crystal
Alexeev et al. Dynamic response-based LEDs health and temperature monitoring
US9726713B2 (en) Testing method and testing system for semiconductor element
US3904962A (en) Impatt diode testing
EP3203734A2 (en) Camera calibration
CN209946011U (en) Performance detection device of electroluminescent material
Winkler et al. Study on transient light emission of SiC power MOSFETs regarding the sensing of source-drain currents in hard-switched power electronic applications
CN111308310B (en) Dynamic rds (on) parameter testing machine of gallium nitride device
CN105784330B (en) Semiconductor laser bar unit consistency detection instrument and its detection method
CN105823973B (en) Multi-standard tester for reverse recovery time of diodes
Glemža et al. Low-frequency noise characteristics of high-power white LED during long-term aging experiment
Tanaka et al. Current integrated charge measurement evaluation of insulation layer for power module using DC current integrated charge measurement
CN110095191B (en) Method and device for detecting grading chromatic aberration of light-emitting diode chip
CN113589126A (en) Transient time measuring device, junction temperature measuring system and method of power electronic device
Zhong et al. Sinusoidal Pulsewidth Modulation Scheme for LED Lighting to Reduce LED Flicker
US3525043A (en) Apparatus for directly viewing current-voltage characteristics of a semiconductor element driven by a modulated pulse supply