发光元件测试装置的制作方法

1.本发明涉及发光元件测试装置。


背景技术：

2.最近，正在开发利用可靠性高的无机晶体结构的材料来制造超小型的发光元件并利用发光元件来制造显示装置的技术。例如，正在开发利用具有小到纳米级至微米级的大小的超小型的发光元件来配置显示装置的光源的技术。
3.为了管理发光元件的产率，优选在制造发光元件的工艺中检查发光元件的特性。例如，可以通过执行光致发光(photo luminescence)检查或电致发光(electro luminescence)检查来检查发光元件的特性，光致发光检查是向发光元件施加外部光从而使其激发后，对发光时所发射的波长进行分析以判别是否存在缺陷的检查，电致发光检查是直接向发光元件注入电流从而使其发光后，对发光特性和电特性两者都进行判别的检查。
4.从能够对发光元件的电特性和光学特性两者都进行确认这一点来看，电致发光检查具有比只能确认光学特性的光致发光检查更高的准确度。然而，在电致发光检查中，用于向发光元件施加电流的探头需要直接接触发光元件的表面，因此可能引起发光元件的损坏以及从发光元件发射的光的损失。


技术实现要素：

5.要解决的技术问题
6.本发明要解决的技术问题是提供能够防止在检查过程中由探头引起的发光元件的损坏以及从发光元件发射的光的损失的发光元件测试装置。
7.然而，本发明的目的不限于上述目的，并且可以在不脱离本发明的思想及领域的范围内进行各种扩展。
8.解决方法
9.为了达到本发明的一目的，根据本发明实施例的发光元件测试装置包括：台，支承包括多个发光堆叠图案的基板；电源部，向所述多个发光堆叠图案提供电流；第一探头，向所述多个发光堆叠图案中的一部分发光堆叠图案的p型半导体层提供空穴；第二探头，向所述多个发光堆叠图案的n型半导体层提供电子；以及光检测部，接收从所述一部分发光堆叠图案发射的光。
10.所述第一探头包括：第一主体部；导电弹性聚合物，布置在所述第一主体部的下端部处；以及导电金属膜，布置在所述导电弹性聚合物的一表面上。
11.第一主体部还可以包括：弹簧部件，位于连接所述导电弹性聚合物和所述一部分发光堆叠图案的延长线上。
12.所述第一主体部的下端部的表面可以具有圆顶形状。
13.所述导电弹性聚合物可以包括：绝缘材料，具有弹性；以及导电金属球，具有各向
异性和/或各向同性并且均匀地分布。
14.所述导电金属膜可以将相互绝缘的所述导电金属球相互电连接。
15.所述导电金属膜可以由铂构成。
16.所述第一探头还可以包括积分球，所述积分球包括：球形的内部空腔；光入射部，被开口成使从所述一部分发光堆叠图案发射的光入射到所述内部空腔；以及光测量部，用于测量所接收的光。
17.所述发光元件测试装置还可以包括：第二光检测部，通过光缆与所述光测量部连接。
18.所述第二探头可以包括：第二主体部；以及导电梢，布置在所述第二主体部的端部处。
19.所述导电梢可以与所述n型半导体层的侧表面接触。
20.所述导电弹性聚合物的截面面积可以大于所述导电梢的截面面积。
21.所述发光堆叠图案中的每个的所述p型半导体层可以相互绝缘，并且所述发光堆叠图案中的每个的n型半导体层可以相互电连接。
22.所述发光堆叠图案中的每个可以以所述n型半导体层、有源层和所述p型半导体层的顺序堆叠在所述基板上。
23.所述发光堆叠图案中的每个还可以在所述p型半导体层上包括电极层。
24.所述电极层可以由铟锡氧化物(ito)构成。
25.所述发光堆叠图案中的每个还可以包括围绕所述n型半导体层的外周表面、所述有源层的外周表面和所述p型半导体层的外周表面的绝缘层。
26.所述绝缘层可以包括透明的绝缘材料。
27.所述基板可以由蓝宝石或碳化硅(sic)形成。
28.所述光检测部可以布置在所述基板的下部，并且可以与所述第一探头对应地移动。
29.所述光检测部可以对从所述一部分发光堆叠图案发射的光量中的被所述基板吸收的光量进行偏移校正。
30.有益效果
31.根据本发明一实施例的发光元件测试装置通过由在其一表面上包括导电金属层的导电弹性聚合物构成探头，能够防止在检查过程中由探头引起的发光元件的损坏以及从发光元件发射的光的损失。
32.然而，本发明的效果不限于上述效果，并且可以在不脱离本发明的思想及领域的范围内进行各种扩展。
附图说明
33.图1是示出根据本发明一实施例的发光元件的透视图，且图2a和图2b是沿着图1的线i-i’截取的根据本发明各种实施例的发光元件的剖视图。
34.图3a至图3j是依次示出发光元件的制造方法的剖视图。
35.图4是用于说明根据一实施例的发光元件测试装置的示意图。
36.图5a和图5b是用于说明根据第一探头的主体部的形状的效果的图。
37.图6a和图6b是用于说明根据第一探头的导电金属膜是否存在的效果的图。
38.图7a至图7c是用于说明根据另一实施例的发光元件测试装置的示意图。
具体实施方式
39.本发明可以进行各种改变，并且可以具有各种形态，将在附图中例示特定的实施例并在本文中进行详细说明。然而，这并不是要将本发明限于特定的公开形态，而是应理解为包括本发明的思想及技术范围中所包括的所有改变、等同及替代。
40.在对各个附图进行说明时，对类似的构成要素使用了类似的附图标记。在附图中，为了清楚起见，结构的尺寸从实际尺寸放大示出。虽然“第一”、“第二”等术语可以用于说明各种构成要素，但上述构成要素不应受上述术语的限制。上述术语仅用于将一个构成要素与另一构成要素区分开的目的。例如，在不脱离本发明的权利范围的情况下，第一构成要素可以命名为第二构成要素，并且类似地，第二构成要素也可以命名为第一构成要素。除非在上下文中明确地另外意指，否则单数的表达包括复数的表达。
41.应当理解，在本技术中，“包括”或“具有”等术语旨在表示说明书中所描述的特征、数字、步骤、操作、构成要素、部件或其组合的存在，而不事先排除一个或更多个其它的特征、数字、步骤、操作、构成要素、部件或其组合的存在或增加的可能性。此外，当层、膜、区域、板等部分被称为“在”另一部分“上”时，这不仅包括“直接在”另一部分“上”的情况，而且还包括其中间存在又一部分的情况。此外，在本说明书中，当某一层、膜、区域、板等部分被称为形成在另一部分上时，上述形成的方向不限于上部方向，并且包括在侧方向或下部方向上形成的情况。相反，当层、膜、区域、板等部分被称为“在”另一部分“下”时，这不仅包括“直接在”另一部分“下”的情况，而且还包括其中间存在又一部分的情况。
42.以下，参照附图对具体的实施例进行说明。
43.图1是示出根据本发明一实施例的发光元件的透视图，且图2a和图2b是沿着图1的线i-i’截取的根据本发明各种实施例的发光元件的剖视图。
44.在图1中，根据本发明一实施例的发光元件ld被示出为圆柱形状的发光元件，但是本发明的发光元件ld的种类和/或形状不限于此。
45.参照图1至图2b，根据本发明一实施例的发光元件ld包括第一半导体层11和第二半导体层13以及介于上述第一半导体层11与上述第二半导体层13之间的有源层12。根据实施例，发光元件ld可以包括第一半导体层11、有源层12和第二半导体层13在长度方向上依次堆叠的堆叠结构。
46.发光元件ld可以设置为沿着一方向延伸的杆形状。如果将发光元件ld的延伸方向称为长度方向，则发光元件ld可以沿着上述长度方向具有一侧端部和另一侧端部。根据实施例，在发光元件ld的一侧端部处可以布置有第一半导体层11和第二半导体层13中的一个，并且在发光元件ld的另一侧端部处可以布置有第一半导体层11和第二半导体层13中的另一个。
47.发光元件ld可以是制造成杆形状的杆型发光二极管。在本说明书中，术语“杆形”包括诸如圆柱或多棱柱等的在长度方向上长(即，纵横比大于1)的杆形状(rod-like shape)或棒形状(bar-like shape)，并且其截面形状不受特别限制。例如，发光元件ld的长度可以大于其直径(或横截面的宽度)。以下，为了方便起见，对发光元件ld具有圆柱形状的
情况进行说明。
48.根据实施例，发光元件ld可以具有小到纳米级至微米级的大小，例如可以具有分别在纳米级或微米级范围的直径和/或长度。然而，在本发明中，发光元件ld的大小不限于此。例如，根据把使用发光元件ld的发光装置用作光源的各种装置、例如显示装置等的设计条件，发光元件ld的大小可以不同地改变。
49.例如，第一半导体层11可以包括至少一个n型半导体层。例如，第一半导体层11可以包括inalgan、gan、algan、ingan、aln、inn中的至少一种半导体材料，并且可以包括掺杂有诸如si、ge、sn等的第一导电掺杂剂的n型半导体层。然而，构成第一半导体层11的材料不限于此，除此之外，第一半导体层11可以由各种材料构成。
50.有源层12可以布置在第一半导体层11上，并且可以形成为单量子阱结构或多量子阱结构。在一实施例中，在有源层12的上部和/或下部，可以形成掺杂有导电掺杂剂的包覆层(未示出)。例如，包覆层可以由algan层或inalgan层形成。根据实施例，algan、alingan等材料可以用于形成有源层12，除此之外，各种材料可以构成有源层12。
51.当向发光元件ld的两端施加预定电压以上的电场时，电子-空穴对在有源层12中结合，同时上述发光元件ld发光。通过利用这种原理来控制发光元件ld的发光，可以将上述发光元件ld用作包括显示装置的像素在内的各种发光装置的光源。有源层12可以包括与第一半导体层11接触的一表面和与第二半导体层13接触的另一表面。
52.第二半导体层13可以布置在有源层12上，并且可以包括与第一半导体层11不同类型的半导体层。例如，第二半导体层13可以包括至少一个p型半导体层。例如，第二半导体层13可以包括inalgan、gan、algan、ingan、aln、inn中的至少一种半导体材料，并且可以包括掺杂有诸如mg等的第二导电掺杂剂的p型半导体层。然而，构成第二半导体层13的材料不限于此，除此之外，各种材料可以构成第二半导体层13。
53.参照图2b，在本发明一实施例中，发光元件ld可以包括布置在第二半导体层13上的电极层15。即，发光元件ld可以包括以第一半导体层11、有源层12、第二半导体层13和电极层15的顺序堆叠的堆叠结构。在以下实施例中，包括第一半导体层11、有源层12、第二半导体层13和电极层15的堆叠结构被称为发光堆叠图案。
54.这种发光堆叠图案可以具有圆柱形状，并且发光元件ld也可以具有与发光堆叠图案对应的圆柱形状。此外，包括在发光堆叠图案中的第一半导体层11、有源层12、第二半导体层13和电极层15具有圆柱形状。
55.在发光元件ld的一侧端部处可以布置有第一半导体层11，并且在发光元件ld的另一侧端部处可以布置有电极层15。发光元件ld可以包括位于发光元件ld的两个端部处并且暴露于外部的第一半导体层11的下表面和电极层15的上表面。第一半导体层11的下表面和电极层15的上表面可以是与外部的导电材料接触并电连接的表面。
56.在发光元件ld具有圆柱形状的情况下，在圆柱的下部处可以布置有第一半导体层11，并且在圆柱的上部处可以布置有电极层15。在发光元件ld具有圆柱形状的情况下，第一半导体层11的下表面和电极层15的上表面中的每个可以具有圆形形状。
57.根据实施例，在发光元件ld具有椭圆柱形状的情况下，第一半导体层11的下表面和电极层15的上表面中的每个可以具有椭圆形形状。此外，根据另一实施例，在发光元件ld具有多棱柱形状的情况下，第一半导体层11的下表面和电极层15的上表面中的每个可以具
有多边形形状。
58.电极层15可以是电连接到第二半导体层13的欧姆(ohmic)接触电极，但不限于此。根据实施例，电极层15可以是肖特基(schottky)接触电极。电极层15可以包括金属或金属氧化物，例如，可以单独或混合使用cr、ti、al、au、ni及它们的氧化物或合金、ito、izo、itzo等。此外，电极层15可以实质上是透明的或半透明的。因此，从发光元件ld的有源层12生成的光可以透过电极层15发射到发光元件ld的外部。
59.如图1至图2b所示，发光元件ld还可以包括设置于发光堆叠图案的表面的绝缘膜14。绝缘膜14可以包括透明的绝缘材料。例如，绝缘膜14可以包括选自由sio2、si3n4、al2o3和tio2组成的组中的一种以上的绝缘材料，但不限于此，并且可以使用具有绝缘性的各种材料。
60.绝缘膜14防止有源层12与除了第一半导体层11和第二半导体层13之外的导电材料接触而可能发生的电短路。此外，通过形成绝缘膜14，可以使发光元件ld的表面缺陷最小化，从而可以提高发光元件ld的寿命和效率。此外，在多个发光元件ld紧密布置的情况下，绝缘膜14可以防止在发光元件ld之间可能发生的不期望的短路。
61.绝缘膜14可以在发光堆叠图案的表面形成为至少围绕有源层12的外周表面，除此之外，绝缘膜14还可以围绕第一半导体层11的一区域的外周表面和第二半导体层13的一区域的外周表面以及电极层15的外周表面。
62.在本发明一实施例中，绝缘膜14可以暴露发光元件ld的具有彼此不同的极性的两个端部中的至少一个端部。虽然图1至图2b示出了绝缘膜14围绕第一半导体层11的外周表面和第二半导体层13的外周表面两者，但是不同于此，绝缘膜14可以不覆盖在长度方向上位于发光元件ld的两个端部的第一半导体层11和第二半导体层13中的上述第一半导体层11的一部分，而是可以将其暴露于外部。
63.图3a至图3j是依次示出发光元件的制造方法的剖视图。
64.参照图1至图2b以及图3a，准备构成为支承发光元件ld的基板1。
65.基板1可以是gaas基板、gap基板、inp基板或蓝宝石(sapphire)基板。基板1可以是用于外延生长的晶片。基板1可以包括在其表面上具有gaas层的zno基板。此外，也可以使用在其表面上具有gaas层的ge基板以及在si晶片上具有gaas层并且缓冲层介于si晶片与gaas层之间的si基板。此外，可以是透明的碳化硅(sic)基板。
66.基板1可以使用通过公知的方法制造的市售的单晶基板。在能够满足用于制造发光元件ld的选择比并且能够顺利地实现外延生长的情况下，基板1的材料就不限于此。在以下实施例中，对基板1是透明的蓝宝石基板的情况进行说明。
67.基板1的进行外延生长的表面优选是平滑的。基板1的大小和直径可以根据应用上述基板1的产品而变化，且基板1可以制造为能够减少由外延生长产生的堆叠结构所引起的弯曲。基板1的形状不限于圆形，并且可以是矩形等多边形的形状。
68.参照图1至图2b以及图3b，在基板1上形成牺牲层3。可以通过mocvd方法、mbe方法、vpe方法、lpe方法等在基板1上形成牺牲层3。
69.基板1和牺牲层3可以彼此接触布置。在制造发光元件ld的过程中，牺牲层3可以位于发光元件ld与基板1之间，从而使发光元件ld和基板1物理地间隔开。
70.牺牲层3可以具有各种形态的结构，并且可以具有单层结构或多层结构。牺牲层3
可以由gaas、alas或algaas形成。另一方面，根据发光元件ld的制造方法，也可以省略在基板1上形成牺牲层3的步骤。在这种情况下，可以在基板1上形成第一半导体层11。
71.参照图1至图2b以及图3c，在牺牲层3上形成第一半导体层11。类似于牺牲层3，第一半导体层11可以通过外延生长形成，并且可以通过mocvd方法、mbe方法、vpe方法、lpe方法等形成。根据实施例，在第一半导体层11与牺牲层3之间还可以形成缓冲层、未掺杂半导体层等用于提高结晶度的附加的半导体层。
72.第一半导体层11可以包括由iii(ga、al、in)族-v(p、as)族组成的半导体材料，并且可以包括掺杂有诸如si、ge、sn等的第一导电掺杂剂的半导体层。例如，第一半导体层11可以包括掺杂有si的gap、gaas、gainp、algainp中的至少一种半导体材料。即，第一半导体层11可以包括至少一个n型半导体层。构成第一半导体层11的材料不限于此，除此之外，各种材料可以构成第一半导体层11。
73.参照图1至图2b以及图3d，在第一半导体层11上形成有源层12。有源层12是电子和空穴复合的区域，上述电子随着与空穴复合而跃迁到低能级，并且可以发射具有与其相应的波长的光。
74.有源层12可以形成在第一半导体层11上，并且可以具有单量子阱结构或多量子阱结构。有源层12的位置可以根据发光元件ld的种类而不同地改变。
75.有源层12可以包括gainp、algainp、gaas、algaas、ingaas、ingaasp、inp、inas中的至少一种材料。有源层12可以发射具有400nm至900nm的波长的光。有源层12可以具有双异质结构(double heterostructure)。根据实施例，在有源层12的上表面和/或下表面上还可以形成掺杂有导电掺杂剂的包覆层(未示出)。
76.参照图1至图2b以及图3e，在有源层12上形成第二半导体层13。第二半导体层13可以包括与第一半导体层11不同类型的半导体层。第二半导体层13可以包括由iii(ga、al、in)族-v(p、as)族组成的半导体材料，并且可以包括掺杂有诸如mg等的第二导电掺杂剂的半导体层。例如，第二半导体层13可以包括掺杂有mg的gap、gaas、gainp、algainp中的至少一种半导体材料。即，第二半导体层13可以包括p型半导体层。构成第二半导体层13的材料不限于此，除此之外，各种材料可以构成第二半导体层13。
77.参照图1至图2b以及图3f，在第二半导体层13上形成电极层15。电极层15可以包括金属或金属氧化物。例如，电极层15可以单独或混合使用cr、ti、al、au、ni及它们的氧化物或合金、ito、izo、itzo等。在本发明一实施例中，电极层15可以由诸如铟锡氧化物(ito)的透明的金属氧化物形成，从而使从有源层12生成并向发光元件ld的外部发射的光的损失最小化并且提高电流向第二半导体层13扩散(spreading)的效果。
78.如上所述，依次堆叠在基板1上的第一半导体层11、有源层12、第二半导体层13和电极层15构成发光堆叠体。
79.参照图1至图2b以及图3g，可以在垂直方向上蚀刻发光堆叠体从而形成发光堆叠图案10。在发光堆叠体的上部布置掩模(未示出)之后，通过执行第一蚀刻工艺来以纳米级或微米级的间隔对上述发光堆叠体进行图案化，从而形成多个发光堆叠图案10。
80.在本发明一实施例中，掩模可以包括多个开口部(未示出)，并且发光堆叠体的与上述多个开口部对应的一区域可以被蚀刻从而形成将第一半导体层11的一区域暴露于外部的槽部。参照图3g，第一半导体层11的背对基板1的一表面的一区域可以暴露于外部。
81.发光堆叠体的与掩模的开口部对应的一区域被蚀刻，且发光堆叠体的不与掩模的开口部对应的一区域不被蚀刻。根据实施例，也可以发生与其相反的情况。即，也可以是发光堆叠体的与掩模的开口部对应的一区域不被蚀刻，且发光堆叠体的不与掩模的开口部对应的一区域被蚀刻。
82.第一次蚀刻可以使用诸如rie(reactive ion etching；反应离子蚀刻)、ribe(reactive ion beam etching；反应离子束蚀刻)或icp-rie(inductively coupled plasma reactive ion etching；电感耦合等离子体反应离子蚀刻)等的干式蚀刻法。不同于湿式蚀刻法，这种干式蚀刻法可以实现单向刻蚀，因此适合形成发光堆叠图案10。
83.在本发明一实施例中，发光堆叠图案10中的每个可以具有纳米级或微米级的大小。
84.在执行第一次蚀刻工艺之后，可以通过常规的湿式蚀刻方法或干式蚀刻方法去除残留在发光堆叠图案10上的残留物(未示出)，但是不限于此，并且可以通过常规的去除方法去除残留物。这里，残留物可以包括在掩模工艺中所需的蚀刻掩模、绝缘材料等。
85.参照图1至图2b以及图3h，在发光堆叠图案10以及第一半导体层11的暴露于外部的一区域上形成绝缘膜14。即，绝缘膜14可以覆盖第一半导体层11、有源层12、第二半导体层13和电极层15，从而使第一半导体层11、有源层12、第二半导体层13和电极层15不暴露于外部。
86.形成绝缘膜14的方法可以使用在附接于基板1上的发光堆叠图案10上涂布绝缘材料的方法，但不限于此。可用作绝缘膜14的材料可以包括选自由sio2、si3n4、al2o3和tio2组成的组中的任一种以上，但不限于此。例如，可以通过ald(atomic layer deposition；原子层沉积)方式形成al2o3膜，并且可以以脉冲形式供应tma(trimethyl aluminum；三甲基铝)和h2o源并利用化学吸附和解吸来形成薄膜。绝缘膜14的厚度可以是30nm至150nm，但不限于此。
87.参照图1至图2b以及图3i，可以执行第二次蚀刻工艺从而去除绝缘膜14的一部分。通过第二次蚀刻工艺，可以去除绝缘膜14的围绕电极层15的部分以及绝缘膜14的覆盖第一半导体层11的一区域(背对基板1的一表面的区域)的部分。由此，绝缘膜14可以设置在发光堆叠图案10的外侧表面上。即，通过执行第二次蚀刻工艺，可以在基板1上形成被绝缘膜14部分地围绕的发光堆叠图案10。
88.参照图1至图2b以及图3j，可以利用化学分离(chemical lift-off；clo)方式来从基板1分离被绝缘膜14部分地围绕的发光堆叠图案10。可以在发光堆叠图案10的第一半导体层11与形成在牺牲层3上的第一半导体层11的边界面上执行化学分离。参照图3j，随着执行化学分离，第一半导体层11的不包括在发光堆叠图案10中的一部分留在牺牲层3上。
89.从基板1分离的发光堆叠图案10可以是电极层15的表面和绝缘膜14的表面以及第一半导体层11的下表面暴露于外部的状态。
90.另一方面，为了管理发光元件ld的产率，可以优选在制造发光元件ld的工艺中检查发光元件ld的特性。例如，如图3i所示，可以在发光元件ld从基板1分离之前在发光堆叠图案10的状态下执行特性检查。
91.检查发光元件ld的特性的方法有以下两种代表性方式。
92.第一种是作为光学特性检查的光致发光(photo luminescence)检查。该方式为，
向发光元件ld施加外部光从而使其激发后，对发光时所发射的波长进行分析以确定是否存在缺陷的方法。这种方式不直接接触发光元件ld，因此在测量过程中不发生发光元件ld的损坏，但是仅测量光学特性而不能确认电特性。此外，在纳米级至微米级的发光元件ld的情况下，激光波长的束宽度大于发光元件ld的尺寸，因此难以进行准确的分析。
93.第二种是作为电特性检查的电致发光(electro luminescence)检查。该方式为，直接向发光元件ld注入电流从而使其发光，从而不仅可以确认电特性，而且还可以一同确认发光特性，因此是准确度最高的检查方法。然而，在电致发光检查中，在探测(probing)过程中可能会发生发光元件ld的损坏，并且由于需要向发光元件ld中的每个施加电流并分析特性，因此在检查包括数千万个纳米级至微米级的发光元件ld的基板时可能需要很长时间，而且随着发光元件ld的尺寸减小，事实上不可能对发光元件ld中的每个进行探测。
94.为了解决这种问题，可以使用利用大面积的导电弹性聚合物(elastomer)来同时探测预定数量的发光元件ld的方式。然而，由于探头(probe)位于发光元件ld的上表面上，因此存在除去作为发光元件ld的主要发光源的上部发光而仅接收穿过基板的有限的下部发光以执行电致发光检查的缺点。
95.以下，通过图4至图6b来详细地描述在发光元件ld(或发光堆叠图案10)的电致发光检查时能够在基板1的下部有效地接收光而没有上部发光损失的发光元件ld的测试装置。
96.图4是用于说明根据一实施例的发光元件测试装置的示意图。图5a和图5b是用于说明根据第一探头的主体部的形状的效果的图。图6a和图6b是用于说明根据第一探头的导电金属膜是否存在的效果的图。
97.参照图4，根据一实施例的发光元件测试装置1000可以包括台100、电源部200、第一探头300、第二探头400和光检测部500。
98.台100可以支承作为检查对象的基板1。根据一实施例，台100可以通过真空将基板1吸附于上表面。然而不限于此，例如，台100也可以使用诸如双面胶带的粘合部件或诸如夹具的固定部件使基板1固定于上表面。
99.此时，基板1可以包括多个发光堆叠图案10。如图3i所示，发光堆叠图案10中的每个的p型半导体层可以相互绝缘，并且n型半导体层可以处于相互物理连接且电连接的状态。
100.发光堆叠图案10中的每个可以具有第一半导体层11、有源层12和第二半导体层13依次堆叠的结构。当向发光堆叠图案10的第一半导体层11和第二半导体层13施加预定电压以上的电场时，电子-空穴对在有源层12结合，同时发光堆叠图案10发光。发光堆叠图案10可以通过上表面(例如，第二半导体层13的方向)、下表面(例如，第一半导体层11的方向)和外周表面(或侧表面)发射光。
101.发光堆叠图案10中的每个还可以在第二半导体层13上包括电极层15。电极层15可以包括金属或金属氧化物，例如，可以单独或混合使用cr、ti、al、au、ni及它们的氧化物或合金、ito、izo、itzo等。此外，电极层15可以实质上是透明的或半透明的。因此，从发光堆叠图案10的有源层12生成的光可以透过电极层15并从发光堆叠图案10的上表面发射。
102.此外，发光堆叠图案10中的每个还可以包括围绕第一半导体层11的外周表面、有源层12的外周表面和第二半导体层13的外周表面的绝缘膜14。绝缘膜14可以包括透明的绝
缘材料。例如，绝缘膜14可以包括选自由sio2、si3n4、al2o3和tio2组成的组中的一种以上的绝缘材料。因此，从发光堆叠图案10的有源层12生成的光可以透过绝缘膜14并从发光堆叠图案10的外周表面(或侧表面)发射。
103.此外，基板1可以是透明的蓝宝石(sapphire)基板或碳化硅(sic)基板。因此，从发光堆叠图案10的有源层12生成的下部光可以透过基板1。
104.电源部200可以向与导电弹性聚合物302(或导电金属膜303)接触的发光堆叠图案10提供电流。根据本技术一实施例的电源部200可以利用后述的第一探头300和第二探头400向发光堆叠图案10的两端施加电压。例如，第一探头300可以电连接到发光堆叠图案10的第二半导体层13(或电极层15)，且第二探头400可以电连接到发光堆叠图案10的第一半导体层11。此时，电压可以是用于使发光堆叠图案10发光的电压，并且可以是直流电压或交流电压。例如，在电压是直流电压的情况下，电压的大小可以是约0.1v至约10v。此外，在电压是交流电压的情况下，电压可以具有约0.1v至约10v的振幅，并且可以具有约10hz至约100gz的频率。
105.第一探头300可以包括第一主体部301、导电弹性聚合物302和导电金属膜303。
106.第一主体部301可以包括供使用者握持或连接于自动检查装置等的柄部hp以及布置有导电弹性聚合物302的下端部bp。
107.根据一实施例的第一主体部301的柄部hp还可以在连接导电弹性聚合物302和与导电弹性聚合物302电连接的一部分发光堆叠图案10的延长线上包括弹簧部件304。弹簧部件304可以在执行电致发光检查期间提供缓冲功能以防止发光堆叠图案10被第一探头300损坏。
108.另一方面，第一主体部301的柄部hp的表面可以涂覆有绝缘材料。例如，绝缘材料可以是天然橡胶、聚异戊二烯、聚丁二烯、氯丁橡胶、聚氨酯基橡胶和/或硅橡胶或者其混合物。
109.第一主体部301的下端部bp的表面可以形成为具有凹入的形状，并且可以涂覆有反射率高的材料。例如，下端部bp的表面可以具有圆顶形状。如图5a所示，在下端部bp的表面具有凹入的形状的情况下，从发光堆叠图案10向上部方向发射的光lt在被下端部bp的表面反射时反射角减小，因此，由布置在基板1的下部的光检测部500再接收的光量可以增加。在这种情况下，不仅从发光堆叠图案10向下部方向发射的光lb被光检测部500接收，而且从发光堆叠图案10向上部方向发射的光lt也被光检测部500接收，因此可以以最小的光损失执行发光堆叠图案10的电致发光检查。
110.相反，如图5b所示，在第一主体部301的下端部bp的表面具有与基板1的上表面平行的平面形状的情况下，从发光堆叠图案10向上部方向发射的光lt在被下端部bp的表面反射时反射角大于图5a所示的实施例的反射角，因此，由布置在基板1的下部的光检测部500再接收的光量可能减少。即，与图5a所示的实施例相比，在图5b所示的实施例中，从发光堆叠图案10向上部方向发射的光lt几乎不能被光检测部500接收，且仅从发光堆叠图案10向下部方向发射的光lb被接收，因此在电致发光检查时可能发生光损失。
111.再次参照图4，导电弹性聚合物302可以是大面积的导电梢，并且可以布置在第一主体部301的下端部bp的表面上。例如，导电弹性聚合物302可以布置在下端部bp的表面的中央区域中。
112.参照图6a和图6b，导电弹性聚合物302可以在具有弹性的绝缘材料ins之间包括均匀分布的导电金属球mb(或粉末)。在导电弹性聚合物302中，导电金属球mb可以在绝缘材料ins之间布置成具有各向异性和/或各向同性。例如，包括在导电弹性聚合物302中的绝缘材料ins可以是天然橡胶、聚异戊二烯、聚丁二烯、氯丁橡胶、聚氨酯基橡胶和/或硅橡胶或者其混合物。包括在导电弹性聚合物302中的导电金属球mb例如可以是碳、金属粉末、金属涂镀微粒或它们的混合物。金属涂镀微粒可以是金或银涂覆在镍上的形态。由于导电弹性聚合物302由具有弹性的材料构成，因此可以防止发光堆叠图案10的损坏。
113.导电弹性聚合物302可以是具有体积的多面体(例如，长方体)和/或圆柱，并且导电弹性聚合物302的一表面可以结合于下端部bp的表面且平行于一表面的另一表面可以面向外部(即，基板1)。
114.当预定的基准以上的压力施加到导电弹性聚合物302的一表面时，导电弹性聚合物302的内部的导电金属球mb的布置由于压力而物理地变形，从而导电弹性聚合物302可以实现从一表面到另一表面的电连接。
115.导电金属膜303可以布置在导电弹性聚合物302的另一表面上。根据一实施例，导电金属膜303可以由导电性和反射性良好的金属构成。例如，导电金属膜303可以由铂构成。此外，导电金属膜303的厚度可以是10nm。
116.参照图6a和图6b，导电金属膜303可以与发光堆叠图案10的电极层15接触。如上所述，当向发光堆叠图案10的两端施加预定电压以上的电场时，电子-空穴对在有源层12中结合，同时发光堆叠图案10发光。发光堆叠图案10可以通过上表面(例如，第二半导体层13的方向)和下表面(例如，第一半导体层11的方向)发射光lt、lb。此时，尽管为了便于描述而省略，但是光也可以通过发光堆叠图案10的外周表面(或侧表面)发射。
117.向发光堆叠图案10的下部方向发射的光lb可以透过透明的基板1并被光检测部500接收。
118.另一方面，向发光堆叠图案10的上部方向发射的光lt虽然开始朝向发光堆叠图案10的电极层15侧行进，但如图6a所示，在导电弹性聚合物302的另一表面上包括有导电金属膜303的情况下，从发光堆叠图案10向上部方向发射的光lt被导电金属膜303反射从而改变光路，因此，由布置在基板1的下部的光检测部500再接收的光量可以增加。在这种情况下，可以以最小的光损失执行发光堆叠图案10的电致发光检查。
119.相反，如图6b所示，在导电弹性聚合物302的另一表面上未包括有导电金属膜303的情况下，从发光堆叠图案10向上部方向发射的光lt被导电弹性聚合物302吸收或散射，因此，由布置在基板1的下部的光检测部500再接收的光量可能减少。即，与图6a所示的实施例相比，在图6b所示的实施例中，从发光堆叠图案10向上部方向发射的光lt的光损失可能较大。
120.此外，参照图6a和图6b，由于发光堆叠图案10具有小到纳米级至微米级的大小，因此包括在导电弹性聚合物302中的导电金属球mb的直径可能大于发光堆叠图案10的直径。因此，在导电弹性聚合物302中可能产生非导电区域(即，仅布置有绝缘材料ins的区域)，从而可能不会向发光堆叠图案10提供电压。结果，与非导电区域接触的发光堆叠图案10不会发光，从而由光检测部500检测到的光量可能减少。
121.参照图6a，在导电弹性聚合物302的另一表面上包括有导电金属膜303的情况下，
导电弹性聚合物302的内部的导电金属球mb通过导电金属膜303电连接，因此，可以去除导电弹性聚合物302的非导电区域，从而实现第一探头300与发光堆叠图案10的稳定的电接触。
122.相反，参照图6b，在导电弹性聚合物302的另一表面上未包括有导电金属膜303的情况下，可能会残留导电弹性聚合物302的非导电区域，从而妨碍第一探头300与发光堆叠图案10的电接触。
123.另一方面，在导电弹性聚合物302的另一表面上包括有导电金属膜303的情况下，可以增加与发光堆叠图案10反复接触的导电弹性聚合物302的表面的耐磨性，从而延长第一探头300的寿命。
124.再次参照图4，第二探头400可以包括第二主体部401和布置在第二主体部401的端部处的导电梢402。
125.第二主体部401可以供使用者握持或连接于自动检查装置等。第二主体部401的表面可以涂覆有绝缘材料。例如，绝缘材料可以是天然橡胶、聚异戊二烯、聚丁二烯、氯丁橡胶、聚氨酯基橡胶和/或硅橡胶或者其混合物。
126.导电梢402可以向发光堆叠图案10的暴露于基板1的侧表面的第一半导体层11提供电子。如图6a所示，在电致发光检查时，由于包括在基板1上的发光堆叠图案10中的每个的第二半导体层13相互绝缘并且第一半导体层11处于相互电连接的状态，因此，在第一半导体层11的一点与导电梢402接触的情况下，可以向包括在基板1上的所有发光堆叠图案10提供电子。
127.相反，第一探头300的导电弹性聚合物302可以仅向与其电连接的发光堆叠图案10提供空穴。如上所述，由于事实上难以对具有小到纳米级至微米级的大小的发光堆叠图案10中的每个单独地进行探测，并且可能会发生检查时间增加的问题，因此，第一探头300的导电弹性聚合物302可以设计成与布置在基板1上的所有发光堆叠图案10中的一部分发光堆叠图案10接触。即，第一探头300的导电弹性聚合物302的截面面积可以大于第二探头400的导电梢402的截面面积。
128.光检测部500可以在基板1的下侧方向上布置成与第一探头300相对并且基板1介于光检测部500与第一探头300之间。光检测部500可以与第一探头300联动地上下或左右移动，以无损失地接收从发光堆叠图案10发射的光。例如，光检测部500可以是包括光电二极管阵列的相机。
129.光检测部500可以对从发光堆叠图案10发射的光量中的被基板1吸收的光量进行偏移校正。根据一实施例的基板1可以是透明的蓝宝石基板或碳化硅(sic)基板。因此，从发光堆叠图案10发射的光中的大部分透过基板1，但是从发光堆叠图案10发射的光中的一部分可能被基板1反射或吸收。可以通过测量并比较针对布置在基板1上的发光堆叠图案10的光量和针对从基板1分离的发光元件ld(参照图1)的光量来计算由于基板1而损失的光量。可以通过对此进行数据库化来设定偏移值。
130.以下，对另一实施例进行说明。在以下的实施例中，将省略或简化说明与已说明的实施例相同的构成，并且将主要说明不同之处。
131.图7a至图7c是用于说明根据另一实施例的发光元件测试装置的示意图。
132.图7a所示的实施例与图4所示的实施例的不同之处仅在于，第一探头300_1还包括
积分球305，其余的构成实质上相同。以下，主要说明积分球305，并且省略对重复构成的说明。
133.积分球305可以包括球形的内部空腔、被开口成使从与导电弹性聚合物302电连接的发光堆叠图案10发射的光入射到内部空腔的光入射部pin、以及用于对被积分球305反射并聚集在光接收区域的光进行测量的光测量部pwn。积分球305的内壁涂覆有反射率高的材料，因此入射的光可以在积分球305的内部均匀地反射。因此，积分球305的内部的光的分布可以变得非常均匀，并且通过光入射部pin入射到积分球305的内部的光可以均匀地分布在积分球305的整个内壁。入射到积分球305的整个内壁的光量等于入射到积分球305的内部的总光量。如果利用此来测量入射到积分球305的内壁的部分测量区域的光量，则可以求出入射到积分球305的总光量。如果设定测量区域的面积为a、积分球305的内壁的总表面积为b、测量到的光量为c，则总光量为c
×
(b/a)。这里，测量区域的面积可以是检测器(未示出)的光接收元件的面积。
134.发光元件测试装置1000_1还可以包括通过光缆ca与光测量部pwn连接的第二光检测部501，以测量通过发光堆叠图案10的上表面和/或外周表面发射的光。
135.在通过将由光检测部500测量的光量与由第二光检测部501测量的光量相加来计算从发光堆叠图案10发射的光量的情况下，可以最小化光损失，因此可以执行更准确的电致发光检查。
136.另一方面，图7a中示出了附加地包括第二光检测部501的实施例，但是不限于此，并且也可以将光缆ca与光检测部500相连接并通过一个光检测部500计算从发光堆叠图案10发射的光量。
137.图7b所示的实施例与图7a所示的实施例的不同之处在于，第一探头300_2的主体部301_1的下端部bp的表面不具有凹入的形状，而是具有平行于基板1的平面。此外，图7c所示的实施例与图7b所示的实施例的不同之处在于，省略了在第一探头300_3的导电弹性聚合物302的另一表面的导电金属膜303。与图7a所示的实施例相比，图7b和图7c所示的实施例虽然其中的光损失补偿减少，但是具有制造工艺容易并且生产费用减少的优点。
138.以上参照本发明的实施例进行了说明，但本领域的技术人员将可以理解，在不脱离权利要求书中记载的本发明的思想及领域的范围内，可以对本发明进行各种修改及改变。

技术特征：
1.一种发光元件测试装置，包括：台，支承包括多个发光堆叠图案的基板；电源部，向所述多个发光堆叠图案提供电流；第一探头，向所述多个发光堆叠图案中的一部分发光堆叠图案的p型半导体层提供空穴；第二探头，向所述多个发光堆叠图案的n型半导体层提供电子；以及光检测部，接收从所述一部分发光堆叠图案发射的光，其中，所述第一探头包括：第一主体部；导电弹性聚合物，布置在所述第一主体部的下端部处；以及导电金属膜，布置在所述导电弹性聚合物的一表面上。2.根据权利要求1所述的发光元件测试装置，其中，所述第一主体部还包括：弹簧部件，位于连接所述导电弹性聚合物和所述一部分发光堆叠图案的延长线上。3.根据权利要求1所述的发光元件测试装置，其中，所述第一主体部的所述下端部的表面具有圆顶形状。4.根据权利要求1所述的发光元件测试装置，其中，所述导电弹性聚合物包括：绝缘材料，具有弹性；以及导电金属球，具有各向异性和/或各向同性并且均匀地分布。5.根据权利要求4所述的发光元件测试装置，其中，所述导电金属膜将相互绝缘的所述导电金属球相互电连接。6.根据权利要求1所述的发光元件测试装置，其中，所述第一探头还包括积分球，所述积分球包括：球形的内部空腔；光入射部，被开口成使从所述一部分发光堆叠图案发射的光入射到所述内部空腔；以及光测量部，用于测量所接收的光。7.根据权利要求6所述的发光元件测试装置，还包括：第二光检测部，通过光缆与所述光测量部连接。8.根据权利要求1所述的发光元件测试装置，其中，所述第二探头包括：第二主体部；以及导电梢，布置在所述第二主体部的端部处。9.根据权利要求8所述的发光元件测试装置，其中，所述导电梢与所述n型半导体层的侧表面接触。10.根据权利要求1所述的发光元件测试装置，其中，所述光检测部布置在所述基板的下部，并且与所述第一探头对应地移动。

技术总结
根据本发明的实施例的发光元件测试装置包括：台，支承包括多个发光堆叠图案的基板；电源部，向多个发光堆叠图案提供电流；第一探头，向多个发光堆叠图案中的一部分发光堆叠图案的p型半导体层提供空穴；第二探头，向多个发光堆叠图案的n型半导体层提供电子；以及光检测部，接收从一部分发光堆叠图案发射的光。第一探头包括：第一主体部；导电弹性聚合物，布置在第一主体部的下端部处；以及导电金属膜，布置在导电弹性聚合物的一表面上。在导电弹性聚合物的一表面上。在导电弹性聚合物的一表面上。


技术研发人员：林垠赞 林龙采 赵秀范 高东均 闵庚柱 李康源 许明洙
受保护的技术使用者：三星显示有限公司
技术研发日：2023.02.08
技术公布日：2023/8/14