JP2012043924A - Ｌｅｄの信頼性評価方法および評価用チップ - Google Patents

Abstract

【課題】エレクトロマイグレーションに関する評価が好適に実施されるＬＥＤの信頼性評価方法および評価用チップ、を提供する。
【解決手段】化合物半導体層が形成された絶縁性基板上のメイン領域に、ｐ型電極およびｎ型電極と、ｐ型電極およびｎ型電極から線状に延びるｐ側枝電極およびｎ側枝電極とを形成するステップと、絶縁性基板上のＴＥＧ領域に、ｐ側枝電極およびｎ側枝電極と同じ材料から形成されるパッド部４１、パッド部４２および配線部４６を形成するステップと、絶縁性基板を切断することにより、メイン領域からＬＥＤチップを得るとともに、ＴＥＧ領域から評価用チップ５１を得るステップと、パッド部４１およびパッド部４２を通じて配線部４６に通電することによって、ＬＥＤのエレクトロマイグレーションに対する評価を実施するステップとを備える。
【選択図】図３

Description

この発明は、一般的には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）の信頼性評価方法および評価用チップに関し、より特定的には、導電性薄膜上に電流供給用の配線が設けられるＬＥＤの、エレクトロマイグレーション（Electro Migration）に対する評価を実施するための信頼性評価方法、およびそのような信頼性評価方法に用いられる評価用チップに関する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を種々の照明用途に展開するには、赤・緑・青の光の３原色を発光させる技術が不可欠である。ＬＥＤは、青色ＬＥＤの完成が遅れていたために各種の用途に展開できていなかった。しかしながら、窒化物系の青色ＬＥＤが開発されると、ＬＥＤを用いた製品は、信号だけに留まることなく、液晶モニタのバックライトや、液晶テレビのバックライト、家庭用の照明など、各種用途に展開されている。

さらに、近年においてはＬＥＤバックライトを搭載した液晶テレビの価格が下落してきており、このような液晶テレビが急速に普及し始めている。また、ＬＥＤを用いた照明は、従来の照明と比較して、低消費電力や省スペースの実現、水銀フリーのために環境に対して低負荷などのメリットがある。このため、ＬＥＤを用いた照明が低価格で発売され、一気に普及が進んでいる。

ところで、照明および液晶テレビのバックライトには、白色光が用いられる。白色光は、一般的に、青色ＬＥＤとＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）黄色蛍光体との組合せ、または青色ＬＥＤと緑色蛍光体と赤色蛍光体との組合せによって実現される。すなわち、白色光を実現する場合は、いずれの組合せであっても青色ＬＥＤが必要となる。このため、高輝度の青色ＬＥＤを、安価に、かつ大量に製造する方法が必要とされている。

一般的には、青色、青緑色などの短波長ＬＥＤやレーザダイオード（ＬＤ：laser diode）の発光層には、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）および窒化インジウム（ＩｎＮ）、もしくはこれらの混晶などの、Ｖ族元素として窒素を含有するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体が用いられる。

このような構造を備えるＬＥＤの一例として、特開２００７−１１６１５８号公報には、同一の単位面積のＬＥＤチップサイズ内で低い駆動電圧を具現することを目的とした窒化物系半導体発光素子が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された窒化物系半導体発光素子においては、ｎ型窒化物半導体層上にｎ型電極が形成され、ｐ型窒化物半導体層上に透明電極を介してｐ型電極が形成されている。電流拡散特性を向上させることを目的に、ｎ型電極は１個のｎ型枝電極を有し、ｐ型電極は２個のｐ型枝電極を有する。

また、特開２００３−１５２０３９号公報には、ＥＭ（ＥＭ：Electro Migration）評価用の配線パターン形状を工夫することにより適切なＥＭ評価を行なうことを目的とした配線パターンが開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示されたＥＭ評価用の配線パターンは、実デバイスとしてのＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）が形成されるチップ領域とは異なる特定の領域、ＴＥＧ（Test Element Group）領域に形成される。

特開２００７−１１６１５８号公報 特開２００３−１５２０３９号公報

上述の特許文献１に開示されるようにＬＥＤの導電性薄膜上に枝電極のような電流供給用の配線が設けられる場合、エレクトロマイグレーション（ＥＭ：Electro Migration）による配線寿命のテスト（ＥＭ評価）を実施する必要がある。エレクトロマイグレーションとは、導体を流れる電子と金属イオンとの運動量交換により、金属原子が移動する現象を意味する。この金属原子の移動が進行すると、空孔（ボイド）が発生し、配線が断線に至る。

一方、ＬＥＤの信頼性を評価する方法として、完成品である個々のＬＥＤチップの電極（ｎ型電極、ｐ型電極）にワイヤボンディングを施し、ワイヤ配線を通じて通電することにより、ＬＥＤの光出力（Ｐｏ）や動作電圧（ＶＦ）などの変動を評価する方法がある。しかしながら、このような信頼性評価方法を利用してＥＭ評価を実施しようとすると、測定される各種の特性変動が、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）によるエピタキシャル成長によって形成された化合物半導体層に起因するものなのか、もしくは枝電極に起因するものなのか区別がつかないという問題がある。

さらに、ＬＥＤの動作電圧を下げるために枝電極を使用する場合、発光面積をかせぐためには可能な限り枝電極の幅を小さくする必要がある。枝電極におけるエレクトロマイグレーションの発生を考慮すると、印加電流や電極構造にもよるが、電極幅の狭小化には自ずと限界がある。しかしながら、上記の信頼性評価方法では最小の電極幅を見極めることができないという問題もある。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、エレクトロマイグレーションに関する評価が好適に実施されるＬＥＤの信頼性評価方法および評価用チップを提供することである。

この発明に従ったＬＥＤの信頼性評価方法は、化合物半導体層が形成された絶縁性基板上の第１領域に、第１電極および第２電極と、第１電極および第２電極の少なくともいずれか一方から線状に延びる枝電極とを形成するステップと、絶縁性基板上の第２領域に、枝電極と同じ材料から形成される配線パターンを形成するステップと、絶縁性基板を切断することにより、第１領域からＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップを得るとともに、第２領域から評価用チップを得るステップと、配線パターンに通電することによって、ＬＥＤのエレクトロマイグレーションに対する評価を実施するステップとを備える。

このように構成されたＬＥＤの信頼性評価方法によれば、絶縁性基板上にＬＥＤチップを得るための第１領域とは別の第２領域を設け、この第２領域から配線パターンが形成された評価用チップを得る。配線パターンへの通電時、化合物半導体層よりも優先的に低抵抗の配線パターンに電流が流れるため、配線パターンと同材料の枝電極を対象としたエレクトロマイグレーションの評価を実施できる。これにより、ＬＥＤのエレクトロマイグレーションに関する評価を好適に実施することができる。

また好ましくは、配線パターンを形成するステップは、第１パッド部および第２パッド部と、第１パッド部および第２パッド部間で延びる配線部とを形成するステップを含む。評価を実施するステップは、第１パッド部および第２パッド部を通じて配線部に通電するステップを含む。このように構成されたＬＥＤの信頼性評価方法によれば、第１パッド部および第２パッド部を通じて配線部に通電することにより、枝電極を対象としたエレクトロマイグレーションの評価を実施できる。

また好ましくは、配線部は、枝電極と同じ幅を有する。このように構成されたＬＥＤの信頼性評価方法によれば、配線部と同じ幅の枝電極が形成されたＬＥＤのエレクトロマイグレーションに関する適否を判断することができる。

また好ましくは、配線パターンを形成するステップは、第１パッド部および第２パッド部と、配線部とを化合物半導体層上の同一平面上に形成するステップを含む。このように構成されたＬＥＤの信頼性評価方法によれば、第１パッド部および第２パッド部が化合物半導体層上で分離せず、配線部によって繋がれた構造を容易に得ることができる。

また好ましくは、配線パターンを形成するステップは、互いに異なる幅を有する複数の配線部を形成するステップを含む。評価を実施するステップは、配線部に通電するステップと、経過時間に伴う配線部の抵抗の変動を、複数の配線部毎に評価するステップとを含む。このように構成されたＬＥＤの信頼性評価方法によれば、配線部の抵抗値の変動を複数の配線部毎に評価することによって、各配線部におけるエレクトロマイグレーションの発生状態を判断することができる。これにより、エレクトロマイグレーションの発生を考慮した場合の枝電極の最適な幅を特定することができる。

また好ましくは、配線部の抵抗値の変動を評価するステップは、通電からの経過時間毎に電流値（Ｉ）および電圧値（Ｖ）を測定するとともに、その測定値をプロットしてＩ−Ｖ線形のグラフを作成するステップと、Ｉ−Ｖ線形の傾きの変化から、経過時間に伴う配線部の抵抗の変動を求めるステップとを含む。このように構成されたＬＥＤの信頼性評価方法によれば、時間経過に伴う配線部の抵抗の変動を容易に求めることができる。

また好ましくは、配線パターンを形成するステップは、枝電極と、枝電極が延びる第１電極および第２電極の少なくともいずれか一方と同じ形状を有する配線パターンを形成するステップを含む。評価を実施するステップは、枝電極に相当する部分に通電するステップを含む。このように構成されたＬＥＤの信頼性評価方法によれば、枝電極に相当する部分への通電を通じて、枝電極を対象としたエレクトロマイグレーションの評価を実施することができる。

また好ましくは、配線パターンは、枝電極に相当する部分の先端に、枝電極よりも幅広のパッド部が設けられた形状を有する。評価を実施するステップは、パッド部を通じて枝電極に相当する部分に通電するステップを含む。このように構成されたＬＥＤの信頼性評価方法によれば、幅広のパッド部を設けることによって枝電極に相当する部分への通電を容易に実施することができる。

また好ましくは、評価用チップを、ＬＥＤチップと同じ工程により製造する。さらに好ましくは、評価用チップを、ＬＥＤチップと同時に製造する。このように構成されたＬＥＤの信頼性評価方法によれば、評価用チップの製造工程を簡易にできる。

この発明に従った評価用チップは、上記のＬＥＤの信頼性評価方法に用いられる評価用チップである。評価用チップは、化合物半導体層上に形成され、枝電極と同じ材料から形成される配線パターンを備える。配線パターンは、第１パッド部および第２パッド部と、第１パッド部および第２パッド部間で延びる配線部とを含む。

この発明の別の局面に従った評価用チップは、上記のＬＥＤの信頼性評価方法に用いられる評価用チップである。評価用チップは、化合物半導体層上に形成され、枝電極と同じ材料から形成される配線パターンを備える。配線パターンは、枝電極と、枝電極が延びる第１電極および第２電極の少なくともいずれか一方と同じ形状を有する。枝電極に相当する部分の先端には、枝電極よりも幅広の電極パッド部が設けられる。

このように構成された評価用チップを用いることによって、ＬＥＤのエレクトロマイグレーションに関する評価を好適に実施することができる。

以上に説明したように、この発明に従えば、エレクトロマイグレーションに関する評価が好適に実施されるＬＥＤの信頼性評価方法および評価用チップを提供することができる。

この発明の実施の形態１におけるＬＥＤの信頼性評価方法に用いられるＬＥＤウェハを示す斜視図である。 図１中のＬＥＤウェハから得られるＬＥＤチップを示す平面図である。 図１中のＬＥＤウェハから得られる評価用チップを示す平面図である。 図２中のＩＶ−ＩＶ線上に沿ったＬＥＤチップを示す断面図である。 図３中のＶ−Ｖ線上に沿った評価用チップを示す断面図である。 この発明の実施の形態１におけるＬＥＤの信頼性評価方法のステップの流れを示す図である。 評価用チップ（幅Ｂ＝５μｍ）において、通電経過時間毎の電流と電圧との関係を示すグラフである。 評価用チップ（幅Ｂ＝８μｍ）において、通電経過時間毎の電流と電圧との関係を示すグラフである。 評価用チップ（幅Ｂ＝５μｍ）において、通電経過時間毎の配線部の抵抗の変動を示すグラフである。 評価用チップ（幅Ｂ＝８μｍ）において、通電経過時間毎の配線部の抵抗の変動を示すグラフである。 この発明の実施の形態２におけるＬＥＤの信頼性評価方法に用いられる評価用チップを示す平面図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。図中に示す長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は、形状の明瞭化および簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法関係を表わすものではない。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１におけるＬＥＤの信頼性評価方法に用いられるＬＥＤウェハを示す斜視図である。図２は、図１中のＬＥＤウェハから得られるＬＥＤチップを示す平面図である。図３は、図１中のＬＥＤウェハから得られる評価用チップを示す平面図である。

図１から図３を参照して、本実施の形態におけるＬＥＤの信頼性評価方法においては、ＬＥＤウェハ１０から複数のＬＥＤチップ２１を得るとともに、エレクトロマイグレーションに関するＬＥＤチップ２１の評価を実施するための評価用チップ５１を得る。まず、ＬＥＤチップ２１および評価用チップ５１の各チップの構造について説明する。

図４は、図２中のＩＶ−ＩＶ線上に沿ったＬＥＤチップを示す断面図である。図２および図４を参照して、ＬＥＤチップ２１は、ダブルヘテロ接合型の青色ＬＥＤのチップである。

ＬＥＤチップ２１は、絶縁性基板２２と、下部クラッド層２３、発光（活性）層２４、上部クラッド層２５およびコンタクト層２６を有する。絶縁性基板２２の主表面２２ａ上に、下部クラッド層２３、発光層２４、上部クラッド層２５およびコンタクト層２６が挙げた順に積層されている。絶縁性基板２２は、サファイアから形成されている。下部クラッド層２３は、Ｓｉが添加されたｎ型のＧａＮ層から形成されている。発光層２４は、ＩｎＧａＮ層から形成されている。上部クラッド層２５は、Ｍｇが添加されたｐ型のＡｌＧａＮから形成されている。下部クラッド層２３、発光層２４および上部クラッド層２５によって、化合物半導体層２８が構成されている。

ＬＥＤチップ２１は、導電性薄膜２７、ｐ型電極３１およびｎ型電極３６をさらに有する。導電性薄膜２７は、コンタクト層２６上に形成されている。導電性薄膜２７上には、ｐ型電極３１が形成されている。ＬＥＤチップ２１には、下部クラッド層２３の表面を部分的に露出させるように導電性薄膜２７と下部クラッド層２３との間に段差が設けられている。露出された下部クラッド層２３の表面上には、ｎ型電極３６が形成されている。

ＬＥＤチップ２１を平面視した場合に、ｐ型電極３１とｎ型電極３６とは、互いに距離を隔てて配置されている。ｐ型電極３１とｎ型電極３６とは、絶縁性基板２２の主表面２２ａに平行な平面であって、互いに異なる平面上に配置されている。

ｐ型電極３１から電流を供給すると、電流が導電性薄膜２７の面方向に拡散する。ｐ型電極３１から供給された電流が上部クラッド層２５および発光層２４に広面積に流れることにより、発光層２４が発光する。

発光層２４で発光した光は、上部クラッド層２５、コンタクト層２６および導電性薄膜２７を透過して外部に取り出される。導電性薄膜２７としては、たとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）のような高透光性の材料が用いられる。これにより、発光層２４が発光した光が導電性薄膜２７を透過するときの光の損失を低減することができる。また、ＩＴＯから形成された導電性薄膜２７は、コンタクト層２６と比較して低抵抗であるため、発光を得るための動作電流の広範囲への拡散が促進される。これにより、発光面積の拡張がもたらされるため、発光効率を向上させることができる。

本実施の形態におけるＬＥＤチップ２１は、導電性薄膜２７の全体に効率よく電流を供給することを目的に、ｐ側枝電極３２ｐおよびｐ側枝電極３２ｑ（以下、特に区別しない場合は、ｐ側枝電極３２という）と、ｎ側枝電極３７とをさらに有する。

ｐ側枝電極３２は、ｐ型電極３１から連なって形成されている。ｐ側枝電極３２は、ｐ型電極３１からｎ型電極３６に向けて線状に延びて形成されている。ｎ側枝電極３７は、ｎ型電極３６から連なって形成されている。ｎ側枝電極３７は、ｎ型電極３６からｐ型電極３１に向けて線状に延びて形成されている。ｐ側枝電極３２ｐおよびｐ側枝電極３２ｑは、それぞれ、ｎ側枝電極３７の両側で延びている。ｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７は、互いに平行に延びている。ｐ側枝電極３２ｐおよびｐ側枝電極３２ｑは、互いに平行に延びている。ｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７は、一定の幅Ｂを有して形成されている。ｐ型電極３１から延びるｐ側枝電極３２の間にｎ型電極３６から延びるｎ側枝電極３７が配置され、ｐ側枝電極３２とｎ側枝電極３７との間の距離を一定に維持する構造によって、電流拡散効率を改善している。

ｐ型電極３１、ｐ側枝電極３２、ｎ型電極３６およびｎ側枝電極３７は、たとえば、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｕなどの導電性材料から形成されている。これら電極は、単層構造に限られられず、多層構造を有してもよい。ＬＥＤチップ２１においては、ｐ型電極３１およびｐ側枝電極３２とｎ型電極３６およびｎ側枝電極３７とが、化合物半導体層２８上で互いに分離して設けられている。

なお、以上に説明したＬＥＤチップ２１の構造は一例であり、化合物半導体層の接合構造や各層を形成する材料などは上記に限られない。

図５は、図３中のＶ−Ｖ線上に沿った評価用チップを示す断面図である。図３および図５を参照して、評価用チップ５１は、エレクトロマイグレーションに関するＬＥＤチップ２１の評価を実施するためのチップである。

評価用チップ５１は、ＬＥＤチップ２１と同様に、絶縁性基板２２、下部クラッド層２３、発光層２４、上部クラッド層２５、コンタクト層２６および導電性薄膜２７を有する。絶縁性基板２２の主表面２２ａ上に、下部クラッド層２３、発光層２４、上部クラッド層２５、コンタクト層２６および導電性薄膜２７が挙げた順に積層されている。各層を形成する材料は、ＬＥＤチップ２１と同じである。評価用チップ５１は、ＬＥＤチップ２１と同じサイズを有する。但し、評価用チップ５１は、導電性薄膜２７と下部クラッド層２３との間に段差が設けられていない点でＬＥＤチップ２１と異なる。

評価用チップ５１は、配線パターンとしての、パッド部４１およびパッド部４２と、配線部４６とをさらに有する。パッド部４１、パッド部４２および配線部４６は、導電性薄膜２７上に形成されている。パッド部４１、パッド部４２および配線部４６は、絶縁性基板２２の主表面２２ａに平行な同一平面上に配置されている。評価用チップ５１を平面視した場合に、パッド部４１とパッド部４２とは、互いに離間して設けられている。

配線部４６は、パッド部４１とパッド部４２との間で延びている。配線部４６は、線状に延びて形成されている。配線部４６は、進行方向を９０°ずつ変更しながら蛇行して延びている。配線部４６は、パッド部４１とパッド部４２との間で、ＬＥＤチップ２１のｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７と同じ幅Ｂを有して形成されている。配線部４６は、パッド部４１とパッド部４２との間で、ｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７と同じ断面形状を有して形成されている。

なお、配線部４６は、図中に示す形状に限られず、たとえば、パッド部４１とパッド部４２との間で直線状に延びて形成されてもよい。

パッド部４１、パッド部４２および配線部４６は、ＬＥＤチップ２１のｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７と同一の材料から形成されている。パッド部４１、パッド部４２および配線部４６と、ｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７とは、同一構造を有し、たとえば、ＬＥＤチップ２１の電極が多層構造を有する場合、パッド部４１、パッド部４２および配線部４６も多層構造を有する。評価用チップ５１においては、パッド部４１とパッド部４２とが、化合物半導体層２８上で配線部４６によって互いに繋がって設けられている。

図６は、この発明の実施の形態１におけるＬＥＤの信頼性評価方法のステップの流れを示す図である。続いて、本実施の形態におけるＬＥＤの信頼性評価方法について説明する。

図１および図６を参照して、まず、円盤状の絶縁性基板２２上に化合物半導体層２８を形成する（Ｓ１０１）。具体的には、ＭＯＣＶＤ法を用いて、絶縁性基板２２上に化合物半導体層２８をエピタキシャル成長させる。さらに、化合物半導体層２８上にコンタクト層２６および導電性薄膜２７を形成する。

次に、絶縁性基板２２上のメイン領域１４に、図２中のｐ型電極３１、ｎ型電極３６、ｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７を形成し（Ｓ１０２）、絶縁性基板２２上のＴＥＧ（Test Element Group）領域１２に、図３中のパッド部４１、パッド部４２および配線部４６を形成することにより、図１中のＬＥＤウェハ１０を得る。この際、公知のフォトリソグラフィ、電子線蒸着およびリフトオフ法を用いて、これらの電極や配線パターンを形成する。メイン領域１４におけるｐ型電極３１およびｐ側枝電極３２と、ＴＥＧ領域１２におけるパッド部４１、パッド部４２および配線部４６とを、共通のマスクを用いて同時に形成する。

次に、絶縁性基板２２を切断することにより、メイン領域１４から複数のＬＥＤチップ２１を得るとともに、ＴＥＧ領域１２から評価用チップ５１を得る（Ｓ１０４）。

次に、評価用チップ５１を用いて、エレクトロマイグレーションに関するＬＥＤチップ２１の評価を行なう（Ｓ１０５）。具体的には、評価用チップ５１のパッド部４１およびパッド部４２にそれぞれワイヤボンディングする。ＴＯ１８ステムなどの金属性のステム上でパッド部４１およびパッド４２を通じて配線部４６に通電試験を行なう。

ＬＥＤチップ２１と評価用チップ５１とを比較すると、ＬＥＤチップ２１では、化合物半導体層２８上でｐ型電極３１とｎ型電極３６とが分離しているのに対して、評価用チップ５１では、パッド部４１とパッド部４２とが配線部４６によって繋がっている。このような構成により、評価用チップ５１のパッド部４１，４２に電流を供給すると、電流は低抵抗の配線部４６に優先的に流れるため、エピタキシャル成長層である化合物半導体層２８と分離した形態で配線部４６のみの信頼性評価を実施することができる。

配線部４６は、ｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７と同一材料から形成されており、さらに本実施の形態では、ｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７と同じ幅を有して形成されている。このため、配線部４６への通電試験を通じて、ＬＥＤチップ２１のｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７を対象としたエレクトロマイグレーションの評価を実施することができる。

上記の信頼性評価方法においては、ｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７と同一幅の配線部４６に通電してエレクトロマイグレーションの評価を実施したが、互いに異なる幅を有する複数の配線部４６にそれぞれ通電して、配線部４６毎にエレクトロマイグレーションの評価を実施してもよい。この場合、エレクトロマイグレーションが問題とならない最小の枝電極の幅を特定することができる。以下、このような信頼性評価方法の実施例について説明する。

図７は、評価用チップ（幅Ｂ＝５μｍ）において、通電経過時間毎の電流と電圧との関係を示すグラフである。図８は、評価用チップ（幅Ｂ＝８μｍ）において、通電経過時間毎の電流と電圧との関係を示すグラフである。

図７および図８を参照して、本実施例では、図６中に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０４に従って、幅Ｂ＝５μｍを有する配線部４６が形成された評価用チップ５１と、幅Ｂ＝５μｍを有する配線部４６が形成された評価用チップ５１とを準備した。各評価チップ５１のパッド部４１およびパッド部４２にそれぞれワイヤボンディングを施すとともに、評価チップ５１をＴＯ１８ステム上に設置した。パッド部４１，４２を通じて配線部４６に通電し、通電時間経過ごとの電流値（Ｉ）および電圧値（Ｖ）を測定した。本実施例では、印加電流１５０ｍＡとし、経過時間１８ｈ、１１５ｈ、４７５ｈとして、電流値（Ｉ）および電圧値（Ｖ）を測定した。

評価用チップ５１（幅Ｂ＝５μｍ）における測定値を図７中のグラフにプロットし、評価用チップ５１（幅Ｂ＝８μｍ）における測定値を図８中にプロットすることにより、各評価用チップ５１におけるＩ−Ｖ線形を得た。配線部４６の抵抗はＩ−Ｖ線形の傾きによって表わされるため、経過時間に伴う傾きの変化を見ることにより配線部４６の抵抗の推移を判断することができる。

図９は、評価用チップ（幅Ｂ＝５μｍ）において、通電経過時間毎の配線部の抵抗の変動を示すグラフである。図１０は、評価用チップ（幅Ｂ＝８μｍ）において、通電経過時間毎の配線部の抵抗の変動を示すグラフである。

図９および図１０から分かるように、評価用チップ（幅Ｂ＝８μｍ）においては配線部４６の抵抗の変動がほとんど見られなかったのに対して、評価用チップ（幅Ｂ＝５μｍ）においては配線部４６の抵抗が時間経過とともに増大する結果となった。このような結果より、電流密度の大きい評価用チップ（幅Ｂ＝５μｍ）では、エレクトロマイグレーションが顕著に発生していることが分かった。この場合、Ｖ＝ＩＲの“Ｒ”が増大することは、動作電圧（ＶＦ）が上昇することを意味するため、ｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７におけるエレクトロマイグレーションの発生がＬＥＤチップ２１の動作電圧変動に影響を及ぼすことになる。したがって、本実施例により、ｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７が８μｍ以上の幅を有することが好ましいと確認できた。

以上に説明した、この発明の実施の形態１におけるＬＥＤの信頼性評価方法は、化合物半導体層２８が形成された絶縁性基板２２上の第１領域としてのメイン領域１４に、第１電極としてのｐ型電極３１および第２電極としてのｎ型電極３６と、ｐ型電極３１およびｎ型電極３６の少なくともいずれか一方から線状に延びる枝電極としてのｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７とを形成するステップと、絶縁性基板２２上の第２領域としてのＴＥＧ領域１２に、ｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７と同じ材料から形成される配線パターンとしてのパッド部４１、パッド部４２および配線部４６を形成するステップと、絶縁性基板２２を切断することにより、メイン領域１４からＬＥＤチップ２１を得るとともに、ＴＥＧ領域１２から評価用チップ５１を得るステップと、パッド部４１、パッド部４２および配線部４６に通電することによって、ＬＥＤのエレクトロマイグレーションに対する評価を実施するステップとを備える。

このように構成された、この発明の実施の形態１におけるＬＥＤの信頼性評価方法によれば、評価用チップ５１への通電時、化合物半導体層２８よりも優先的に低抵抗の配線部４６に電流が流れるため、配線部４６と同材料により形成されたｐ側枝電極３２およびｎ側枝電極３７を対象にしたエレクトロマイグレーションの評価を実施することができる。さらに、本実施の形態では、ＬＥＤチップ２１と評価用チップ５１とが同じ工程で同時に形成されるため、評価用チップ５１の製造工程を簡易にすることができる。

（実施の形態２）
図１１は、この発明の実施の形態２におけるＬＥＤの信頼性評価方法に用いられる評価用チップを示す平面図である。本実施の形態におけるＬＥＤの信頼性評価方法は、実施の形態１におけるＬＥＤの信頼性評価方法と比較して、基本的には同様のステップを備える。以下、重複するステップについてはその説明を繰り返さない。

図１１を参照して、まず、本実施の形態におけるＬＥＤの信頼性評価方法に用いられる評価用チップ５２の構造について説明すると、評価用チップ５２は、基本的に図２中のＬＥＤチップ２１と同一の形状を有する。すなわち、評価用チップ５２は、絶縁性基板２２と、下部クラッド層２３、発光（活性）層２４、上部クラッド層２５およびコンタクト層２６を有し、導電性薄膜２７と下部クラッド層２３との間に段差が設けられた形状を有する。

評価用チップ５２は、配線パターンとして、電極部６１および電極部６６と、枝電極部６２（６２ｐ，６２ｑ）および枝電極部６７とをさらに有する。電極部６１は、図２中のｐ型電極３１に対応して設けられており、ｐ型電極３１と同一形状を有し、ｐ型電極３１と同じように導電性薄膜２７上に形成されている。同様に、電極部６６は、図２中のｎ型電極３６に対応して設けられ、枝電極部６２ｐおよび枝電極部６２ｑは、それぞれ、図２中のｐ側枝電極３２ｐおよびｐ側枝電極３２ｑに対応して設けられ、枝電極部６７は、図２中のｎ側枝電極３７に対応して設けられている。

本実施の形態における評価用チップ５２においては、電極部６１から延びる枝電極部６２（６２ｐ，６２ｑ）の先端にパッド部６３（６３ｐ，６３ｑ）が設けられ、電極部６６から延びる枝電極部６７の先端にパッド部６８が設けられている。評価用チップ５２を平面視した場合に、パッド部６３は枝電極部６２よりも大きい幅を有し、パッド部６８は枝電極部６７よりも大きい幅を有する。

続いて、図１１中に示す評価用チップ５２を用いて、エレクトロマイグレーションに関するＬＥＤチップ２１の評価を行なうステップについて説明する。

本実施の形態では、絶縁性基板２２から評価用チップ５２を分割後、電極部６１と、パッド部６３ｐ，６３ｑと、電極部６６と、パッド部６８とにそれぞれワイヤボンディングを施し、任意の枝電極部に対して通電試験を行なう。

ワイヤボンディングは、通電試験の対象となる枝電極部を考慮して実施すればよく、たとえば、電極部６１とパッド部６３ｐ，６３ｑとにワイヤボンディングを施し、この電流経路間に相当する枝電極部６２（６２ｐ，６２ｑ）でのみ通電試験を行なってもよい。また、図１１中に示す例では、電極部６１，６６の両方の電極から延びる枝電極部の先端にパッド部が設けられているが、エレクトロマイグレーションを評価する側の配線パターンにのみパット部が設けられればよい。

このように構成された、この発明の実施の形態２におけるＬＥＤの信頼性評価方法によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、主に、照明や液晶テレビのバックライトなどに用いられるＬＥＤの信頼性評価に好適に利用される。

１０ ＬＥＤウェハ、１２ ＴＥＧ領域、１４ メイン領域、２１ ＬＥＤチップ、２２ 絶縁性基板、２２ａ 主表面、２３ 下部クラッド層、２４ 発光層、２５ 上部クラッド層、２６ コンタクト層、２７ 導電性薄膜、２８ 化合物半導体層、３１ ｐ型電極、３２，３２ｐ，３２ｑ ｐ側枝電極、３６ ｎ型電極、３７ ｎ側枝電極、４１，４２ パッド部、４６ 配線部、５１，５２ 評価チップ、６１，６６ 電極部、６２，６２ｐ，６２ｑ，６７ 枝電極部、６３，６３ｐ，６３ｑ，６８ パッド部。

Claims (12)

1. 化合物半導体層が形成された絶縁性基板上の第１領域に、第１電極および第２電極と、前記第１電極および前記第２電極の少なくともいずれか一方から線状に延びる枝電極とを形成するステップと、
   前記絶縁性基板上の第２領域に、前記枝電極と同じ材料から形成される配線パターンを形成するステップと、
   前記絶縁性基板を切断することにより、前記第１領域からＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップを得るとともに、前記第２領域から評価用チップを得るステップと、
   前記配線パターンに通電することによって、ＬＥＤのエレクトロマイグレーションに対する評価を実施するステップとを備える、ＬＥＤの信頼性評価方法。
2. 前記配線パターンを形成するステップは、第１パッド部および第２パッド部と、前記第１パッド部および前記第２パッド部間で延びる配線部とを形成するステップを含み、
   前記評価を実施するステップは、前記第１パッド部および前記第２パッド部を通じて前記配線部に通電するステップを含む、請求項１に記載のＬＥＤの信頼性評価方法。
3. 前記配線部は、前記枝電極と同じ幅を有する、請求項２に記載のＬＥＤの信頼性評価方法。
4. 前記配線パターンを形成するステップは、前記第１パッド部および前記第２パッド部と、前記配線部とを前記化合物半導体層上の同一平面上に形成するステップを含む、請求項２または３に記載のＬＥＤの信頼性評価方法。
5. 前記配線パターンを形成するステップは、互いに異なる幅を有する複数の配線部を形成するステップを含み、
   前記評価を実施するステップは、前記配線部に通電するステップと、経過時間に伴う前記配線部の抵抗の変動を、複数の前記配線部毎に評価するステップとを含む、請求項１に記載のＬＥＤの信頼性評価方法。
6. 前記配線部の抵抗値の変動を評価するステップは、通電からの経過時間毎に電流値（Ｉ）および電圧値（Ｖ）を測定するとともに、その測定値をプロットしてＩ−Ｖ線形のグラフを作成するステップと、前記Ｉ−Ｖ線形の傾きの変化から、経過時間に伴う前記配線部の抵抗の変動を求めるステップとを含む、請求項５に記載のＬＥＤの信頼性評価方法。
7. 前記配線パターンを形成するステップは、前記枝電極と、前記枝電極が延びる前記第１電極および第２電極の少なくともいずれか一方と同じ形状を有する配線パターンを形成するステップを含み、
   前記評価を実施するステップは、前記枝電極に相当する部分に通電するステップを含む、請求項１に記載のＬＥＤの信頼性評価方法。
8. 前記配線パターンは、前記枝電極に相当する部分の先端に、前記枝電極よりも幅広のパッド部が設けられた形状を有し、
   前記評価を実施するステップは、前記パッド部を通じて前記枝電極に相当する部分に通電するステップを含む、請求項７に記載のＬＥＤの信頼性評価方法。
9. 前記評価用チップを、前記ＬＥＤチップと同じ工程により製造する、請求項１から８のいずれか１項に記載のＬＥＤの信頼性評価方法。
10. 前記評価用チップを、前記ＬＥＤチップと同時に製造する、請求項９に記載のＬＥＤの信頼性評価方法。
11. 請求項２に記載のＬＥＤの信頼性評価方法に用いられる評価用チップであって、
    化合物半導体層上に形成され、前記枝電極と同じ材料から形成される配線パターンを備え、
    前記配線パターンは、第１パッド部および第２パッド部と、前記第１パッド部および前記第２パッド部間で延びる配線部とを含む、評価用チップ。
12. 請求項８に記載のＬＥＤの信頼性評価方法に用いられる評価用チップであって、
    化合物半導体層上に形成され、前記枝電極と同じ材料から形成される配線パターンを備え、
    前記配線パターンは、前記枝電極と、前記枝電極が延びる前記第１電極および第２電極の少なくともいずれか一方と同じ形状を有し、
    前記枝電極に相当する部分の先端には、前記枝電極よりも幅広のパッド部が設けられる、評価用チップ。

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