JP2007266427A - Semiconductor light-emitting device and manufacturing method therefor - Google Patents
Semiconductor light-emitting device and manufacturing method therefor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007266427A JP2007266427A JP2006091208A JP2006091208A JP2007266427A JP 2007266427 A JP2007266427 A JP 2007266427A JP 2006091208 A JP2006091208 A JP 2006091208A JP 2006091208 A JP2006091208 A JP 2006091208A JP 2007266427 A JP2007266427 A JP 2007266427A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- side electrode
- electrode
- type semiconductor
- bump
- semiconductor light
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/14—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73257—Bump and wire connectors
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体発光装置とその製造方法に関わる。より具体的には、リーク点をある確率で本質的に含むウエハから、大面積のフリップチップタイプの半導体発光装置を作製する場合において、歩留まりの向上を目的とした半導体発光装置の製造方法とその製造方法によって作製された半導体発光装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a manufacturing method thereof. More specifically, in the case of manufacturing a large-area flip-chip type semiconductor light-emitting device from a wafer that essentially includes a leak point with a certain probability, a method for manufacturing a semiconductor light-emitting device for the purpose of improving the yield and its method The present invention relates to a semiconductor light emitting device manufactured by a manufacturing method.
半導体発光装置は、消費電力を小さくすることができるため、照明用途への実用化が期待されている。現在、消費電力あたりの光束で、白熱電球より効率のよい半導体発光装置は実用化されている。しかし、蛍光灯に比較するとその効率は、まだまだ低い(非特許文献1参照)。 Since the semiconductor light emitting device can reduce power consumption, it is expected to be put to practical use for illumination. Currently, semiconductor light-emitting devices that are more efficient than incandescent bulbs with a luminous flux per power consumption are in practical use. However, the efficiency is still low compared with fluorescent lamps (see Non-Patent Document 1).
半導体発光装置が照明用として実用化されるためには、さらなる高出力と高効率が必要である。半導体発光装置の高出力には1つの素子の発光面積を大きくすることが1つの方法である。 In order for a semiconductor light emitting device to be put into practical use for illumination, higher output and higher efficiency are required. One method is to increase the light emitting area of one element for high output of the semiconductor light emitting device.
図14には、半導体発光装置の一般的な構成を示す(特許文献1参照)。 FIG. 14 shows a general configuration of a semiconductor light emitting device (see Patent Document 1).
サファイア(Al2O3)、SiCやGaNなどの透明な基板50上にGaN系のn型半導体層とp型半導体層が積層されている。n型半導体層とp型半導体層の間にはGaInNを主とした活性層がサンドイッチ状に設けられる。基板の一部は、p型半導体層と活性層をエッチング等で削除され、n型半導体層が露出されている。
A GaN-based n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are stacked on a
この露出されたn型半導体層とp型半導体層にはそれぞれn側電極52とp側電極53が設けられる。それぞれの電極には主として金を用いたバンプ54と呼ばれる電流路が設けられる。バンプ54はサブマウント120上に設けられたTi/Ni/Au電極66に接合されている。サブマウント120にはスルーホール70が穿たれており、内部は導電体で満たされている。サブマウント120の下には電源からの電流端子に接続する接続電極65が設けられており、サブマウント120のスルーホールを通じてTi/Ni/Au電極66と導通している。
An n-
半導体発光素子の発光は、電流がp型半導体層から活性層およびn型半導体層へのルートで流れることにより活性層で起こる。p型半導体層から活性層およびn型半導体層の間では、p−n接合になっていることが必要である。もし、p−n接合が破壊され、電流が導通状態(以下「電流リーク状態」といい、導通状態になった点を「電流リーク点」という。)になっていると、発光しないばかりか、電流駆動回路などにダメージが発生する。 The light emission of the semiconductor light emitting element occurs in the active layer when current flows along the route from the p-type semiconductor layer to the active layer and the n-type semiconductor layer. A p-n junction is required between the p-type semiconductor layer and the active layer and the n-type semiconductor layer. If the pn junction is destroyed and the current is in a conducting state (hereinafter referred to as “current leakage state”, the point in which the conduction state is established is referred to as “current leakage point”), not only light emission, Damage occurs to the current drive circuit.
従って、事前に電流リークが生じているか否かを検査することが行われている(特許文献2参照)。なお、電流リーク状態とは、p型半導体層からn型半導体層だけでなく、逆方向にも抵抗値が著しく低下してしまうことである。
図14で示した半導体発光素子は、ウエハと呼ばれる大きな基板に多数の素子をフォトリゾグラフィなどの技術を用いて作製し、切り出す事で得られる。このウエハは、非常に高い純度に精製した原料からつくられる単結晶材料であるが、わずかながら結晶欠陥が存在する。 The semiconductor light emitting device shown in FIG. 14 can be obtained by manufacturing and cutting a large number of devices on a large substrate called a wafer using a technique such as photolithography. This wafer is a single crystal material made from a raw material purified to a very high purity, but there are slight crystal defects.
この結晶欠陥はこのウエハ上に積層して生成するp型半導体層、活性層、n型半導体層にも継承され、通常のp−n接合にならず導通点となる。これが、半導体発光素子の電流リーク点となる。 This crystal defect is inherited by the p-type semiconductor layer, the active layer, and the n-type semiconductor layer that are generated by stacking on this wafer, and does not become a normal pn junction but becomes a conduction point. This is a current leak point of the semiconductor light emitting device.
図15には、ウエハ上に電流リーク点90が存在する事を例示する。図15(a)は、小さな面積のチップを切り出す場合を示し、(b)は大きな面積のチップを切り出す場合を示す。図15の(a)および(b)において、個々の格子は切り出しの大きさを表す。
FIG. 15 illustrates that a
例えば、図15(a)は縦19分割、横18分割の計342個のチップを切り出せる。このウエハに5ヶ所の電流リーク点90があったとすると、電流リーク点90があるチップは5/342程度の割合となる。
For example, in FIG. 15A, a total of 342 chips of 19 vertical divisions and 18 horizontal divisions can be cut out. If there are five
一方、図15(b)のようにウエハから面積の大きな9個のチップを切り出すとすると、図の場合では、4つのチップが電流リーク点90を含み、その割合は4/9となる。電流リーク点90は、発光強度が低下したり発光しないばかりか駆動回路にダメージを与えるなどの不具合が発生するため、不良品となる。
On the other hand, if nine chips having a large area are cut out from the wafer as shown in FIG. 15B, in the case shown in the figure, the four chips include the
すなわち、半導体発光素子のチップ面積が大きくなるに従い、電流リーク点を含む素子の割合は高くなる。これはすなわち歩留まりの低下につながる。 That is, as the chip area of the semiconductor light emitting element increases, the ratio of elements including a current leak point increases. This leads to a decrease in yield.
原材料のウエハの結晶欠陥の割合が少なくならない限り、この割合は低減できない。従って、電流リーク点を含む半導体発光素子を全て不良品として破棄すると、半導体発光素子はウエハから切り出すチップ面積を大きくするに従って、歩留まりは著しく低下することとなる。 This ratio cannot be reduced unless the percentage of crystal defects in the raw material wafer is reduced. Therefore, when all the semiconductor light emitting elements including the current leak point are discarded as defective products, the yield of the semiconductor light emitting element is significantly reduced as the chip area cut out from the wafer is increased.
本発明はこのような課題に対応するために発想されたもので、電流リーク点を含む半導体発光素子であっても、一定の発光量を確保しながら歩留まりの低下を抑制する事を目的とする。 The present invention has been conceived to cope with such problems, and it is an object of the present invention to suppress a decrease in yield while securing a constant light emission amount even in a semiconductor light emitting device including a current leak point. .
本発明は、ウエハから切り出した半導体発光素子上に作製した電極毎に電流リーク試験を行い、電流リーク点が存在する電極にはバンプを設置しない、もしくはバンプを非導通状態にする。このようにすることで、電流リーク点の存在する半導体発光素子であっても、電流リーク点を含まない部分では発光を得る事ができる。 In the present invention, a current leak test is performed for each electrode manufactured on a semiconductor light emitting device cut out from a wafer, and bumps are not placed on the electrodes where current leak points exist, or bumps are made nonconductive. By doing so, even a semiconductor light emitting element having a current leak point can emit light at a portion not including the current leak point.
本発明は大面積の半導体発光素子上に複数の電極を設けることで、電流リーク点を含み導通状態になってしまう電極面積を限定し、その部分は使用しないようにしたので、電流リーク点を含むチップでも発光させることができる。従って、一定の割合で電流リーク点の原因となる格子欠損を含むウエハから大面積の半導体発光素子となるチップを切り出しても歩留まりの低下を抑制できるという効果がある。 In the present invention, by providing a plurality of electrodes on a large-area semiconductor light emitting device, the electrode area including the current leakage point and becoming conductive is limited, and the portion is not used. Even a chip including it can emit light. Therefore, even if a chip that becomes a semiconductor light emitting element with a large area is cut out from a wafer that includes lattice defects that cause current leak points at a certain rate, a reduction in yield can be suppressed.
(実施の形態1)
次に本発明の実施の形態について説明する。ウエハには、直径2インチのGaN基板100を用いる。厚さは350μmである。このウエハ上に800μm四方の半導体発光素子を形成する。ウエハは、半導体発光素子が個別のチップに分割される前に、必要に応じて基板の裏面側から研磨して100μm〜300μmの厚さに薄くする。
(Embodiment 1)
Next, an embodiment of the present invention will be described. As the wafer, a
図1にウエハから切り出し作製した半導体発光素子を用いた半導体発光装置の構成を示す。半導体発光素子は、GaN基板100上にGaNのn型半導体層101、InGaNの活性層102及びGaNのp型半導体層103をこの順で積層した。
FIG. 1 shows a configuration of a semiconductor light emitting device using a semiconductor light emitting element cut out from a wafer. In the semiconductor light emitting device, a GaN n-
そして、p型半導体層103および活性層102の一部をエッチングし、n型半導体層101を露出させる。この露出したn型半導体層101の表面にn側電極104を形成した。p型半導体層103の表面にはp側電極105が形成されている。図で明らかなように、この半導体発光素子は、片面電極タイプである。
Then, the p-
なお、青色LEDの構成としては、ここで挙げた例に限定されるものではない。例えば、GaN基板100の替わりとしては、SiC基板を用いても良いし、絶縁性のサファイア基板を用いても良い。また例えば、n型半導体層101やp型半導体層103としては、AlGaNやInGaNを用いてもよいし、n型半導体層101と、GaN基板100との間に、GaNやInGaNで構成したバッファ層を用いることも可能である。また、例えば、活性層102は、InGaNとGaNが交互に積層した多層構造(量子井戸構造)としてもよい。
In addition, as a structure of blue LED, it is not limited to the example given here. For example, as an alternative to the
半導体発光素子のp側電極105とn側電極104にはバンプ106が接合され、さらにそれぞれp側ワイヤボンド用引出電極107とn側ワイヤボンド用引出電極108に接合されている。p側ワイヤボンド用引出電極107とn側ワイヤボンド用引出電極108はp側電極105とn側電極104に電流を供給するために設けられる電極である。これらの引出電極はサブマウント120上に設けられる。以上のように半導体発光装置は構成される。
なお、本明細書を通して電極形成された半導体発光素子に、少なくともバンプが接合されれば半導体発光装置とする。 Note that a semiconductor light-emitting device is obtained if at least a bump is bonded to a semiconductor light-emitting element having electrodes formed throughout this specification.
また、本明細書を通じて半導体発光素子の厚み方向の表し方として、p型半導体を積層した方向を「p方向」、基板の側を「s方向」と呼ぶ。また基板にp型半導体までを積層し、ウエハから切り出した状態をチップと呼ぶ。さらに、上記の「方向」の呼称は半導体発光装置の場合にも援用する。 Further, throughout the present specification, the direction in which the p-type semiconductors are stacked is referred to as the “p direction” and the substrate side is referred to as the “s direction”. A state in which up to a p-type semiconductor is stacked on a substrate and cut out from the wafer is called a chip. Further, the above-mentioned “direction” is also applied to the semiconductor light emitting device.
図2に半導体発光素子に形成した電極の様子を示す。図2(a)は電極を形成したチップを横から見た図である。p−n接合部110は図1におけるn型半導体層101、InGaNの活性層102及びGaNのp型半導体層103をまとめて記載したものである。図2(b)はp方向から見た図である。
FIG. 2 shows the state of the electrodes formed on the semiconductor light emitting device. FIG. 2A is a side view of a chip on which electrodes are formed. The
電極は16箇所設けられており、1つはn側電極104で、残りはp側電極105である。電極の大きさは150μm四方である。1つの素子上に設ける電極の面積は、バンプの大きさでその最小面積が限定され、下限はおよそ100μm四方である。
Sixteen electrodes are provided, one is an n-
従って電極は、バンプの断面積よりも大きければ設置は可能であるが、電極が大きいと電極下に電流リーク点があった際に、使えなくなる電極面積が大きくなることになる。使えない電極面積が大きくなることは発光面積が小さくなることであるから、発光素子としての性能が落ちる。 Therefore, the electrode can be installed if it is larger than the cross-sectional area of the bump. However, if the electrode is large, the area of the electrode that cannot be used increases when there is a current leak point under the electrode. When the electrode area that cannot be used is increased, the light emitting area is decreased, so that the performance as a light emitting element is lowered.
電極の面積は、ウエハに存在する結晶欠陥の密度と、製造時の精度限界などから、最終的に目標とする歩留まりを考慮して決められる。本実施の形態では切り出したチップを16の区画に分け、n側電極104を1箇所、p型電極を15箇所設けた。
The area of the electrode is determined in consideration of the final target yield based on the density of crystal defects present on the wafer and the accuracy limit during manufacturing. In the present embodiment, the cut-out chip is divided into 16 sections, and the n-
図3には、電流リーク検査の様子を示す。n側電極用プローブ針210は、n側電極104に接する検査端子で、その他のp側電極用プローブ針212はp側電極105に接する検査端子である。これらの端子はあらかじめカード状の基板に必要数が固定配置されており、半導体発光素子の所定の電極が接するように半導体発光素子を移動させられる。もちろん、検査端子が移動してもよいが、検査対象が動く方がよい。検査端子を移動させるのは機構的に複雑になるからである。なお、ここでは検査対象はチップとしているが、ウエハのままでもかまわない。
FIG. 3 shows a state of current leak inspection. The n-side
プローブスイッチ206には、n側電極用プローブ針210が接続されるn側スイッチ端子232と、p側電極プローブ針212が接続されるp側スイッチ端子234を有する。プローブスイッチ206は、n側スイッチ端子232の1つを電流源208の一方の電極に接続する切り替えスイッチと、p側スイッチ端子234の1つを電流源208の他方の電極に切り替えるスイッチを内部に有する。すなわち、プローブスイッチ206は接続されたp側電極用プローブ針212の1つとn側電極用プローブ針210の1つを電流源208の電極につなぐことができる。これらの指示は制御装置202の指示による。
The
なお、それぞれの電極用プローブ針にはそれぞれ番号が決められており、どの電極用プローブ針に電流を印加したかはこの番号で管理される。 Each electrode probe needle is assigned a number, and to which electrode probe needle the current is applied is managed by this number.
電流源208はこのプローブスイッチ206の電極に結合され制御装置202の指示で検査用の所定電流の順方向電流を発生させる。
A
電圧測定器204は電流源208とプローブスイッチ206の間に配置され、n側電極用プローブ針210とp側電極用プローブ針212の間に発生する順方向電圧を測定する。測定のタイミングは制御装置202の指示による。
The
制御装置202は検査装置全体を制御し、検査対象となる電極を設けたチップを順次プローブの下に移動させ、プローブ針をチップ上の電極に接触させる。その後、p−n接合の順方向に所定の電流を印加してn側電極104とp側電極105の間に発生する順方向電圧を順次検査する。
The
図4に制御装置202が行う電流リーク検査の動作フローを示す。
FIG. 4 shows an operation flow of current leak inspection performed by the
検査対象となるチップが所定の位置に配置され、プローブ針がチップ上の電極に接触したことを確認してからこのフローはスタートする(Step1000)。 This flow starts after it is confirmed that the tip to be inspected is arranged at a predetermined position and the probe needle is in contact with the electrode on the tip (Step 1000).
まずプローブスイッチ206でn側電極用プローブ針210と、p側電極用プローブ針212を1つずつ選択する。本実施の形態の場合はn側電極104は1つなので、選択されるn側電極プローブ針210は固定であり、p側電極プローブ針212の1つが選択される(Step1010)。
First, the
次に制御装置202は電流源208に検査用の順方向電流を指示し発生させる(Step1020)。その後、電圧測定器204に順方向電圧を測定させる(Step1030)。フローには省略したが、測定後は電流の発生を止めるのがよい。次の測定に移る際の電源の負担を軽減させるためである。印加したp側電極プローブ針212の番号と、その時の電流値と電圧値が1つの測定値のセットとして管理される。
Next, the
1つのp側電極プローブ針212とn側電極プローブ針210の間の抵抗測定が終わったら、未検査のp側電極プローブ針212とn側電極プローブ針210の組み合わせがないかを確認し(Step1040)、あればプローブ針の選択から行う。検査が全部終わったら、この検査対象チップに対する検査は終了する。
When the resistance measurement between one p-side
電流リーク点は、得られた測定値のセットのうち、順方向電圧値が所定の値より低い場合で判断する。電流リーク点があると判断されたp側電極105はその位置を記録され、後のバンプ形成時に参照される。なお、ここで示した測定ルーチンは一例であって、これに限定されるものではない。例えば、p側電極105を1つずつ検査するのではなく、まとめて順方向電圧値を測定し、順方向電圧値が所定の値より小さければ初めて個々のp側電極105について検査を行ってもよい。
The current leak point is determined when the forward voltage value is lower than a predetermined value in the obtained set of measured values. The position of the p-
電流リーク点の有無は、例えばGaN系材料からなる半導体発光素子の場合は、10マイクロアンペア程度の順方向電流を印加した時の順方向電圧が2ボルト程度より高いか低いかで判断でき、2ボルト程度より低い場合は電流リーク点があると判断できる。 For example, in the case of a semiconductor light emitting device made of a GaN-based material, the presence or absence of a current leak point can be determined by whether the forward voltage when a forward current of about 10 microamperes is applied is higher or lower than about 2 volts. If it is lower than about volt, it can be determined that there is a current leak point.
以上、電流リーク検査方法として順方向電流を印加してその時発生する順方向電圧を測定して判断する方法を記述したが、これ以外にも、p−n接合に逆方向電圧を印加してその時流れる逆方向電流を測定して判断する方法や、p−n接合に順方向電圧を印加してその時流れる順方向電流を測定して判断する方法もある。 As described above, the method for determining the current leakage by applying the forward current and measuring the forward voltage generated at that time has been described. However, in addition to this, the reverse voltage is applied to the pn junction. There are a method of measuring and judging the flowing reverse current, and a method of measuring and judging the forward current flowing at that time by applying a forward voltage to the pn junction.
図5(a)にチップにn側電極104およびp側電極105を施し、バンプ106を介してサブマウント120に搭載した状態を示す。サブマウント120は主としてSiツェナーダイオードや、AlN(窒化アルミ)やAl2O3(アルミナ)等のセラミックが用いられる。そして、主としてn側電極104およびp側電極105から電源への端子取り出しが目的である。従って、サブマウント120は、p側電極105をまとめて取り出すp側ワイヤボンド用引出電極304とn側電極104を取り出すn側ワイヤボンド用引出電極302を有する。これらの引出電極は、Al等の薄膜をサブマウント120上に堆積させて作製する。
FIG. 5A shows a state in which the n-
図5(b)は、サブマウント120とn側ワイヤボンド用引出電極302およびp側ワイヤボンド用引出電極304とバンプ106をチップ側から見た状態を示す。一点鎖線はチップが搭載される位置を示す。バンプ106が設けられる位置は点線で示した。
FIG. 5B shows a state in which the
図5(b)が示すようn側ワイヤボンド用引出電極302とp側ワイヤボンド用引出電極304はバンプ106が形成される領域(一点鎖線部分)と電源との接続を有する領域(一点鎖線以外)を有する。
As shown in FIG. 5B, the n-side wire
n側ワイヤボンド用引出電極302とp側ワイヤボンド用引出電極304に接続するためのバンプ106は、次のように設けられる。まずn側ワイヤボンド用引出電極302とp側ワイヤボンド用引出電極304に下地を設け、その上にバンプ106を作製する。
The
バンプ106の形成方法としては、メッキ法、真空蒸着法、スクリーン印刷法、液滴射出法、ワイヤーバンプ法等を用いることができる。また、バンプ材としては、Au、Au−Sn、半田、In合金、ポリマー等を用いることができる。
As a method for forming the
本実施の形態では、Auワイヤーの一端をボンダーにてサブマウント上のバンプ形成領域に接着した後、ワイヤーを切断することでAuバンプを形成する。なお、液滴射出法とは、金などの微粒ナノ粒子を揮発性溶剤に分散した液をインクジェット印刷と同様な手法で印刷し、溶剤を揮発除去してナノ粒子の集合体としてのバンプを形成する方法をいう。 In the present embodiment, one end of the Au wire is bonded to the bump forming region on the submount with a bonder, and then the Au bump is formed by cutting the wire. The droplet injection method is a method in which fine nanoparticles such as gold are dispersed in a volatile solvent, printed using a method similar to inkjet printing, and the solvent is removed by volatilization to form bumps as an aggregate of nanoparticles. How to do.
この際、上記の電流リーク検査の結果を参照し、電流リーク点があると判断されたp側ワイヤボンド用引出電極304に対応するバンプ106はサブマウント120上に設けない。そして、バンプ106を形成したサブマウント120にp側電極105を構成したチップを載せ接合する。このようにすることで、電流リーク点のないp−n接合ができるp側電極105だけがバンプ106と接合されることとなり、半導体発光装置として発光が可能となる。
At this time, the
図6にはp側電極105の1箇所が電流リーク点を有すると判断された場合のサブマウント120、バンプ106およびチップを示す。320で指示する箇所はバンプ106のないp側電極105である。この部分は上記の電流リーク検査によって電流リーク点があると判断され、このチップが搭載されるサブマウント上にバンプ形成されなかった部分である。
FIG. 6 shows the
図7には、図6の一点鎖線で示した部分の断面図を示す。320の箇所はバンプ106がなく、従って対応するp側電極105からは電流は印加されることはない。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the portion indicated by the one-dot chain line in FIG. 320 does not have a
半導体発光素子はp型半導体層からn型半導体層へ電流が流れ、その間にある活性層で発光が生じる。特にGaN系材料からなる半導体発光素子においては、一般的にp型半導体層の抵抗率が高いため、p型半導体層の面内で横方向に電流が拡がりにくく、p側電極105の直下の活性層でのみ発光が生じる。従ってバンプ106からの電流供給がない部分では発光が発生しない。図6のチップの場合、15箇所のp側電極105のうち14箇所でしか発光が生じない。
In the semiconductor light emitting device, a current flows from the p-type semiconductor layer to the n-type semiconductor layer, and light emission occurs in an active layer therebetween. In particular, in a semiconductor light emitting device made of a GaN-based material, since the resistivity of the p-type semiconductor layer is generally high, the current hardly spreads in the lateral direction in the plane of the p-type semiconductor layer, and the activity just below the p-
しかし、電流リーク点を有する電極にバンプ経由で電流が供給されると、その電極は抵抗が著しく低いので、p側ワイヤボンド用引出電極に供給される電流のほとんどがその電極に流れてしまう。電流リーク点ではp−n接合が崩れているため発光は行われない。結果、半導体発光素子自体の発光が著しく弱くなったり、全く発光しなくなることになる。
従って本実施の形態のように、電流リーク点を検査したのち、そのp側電極に対応するバンプを形成しなければ全く発光しなかったり、発光が著しく弱くなったりすることを回避することができる。
However, when a current is supplied to an electrode having a current leak point via a bump, the resistance of the electrode is remarkably low, so that most of the current supplied to the p-side wire bond lead electrode flows to the electrode. Since the pn junction is broken at the current leak point, no light is emitted. As a result, the light emission of the semiconductor light emitting element itself becomes extremely weak or no light is emitted.
Therefore, as in this embodiment, after inspecting the current leak point, it is possible to avoid the case where no light is emitted or the light emission becomes extremely weak unless a bump corresponding to the p-side electrode is formed. .
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1とは別の電流リーク点の検査方法を示す。図8はn側電極104およびp側電極105のそれぞれのn側電極プローブ針210およびp側電極プローブ針212の様子を示す。n側電極用プローブ針210はn側電極104に接触したままであるが、p側電極プローブ針212が、p側電極105を順次スキャンしながら検査を行う。スキャンとは、1つのp側電極105にp側電極プローブ針212を接触させ、電流リーク検査を行った後、p側電極プローブ針212を上げ、次に検査する電極まで移動し、p側電極プローブ針212を下ろして電極に接触させるという行為を次々と続けることである。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, a method for inspecting a current leak point different from that in the first embodiment will be described. FIG. 8 shows the state of the n-side
この検査方法であれば、プローブスイッチが不要になりその分だけ検査装置は簡単になる。しかし、プローブ針を電極に沿ってスキャンする機構が必要になる。検査の結果得られる情報は実施の形態1の場合と同じであり、後の工程で参照される。 This inspection method eliminates the need for a probe switch and simplifies the inspection apparatus accordingly. However, a mechanism for scanning the probe needle along the electrode is required. Information obtained as a result of the inspection is the same as that in the first embodiment, and is referred to in a later process.
(実施の形態3)
本実施の形態においては、基板上へのn型半導体層101、p型半導体層103の形成や電流リーク検査は実施の形態1と同じである。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, the formation of the n-
本実施の形態の特徴は、サブマウント120上にバンプ106をすべて作製し、電流リーク点がある電極に対応するバンプ106をつぶすことによって電流リーク点への電流の流れ込みを回避する点である。
A feature of this embodiment is that all the
図9にはバンプ106の破壊装置および動作を示す。バンプ106を形成したサブマウント(図では省略した)は図示しない移動手段によってハンマー380の下の所定の位置に配置される。ハンマー380は断面積がバンプ106よりも大きく、また隣接するバンプ106をつぶすほど大きくはない。ハンマー380は、バンプ106の存在する場所に対応する位置に移動することができる。従ってサブマウント120上に形成されたどのバンプ106の上にも来ることができる。
FIG. 9 shows the destruction device and operation of the
サブマウント120がハンマー380の下に配置されたら、上記で説明した電流リーク検査の結果を参照し、電流リーク点を含む電極に対応するバンプ106の上方にハンマー380が移動し(図9(a))、バンプ106を押しつぶす(図9(b)ないし図9(c))。
When the
図10には、上記のように押しつぶされたバンプ322を有するサブマウント120にチップが接合された時の断面図を示す。電流リーク点を有する電極に対応するバンプ322はハンマー380によってつぶされているので、p側電極105と接触することがなく、この電極への電流の流入を回避している。
FIG. 10 is a cross-sectional view when a chip is bonded to the
本実施の形態のようにすると、バンプ形成を一括で行うことができ、バンプ形成時の効率を高くすることができる。 According to the present embodiment, bump formation can be performed at once, and the efficiency at the time of bump formation can be increased.
(実施の形態4)
図11に本実施の形態の半導体発光素子を横から見た図11(a)とp方向から見た図11(b)を示す。本実施の形態では、使用する基板自体がn型半導体である場合を示す。すなわち、n型半導体基板上にn型半導体層と活性層とp型半導体層を形成して半導体発光素子を作製する。n型半導体基板99はGaNにドナーを添加しn型にしたものを使用する。もちろんこれに限定されるものではない。p−n接合層111はn型半導体基板99にn型半導体層101と活性層102とp型半導体層103を積層することで形成する。
(Embodiment 4)
FIG. 11A shows the semiconductor light emitting device of this embodiment viewed from the side, and FIG. 11B shows the semiconductor light emitting device viewed from the p direction. In this embodiment, the case where the substrate itself is an n-type semiconductor is shown. That is, an n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer are formed on an n-type semiconductor substrate to produce a semiconductor light emitting device. The n-
n型半導体層101、活性層102、p型半導体層103に関しては実施の形態1と同じである。この半導体発光素子は基板がn型半導体であるので、n側電極104はp型半導体層103が形成された面と反対の面に形成する。そして、p型半導体層103上にはp側電極105のみを形成する。このようにすることで、発光面積を大きくすることができる。
The n-
図12(a)にはこのチップがバンプ106を通じてサブマウント120に搭載されている様子を示す。発光面積を大きくできる反面、半導体発光素子の発光方向であるs方向にn側電極104を設けなければならない構成になっている。n側電極104には通電用の配線390が接続されている。
FIG. 12A shows a state where this chip is mounted on the
図12(b)にはs方向から見た状態を示す。サブマウント120はp側電極105からの引出を行えばよいので、p側ワイヤボンド用引出電極304だけが設けられている。320で示した部分は電流リーク試験によって電流リーク点があり、バンプ106を設けなかった部分を示している。
FIG. 12B shows a state viewed from the s direction. Since the
図13には、本実施の形態で用いるチップの検査装置を示す。本実施の形態のチップはn側電極104がp側電極105の反対面に形成されているので、チップを置いたときのステージ222をn側電極用プローブ針として兼用できる。従って、p側電極用プローブ針212は自由に配置することができるため、p側電極用プローブ針212を複数本用意し、チップ上のp側電極105の列もしくは行毎に検査をしながらスキャンすることもできる。
FIG. 13 shows a chip inspection apparatus used in this embodiment. Since the n-
この場合の検査の手順としては、p側電極用プローブ針212を順次切り替えながら各電極毎に検査する手順、用意されたp側電極用プローブ針212すべてに通電し、電流リーク点があれば、各電極毎に検査する方法のどちらも利用することができる。もちろん実施の形態1もしくは2で示した方法を適宜変更して用いることもでき、検査手順は限定されるものではない。 As the inspection procedure in this case, a procedure for inspecting each electrode while sequentially switching the p-side electrode probe needles 212, energizing all the prepared p-side electrode probe needles 212, and if there is a current leak point, Either of the inspection methods for each electrode can be used. Needless to say, the method shown in Embodiment Mode 1 or 2 can be used by being appropriately changed, and the inspection procedure is not limited.
なお、ここではバンプ106はサブマウント120の上に形成したが、サブマウント120を用いずに、半導体発光素子を搭載するパッケージの搭載面に直接バンプを形成してもよい。
Although the
ウエハから切り出すチップに形成する電極を分割電極とし、ウエハ上に存在する電流リーク点を含む電極にはバンプを接合しないようにしたので、比較的大きな面積の半導体発光素子を用いる半導体発光装置の歩留まり向上に効果がある。従って、半導体発光装置の好適な製造方法として産業上の利用可能性がある。 Since the electrodes formed on the chip cut out from the wafer are divided electrodes, and bumps are not bonded to the electrodes including current leak points existing on the wafer, the yield of semiconductor light emitting devices using semiconductor light emitting elements having a relatively large area It is effective for improvement. Therefore, there is industrial applicability as a suitable method for manufacturing a semiconductor light emitting device.
100 GaN基板
101 n型半導体層
102 活性層
103 p型半導体層
104 n側電極
105 p側電極
106 バンプ
107 p側ワイヤボンド用引出電極
108 n側ワイヤボンド用引出電極
110 p−n接合部
120 サブマウント
202 制御装置
204 電圧測定器
206 プローブスイッチ
208 電流源
210 n側電極用プローブ針
212 p側電極用プローブ針
302 n側ワイヤボンド用引出電極
304 p側ワイヤボンド用引出電極
320 バンプを形成しなかった電極
322 バンプをつぶした部分の電極
380 ハンマー
100 GaN substrate 101 n-
Claims (3)
前記p型半導体上に設けられた複数のp側電極と、
前記n型半導体上に設けられた少なくとも1つ以上のn側電極と
前記p側電極と前記n側電極に接合されたバンプと
を有する半導体発光装置であって、
n側電極と電流リークの状態にあるp側電極には、前記バンプが接合されていない半導体発光装置。 P-type and n-type semiconductors stacked on a substrate;
A plurality of p-side electrodes provided on the p-type semiconductor;
A semiconductor light-emitting device having at least one n-side electrode provided on the n-type semiconductor, the p-side electrode, and a bump bonded to the n-side electrode,
A semiconductor light-emitting device in which the bump is not bonded to the p-side electrode in a current leak state with the n-side electrode.
前記n型半導体上にn側電極を、前記p型半導体上にp側電極を設ける工程と、
前記n側電極とp側電極との間の電流リークをチェックする工程と、
前記n側電極との間で電流リークの状態にあるp側電極に対応するサブマウント上にはバンプを設けず、電流リークの状態でないp側電極に対応するサブマウント上およびn側電極上にバンプを設ける工程と、
前記バンプを設けたサブマウントと前記n側およびp側の電極を設けた基板を接合する工程と
を含む半導体発光装置の製造方法。 Stacking an n-type semiconductor and a p-type semiconductor on a substrate;
Providing an n-side electrode on the n-type semiconductor and a p-side electrode on the p-type semiconductor;
Checking current leakage between the n-side electrode and the p-side electrode;
Bumps are not provided on the submount corresponding to the p-side electrode that is in a current leak state with the n-side electrode, and on the submount and the n-side electrode corresponding to the p-side electrode that is not in a current leak state. Providing a bump;
A method of manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: joining a submount provided with the bump and a substrate provided with the n-side and p-side electrodes.
前記n型半導体上にn側電極を、前記p型半導体上にp側電極を設ける工程と、
前記n側電極とp側電極との間の電流リークをチェックする工程と、
サブマウントにバンプを形成する工程と、
前記n側電極との間で電流リークの状態にあるp側電極に対応するサブマウント上のバンプをつぶす工程と、
前記バンプを設けたサブマウントと前記n側およびp側の電極を設けた基板を接合する工程と
を含む半導体発光装置の製造方法。 Stacking an n-type semiconductor and a p-type semiconductor on a substrate, providing an n-side electrode on the n-type semiconductor, and providing a p-side electrode on the p-type semiconductor;
Checking current leakage between the n-side electrode and the p-side electrode;
Forming bumps on the submount; and
Crushing bumps on the submount corresponding to the p-side electrode in a current leak state with the n-side electrode;
A method of manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: joining a submount provided with the bump and a substrate provided with the n-side and p-side electrodes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006091208A JP2007266427A (en) | 2006-03-29 | 2006-03-29 | Semiconductor light-emitting device and manufacturing method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006091208A JP2007266427A (en) | 2006-03-29 | 2006-03-29 | Semiconductor light-emitting device and manufacturing method therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007266427A true JP2007266427A (en) | 2007-10-11 |
Family
ID=38639103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006091208A Withdrawn JP2007266427A (en) | 2006-03-29 | 2006-03-29 | Semiconductor light-emitting device and manufacturing method therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007266427A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009063638A1 (en) * | 2007-11-15 | 2009-05-22 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting device |
JP2011238537A (en) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Stanley Electric Co Ltd | Lighting device |
US8309975B2 (en) | 2007-11-01 | 2012-11-13 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting element and semiconductor light emitting device using the same |
CN103165472A (en) * | 2011-12-15 | 2013-06-19 | 北京大学深圳研究生院 | Fiber channel (FC)-ball grid array (BGA) packaging bump distributed heat dissipation novel method |
-
2006
- 2006-03-29 JP JP2006091208A patent/JP2007266427A/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8309975B2 (en) | 2007-11-01 | 2012-11-13 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting element and semiconductor light emitting device using the same |
WO2009063638A1 (en) * | 2007-11-15 | 2009-05-22 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting device |
KR101067217B1 (en) | 2007-11-15 | 2011-09-22 | 파나소닉 주식회사 | Semiconductor light emitting device |
CN101855734B (en) * | 2007-11-15 | 2011-11-02 | 松下电器产业株式会社 | Semiconductor light emitting device |
JP5143140B2 (en) * | 2007-11-15 | 2013-02-13 | パナソニック株式会社 | Semiconductor light emitting device |
JP2011238537A (en) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Stanley Electric Co Ltd | Lighting device |
CN103165472A (en) * | 2011-12-15 | 2013-06-19 | 北京大学深圳研究生院 | Fiber channel (FC)-ball grid array (BGA) packaging bump distributed heat dissipation novel method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7378288B2 (en) | Systems and methods for producing light emitting diode array | |
US8026530B2 (en) | Semiconductor light-emitting device, lighting module and lighting apparatus | |
US7605403B2 (en) | Semiconductor light-emitting device and fabrication method of the same | |
JP4203132B2 (en) | Light emitting device and manufacturing method thereof | |
US7622743B2 (en) | Semiconductor light emitting device, lighting module, lighting apparatus, and manufacturing method of semiconductor light emitting device | |
US8324632B2 (en) | Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus, display element and manufacturing method of semiconductor light emitting device | |
WO1998034285A1 (en) | Light emitting element, semiconductor light emitting device, and method for manufacturing them | |
JP2011199221A (en) | Light emitting diode | |
JP2006086469A (en) | Semiconductor light-emitting device, illumination module, illuminator, and method of manufacturing the semiconductor light-emitting device | |
JP2008523578A (en) | Semiconductor light emitting device, light emitting module, and lighting device | |
US9450017B2 (en) | Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same | |
JP2007287757A (en) | Nitride semiconductor light-emitting element and its manufacturing method | |
WO2013176062A1 (en) | Light emitting device comprising chip-on-board package substrate and method for manufacturing same | |
JP5713650B2 (en) | LIGHT EMITTING ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF | |
KR100890468B1 (en) | Light emitting diode device using conductive interconnection part | |
JP2007266427A (en) | Semiconductor light-emitting device and manufacturing method therefor | |
JP2008187204A (en) | Nitride based compound semiconductor light emitting element and its production method | |
JP2008060330A (en) | Element mounting circuit-board, and luminescent device using same | |
CN114023858B (en) | Light emitting diode, light emitting module and light emitting device | |
JPH10321912A (en) | Light-emitting element | |
CN115513352A (en) | Vertical light-emitting diode crystal grain packaging body with electrical property detection position | |
JP2008288624A (en) | Manufacturing method of light emitting element | |
US11916166B2 (en) | Optoelectronic device comprising a current spreading layer | |
JP2003031852A (en) | Semiconductor light emitting device and its manufacturing method | |
CN116500420A (en) | Electric leakage positioning method and system for flip high-voltage chip |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090324 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20090414 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110615 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20110929 |