JP2000077793A - 半導体レーザ素子のスクリーニング方法 - Google Patents
半導体レーザ素子のスクリーニング方法Info
- Publication number
- JP2000077793A JP2000077793A JP10248185A JP24818598A JP2000077793A JP 2000077793 A JP2000077793 A JP 2000077793A JP 10248185 A JP10248185 A JP 10248185A JP 24818598 A JP24818598 A JP 24818598A JP 2000077793 A JP2000077793 A JP 2000077793A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- current
- screening
- laser device
- gradually increased
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/0014—Measuring characteristics or properties thereof
- H01S5/0021—Degradation or life time measurements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 初期劣化素子のみならず突然劣化素子をも取
り除く半導体レーザ素子のスクリーニング方法を提供す
る。 【解決手段】 半導体レーザ素子に、交互に高温状態と
低温状態とに保持する熱サイクルを与え、かつ駆動電流
を通電してスクリーニングを行う。
り除く半導体レーザ素子のスクリーニング方法を提供す
る。 【解決手段】 半導体レーザ素子に、交互に高温状態と
低温状態とに保持する熱サイクルを与え、かつ駆動電流
を通電してスクリーニングを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ素子
のスクリーニング方法に関し、特に、突然劣化により故
障する半導体レーザ素子を取り除くことが可能なスクリ
ーニング方法に関する。
のスクリーニング方法に関し、特に、突然劣化により故
障する半導体レーザ素子を取り除くことが可能なスクリ
ーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、Ｇ．Ｂｅｉｓｔｅｒらが行った
ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ半導体レーザ素子の寿命試
験結果である（G.Beister et al”Monomode emission a
t 350mW and high reliability with InGaAs/AlGaAs
(λ=1020nm) ridge waveguide laser deiodes” Electr
on. Lett., vol.34,pp.778-779,1998）。寿命試験の試
験条件は、半導体レーザ素子の周囲温度は４０℃一定と
し、光出力が３００ｍＷで一定となるような駆動電流を
通電して行った。図中、１０１は初期劣化素子、１０２
は突然劣化素子、１０３は安定動作素子である。寿命試
験を行った１０素子の内、７素子（１０３）は１０００
時間まで安定に動作している。一方、１０素子の内、２
素子（１０１）は初期的に動作電流が上昇して初期劣化
を起こし、また、１０素子の内、１素子（１０２）は、
予兆がなく突然に劣化する突然劣化を起こしている。こ
の試験結果では、突然劣化は１８０時間経過時に発生し
ているが、かかる突然劣化は、一般に、任意の時間に発
生しうる。
ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ半導体レーザ素子の寿命試
験結果である（G.Beister et al”Monomode emission a
t 350mW and high reliability with InGaAs/AlGaAs
(λ=1020nm) ridge waveguide laser deiodes” Electr
on. Lett., vol.34,pp.778-779,1998）。寿命試験の試
験条件は、半導体レーザ素子の周囲温度は４０℃一定と
し、光出力が３００ｍＷで一定となるような駆動電流を
通電して行った。図中、１０１は初期劣化素子、１０２
は突然劣化素子、１０３は安定動作素子である。寿命試
験を行った１０素子の内、７素子（１０３）は１０００
時間まで安定に動作している。一方、１０素子の内、２
素子（１０１）は初期的に動作電流が上昇して初期劣化
を起こし、また、１０素子の内、１素子（１０２）は、
予兆がなく突然に劣化する突然劣化を起こしている。こ
の試験結果では、突然劣化は１８０時間経過時に発生し
ているが、かかる突然劣化は、一般に、任意の時間に発
生しうる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】例えば、半導体レーザ
素子の光出力を一定に保持して行われる従来のスクリー
ニング方法では、初期劣化素子（１０１）は取り除ける
が、突然劣化素子（１０２）は取り除くことができなか
った。このため、スクリーニングを行ったにもかかわら
ず、最終製品の故障率の低減に一定の限界があり、高い
信頼性が必要とされる通信用デバイスとして使用できな
いという問題があった。
素子の光出力を一定に保持して行われる従来のスクリー
ニング方法では、初期劣化素子（１０１）は取り除ける
が、突然劣化素子（１０２）は取り除くことができなか
った。このため、スクリーニングを行ったにもかかわら
ず、最終製品の故障率の低減に一定の限界があり、高い
信頼性が必要とされる通信用デバイスとして使用できな
いという問題があった。
【０００４】これに対して、発明者が鋭意研究した結
果、上記突然劣化の発生原因が、主に結晶欠陥の移動等
により、半導体レーザ素子の活性層が破壊されることに
起因することを見出すとともに、半導体レーザ素子に駆
動電流を流しながら、熱サイクルをかけてスクリーニン
グすることにより、かかる結晶欠陥に起因する突然劣化
を取り除けることを見出して、本発明を完成した。即
ち、本発明は、初期劣化素子のみならず突然劣化素子を
も取り除く半導体レーザ素子のスクリーニング方法を提
供することを目的とする。
果、上記突然劣化の発生原因が、主に結晶欠陥の移動等
により、半導体レーザ素子の活性層が破壊されることに
起因することを見出すとともに、半導体レーザ素子に駆
動電流を流しながら、熱サイクルをかけてスクリーニン
グすることにより、かかる結晶欠陥に起因する突然劣化
を取り除けることを見出して、本発明を完成した。即
ち、本発明は、初期劣化素子のみならず突然劣化素子を
も取り除く半導体レーザ素子のスクリーニング方法を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、導電型の異な
る半導体層からなる半導体レーザ、導電型の異なる半導
体層からなりかつ複数回の結晶成長によって形成された
再成長界面を有する半導体レーザ、導電型の異なる半導
体層からなりかつ基板がＧａＡｓである半導体レーザ、
又は導電型の異なる半導体層からなりかつ活性層がＩｎ
ＧａＡｓで、基板がＧａＡｓである半導体レーザにおい
て、突然劣化により故障する半導体レーザ素子を取り除
くためのスクリーニング方法であって、該半導体レーザ
素子に、交互に高温状態と低温状態とに保持する熱サイ
クルを与えながら、駆動電流を通電することを特徴とす
る半導体レーザ素子のスクリーニング方法である。この
ように、駆動電流を流しながら、熱サイクルを与えるこ
とにより、低温状態では光出力による素子の劣化が加速
され、高温状態では駆動電流による素子の劣化が加速さ
れ、更には、温度を変化させることにより半導体レーザ
素子に熱歪を加えて劣化加速を行うことができる。従っ
て、初期劣化のみならず、結晶欠陥の移動等に起因する
と考えられる突然劣化も取り除くことができ、スクリー
ニング歩留を向上させることが可能となる。なお、発明
者の検討結果から、熱サイクルのみによるスクリーニン
グ、駆動電流の通電のみのスクリーニングのいずれにお
いても、突然劣化素子の除去が困難であることが分って
いる。即ち、熱サイクルと駆動電流の双方を負荷として
与えることによりはじめて突然劣化による故障の除去が
可能となる。
る半導体層からなる半導体レーザ、導電型の異なる半導
体層からなりかつ複数回の結晶成長によって形成された
再成長界面を有する半導体レーザ、導電型の異なる半導
体層からなりかつ基板がＧａＡｓである半導体レーザ、
又は導電型の異なる半導体層からなりかつ活性層がＩｎ
ＧａＡｓで、基板がＧａＡｓである半導体レーザにおい
て、突然劣化により故障する半導体レーザ素子を取り除
くためのスクリーニング方法であって、該半導体レーザ
素子に、交互に高温状態と低温状態とに保持する熱サイ
クルを与えながら、駆動電流を通電することを特徴とす
る半導体レーザ素子のスクリーニング方法である。この
ように、駆動電流を流しながら、熱サイクルを与えるこ
とにより、低温状態では光出力による素子の劣化が加速
され、高温状態では駆動電流による素子の劣化が加速さ
れ、更には、温度を変化させることにより半導体レーザ
素子に熱歪を加えて劣化加速を行うことができる。従っ
て、初期劣化のみならず、結晶欠陥の移動等に起因する
と考えられる突然劣化も取り除くことができ、スクリー
ニング歩留を向上させることが可能となる。なお、発明
者の検討結果から、熱サイクルのみによるスクリーニン
グ、駆動電流の通電のみのスクリーニングのいずれにお
いても、突然劣化素子の除去が困難であることが分って
いる。即ち、熱サイクルと駆動電流の双方を負荷として
与えることによりはじめて突然劣化による故障の除去が
可能となる。
【０００６】上記熱サイクルは、上記半導体レーザ素子
に用いられた半田材のうち最も融点の低い半田材が溶け
ない温度を高温状態とし、上記半導体レーザ素子の表面
に結露しない温度を低温状態とすることが好ましい。か
かる熱サイクルに設定することにより、半導体レーザ素
子に損傷を与えることなくスクリーニングを行うことが
できるからである。
に用いられた半田材のうち最も融点の低い半田材が溶け
ない温度を高温状態とし、上記半導体レーザ素子の表面
に結露しない温度を低温状態とすることが好ましい。か
かる熱サイクルに設定することにより、半導体レーザ素
子に損傷を与えることなくスクリーニングを行うことが
できるからである。
【０００７】また、本発明は、上記駆動電流を、漸次増
加させることを特徴とする半導体レーザ素子のスクリー
ニング方法でもある。このように駆動電流を漸次増加さ
せることにより、半導体レーザ素子にかかる熱歪を変化
させながら劣化加速が行えるのでスクリーニング効果を
向上させることが可能となる。
加させることを特徴とする半導体レーザ素子のスクリー
ニング方法でもある。このように駆動電流を漸次増加さ
せることにより、半導体レーザ素子にかかる熱歪を変化
させながら劣化加速が行えるのでスクリーニング効果を
向上させることが可能となる。
【０００８】上記駆動電流は、該駆動電流を漸次増加さ
せることにより初期故障が除去される電流値を初期値と
し、該初期値から摩耗故障が発生する電流値の近傍まで
漸次増加させることが好ましい。摩耗故障が発生する電
流値近傍まで駆動電流を増加させてスクリーニングを行
うことにより、突然劣化により故障する素子を十分に取
り除くことができるからである。
せることにより初期故障が除去される電流値を初期値と
し、該初期値から摩耗故障が発生する電流値の近傍まで
漸次増加させることが好ましい。摩耗故障が発生する電
流値近傍まで駆動電流を増加させてスクリーニングを行
うことにより、突然劣化により故障する素子を十分に取
り除くことができるからである。
【０００９】上記駆動電流は、上記半導体レーザ素子の
しきい値電流を検出し、該しきい値電流が減少し始める
まで漸次増加させるものであっても良い。
しきい値電流を検出し、該しきい値電流が減少し始める
まで漸次増加させるものであっても良い。
【００１０】上記駆動電流は、上記半導体レーザ素子の
しきい値電流を検出し、該しきい値電流が減少した後に
更に増加に転じるまで漸次増加させるものであっても良
い。
しきい値電流を検出し、該しきい値電流が減少した後に
更に増加に転じるまで漸次増加させるものであっても良
い。
【００１１】また、本発明は、上記駆動電流を、該駆動
電流を漸次増加させた場合に初期故障が除去される電流
値以上の一定の保持電流で保持することを特徴とする半
導体レーザ素子のスクリーニング方法でもある。このよ
うに、駆動電流を、初期故障が除去できる電流以上の一
定の値に保持して熱サイクルをかけることによっても、
突然劣化による故障を取り除くことが可能となる。
電流を漸次増加させた場合に初期故障が除去される電流
値以上の一定の保持電流で保持することを特徴とする半
導体レーザ素子のスクリーニング方法でもある。このよ
うに、駆動電流を、初期故障が除去できる電流以上の一
定の値に保持して熱サイクルをかけることによっても、
突然劣化による故障を取り除くことが可能となる。
【００１２】上記保持電流は、該駆動電流を漸次増加さ
せた場合に摩耗故障が発生し始める電流値近傍の電流値
とすることが好ましい。このように、比較的大きな駆動
電流を与えることにより、スクリーニング効果を向上さ
せることが可能となるからである。
せた場合に摩耗故障が発生し始める電流値近傍の電流値
とすることが好ましい。このように、比較的大きな駆動
電流を与えることにより、スクリーニング効果を向上さ
せることが可能となるからである。
【００１３】上記保持電流は、上記駆動電流を漸次増加
させた場合に、上記半導体レーザ素子のしきい値電流が
減少し始める上記駆動電流の値であっても良い。
させた場合に、上記半導体レーザ素子のしきい値電流が
減少し始める上記駆動電流の値であっても良い。
【００１４】上記保持電流は、上記駆動電流を漸次増加
させた場合に、上記半導体レーザ素子のしきい値電流が
減少した後、増加に転じる領域における上記駆動電流の
値であっても良い。
させた場合に、上記半導体レーザ素子のしきい値電流が
減少した後、増加に転じる領域における上記駆動電流の
値であっても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】実施の形態１．本発明の第１の実
施の形態について、図１を参照しながら説明する。図１
では、横軸に温度サイクル回数を、左の縦軸に半導体レ
ーザ素子のしきい値電流の変化（Ith(ｎ)／Ith(０)）
を、右の縦軸には半導体レーザ素子に供給される駆動電
流を、夫々示す。実験に用いた熱サイクルは、低温状
態：２０℃／高温状態：１００℃で、夫々１時間ずつ保
持することとした。また、半導体レーザ素子に流す駆動
電流は、図１のように、漸次増加させた。また、半導体
レーザ素子は、予め一定光出力で数１００時間程度動作
させて、初期的に劣化する素子は取り除いたものを用い
た。即ち、実験に用いた半導体レーザ素子は、初期劣化
を起こさない素子である。
施の形態について、図１を参照しながら説明する。図１
では、横軸に温度サイクル回数を、左の縦軸に半導体レ
ーザ素子のしきい値電流の変化（Ith(ｎ)／Ith(０)）
を、右の縦軸には半導体レーザ素子に供給される駆動電
流を、夫々示す。実験に用いた熱サイクルは、低温状
態：２０℃／高温状態：１００℃で、夫々１時間ずつ保
持することとした。また、半導体レーザ素子に流す駆動
電流は、図１のように、漸次増加させた。また、半導体
レーザ素子は、予め一定光出力で数１００時間程度動作
させて、初期的に劣化する素子は取り除いたものを用い
た。即ち、実験に用いた半導体レーザ素子は、初期劣化
を起こさない素子である。
【００１６】図１からわかるように、駆動電流を漸次増
加させて、温度サイクルを重ねていくと、最初の数１０
サイクルで劣化する素子が現れ、その後は劣化の発生し
ない領域が続く。かかる領域では、しきい値電流の変化
（Ith(ｎ)／Ith(０)）は殆ど発生しない。
加させて、温度サイクルを重ねていくと、最初の数１０
サイクルで劣化する素子が現れ、その後は劣化の発生し
ない領域が続く。かかる領域では、しきい値電流の変化
（Ith(ｎ)／Ith(０)）は殆ど発生しない。
【００１７】更に、駆動電流を漸次増加させながら熱サ
イクルを重ねると、しきい値電流が減少し、その後増加
する。かかる領域から半導体レーザ素子の摩耗故障が始
まり、最終的に全ての素子が摩耗故障により劣化するこ
ととなる。
イクルを重ねると、しきい値電流が減少し、その後増加
する。かかる領域から半導体レーザ素子の摩耗故障が始
まり、最終的に全ての素子が摩耗故障により劣化するこ
ととなる。
【００１８】本実験では、予め、初期劣化の発生する素
子は取り除いているので、温度サイクルが数１０サイク
ル近傍で故障した素子は、突然劣化により故障した素子
と考えることができる。
子は取り除いているので、温度サイクルが数１０サイク
ル近傍で故障した素子は、突然劣化により故障した素子
と考えることができる。
【００１９】そこで、本実施の形態では、しきい値電圧
の変化が殆ど発生しない領域が終了する点（矢印
（１））まで駆動電流を増やしつつ熱サイクルを重ねて
スクリーニングを行うこととし、かかるスクリーニング
を行った素子に関して、長期寿命試験を行ってみた。そ
の結果を図２に示す。長期寿命試験は、周囲温度５０
℃、光出力１００ｍＷの条件で、上記スクリーニングを
行った素子を２０素子、更に、周囲温度５０℃、光出力
１５０ｍＷの条件で、上記スクリーニングを行った素子
を１０素子、夫々行った。
の変化が殆ど発生しない領域が終了する点（矢印
（１））まで駆動電流を増やしつつ熱サイクルを重ねて
スクリーニングを行うこととし、かかるスクリーニング
を行った素子に関して、長期寿命試験を行ってみた。そ
の結果を図２に示す。長期寿命試験は、周囲温度５０
℃、光出力１００ｍＷの条件で、上記スクリーニングを
行った素子を２０素子、更に、周囲温度５０℃、光出力
１５０ｍＷの条件で、上記スクリーニングを行った素子
を１０素子、夫々行った。
【００２０】図２から分るように、長期寿命試験開始
後、１１００時間を経過した時点では全素子とも劣化せ
ず、安定に動作している。このことから、本発明の実施
の形態にかかるスクリーニング方法（図１矢印（１）ま
でのスクリーニング）が極めて有効であり、かかるスク
リーニング方法を用いることにより、従来のスクリーニ
ング方法では取り除くことができなかった突然劣化によ
り故障する素子を、有効に取り除くことができることが
わかる。
後、１１００時間を経過した時点では全素子とも劣化せ
ず、安定に動作している。このことから、本発明の実施
の形態にかかるスクリーニング方法（図１矢印（１）ま
でのスクリーニング）が極めて有効であり、かかるスク
リーニング方法を用いることにより、従来のスクリーニ
ング方法では取り除くことができなかった突然劣化によ
り故障する素子を、有効に取り除くことができることが
わかる。
【００２１】尚、本実施の形態では、熱サイクルは、低
温状態：２０℃／高温状態：１００℃としたが、かかる
熱サイクルは、上記半導体レーザ素子に用いられた半田
材のうち最も融点の低い半田材が溶けない温度を高温状
態とし、上記半導体レーザ素子の表面に結露しない温度
を低温状態とする範囲内で、任意に設定することが可能
である。また、駆動電流を増加させる割合も、更に大き
くまたは小さく設定することが可能である。かかる熱サ
イクルの設定、駆動電流の増加率の設定は、以下の実施
の形態２〜４においても同様に行うことができる。
温状態：２０℃／高温状態：１００℃としたが、かかる
熱サイクルは、上記半導体レーザ素子に用いられた半田
材のうち最も融点の低い半田材が溶けない温度を高温状
態とし、上記半導体レーザ素子の表面に結露しない温度
を低温状態とする範囲内で、任意に設定することが可能
である。また、駆動電流を増加させる割合も、更に大き
くまたは小さく設定することが可能である。かかる熱サ
イクルの設定、駆動電流の増加率の設定は、以下の実施
の形態２〜４においても同様に行うことができる。
【００２２】実施の形態２．本発明の第２の実施の形態
について、同じく図１を参照しながら説明する。図１に
示すスクリーニングにおいて、温度サイクル１００回前
後で摩耗故障が始まると考えられ、その後、２００サイ
クル近傍で全ての素子が摩耗故障している。しかしなが
ら、図１から分かるように、摩耗故障が始まった後にお
いても、相当数、劣化しない素子が存在しているため、
かかる摩耗故障が発生する初期段階において、依然とし
て突然劣化による素子の故障が発生している可能性もあ
る。従って、摩耗故障が始まった後に劣化する素子も取
り除くと、素子の故障率は大幅に低減することができ
る。
について、同じく図１を参照しながら説明する。図１に
示すスクリーニングにおいて、温度サイクル１００回前
後で摩耗故障が始まると考えられ、その後、２００サイ
クル近傍で全ての素子が摩耗故障している。しかしなが
ら、図１から分かるように、摩耗故障が始まった後にお
いても、相当数、劣化しない素子が存在しているため、
かかる摩耗故障が発生する初期段階において、依然とし
て突然劣化による素子の故障が発生している可能性もあ
る。従って、摩耗故障が始まった後に劣化する素子も取
り除くと、素子の故障率は大幅に低減することができ
る。
【００２３】そこで、図１の矢印（２）の条件までスク
リーニングを行い、つまり摩耗故障の始まった後まで電
流値を増やし、スクリーニングを行うことで、更に、突
然劣化により故障する素子を取り除くことができる。
リーニングを行い、つまり摩耗故障の始まった後まで電
流値を増やし、スクリーニングを行うことで、更に、突
然劣化により故障する素子を取り除くことができる。
【００２４】かかるスクリーニングは、半導体レーザ素
子のしきい値電流を検出しながら、該しきい値電流が減
少した後に、更に増加に転じるまで駆動電流を漸次増加
させて行われる。発明者の知見によれば、しきい値電流
が減少した後に更に増加に転じた後に発生する故障は、
殆どが摩耗故障による劣故障と考えられるからである。
子のしきい値電流を検出しながら、該しきい値電流が減
少した後に、更に増加に転じるまで駆動電流を漸次増加
させて行われる。発明者の知見によれば、しきい値電流
が減少した後に更に増加に転じた後に発生する故障は、
殆どが摩耗故障による劣故障と考えられるからである。
【００２５】実施の形態３．本発明の第３の実施の形態
について、同じく図１を参照しながら説明する。上記実
施の形態１、２では、駆動電流を漸次増加させながら、
熱サイクルを加えて、スクリーニングを行ったが、本実
施の形態では、上記実施の形態１、２において、駆動電
流を漸次増加させた場合に、半導体レーザ素子のしきい
値電流が減少し始めた駆動電流の値に、最初から電流値
を設定しておき、かかる一定の駆動電流を流しながらス
クリーニングを行う。
について、同じく図１を参照しながら説明する。上記実
施の形態１、２では、駆動電流を漸次増加させながら、
熱サイクルを加えて、スクリーニングを行ったが、本実
施の形態では、上記実施の形態１、２において、駆動電
流を漸次増加させた場合に、半導体レーザ素子のしきい
値電流が減少し始めた駆動電流の値に、最初から電流値
を設定しておき、かかる一定の駆動電流を流しながらス
クリーニングを行う。
【００２６】本実施の形態では、駆動電流を０．３Ａ一
定とし、低温状態：２０℃／高温状態：１００℃の熱サ
イクルでスクリーニングを行った。このように、駆動電
流を一定とした場合でも、しきい値電流の変化は、図１
とほぼ同様の結果となった。即ち、熱サイクルのサイク
ル数の少ない範囲では、数個の素子のみが劣化し、その
後劣化の無い安定期間が存在する。更に熱サイクルを重
ねると、熱サイクルが数１０回を超えるあたりから摩耗
故障が始まる。従って、動作電流を、初期劣化が始まる
電流より大きく、摩耗劣化の始まる電流より小さい一定
の電流に保持し、熱サイクルを加えることによっても、
突然劣化により故障する素子を取り除くことが可能とな
る。
定とし、低温状態：２０℃／高温状態：１００℃の熱サ
イクルでスクリーニングを行った。このように、駆動電
流を一定とした場合でも、しきい値電流の変化は、図１
とほぼ同様の結果となった。即ち、熱サイクルのサイク
ル数の少ない範囲では、数個の素子のみが劣化し、その
後劣化の無い安定期間が存在する。更に熱サイクルを重
ねると、熱サイクルが数１０回を超えるあたりから摩耗
故障が始まる。従って、動作電流を、初期劣化が始まる
電流より大きく、摩耗劣化の始まる電流より小さい一定
の電流に保持し、熱サイクルを加えることによっても、
突然劣化により故障する素子を取り除くことが可能とな
る。
【００２７】従って、例えば、駆動電流を０．３Ａ一定
で、かつ低温状態：２０℃／高温状態：１００℃の熱サ
イクルを加えた条件下でスクリーニングを行った場合、
熱サイクルを約６０回以上、好ましくは約８０回以上行
うことにより、突然劣化により故障する素子を取り除く
ことが可能となる。
で、かつ低温状態：２０℃／高温状態：１００℃の熱サ
イクルを加えた条件下でスクリーニングを行った場合、
熱サイクルを約６０回以上、好ましくは約８０回以上行
うことにより、突然劣化により故障する素子を取り除く
ことが可能となる。
【００２８】実施の形態４．本発明の第４の実施の形態
について、同じく図１を参照しながら説明する。実施の
形態２では、駆動電流を漸次増加させながら、熱サイク
ルを加えてクリーニングを行ったが、本実施の形態で
は、駆動電流を、該駆動電流を漸次増加させた場合に、
半導体レーザ素子のしきい値電流が減少した後に更に増
加に転じる時点における駆動電流の電流値に最初から設
定しておき、かかる一定の駆動電流を流しながらスクリ
ーニングを行う。かかる駆動電流は、上記実施の形態３
で使用した駆動電流の値より大きな値となり、摩耗故障
も発生しうる電流値である。
について、同じく図１を参照しながら説明する。実施の
形態２では、駆動電流を漸次増加させながら、熱サイク
ルを加えてクリーニングを行ったが、本実施の形態で
は、駆動電流を、該駆動電流を漸次増加させた場合に、
半導体レーザ素子のしきい値電流が減少した後に更に増
加に転じる時点における駆動電流の電流値に最初から設
定しておき、かかる一定の駆動電流を流しながらスクリ
ーニングを行う。かかる駆動電流は、上記実施の形態３
で使用した駆動電流の値より大きな値となり、摩耗故障
も発生しうる電流値である。
【００２９】即ち、実施の形態２と同様に、摩耗故障が
始まった後においても突然劣化が発生するため、かかる
駆動電流を通電しながらスクリーニングを行うことによ
り、実施の形態３では取り除くことができなかった突然
劣化により故障する素子を取り除くことが可能となる。
始まった後においても突然劣化が発生するため、かかる
駆動電流を通電しながらスクリーニングを行うことによ
り、実施の形態３では取り除くことができなかった突然
劣化により故障する素子を取り除くことが可能となる。
【００３０】従って、駆動電流を０．５Ａ一定で、熱サ
イクルを約１００回、好ましくは約１２０回加えること
により、摩耗故障が始まった後に突然劣化する素子も取
り除くことが可能となり、素子の故障率を大幅に低減す
ることができる。
イクルを約１００回、好ましくは約１２０回加えること
により、摩耗故障が始まった後に突然劣化する素子も取
り除くことが可能となり、素子の故障率を大幅に低減す
ることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、初期劣化素子のみならず、従来のスクリーニ
ング方法では取り除くことができなかった突然劣化によ
り故障する素子を有効に取り除くことができ、素子の故
障率を低減することが可能となる。これにより、スクリ
ーニング後の素子の信頼性を大幅に向上させることが可
能となる。
によれば、初期劣化素子のみならず、従来のスクリーニ
ング方法では取り除くことができなかった突然劣化によ
り故障する素子を有効に取り除くことができ、素子の故
障率を低減することが可能となる。これにより、スクリ
ーニング後の素子の信頼性を大幅に向上させることが可
能となる。
【００３２】特に、本発明によれば、摩耗故障が始まっ
た後において発生する突然劣化により故障する素子も取
り除くことが可能となり、素子の故障率を更に低減する
ことが可能となる。
た後において発生する突然劣化により故障する素子も取
り除くことが可能となり、素子の故障率を更に低減する
ことが可能となる。
【図１】 本発明の実施の形態１、２にかかる半導体レ
ーザ素子のスクリーニング結果である。
ーザ素子のスクリーニング結果である。
【図２】 本発明の実施の形態１にかかるスクリーニン
グを行った半導体レーザ素子の長期寿命試験結果であ
る。
グを行った半導体レーザ素子の長期寿命試験結果であ
る。
【図３】 半導体レーザ素子の寿命試験結果である。
Claims (10)
- 【請求項１】 導電型の異なる半導体層からなる半導体
レーザ、導電型の異なる半導体層からなりかつ複数回の
結晶成長によって形成された再成長界面を有する半導体
レーザ、導電型の異なる半導体層からなりかつ基板がＧ
ａＡｓである半導体レーザ、又は導電型の異なる半導体
層からなりかつ活性層がＩｎＧａＡｓで、基板がＧａＡ
ｓである半導体レーザにおいて、突然劣化により故障す
る半導体レーザ素子を取り除くためのスクリーニング方
法であって、 該半導体レーザ素子に、交互に高温状態と低温状態とに
保持する熱サイクルを与えながら、駆動電流を通電する
ことを特徴とする半導体レーザ素子のスクリーニング方
法。 - 【請求項２】 上記熱サイクルが、 上記半導体レーザ素子に用いられた半田材のうち最も融
点の低い半田材が溶けない温度を高温状態とし、上記半
導体レーザ素子の表面に結露しない温度を低温状態とす
ることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子
のスクリーニング方法。 - 【請求項３】 上記駆動電流を、漸次増加させることを
特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子のスクリ
ーニング方法。 - 【請求項４】 上記駆動電流を、該駆動電流を漸次増加
させることにより初期故障が除去される電流値を初期値
とし、該初期値から摩耗故障が発生する電流値の近傍ま
で漸次増加させることを特徴とする請求項３に記載の半
導体レーザ素子のスクリーニング方法。 - 【請求項５】 上記駆動電流を、上記半導体レーザ素子
のしきい値電流を検出し、該しきい値電流が減少し始め
るまで漸次増加させること特徴とする請求項４に記載の
半導体レーザ素子のスクリーニング方法。 - 【請求項６】 上記駆動電流を、上記半導体レーザ素子
のしきい値電流を検出し、該しきい値電流が減少した後
に更に増加に転じるまで漸次増加させること特徴とする
請求項４に記載の半導体レーザ素子のスクリーニング方
法。 - 【請求項７】 上記駆動電流を、該駆動電流を漸次増加
させた場合に初期故障が除去される電流値以上の一定の
保持電流で保持することを特徴とする請求項１に記載の
半導体レーザ素子のスクリーニング方法。 - 【請求項８】 上記保持電流を、該駆動電流を漸次増加
させた場合に摩耗故障が発生し始める電流値近傍の電流
値とすることを特徴とする請求項７に記載の半導体レー
ザ素子のスクリーニング方法。 - 【請求項９】 上記保持電流を、上記駆動電流を漸次増
加させた場合に、上記半導体レーザ素子のしきい値電流
が減少し始める該駆動電流の値とすること特徴とする請
求項８に記載の半導体レーザ素子のスクリーニング方
法。 - 【請求項１０】 上記保持電流を、上記駆動電流を漸次
増加させた場合に、上記半導体レーザ素子のしきい値電
流が減少した後、増加に転じる領域における該駆動電流
の値とすること特徴とする請求項８に記載の半導体レー
ザ素子のスクリーニング方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24818598A JP3923192B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | 半導体レーザ素子のスクリーニング方法 |
| US09/252,916 US6249140B1 (en) | 1998-09-02 | 1999-02-19 | Method of screening semiconductor laser device using temperature cycling and variable driving current |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24818598A JP3923192B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | 半導体レーザ素子のスクリーニング方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000077793A true JP2000077793A (ja) | 2000-03-14 |
| JP2000077793A5 JP2000077793A5 (ja) | 2004-11-25 |
| JP3923192B2 JP3923192B2 (ja) | 2007-05-30 |
Family
ID=17174477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24818598A Expired - Lifetime JP3923192B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | 半導体レーザ素子のスクリーニング方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6249140B1 (ja) |
| JP (1) | JP3923192B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6677172B1 (en) * | 2002-06-27 | 2004-01-13 | Emcore Corporation | On-wafer burn-in of semiconductor devices using thermal rollover |
| JP2004055975A (ja) * | 2002-07-23 | 2004-02-19 | Sharp Corp | 半導体発光装置およびその製造方法 |
| US7116689B2 (en) * | 2002-08-16 | 2006-10-03 | Pitman Edward A | Method for estimating age rate of a laser |
| US7592825B1 (en) | 2005-08-22 | 2009-09-22 | Science Research Laboratory, Inc. | Methods and systems for semiconductor diode junction screening and lifetime estimation |
| US7633307B2 (en) * | 2005-12-16 | 2009-12-15 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method for determining temperature profile in semiconductor manufacturing test |
| JP2008053268A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Opnext Japan Inc | 通信用半導体レーザの製造方法、通信用半導体レーザおよび光送信モジュール |
| US7795896B2 (en) * | 2008-08-13 | 2010-09-14 | Finisar Corporation | High-power optical burn-in |
| JP6032075B2 (ja) * | 2013-03-18 | 2016-11-24 | 富士通株式会社 | 光伝送装置および光伝送システム |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4573255A (en) | 1984-03-22 | 1986-03-04 | At&T Bell Laboratories | Purging: a reliability assurance technique for semiconductor lasers utilizing a purging process |
| US6043872A (en) * | 1994-06-22 | 2000-03-28 | Nec Corporation | Method and apparatus for determining defectiveness/non-defectiveness of a semiconductor laser by examining an optical output from the semiconductor laser |
| JPH08222815A (ja) * | 1994-12-13 | 1996-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置の製造方法、及び半導体レーザ装置 |
-
1998
- 1998-09-02 JP JP24818598A patent/JP3923192B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-02-19 US US09/252,916 patent/US6249140B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6249140B1 (en) | 2001-06-19 |
| JP3923192B2 (ja) | 2007-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000077793A (ja) | 半導体レーザ素子のスクリーニング方法 | |
| JP5428485B2 (ja) | 面発光型半導体レーザ素子のバーンイン方法およびそのプログラム | |
| US4573255A (en) | Purging: a reliability assurance technique for semiconductor lasers utilizing a purging process | |
| JP2008053268A (ja) | 通信用半導体レーザの製造方法、通信用半導体レーザおよび光送信モジュール | |
| Endo et al. | Rapid degradation of InGaAsP/InP double heterostructure lasers due to< 110> dark line defect formation | |
| CN100585968C (zh) | 半导体激光器件制造方法和半导体激光器件 | |
| JP4146153B2 (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 | |
| JP2008227463A (ja) | 発光素子の検査方法および検査装置、ならびにバーンイン方法およびバーンイン装置 | |
| JP2976812B2 (ja) | 半導体レーザの選別方法 | |
| JPS63202985A (ja) | 半導体レ−ザ装置の製造方法 | |
| JP2586207B2 (ja) | 可視光半導体レーザのスクリーニング方法 | |
| JP2009238857A (ja) | 半導体レーザのスクリーニング方法および製造方法 | |
| JP2007220826A (ja) | 半導体レーザ素子の検査方法 | |
| JPH0927657A (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPH11145552A (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| US6200382B1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor laser device and a crystal growth apparatus for use in a semiconductor laser device | |
| JP3989315B2 (ja) | 半導体レ−ザ素子の選別方法 | |
| JPH07174816A (ja) | 半導体集積回路の加速寿命試験方法 | |
| JPH0152912B2 (ja) | ||
| JP2005129583A (ja) | 半導体発光素子の評価方法 | |
| JPH10303496A (ja) | 半導体レーザのスクリーニング方法 | |
| JP2007250799A (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPH02106085A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP3268561B2 (ja) | 光半導体装置 | |
| JPH07131124A (ja) | 半導体発光素子とその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060622 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060829 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061012 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070213 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070221 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100302 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110302 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110302 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120302 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130302 Year of fee payment: 6 |