JP2002158372A - 発光ダイオードの製造方法 - Google Patents
発光ダイオードの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光ダイオードの製造方法において、エピタ
キシャルウエハー間の発光強度（光出力）のバラツキを
均一化することにより、発光強度特性歩留を向上させ
る。 【解決手段】 エピタキシャル成長させて製作した個々
のウエハー間の発光強度（光出力）のバラツキを、個々
のウエハープロセスの制御により一定の範囲に均一化す
ることを特徴とする発光ダイオード(ＬＥＤ)の製造方
法。
キシャルウエハー間の発光強度（光出力）のバラツキを
均一化することにより、発光強度特性歩留を向上させ
る。 【解決手段】 エピタキシャル成長させて製作した個々
のウエハー間の発光強度（光出力）のバラツキを、個々
のウエハープロセスの制御により一定の範囲に均一化す
ることを特徴とする発光ダイオード(ＬＥＤ)の製造方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファイバ結合用発
光ダイオードやＩｒＤＡ等の光通信用発光ダイオードに
適した、光出力(発光強度)のバラツキを抑えた発光ダイ
オードの製造方法に関するものである。
光ダイオードやＩｒＤＡ等の光通信用発光ダイオードに
適した、光出力(発光強度)のバラツキを抑えた発光ダイ
オードの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信用発光素子としては、半
導体レーザのほかに、安価な発光ダイオードが用いられ
ている。発光ダイオード(ＬＥＤ)の材料は、四元系Ａｌ
ＧａＩｎＰ・三元系ＡｌＧａＡｓ系が多く、そのエピタ
キシャルウエハーは気相成長法、後者は液相成長法で通
常製作されている。ＬＥＤチップは前述のエピタキシャ
ルウエハーに、電極付け・ウエハー分断等のプロセスを
施し製作される。
導体レーザのほかに、安価な発光ダイオードが用いられ
ている。発光ダイオード(ＬＥＤ)の材料は、四元系Ａｌ
ＧａＩｎＰ・三元系ＡｌＧａＡｓ系が多く、そのエピタ
キシャルウエハーは気相成長法、後者は液相成長法で通
常製作されている。ＬＥＤチップは前述のエピタキシャ
ルウエハーに、電極付け・ウエハー分断等のプロセスを
施し製作される。
【０００３】例えば、三元系ＡｌＧａＡｓ系発光ダイオ
ードは以下に説明する工程を経て製作される。まず、液
相成長法でＰ型−ＧａＡｓ基板ウエハー上にＰ型−Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層、Ｐ型−ＡｌＧａＡｓ活性層、Ｎ型
−ＡｌＧａＡｓクラッド層をエピタキシャル成長させた
エピタキシャルウエハーを、基板をエッチングまたはラ
ッピングしてエピタキシャルウエハーの厚みを所望の厚
みに整え、ウエハー洗浄・乾燥後、そのウエハーのＰ側
(ダイボンド側)・Ｎ側(ワイヤーボンド側)に金やＡｌの
電極材料をスパッタする。そのウエハーに、レジスト塗
布、プレ硬化・マスクパターン焼き付け・現像後、レジ
スト硬化し、任意形状のマスク(レジスト)をＮ側(ワイ
ヤーボンド側)に形成した後、電極材料に応じたエッチ
ング液でマスク部分以外の電極材料を溶解する。その
後、マスク(レジスト)を有機溶剤等で除去、アロイす
る。アロイ後、メサエッチングによりＰＮ接合部を分断
後、ダイシングで残りの部分をチップ分割するタイプ
と、ダイシングのみでチップ分割するタイプの２通りあ
る。このうち、前者は比較的に信頼性を要求される際に
使用されている。また、後者はチップサイズを小さくで
き、安価なチップを供給できるメリットがある。
ードは以下に説明する工程を経て製作される。まず、液
相成長法でＰ型−ＧａＡｓ基板ウエハー上にＰ型−Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層、Ｐ型−ＡｌＧａＡｓ活性層、Ｎ型
−ＡｌＧａＡｓクラッド層をエピタキシャル成長させた
エピタキシャルウエハーを、基板をエッチングまたはラ
ッピングしてエピタキシャルウエハーの厚みを所望の厚
みに整え、ウエハー洗浄・乾燥後、そのウエハーのＰ側
(ダイボンド側)・Ｎ側(ワイヤーボンド側)に金やＡｌの
電極材料をスパッタする。そのウエハーに、レジスト塗
布、プレ硬化・マスクパターン焼き付け・現像後、レジ
スト硬化し、任意形状のマスク(レジスト)をＮ側(ワイ
ヤーボンド側)に形成した後、電極材料に応じたエッチ
ング液でマスク部分以外の電極材料を溶解する。その
後、マスク(レジスト)を有機溶剤等で除去、アロイす
る。アロイ後、メサエッチングによりＰＮ接合部を分断
後、ダイシングで残りの部分をチップ分割するタイプ
と、ダイシングのみでチップ分割するタイプの２通りあ
る。このうち、前者は比較的に信頼性を要求される際に
使用されている。また、後者はチップサイズを小さくで
き、安価なチップを供給できるメリットがある。
【０００４】メサエッチングタイプにおいては、アロイ
後、ウエハーのワイヤーボンド側に、メサマスクを上述
の電極用マスク同様の方法で形成した後、メサエッチャ
ントに浸漬しエッチングでＰＮ接合部分断後、マスク
(レジスト)を有機溶剤等で除去する。その後ウエハーテ
ストを行い各チップの電気的特性を測定し、基準外のチ
ップは不良チップとして、マーキングする。ウエハーテ
スト後、残りの部分をダイシングでチップ分割し、発光
ダイオードチップを製作する。また、ダイシングタイプ
においては、ダイシングのみでＰＮ接合部を分断後ウエ
ハーテストする。その後、ウエハーのダイボンド側から
のスクライブでチップ分割するもの、再度ダイシングで
チップ分割する等で発光ダイオードチップを製作する。
後、ウエハーのワイヤーボンド側に、メサマスクを上述
の電極用マスク同様の方法で形成した後、メサエッチャ
ントに浸漬しエッチングでＰＮ接合部分断後、マスク
(レジスト)を有機溶剤等で除去する。その後ウエハーテ
ストを行い各チップの電気的特性を測定し、基準外のチ
ップは不良チップとして、マーキングする。ウエハーテ
スト後、残りの部分をダイシングでチップ分割し、発光
ダイオードチップを製作する。また、ダイシングタイプ
においては、ダイシングのみでＰＮ接合部を分断後ウエ
ハーテストする。その後、ウエハーのダイボンド側から
のスクライブでチップ分割するもの、再度ダイシングで
チップ分割する等で発光ダイオードチップを製作する。
【０００５】ウエハーテストにおける光通信用の発光ダ
イオードの発光強度の良品範囲（標準範囲）は、可視デ
ィスプレイ用の発光ダイオードのものと比較して、狭
い。すなわち、光通信用の発光ダイオードでは、発光強
度が信号として扱われる為、その発光強度は一定の上下
の基準内に入らなければならない。一方、可視ディスプ
レイ用発光ダイオードでは通常、下限の基準のみの場合
が多い。
イオードの発光強度の良品範囲（標準範囲）は、可視デ
ィスプレイ用の発光ダイオードのものと比較して、狭
い。すなわち、光通信用の発光ダイオードでは、発光強
度が信号として扱われる為、その発光強度は一定の上下
の基準内に入らなければならない。一方、可視ディスプ
レイ用発光ダイオードでは通常、下限の基準のみの場合
が多い。
【０００６】しかし、従来の技術では、同一機種は同一
ウエハープロセス（製作条件）で作製されるため、光通
信用の発光ダイオードは、そのエピタキシャルウエハー
の内部発光効率の善し悪し(バラツキ)により、ウエハー
テスト時に発光強度項目の上または下限で不良判定され
ており、発光強度特性歩留が低いという問題があった。
ウエハープロセス（製作条件）で作製されるため、光通
信用の発光ダイオードは、そのエピタキシャルウエハー
の内部発光効率の善し悪し(バラツキ)により、ウエハー
テスト時に発光強度項目の上または下限で不良判定され
ており、発光強度特性歩留が低いという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決する為のもので、その目的は、エピタキシ
ャル時に生じるエピタキシシャルウエハー間の内部発光
効率のバラツキに応じてウエハー単位でウエハープロセ
スを調整することによって、個々のウエハーから製作さ
れるチップ間の発光強度バラツキを小さくし、発光強度
特性歩留を向上することにより、発光強度特性の均一化
と歩留向上による低価格化を目的とした発光ダイオード
の製造方法を提供することにある。
問題点を解決する為のもので、その目的は、エピタキシ
ャル時に生じるエピタキシシャルウエハー間の内部発光
効率のバラツキに応じてウエハー単位でウエハープロセ
スを調整することによって、個々のウエハーから製作さ
れるチップ間の発光強度バラツキを小さくし、発光強度
特性歩留を向上することにより、発光強度特性の均一化
と歩留向上による低価格化を目的とした発光ダイオード
の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、エ
ピタキシャル成長させて製作した個々のウエハー間の発
光強度（光出力）のバラツキを、個々のウエハーのメサ
エッチング量の制御により一定の範囲に均一化すること
を特徴とする発光ダイオード(ＬＥＤ)の製造方法を提供
するものである。この方法においては、エピタキシャル
完了後、エピタキシャルウエハーの状態でグルービング
評価し、発光強度をランク分けし、発光強度ランク大の
エピタキシャルウエハーはメサエッチング量を大きく、
発光強度ランク標準のエピタキシャルウエハーはメサエ
ッチング量を標準値（設計中心）に、発光強度ランク小
のエピタキシャルウエハーはメサエッチング量を小さく
するウエハープロセスで加工する。
ピタキシャル成長させて製作した個々のウエハー間の発
光強度（光出力）のバラツキを、個々のウエハーのメサ
エッチング量の制御により一定の範囲に均一化すること
を特徴とする発光ダイオード(ＬＥＤ)の製造方法を提供
するものである。この方法においては、エピタキシャル
完了後、エピタキシャルウエハーの状態でグルービング
評価し、発光強度をランク分けし、発光強度ランク大の
エピタキシャルウエハーはメサエッチング量を大きく、
発光強度ランク標準のエピタキシャルウエハーはメサエ
ッチング量を標準値（設計中心）に、発光強度ランク小
のエピタキシャルウエハーはメサエッチング量を小さく
するウエハープロセスで加工する。
【０００９】また、本発明は、上記メサエッチング量の
制御を、フォトマスクのサイズの制御によって行うこと
を特徴とする上記ＬＥＤの製造方法を提供する。この方
法においては、発光強度ランク大のエピタキシャルウエ
ハーは小さいフォトマスクを形成しメサエッチング量を
大きく、発光強度ランク標準のエピタキシャルウエハー
は標準(設計中心)サイズのフォトマスクを形成しメサエ
ッチング量を標準に、発光強度ランク小のエピタキシャ
ルウエハーは大きいフォトマスクを形成しメサエッチン
グ量を小さくする。
制御を、フォトマスクのサイズの制御によって行うこと
を特徴とする上記ＬＥＤの製造方法を提供する。この方
法においては、発光強度ランク大のエピタキシャルウエ
ハーは小さいフォトマスクを形成しメサエッチング量を
大きく、発光強度ランク標準のエピタキシャルウエハー
は標準(設計中心)サイズのフォトマスクを形成しメサエ
ッチング量を標準に、発光強度ランク小のエピタキシャ
ルウエハーは大きいフォトマスクを形成しメサエッチン
グ量を小さくする。
【００１０】また、本発明は、上記メサエッチング量の
制御を、エッチャントの温度の制御によって行うことを
特徴とする上記ＬＥＤの製造方法を提供する。この方法
においては、発光強度ランク大のエピタキシャルウエハ
ーは高い温度のエッチャントでメサエッチング量を大き
く、発光強度ランク標準のエピタキシャルウエハーは標
準（設計中心）温度のエッチャントでメサエッチング量
を標準に、発光強度ランク小のエピタキシャルウエハー
は低い温度のエッチャントでメサエッチング量を小さく
する。
制御を、エッチャントの温度の制御によって行うことを
特徴とする上記ＬＥＤの製造方法を提供する。この方法
においては、発光強度ランク大のエピタキシャルウエハ
ーは高い温度のエッチャントでメサエッチング量を大き
く、発光強度ランク標準のエピタキシャルウエハーは標
準（設計中心）温度のエッチャントでメサエッチング量
を標準に、発光強度ランク小のエピタキシャルウエハー
は低い温度のエッチャントでメサエッチング量を小さく
する。
【００１１】また、本発明は、上記メサエッチング量の
制御を、エッチング時間の制御によって行うことを特徴
とする上記ＬＥＤの製造方法を提供する。この方法にお
いては、発光強度ランク大のエピタキシャルウエハーは
エッチング時間を長くすることでメサエッチング量を大
きく、発光強度ランク標準のエピタキシャルウエハーは
標準（設計中心）時間でメサエッチング量を標準に、発
光強度ランク小のエピタキシャルウエハーはエッチング
時間を短くすることでメサエッチング量を小さくする。
また、本発明は、ＬＥＤが、ファイバ結合用またはＩｒ
ＤＡ光通信用ＬＥＤであることを特徴とする上記いずれ
か１つに記載のＬＥＤの製造方法を提供する。本発明の
ＬＥＤの製造方法は、この他、発光強度の均一性が要求
される表示ディスプレイ用ＬＥＤにも同様に適用し得
る。
制御を、エッチング時間の制御によって行うことを特徴
とする上記ＬＥＤの製造方法を提供する。この方法にお
いては、発光強度ランク大のエピタキシャルウエハーは
エッチング時間を長くすることでメサエッチング量を大
きく、発光強度ランク標準のエピタキシャルウエハーは
標準（設計中心）時間でメサエッチング量を標準に、発
光強度ランク小のエピタキシャルウエハーはエッチング
時間を短くすることでメサエッチング量を小さくする。
また、本発明は、ＬＥＤが、ファイバ結合用またはＩｒ
ＤＡ光通信用ＬＥＤであることを特徴とする上記いずれ
か１つに記載のＬＥＤの製造方法を提供する。本発明の
ＬＥＤの製造方法は、この他、発光強度の均一性が要求
される表示ディスプレイ用ＬＥＤにも同様に適用し得
る。
【００１２】さらに、本発明は、エピタキシャル成長さ
せて製作した個々のウエハー間の発光強度のバラツキ
を、個々のウエハーの電極サイズの制御により一定の範
囲に均一化することを特徴とする発光ダイオードの製造
方法を提供する。この方法においては、エピタキシャル
完了後エピタキシャルウエハーの状態でグルービング評
価し、発光強度をランク分けし、発光強度ランク大のエ
ピタキシャルウエハーはワイヤーボンド側電極形状を大
きく、発光強度ランク標準のエピタキシャルウエハーは
ワイヤーボンド側電極形状を標準（設計中心）に、発光
強度ランク小のエピタキシャルウエハーはワイヤーボン
ド側電極形状を小さくするウエハープロセスで加工す
る。
せて製作した個々のウエハー間の発光強度のバラツキ
を、個々のウエハーの電極サイズの制御により一定の範
囲に均一化することを特徴とする発光ダイオードの製造
方法を提供する。この方法においては、エピタキシャル
完了後エピタキシャルウエハーの状態でグルービング評
価し、発光強度をランク分けし、発光強度ランク大のエ
ピタキシャルウエハーはワイヤーボンド側電極形状を大
きく、発光強度ランク標準のエピタキシャルウエハーは
ワイヤーボンド側電極形状を標準（設計中心）に、発光
強度ランク小のエピタキシャルウエハーはワイヤーボン
ド側電極形状を小さくするウエハープロセスで加工す
る。
【００１３】本発明の発光ダイオードの製造方法によれ
ば、内部発光効率が高いエピタキシャルウエハーの外部
発光効率が低くなり、逆に内部発光効率が低いエピタキ
シャルウエハーの外部発光効率が高くなるため総合する
とチップとしての発光強度バラツキが小さくなり、発光
強度特性均一化をはかることができて発光強度特性歩留
が向上する。
ば、内部発光効率が高いエピタキシャルウエハーの外部
発光効率が低くなり、逆に内部発光効率が低いエピタキ
シャルウエハーの外部発光効率が高くなるため総合する
とチップとしての発光強度バラツキが小さくなり、発光
強度特性均一化をはかることができて発光強度特性歩留
が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の１つの態様を図１に参照
して詳細に説明する。図１中の工程（Ｉ）は、Ｐ−基板
１上にＰ−クラッド層２、活性層３およびＮ−クラッド
層４を順次エピタキシャル成長させて製作したエピタキ
シャルウエハー５を図示する。通常、エピタキシャルウ
エハー５は、基板側をエッチングまたはラッピングして
全体の厚みが調整され、ウエハー洗浄・乾燥後、Ｐ側
（ダイボンド側）およびＮ側（ワイヤーボンド側）にそ
れぞれ電極材料がスパッタリングされてダイボンド側電
極６が形成され、その後、一般的なマスクパターン形
成、エッチング、マスク除去の工程を経て、ワイヤーボ
ンド側電極７が形成される。
して詳細に説明する。図１中の工程（Ｉ）は、Ｐ−基板
１上にＰ−クラッド層２、活性層３およびＮ−クラッド
層４を順次エピタキシャル成長させて製作したエピタキ
シャルウエハー５を図示する。通常、エピタキシャルウ
エハー５は、基板側をエッチングまたはラッピングして
全体の厚みが調整され、ウエハー洗浄・乾燥後、Ｐ側
（ダイボンド側）およびＮ側（ワイヤーボンド側）にそ
れぞれ電極材料がスパッタリングされてダイボンド側電
極６が形成され、その後、一般的なマスクパターン形
成、エッチング、マスク除去の工程を経て、ワイヤーボ
ンド側電極７が形成される。
【００１５】基板１の結晶材料としてはＧａＡｓ、Ｉｎ
Ｐ、ＧａＰ、ＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3などが挙げられるが、好
ましくはＧａＡｓおよびＩｎＰであり、より好ましくは
ＧａＡｓであり、また、Ｐ型−クラッド層２、活性層
３、Ｎ型−クラッド層４の発光結晶材料としては、Ａｌ
ＧａＡｓ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＧａＡｓ：Ｓ
ｉ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＧａＰ：Ｎ、ＳｉＣなどが挙げら
るが、好ましくはＡｌＧａＡｓおよびＩｎＧａＡｓＰで
あり、より好ましくはＡｌＧａＡｓであり、各々適宜組
合せた、三元系または四元系のいずれの発光ダイオード
製作用材料であってもよい。
Ｐ、ＧａＰ、ＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3などが挙げられるが、好
ましくはＧａＡｓおよびＩｎＰであり、より好ましくは
ＧａＡｓであり、また、Ｐ型−クラッド層２、活性層
３、Ｎ型−クラッド層４の発光結晶材料としては、Ａｌ
ＧａＡｓ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＧａＡｓ：Ｓ
ｉ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＧａＰ：Ｎ、ＳｉＣなどが挙げら
るが、好ましくはＡｌＧａＡｓおよびＩｎＧａＡｓＰで
あり、より好ましくはＡｌＧａＡｓであり、各々適宜組
合せた、三元系または四元系のいずれの発光ダイオード
製作用材料であってもよい。
【００１６】この具体例ではエピタキシャル成長により
製作したウエハーを一例にとり、本発明の１つの態様を
説明するが、本発明の製造方法はこのエピタキシャル成
長のほか、エピタキシャルウエハーにドーパントを拡散
させてＰＮ接合を形成する方法により製作したウエハー
に対しても同様に適用し得る。
製作したウエハーを一例にとり、本発明の１つの態様を
説明するが、本発明の製造方法はこのエピタキシャル成
長のほか、エピタキシャルウエハーにドーパントを拡散
させてＰＮ接合を形成する方法により製作したウエハー
に対しても同様に適用し得る。
【００１７】つぎに、ウエハー毎にグルービング評価を
行う。ここにグルービング評価とは、ＰＮ接合を分離す
るようにウエハーのＰ側中心にドーナツ状の溝を形成
し、そのウエハーを検査用ステージ上に置き、形成した
溝の内側の残った島状部分の中心とＮ側電極との間に通
電してウエハー毎に発光強度を測定し、評価することを
いう。この様にして測定した発光強度に基づき、所望の
発光強度の標準範囲と比較して各ウエハーをランク分け
し、各ランクのウエハーの次工程のプロセスを決定す
る。
行う。ここにグルービング評価とは、ＰＮ接合を分離す
るようにウエハーのＰ側中心にドーナツ状の溝を形成
し、そのウエハーを検査用ステージ上に置き、形成した
溝の内側の残った島状部分の中心とＮ側電極との間に通
電してウエハー毎に発光強度を測定し、評価することを
いう。この様にして測定した発光強度に基づき、所望の
発光強度の標準範囲と比較して各ウエハーをランク分け
し、各ランクのウエハーの次工程のプロセスを決定す
る。
【００１８】つぎに、工程（ＩＩ）においては、上記ラ
ンク分けで所望の発光強度の標準範囲と比較して発光強
度が大きいとランク付けされたウエハー５ａ、発光強度
の標準範囲とランク付けされたウエハー５ｂ、および発
光強度の標準範囲と比較して発光強度が小さいとランク
付けされたウエハー５ｃにつき、各々、種々の形状（サ
イズ）のフォトマスク８ａ−８ｃを形成して、メサエッ
チングを行う。
ンク分けで所望の発光強度の標準範囲と比較して発光強
度が大きいとランク付けされたウエハー５ａ、発光強度
の標準範囲とランク付けされたウエハー５ｂ、および発
光強度の標準範囲と比較して発光強度が小さいとランク
付けされたウエハー５ｃにつき、各々、種々の形状（サ
イズ）のフォトマスク８ａ−８ｃを形成して、メサエッ
チングを行う。
【００１９】すなわち、標準範囲と比較して発光強度が
大きいとランク付けされたウエハー５ａに対してはメサ
エッチング量９を大きく、標準範囲とランク付けされた
ウエハー５ｂに対してはメサエッチング量を標準に、標
準範囲と比較して発光強度が小きいとランク付けされた
ウエハー５ｃに対してはメサエッチング量を小さくし
て、内部発光効率と外部発光効率とのバランスをとるこ
とにより、個々のウエハー上の発光ダイオードチップの
発光強度を一定の範囲に均一化する。なお、本発明のこ
の態様では、各ウエハーのメサエッチング量の制御をフ
ォトマスクの形状（サイズ）で制御しているが、メサエ
ッチング量の制御は、エッチャントの種類および温度、
エッチング時間等の種々の条件によって制御することが
できる。また、本発明のこの態様では、発光強度にバラ
ツキのあるウエハーを３つのランクに選別して各々処理
を行っているが、この選別はより多くのランク、例えば
５つのランクに選別して各々異なる処理を行うことがで
き、より細かくランク分けして各々の処理を施すことに
より、ウエハー間の発光強度のバラツキのより均一化が
可能となる。
大きいとランク付けされたウエハー５ａに対してはメサ
エッチング量９を大きく、標準範囲とランク付けされた
ウエハー５ｂに対してはメサエッチング量を標準に、標
準範囲と比較して発光強度が小きいとランク付けされた
ウエハー５ｃに対してはメサエッチング量を小さくし
て、内部発光効率と外部発光効率とのバランスをとるこ
とにより、個々のウエハー上の発光ダイオードチップの
発光強度を一定の範囲に均一化する。なお、本発明のこ
の態様では、各ウエハーのメサエッチング量の制御をフ
ォトマスクの形状（サイズ）で制御しているが、メサエ
ッチング量の制御は、エッチャントの種類および温度、
エッチング時間等の種々の条件によって制御することが
できる。また、本発明のこの態様では、発光強度にバラ
ツキのあるウエハーを３つのランクに選別して各々処理
を行っているが、この選別はより多くのランク、例えば
５つのランクに選別して各々異なる処理を行うことがで
き、より細かくランク分けして各々の処理を施すことに
より、ウエハー間の発光強度のバラツキのより均一化が
可能となる。
【００２０】工程（ＩＩＩ）においては、各々、種々の
量でメサエッチングされ、その後フォトマスクが除去さ
れたウエハー１０ａ、１０ｂおよび１０ｃをダイシング
して、ウエハー間で発光強度が均一化された発光ダイオ
ードチップ１１ａ、１１ｂおよび１１ｃを各々製作す
る。
量でメサエッチングされ、その後フォトマスクが除去さ
れたウエハー１０ａ、１０ｂおよび１０ｃをダイシング
して、ウエハー間で発光強度が均一化された発光ダイオ
ードチップ１１ａ、１１ｂおよび１１ｃを各々製作す
る。
【００２１】本発明のもう１つの態様において、個々の
ウエハーの発光強度をワイヤーボンド側の電極サイズを
制御することによって均一化することができる。この場
合においては、グルービング評価してランク分けしたウ
エハー毎に種々の大きさを有するワイヤーボンド側電極
を通常の方法により形成する。すなわち、標準範囲と比
較して発光強度が大きいとランク付けされたウエハーに
対してはより大きな電極を形成し、標準範囲とランク付
けされたウエハーに対しては標準の大きさの電極を形成
し、標準範囲と比較して発光強度が小さいとランク付け
されたウエハーに対してはより小さな電極を形成するこ
とにより、各ウエハー間の発光強度を一定の範囲に均一
化する。
ウエハーの発光強度をワイヤーボンド側の電極サイズを
制御することによって均一化することができる。この場
合においては、グルービング評価してランク分けしたウ
エハー毎に種々の大きさを有するワイヤーボンド側電極
を通常の方法により形成する。すなわち、標準範囲と比
較して発光強度が大きいとランク付けされたウエハーに
対してはより大きな電極を形成し、標準範囲とランク付
けされたウエハーに対しては標準の大きさの電極を形成
し、標準範囲と比較して発光強度が小さいとランク付け
されたウエハーに対してはより小さな電極を形成するこ
とにより、各ウエハー間の発光強度を一定の範囲に均一
化する。
【００２２】本発明を詳細な説明、以下の実施例および
図面によってより詳細に説明するが、これらは本発明の
１つの具体例であって、本発明はこれらの具体例に限定
されるものではない。
図面によってより詳細に説明するが、これらは本発明の
１つの具体例であって、本発明はこれらの具体例に限定
されるものではない。
【００２３】
【実施例】実施例１ 本発明による第１の係る発光ダイオードの製造方法を、
三元系ＡｌＧａＡｓ発光ダイオードを例にとり説明す
る。図２は、本発明の製造方法により製作したファイバ
用発光ダイオードチップの一例である。エピタキシャル
層構造は、Ｐ−ＧａＡｓ基板１２上に、Ｐ−ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層１３、活性層１４、Ｎ−ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層１５を成長させている。これにワイヤーボンド側
電極１６、ダイボンド側電極１７を形成している。一例
のチップはダイシングピッチが３５０μｍ、チップ底面
の一辺が約３２０μｍ、ワイヤーボンド側電極の形状は
円形で直径約１９０μｍφである。メサエッチング量で
制御されるチップ天面の―辺をＸとする。図３は、Ｘの
違いによる発光強度分布のグラフである。（エピタキシ
ャルウエハーの内部発光効率一定)Ｘを制御すること
で、発光強度を約−５％〜約＋２０％にすることができ
る。
三元系ＡｌＧａＡｓ発光ダイオードを例にとり説明す
る。図２は、本発明の製造方法により製作したファイバ
用発光ダイオードチップの一例である。エピタキシャル
層構造は、Ｐ−ＧａＡｓ基板１２上に、Ｐ−ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層１３、活性層１４、Ｎ−ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層１５を成長させている。これにワイヤーボンド側
電極１６、ダイボンド側電極１７を形成している。一例
のチップはダイシングピッチが３５０μｍ、チップ底面
の一辺が約３２０μｍ、ワイヤーボンド側電極の形状は
円形で直径約１９０μｍφである。メサエッチング量で
制御されるチップ天面の―辺をＸとする。図３は、Ｘの
違いによる発光強度分布のグラフである。（エピタキシ
ャルウエハーの内部発光効率一定)Ｘを制御すること
で、発光強度を約−５％〜約＋２０％にすることができ
る。
【００２４】実施例２ 本発明による第２の係る発光ダイオードの製造方法を説
明する。チップ天面の一辺Ｘの制御について、メサマス
クの形状(サイズ)を変更して制御する。例えば図２でＸ
＝２２３μｍにする場合は、メサマスク一辺３１０μｍ
の正方形のものをチップの中心位置にマスク中心を合わ
せ形成したウエハーを濃硫酸：過酸化水素水：水＝３：
１：１、５０度のエッチャントで３５分エッチングして
製作する。ここで、Ｘのサイズ変更は、メサマスクのサ
イズを変更して行う。例えば、Ｘ＝２０３μｍの時、メ
サマスクの一辺は２９０μｍとなる。
明する。チップ天面の一辺Ｘの制御について、メサマス
クの形状(サイズ)を変更して制御する。例えば図２でＸ
＝２２３μｍにする場合は、メサマスク一辺３１０μｍ
の正方形のものをチップの中心位置にマスク中心を合わ
せ形成したウエハーを濃硫酸：過酸化水素水：水＝３：
１：１、５０度のエッチャントで３５分エッチングして
製作する。ここで、Ｘのサイズ変更は、メサマスクのサ
イズを変更して行う。例えば、Ｘ＝２０３μｍの時、メ
サマスクの一辺は２９０μｍとなる。
【００２５】実施例３ 本発明の製造方法における発光ダイオードの電極サイズ
と発光強度との関係について説明する。エピタキシャル
成長させて製作した各ウエハーの中央部にドーナツ状の
溝を形成し、ＰＮ接合を分離して、分離された部分に針
をあてて通電し、各ウエハーの発光強度を測定してウエ
ハーのグルービング評価を行った。図４にその結果を示
す。この分布より、発光強度４０００未満のウエハーは
除き、４０００から５０００のウエハーを「Ａランクウ
エハー」、５０００から６５００のウエハーを「Ｂラン
クウエハー」、および６５００を超えるウエハーを「Ｃ
ランクウエハー」とランク分けした。この様にランク分
けしたウエハーに電極サイズ１９０μｍφの一律の大き
さにした時の出来上がった最終チップの発光強度分布は
図５のようになった。また、Ａランクウエハーには１５
０μｍφの小さい電極を、Ｂランクウエハーには１７０
μｍφの電極を、ｃランクウエハーには１９０μｍφの
大きい電極をつけて素子を完成し、発光強度を調べると
図６のように、前述の一律の大きさの電極をつけたウエ
ハーの発光強度のバラツキは半分以下になり、歩留が非
常に向上した。
と発光強度との関係について説明する。エピタキシャル
成長させて製作した各ウエハーの中央部にドーナツ状の
溝を形成し、ＰＮ接合を分離して、分離された部分に針
をあてて通電し、各ウエハーの発光強度を測定してウエ
ハーのグルービング評価を行った。図４にその結果を示
す。この分布より、発光強度４０００未満のウエハーは
除き、４０００から５０００のウエハーを「Ａランクウ
エハー」、５０００から６５００のウエハーを「Ｂラン
クウエハー」、および６５００を超えるウエハーを「Ｃ
ランクウエハー」とランク分けした。この様にランク分
けしたウエハーに電極サイズ１９０μｍφの一律の大き
さにした時の出来上がった最終チップの発光強度分布は
図５のようになった。また、Ａランクウエハーには１５
０μｍφの小さい電極を、Ｂランクウエハーには１７０
μｍφの電極を、ｃランクウエハーには１９０μｍφの
大きい電極をつけて素子を完成し、発光強度を調べると
図６のように、前述の一律の大きさの電極をつけたウエ
ハーの発光強度のバラツキは半分以下になり、歩留が非
常に向上した。
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の発光ダ
イオードの製造方法では、エピタキシャル時に生じるエ
ピタキシャルウエハー間の内部発光効率のバラツキに応
じて個々のウエハープロセスを調整することで、チップ
の発光強度バラツキを小さくし、発光強度特性均一化と
歩留向上による低価格化を実現することができる。
イオードの製造方法では、エピタキシャル時に生じるエ
ピタキシャルウエハー間の内部発光効率のバラツキに応
じて個々のウエハープロセスを調整することで、チップ
の発光強度バラツキを小さくし、発光強度特性均一化と
歩留向上による低価格化を実現することができる。
【図１】 本発明の発光ダイオードの製造方法の工程を
示す図である。
示す図である。
【図２】 本発明の製造方法によって製作された発光ダ
イオードチップの形状を示す上面図および側面図であ
る。
イオードチップの形状を示す上面図および側面図であ
る。
【図３】 ウエハーのメサ形状と発光強度との相関を示
す図である。
す図である。
【図４】 グルービング評価によるウエハー発光強度分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図５】 ウエハープロセス完了後のチップの発光強度
分布を示すグラフである（電極サイズ一定）。
分布を示すグラフである（電極サイズ一定）。
【図６】 ウエハープロセス完了後のチップの発光強度
分布を示すグラフである（電極サイズ調整）。
分布を示すグラフである（電極サイズ調整）。
１： 基板 ２： Ｐ−クラッド層 ３： 活性層 ４： Ｎ−クラッド層 ５、５ａ−５ｃ： エピタキシャルウエハー ６、１７： ダイボンド側電極 ７、１６： ワイヤーボンド側電極 ８ａ−８ｃ： マスク（レジスト） ９： メサエッチング部（量） １０ａ−１０ｃ： メサエッチング後のウエハー １１ａ−１１ｃ： ＬＥＤチップ １２： Ｐ−ＧａＡｓ基板 １３： Ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 １４： 活性層 １５： Ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層
Claims (6)
- 【請求項１】 エピタキシャル成長させて製作した個々
のウエハー間の発光強度（光出力）のバラツキを、個々
のウエハーのメサエッチング量の制御により一定の範囲
に均一化することを特徴とする発光ダイオード(ＬＥＤ)
の製造方法。 - 【請求項２】 メサエッチング量の制御を、フォトマス
クのサイズの制御によって行うことを特徴とする請求項
１記載のＬＥＤの製造方法。 - 【請求項３】 メサエッチング量の制御を、エッチャン
トの温度の制御によって行うことを特徴とする請求項１
記載のＬＥＤの製造方法。 - 【請求項４】 メサエッチング量の制御を、エッチング
時間の制御によって行うことを特徴とする請求項１記載
のＬＥＤの製造方法。 - 【請求項５】 ＬＥＤが、ファイバ結合用またはＩｒＤ
Ａ光通信用ＬＥＤであることを特徴とする請求項１ない
し４いずれか１項記載のＬＥＤの製造方法。 - 【請求項６】 エピタキシャル成長させて製作した個々
のウエハー間の発光強度のバラツキを、個々のウエハー
の電極サイズの制御により一定の範囲に均一化すること
を特徴とするＬＥＤの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000355763A JP3586641B2 (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 発光ダイオードの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000355763A JP3586641B2 (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 発光ダイオードの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002158372A true JP2002158372A (ja) | 2002-05-31 |
| JP3586641B2 JP3586641B2 (ja) | 2004-11-10 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000355763A Expired - Fee Related JP3586641B2 (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 発光ダイオードの製造方法 |
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| JP (1) | JP3586641B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6911673B2 (en) | 2002-03-01 | 2005-06-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light emitting diode device |
| JP2007012294A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Optrex Corp | 有機ｅｌパネルの製造方法 |
-
2000
- 2000-11-22 JP JP2000355763A patent/JP3586641B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2007012294A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Optrex Corp | 有機ｅｌパネルの製造方法 |
| JP4638289B2 (ja) * | 2005-06-28 | 2011-02-23 | オプトレックス株式会社 | 有機ｅｌパネルの製造方法 |
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| JP3586641B2 (ja) | 2004-11-10 |
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