JP2024079235A - 発光素子の検査方法及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子の断線不良を検査する方法を提供する。【解決手段】発光素子の検査方法は、ｎ側半導体層３１と、ｐ側半導体層３２と、ｎ側半導体層３１とp側半導体層３２との間に配置された活性層３３と、を含む半導体構造体３０と、ｎ側電極４１及びｐ側電極４２を含む電極４０と、を含む発光素子２０の検査方法であって、ｎ側電極４１及びｐ側電極４２を導電性の液体５０に電気的に接触させた状態で、発光素子２０に光６０を照射し、第１フォトルミネッセンス像を得る第１撮像工程と、第１撮像工程において、得られた第１フォトルミネッセンス像の明暗に基づいて、発光素子２０の断線不良を検査する第１検査工程と、を含む。【選択図】図３

Description

本開示は、発光素子の検査方法及び製造方法に関する。

半導体の検査の方法として、フォトルミネッセンス（ＰＬ）を観測する方法が開示されている（例えば特許文献１）。

国際公開２０１８－０７９６５７

本開示に係る実施形態は、断線不良を検査する方法を提供することを課題とする。

実施形態に開示される発光素子の検査方法は、ｎ側半導体層と、ｐ側半導体層と、前記ｎ側半導体層と前記p側半導体層との間に配置された活性層と、を含む半導体構造体と、ｎ側電極及びｐ側電極を含む電極と、を含む発光素子の検査方法であって、前記ｎ側電極及び前記ｐ側電極を導電性の液体に電気的に接触させた状態で、前記発光素子に光を照射し、第１フォトルミネッセンス像を得る第１撮像工程と、前記第１撮像工程において、得られた前記第１フォトルミネッセンス像の明暗に基づいて、前記発光素子の断線不良を検査する第１検査工程と、を含む。

また、実施形態に開示される発光素子の製造方法は、ｎ側半導体層と、ｎ側半導体層の上に配置された活性層と、前記活性層上に配置されたｐ側半導体層と、を含む半導体構造体と、ｎ側電極及びｐ側電極を含む電極と、を備えた発光素子を準備する準備工程と、実施形態に開示される発光素子の検査方法による選別工程と、を含む。

本開示に係る実施形態によれば、断線不良の検査を行うことができる。

実施形態に係る発光素子の検査方法を例示するフローチャートである。 発光素子が形成されている成長基板を例示する平面図である。 図２Ａの一部を拡大して例示する平面図である。 図２ＢのＩＩＣ－ＩＩＣ線における断面図である。 第１検査工程における発光素子を例示する断面図である。 第１ＰＬ像を模式的に示す平面図である。 可視光画像を模式的に示す平面図である。 第１ＰＬ像を例示する写真である。 実施形態に係る検査装置の構成を例示する概略図である。 第２ＰＬ像を模式的に示す平面図である。 実施形態に係る発光素子の製造方法を例示するフローチャートである。 実施形態に係る発光素子の製造方法を例示する断面図である。 実施形態に係る発光素子の製造方法を例示する断面図である。 実施形態に係る発光素子の製造方法を例示する断面図である。 実施形態に係る発光素子の製造方法を例示する断面図である。 実施形態に係る発光素子の製造方法を例示する平面図である。 実施形態に係る発光素子の製造方法を例示する断面図である。 発光素子を例示する斜視図である。

実施形態における一例を、以下に図面を参照しながら説明する。但し、以下に示す実施形態は、本開示に係る技術的思想を具現化するための発光素子の検査方法及び検査装置並びに発光素子及びその製造方法を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる例示に過ぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張又は簡略化していることがある。また、実施形態について、「覆う」とは直接接する場合に限らず、間接的に、例えば他の部材を介して覆う場合も含む。

［発光素子の検査方法］
実施形態に係る発光素子の検査方法について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、発光素子の検査方法Ｓ１０は、第１撮像工程Ｓ１１と、第１検査工程Ｓ１２と、を含む。発光素子の検査方法Ｓ１０は、さらに、第２撮像工程Ｓ２１と、第２検査工程Ｓ２２と、を含む。

（発光素子）
発光素子の検査方法Ｓ１０の対象となる発光素子２０は、少なくとも半導体構造体３０及び電極４０を有する。

図２Ｃに示すように、半導体構造体３０は、ｎ側半導体層３１と、ｐ側半導体層３２と、ｎ側半導体層３１とｐ側半導体層３２との間に配置される活性層３３と、を有する。半導体構造体３０は、例えば、Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１－Ｘ－Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化物半導体を用いることができる。なお、窒化物半導体としては、例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等が挙げられる。活性層３３は、例えば、複数の井戸層と、複数の障壁層を含む量子井戸構造とすることができる。半導体構造体３０の発光ピーク波長は特に限定されない。半導体構造体３０の発光ピーク波長は、例えば２５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下である。図２Ａに示すように、半導体構造体３０は、例えば成長基板Ｂ１上に配置されている。成長基板Ｂ１は、例えばサファイアやスピネル（ＭｇＡ１_２Ｏ_４）のような絶縁性基板を用いることができる。発光素子２０の光取出し面は、成長基板Ｂ１側である。半導体構造体３０は、ｐ側半導体層３２上に導電性及び透光性を有する透光層３４を有することができる。

図２Ａから図２Ｃにおいて、発光素子２０は互いに離隔した複数の素子領域３５を有するが、発光素子２０は少なくとも１つの素子領域３５を有していればよい。素子領域３５は、１個の発光素子として機能することができる領域である。図２Ｂに示すように、複数の素子領域３５は、少なくとも第１素子領域３５Ａと、第１素子領域３５Ａと隣り合う第２素子領域３５Ｂを含む。図２Ｃに示すように、素子領域３５は、ｎ側半導体層３１と、活性層３３と、ｐ側半導体層３２とを含む。第１素子領域３５Ａのｎ側半導体層３１Ａと第２素子領域３５Ｂのｎ側半導体層３１Ｂは、ｎ側半導体層３１Ａとｎ側半導体層３１Ｂとの間に位置する接続領域３１Ｅを介して連続している。図２Ｃにおいて、第１素子領域３５Ａの領域と接続領域３１Ｅとの境界、第２素子領域３５Ｂの領域と接続領域３１Ｅとの境界を、それぞれ２点鎖線で示している。

電極４０は、ｎ側電極４１及びｐ側電極４２を含む。ｎ側電極４１は、ｎ側接続電極４３と、ｎ側導電層４５と、を有する。図２Ｃに示すように、ｎ側半導体層３１は、ｎ側接続電極４３を介してｎ側導電層４５と電気的に接続されている。ｐ側電極４２は、ｐ側接続電極４４とｐ側導電層４６とを有する。ｐ側半導体層３２は、ｐ側接続電極４４を介してｐ側導電層４６と電気的に接続されている。ｎ側電極４１及びｐ側電極４２は、例えば、Ｔｉ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｇ、ＲｈまたはＲｕを含む単層の金属層、または、これら金属層のうち少なくとも２つを含む積層構造とすることができる。

発光素子２０は、さらに、ｎ側接続電極４３とｐ側接続電極４４とを絶縁する絶縁層２１０を有している。図２Ｃに示すように、絶縁層２１０は、ｎ側半導体層３１の側面の一部、活性層３３の側面、ｐ側半導体層３２の側面を覆っている。また、絶縁層２１０は、ｎ側接続電極４３の上面の一部と側面、透光層３４の上面の一部と側面、ｐ側接続電極４４の上面の一部と側面を覆っている。絶縁層２１０は、活性層３３からの光に対し透光性を有する。絶縁層２１０は、例えばシリコン酸化膜とすることができる。

（第１撮像工程）
図３に示すように、第１撮像工程Ｓ１１は、ｎ側電極４１及びｐ側電極４２を導電性の液体５０に電気的に接触させた状態で、発光素子２０に光６０を照射し、第１フォトルミネッセンス像７１（以下、「第１ＰＬ像７１」と略称する）を得る工程である。

第１撮像工程Ｓ１１について説明する。まず、半導体構造体３０と電極４０とを含む発光素子２０を準備する。次に、準備した発光素子２０の電極４０が導電性の液体５０に接するように配置する。電極４０が液体５０に接していることで、ｎ側電極４１とｐ側電極４２とが電気的に短絡することが可能な状態となる。次に、準備した発光素子２０に光６０を照射し、発光素子２０を励起する。励起させた状態で発光素子２０を撮像し、第１ＰＬ像７１を得る。光６０を照射すると、断線不良が生じている素子領域３５は、フォトルミネッセンス発光７０（以下、「ＰＬ発光７０」と略称する）が生じ、断線不良の生じていない素子領域３５は、ＰＬ発光７０が生じない。ここで、断線不良とは、例えば、発光素子２０の製造工程においてごみの噛みこみ、電極４０の成膜不良等によって、電極４０とｎ側半導体層３１、ｐ側半導体層３２とが電気的に接続されていない場合をいう。

導電性の液体５０は、例えば水溶液である。液体５０は、溶質の全部又は一部がイオン化して１μＳ／ｃｍ以上の導電率となっていればよい。液体５０は、弱酸や弱アルカリの水溶液とすることが好ましい。例えば、クエン酸、または、アンモニアの何れかの水溶液とすることがより好ましい。これにより、電極４０の腐食を低減することができる。

図３に示すように、第１撮像工程Ｓ１１において、発光素子２０は、液体５０に少なくともｎ側電極４１及びｐ側電極４２を接触させた状態で撮像される。また、発光素子２０は、ｐ側接続電極４４とｐ側導電層４６との間まで液体５０に接触させた状態で撮像されてもよいし、発光素子２０の全てを液体５０に接触させた状態で撮像されてもよい。

光６０の発光ピーク波長は、対象物である発光素子２０の吸収端波長よりも短波長であってもよいし、対象物である発光素子２０の発光ピーク波長よりも短波長であってもよい。なお、発光素子２０の発光ピーク波長とは、発光素子２０の有する半導体構造体３０が発する発光ピーク波長のことである。例えば、光６０の発光ピーク波長は、４００ｎｍ以上４７０ｎｍ未満である。例えば、発光素子２０の発光ピーク波長が４７０ｎｍである場合、４７０ｎｍよりも短い光６０を照射する。例えば、発光素子２０の発光ピーク波長より１０ｎｍ程度短い４６０ｎｍ以下の光６０の発光ピーク波長を設定してもよい。これにより、後述する第１検査工程Ｓ１２においてＰＬ発光７０の観察がしやすい。光６０と、ＰＬ発光７０と、の発光ピーク波長の差があることで、観察に必要な波長を、後述する第２フィルタ１３２、ダイクロイックミラー１３３によって抽出しやすい。光６０は、ｎ側半導体層３１側から照射される。光６０は、発光素子２０全体に均一な強度で照射される。光６０の放射照度は、特に限定されない。光６０の放射照度は、例えば０．５Ｗ／ｃｍ^２以上２Ｗ／ｃｍ^２以下である。また、光６０の照射時間は、光６０の放射照度、後述する検査装置１０の撮像時間によって、適宜設定することができる。光６０の照射時間は、例えば０秒より大きければよい。製造工程を短縮する観点から照射時間は、１秒以下であってよい。

図４Ａは、第１ＰＬ像７１を模式的に示している。第１ＰＬ像７１は、例えば、３０個の素子領域３５を有する。ＰＬ発光７０が生じている場合は白色で、ＰＬ発光７０が生じていない場合はドットで表されている。３０個の素子領域３５は、それぞれの位置を明らかにするために、行記号Ｒ１－Ｒ５及び列記号Ｃ１－Ｃ６を付している。３０個の素子領域３５のうち、Ｒ２Ｃ３、Ｒ４Ｃ５の位置にある２個の素子領域３５は、白色で示されており、ＰＬ発光７０が生じていることがわかる。その他の素子領域３５は、ドットで示されており、ＰＬ発光７０が生じていないことがわかる。図４Ｃは、第１ＰＬ像７１の一部を拡大した写真である。図４Ｃは、中央の素子領域３５においてＰＬ発光７０が生じている。第１ＰＬ像７１は、ＰＬ発光７０が生じている素子領域３５の外周近くにおいて、ＰＬ発光７０が生じている素子領域３５の光の一部が漏れていることがある。

図１に示すように、第１撮像工程Ｓ１１は、第１ＰＬ像を得る工程の前又は後に、発光素子２０を短絡させず、かつ、光６０を照射せずに撮像された、可視光画像を得る工程を備えてよい。可視光画像とは、発光素子２０に撮像用の照明光として白色光等の可視光を照射して撮像された画像である。なお、この撮像用の照明光は、発光素子２０を励起可能な光６０を含んでもよいが、主に発光素子２０を励起しない波長の光を含むものである。そのため、可視光画像は、第１ＰＬ像７１、後述する第２ＰＬ像７２とは異なるものである。可視光画像は素子領域３５の境界が明瞭になるように撮像されることが好ましい。これにより、それぞれの素子領域の位置の特定が容易である。第１ＰＬ像７１において素子領域３５の境界が明瞭であれば、可視光画像を得る工程は省略してもよい。なお、図４Ｂは、可視光画像であるため、ＰＬ発光７０が生じていないことを表すドットを付している。

第１ＰＬ像を得る工程は暗室で実施することが好ましい。可視光画像を得る工程は、第１ＰＬ像を得る工程を実施した暗室内にて照明をつけて実施することができるあるいは、暗室以外で実施することができる。

（第１検査工程）
第１検査工程Ｓ１２は、第１撮像工程Ｓ１１において得られた第１ＰＬ像７１の明暗に基づいて、発光素子２０の断線不良を検査する工程である。

図１に示すように、第１検査工程Ｓ１２は、ＰＬ発光７０が生じている素子領域３５の位置を特定する工程と、特定された位置を記録する工程と、を備えている。位置を特定する工程は、図４Ａ、４Ｃに示すように、ＰＬ発光７０が生じている素子領域３５を特定する工程である。第１ＰＬ像７１においてＰＬ発光７０が生じている素子領域３５は、断線不良が生じている領域であり、ＰＬ発光７０が生じていない素子領域３５は、断線不良が生じていない領域である。ＰＬ発光７０が生じている部分は明るく見え、ＰＬ発光７０が生じていない部分は暗く見える。これらの明暗に基づいて、断線不良が生じている素子領域３５を特定する。特定された位置を記録する工程は、特定された素子領域３５の位置を記録する工程である。図４Ａに示す例においては、Ｒ２Ｃ３、Ｒ４Ｃ５に位置する素子領域３５を断線不良として記録する。

第１撮像工程Ｓ１１と第１検査工程Ｓ１２は、複数の素子領域３５の断線不良の検査を一括で行うことができる。そのため、検査時間を短縮することができる。例えば、素子領域３５が小さい場合、それぞれの電極４０にプローブを当てて検査をすると手間がかかり、また検査時間も長くなりやすい。素子領域３５が小さい場合でも、第１撮像工程Ｓ１１と第１検査工程Ｓ１２を行うことで、簡易に断線不良を検査することができる。ここで素子領域３５が小さいとは、素子領域３５の外縁の一辺の大きさが１００μｍ以下の場合、一辺の大きさが６０μｍ以下の場合である。

（検査装置）
第１撮像工程Ｓ１１と第１検査工程Ｓ１２は、検査装置１０を用いて行うことができる。図５に示すように、検査装置１０は、光源部１２と、フィルタ部１３と、撮像部１４と、を備えている。なお、検査装置１０を用いて、後述する第２撮像工程Ｓ２１、第２検査工程Ｓ２２の工程も行うことができる。

光源部１２は、光６０を発することのできる光源を有する。光源部１２は、フォトルミネッセンスの励起光となる光６０を発光素子２０に照射する光源を有する。光６０は、フィルタ部１３を通り発光素子２０に照射される。光源は、例えばＬＥＤである。光源は、１個でも複数個でもよい。例えば、光源部１２が複数の光源を有する場合、発光素子２０から出る光の発光ピーク波長に合わせて光源を選択することができる。また、例えば、光源部１２が１個の光源を有する場合、フィルタ部１３によって、光源の発する光の一部を遮断し、選択された波長の光を照射することができる。

フィルタ部１３は、特定の波長の光を遮る機能を有する光学フィルタである。フィルタ部１３は、光６０が通る第１フィルタ１３１と、発光素子２０の発する光が通る第２フィルタ１３２と、ダイクロイックミラー１３３と、を有する。例えば、第１フィルタ１３１は、光源部１２の光のうち、対象物である発光素子２０の発光ピーク波長より長い波長の光を遮る。これにより、４７０ｎｍより短い波長の光が発光素子２０へ照射される。光源部１２が対象物の発光ピーク波長よりも短い発光ピーク波長を有する場合、第１フィルタを備えていなくてもよい。ダイクロイックミラー１３３は、特定の波長の光を反射し、特定の波長の光より長波を透過させる。例えば、ダイクロイックミラー１３３は、発光ピーク波長が４６０ｎｍである光６０を反射し、発光素子２０へ照射される。例えば、ダイクロイックミラー１３３は、発光ピーク波長が４７０ｎｍであるＰＬ発光７０を透過させ、第２フィルタ１３２へ入射される。第２フィルタ１３２は、ＰＬ発光７０のうち観察に不要な波長の光を遮る。これにより、後述する撮像部１４は観察したい波長のＰＬ発光７０を撮像することができる。第１フィルタ１３１、第２フィルタ１３２、ダイクロイックミラー１３３は、励起光の波長又は検査対象の発光素子のＰＬ光に応じて適宜選択することができる。

撮像部１４は、ＰＬ発光７０を撮像することのできる装置である。撮像部１４によって撮像されることで、第１ＰＬ像、後述する第２ＰＬ像を得ることができる。撮像部１４は、さらに、可視光画像も撮像することのできる装置であることが好ましい。撮像部１４は、例えばカメラを有する。カメラは、例えば可視光カメラである。対象物である発光素子２０の発光ピーク波長が紫外域または赤外域である場合、カメラは、紫外線カメラまたは赤外線カメラである。

検査装置１０は、さらに、画像処理部１５を備える。画像処理部１５は、撮像部１４と連動してデータ処理を行う装置である。第１撮像工程Ｓ１１で得られた第１ＰＬ像７１のデータは、撮像部１４から画像処理部１５に送られる。例えば、画像処理部１５は、撮像部１４によって得た第１ＰＬ像７１もしくは可視光画像から発光素子２０の外縁を判別し、発光素子２０にアドレスを付与して位置を特定する、第１処理を行うことができる。アドレスは、例えば図４Ａに示す行記号、列記号である。

また、予め定めた波長における明るさを発光素子２０ごとに数値化し、その明るさの数値を予め設定された閾値と比較する、第２処理を行うことができる。画像処理部１５は、例えば、各素子領域３５の明るさを数値化し、その数値が予め定めた閾値よりも大きい場合にＰＬ光を発していると判定することができる。第１処理にて付与されたアドレスと第２処理の判定結果とを照合し、明るさと位置の情報から断線不良の生じている素子領域３５を特定する。また、画像処理部１５は、断線不良と判定された素子領域３５の位置を記録する。第２処理は、例えば、第１撮像工程Ｓ１１を行った後、後述する第２撮像工程Ｓ２１を行った後に行う。

また、検査装置１０は、さらに、水槽１０１と、水槽１０１を支持するステージ１０２と、を備えている。なお、検査装置１０は、発光素子２０を搬送する搬送アーム１０３を備えていてもよい。なお、発光素子２０は、検査装置１０まで人間の手で搬送してもよい。

水槽１０１は、発光素子２０が配置される部材である。水槽１０１内に、導電性の液体５０が配置される。水槽１０１は、発光素子２０のｎ側電極４１及びｐ側電極４２を水槽１０１内で水平に保持する保持具１０４を備えている。また、ステージ１０２は、保持具１０４によって固定された水槽１０１を水平面方向及び鉛直方向に移動させることができる。搬送アーム１０３は、例えば発光素子２０を吸着することで搬送する。

図１に示すように、発光素子の検査方法Ｓ１０は、第１撮像工程Ｓ１１の前又は後に、第２撮像工程Ｓ２１と、第２検査工程Ｓ２２と、をさらに含むことができる。

（第２撮像工程）
第２撮像工程Ｓ２１は、ｎ側電極４１及びｐ側電極４２を導電性の液体５０に電気的に接触させない状態で、発光素子２０に光６０を照射し、第２フォトルミネッセンス像７２（以下、第２ＰＬ像７２と略称する）を得る工程である。例えば、ｎ側電極４１とｐ側電極４２とは大気中にあり、ｎ側電極４１とｐ側電極４２とが電気的に短絡しない状態である。第２撮像工程Ｓ２１では、液体５０を用いずに発光素子２０を撮像する。第２撮像工程Ｓ２１における光６０は、第１撮像工程Ｓ１１と同様の光源を用い、かつ、同様の照射条件で照射する。

第２撮像工程Ｓ２１は、ｎ側電極４１とｐ側電極４２とが電気的に短絡していない状態で光６０を照射する。そのため、発光素子２０の短絡不良を検査することができる。短絡不良の生じている素子領域３５はＰＬ発光７０が生じていない。

図６は、第２ＰＬ像７２を模式的に示している。３０個の素子領域３５のうち、Ｒ１Ｃ５及びＲ４Ｃ２の位置にある２個の素子領域３５は白色で表されており、ＰＬ発光７０が生じていることがわかる。その他の素子領域３５は、ドットで表されており、ＰＬ発光７０が生じていない。

（第２検査工程）
第２検査工程Ｓ２２は、第２撮像工程Ｓ２１において得られた第２ＰＬ像７２の明暗に基づいて、発光素子２０の短絡不良を検査する工程である。

図１に示すように、第２検査工程Ｓ２２は、ＰＬ発光７０が生じていない素子領域３５の位置を特定する工程と、特定された位置を記録する工程と、を備えている。位置を特定する工程は、図６に示すように、ＰＬ発光７０が生じていない素子領域３５を特定する工程である。第２ＰＬ像７２において、ＰＬ発光７０が生じていない素子領域３５は短絡不良が生じている領域であり、ＰＬ発光７０が生じている素子領域３５は短絡不良が生じていない領域である。ＰＬ発光７０が生じている部分は明るく見え、ＰＬ発光７０が生じていない部分は暗く見える。これらの明暗に基づいて、短絡不良が生じている素子領域３５を特定する。特定された位置を記録する工程は、特定された素子領域３５の位置を記録する工程である。図６に示す例においては、Ｒ１Ｃ５及びＲ４Ｃ２に位置する素子領域３５を短絡不良として記録する。

画像処理部１５における処理は、基本的に第１撮像工程Ｓ１１の処理と同様である。第２撮像工程Ｓ２１で得られた第２ＰＬ像７２のデータは、撮像部１４から画像処理部１５に送られる。画像処理部１５は、例えば、各素子領域３５の明るさを数値化し、その数値が予め定めた閾値よりも小さい場合にＰＬ光を発していないと判定することができる。第１処理にて付与されたアドレスと第２処理の判定結果とを照合し、明るさと位置の情報から短絡不良を特定する。また、画像処理部１５は、短絡不良と判定された素子領域３５の位置を記録する。

なお、第１検査工程Ｓ１２、第２検査工程Ｓ２２における断線不良又は短絡不良の判定は、画像処理部１５によらず、人が目視で第１ＰＬ像７１又は第２ＰＬ像７２を判定してもよい。この場合、人が、判定結果を画像処理部１５に入力して、記録してもよい。

［発光素子の製造方法］
次に、実施形態に係る発光素子の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図７に示すように、発光素子の製造方法Ｓ３０は、ｎ側半導体層３１と、ｎ側半導体層３１の上に配置された活性層３３と、活性層３３上に配置されたｐ側半導体層３２と、を含む半導体構造体３０と、ｎ側電極４１及びｐ側電極４２を含む電極４０と、を備えた発光素子２０を準備する準備工程Ｓ３１と、発光素子の検査方法Ｓ１０による選別工程と、を含む。選別工程は、第１選別工程Ｓ３２Ａを少なくとも含む。また、選別工程は、第２選別工程Ｓ３２Ｂをさらに含むことができる。さらに、発光素子の製造方法Ｓ３０は、個片化工程Ｓ３３と、光取出し面形成工程Ｓ３４と、支持基板除去工程Ｓ３５と、を含むことができる。

（準備工程）
準備工程Ｓ３１は、半導体構造体３０及び電極４０を備えた発光素子２０を準備する工程である。図８Ａに示すように、発光素子の検査方法Ｓ１０で説明した発光素子２０を準備する。図８Ａは、図２Ｃと同様に、第１素子領域３５Ａの領域と接続領域３１Ｅとの境界、第２素子領域３５Ｂの領域と接続領域３１Ｅとの境界を、それぞれ２点鎖線で示している。

（第１選別工程）
第１選別工程Ｓ３２Ａは、準備した発光素子２０に対して第１撮像工程Ｓ１１を行う工程である。

（個片化工程）
個片化工程Ｓ３３は、隣り合う素子領域３５を個片化する工程である。

まず、図８Ｂに示すように、第１撮像工程Ｓ１１の後、接着層２２０を介して、発光素子２０の電極４０側と、支持基板Ｂ２とが向かい合うように接合し、成長基板Ｂ１を除去する。接着層２２０は、ｎ側導電層４５、ｐ側導電層４６、絶縁層２１０を覆っている。接着層２２０は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はポリイミド樹脂である。成長基板Ｂ１は、レーザリフトオフ法、研削、研磨、エッチング等の方法によって除去することができる。成長基板Ｂ１がサファイア基板である場合、レーザリフトオフ法によって除去することが好ましい。

次に、図８Ｃに示すように、成長基板Ｂ１を除去することで露出したｎ側半導体層３１の表面３１１を、ケミカルメカニカルポリッシング法によって研磨する。研磨は、接続領域３１Ｅを除去するように行うことが好ましい。絶縁層２１０の一部、接着層２２０を研磨してよい。これにより、隣り合う素子領域３５が連続しない状態となり、発光素子２０が個片化される。以下、個片化された発光素子２０を発光素子２１と称する。

（光取出し面形成工程）
光取出し面形成工程Ｓ３４は、ｎ側半導体層３１の表面３１１を粗面化して光取出し面を形成する工程である。

図８Ｄに示すように、ｎ側半導体層３１の表面３１１の外縁に第１保護層２３１を形成する。第１保護層２３１は、絶縁層２１０の端部も覆うように形成される。図８Ｅに示すように、第１保護層２３１は、ｎ側半導体層３１の表面３１１へ枠状に配置される。第１保護層２３１は、例えばシリコン酸化膜である。第１保護層２３１は、例えばスパッタ法によって表面３１１の全面に形成される。表面３１１の外周部以外の第１保護層２３１は、図示しないレジストマスクを用いた反応性イオンエッチング法により除去される。

ｎ側半導体層３１の表面３１１を粗面化する。図８Ｄに示すように、第１保護層２３１から露出しているｎ側半導体層３１の表面３１１に粗面を形成する。光取出し面となるｎ側半導体層３１の表面３１１を粗面化することで、光取出し効率を向上させることができる。表面３１１の粗面化は、例えば反応性イオンエッチング法、ウェットエッチング法を用いることができる。表面３１１の粗面化は、表面３１１の外周部以外の第１保護層２３１を除去した際に用いたレジストマスクを、表面３１１の外周部の第１保護層２３１上に残した状態で行うことができる。

図８Ｄに示すように、粗面化されたｎ側半導体層３１を覆うように第２保護層２３２を配置する。第２保護層２３２は、第１保護層２３１上に配置してもよいし、配置されなくてもよい。第２保護層２３２は、例えばシリコン酸化膜である。第２保護層２３２は、例えばスパッタ法で形成することができる。

第２保護層２３２を形成した後、個片化された発光素子２１の間に位置する接着層２２０の一部を除去する。これにより、図８Ｄに示すように、半導体構造体３０の側面に位置する絶縁層２１０が、接着層２２０の一部から露出される。また、複数の発光素子２１は、支持基板Ｂ２上において空間を隔てて互いに分離される。

（第２選別工程）
第２選別工程Ｓ３２Ｂは、良品及び不良品を区別して選別する工程である。第２選別工程Ｓ３２Ｂは、発光素子２１に対して第２撮像工程Ｓ２１を行う工程と、第１検査工程Ｓ１２及び第２検査工程Ｓ２２を行う工程と、を含む。

第１検査工程Ｓ１２及び第２検査工程Ｓ２２によって、断線不良又は短絡不良の発光素子２１が特定され、記録される。記録した検査結果をもとに、例えば、後述する支持基板除去工程Ｓ３５後に不良品を除去する。なお、図７では、第２撮像工程Ｓ２１は、光取出し面形成工程Ｓ３４の後に行っているが、第１選別工程Ｓ３２Ａにおいて第１撮像工程Ｓ１１の前又は後に行ってもよく、個片化工程Ｓ３３と光取出し面形成工程Ｓ３４との間に行ってもよい。

（支持基板除去工程）
支持基板除去工程Ｓ３５は、支持基板Ｂ２及び接着層２２０を除去する工程である。図８Ｆに示すように、発光素子２１は、支持基板Ｂ２及び接着層２２０が除去されて、ｎ側導電層４５、ｐ側導電層４６が露出している。支持基板Ｂ２は、支持基板Ｂ２の接着層２２０と向かい合う面とは反対側の面側からレーザー光を照射することで、接着層２２０の一部が除去され、発光素子２１を支持基板Ｂ２から取り外すことができる。支持基板Ｂ２から取り外された発光素子２１は、粘着性のある別の支持基板に第２保護層２３２側の面を接合する。そして、発光素子２１に残った接着層２２０を除去し、ｎ側導電層４５、ｐ側導電層４６を露出させる。なお、発光素子２１は、別の支持基板に接合された後、支持基板Ｂ２から取り外されてもよい。発光素子２１に残った接着層２２０は、例えば反応性イオンエッチング法によって除去することができる。

図９は、接着層２２０を除去した発光素子２１をｎ側導電層４５及びｐ側導電層４６の側から見た斜視図である。なお、図９は、図８Ｆに示すｎ側導電層４５、ｐ側導電層４６、絶縁層２１０、それぞれの凹凸の一部を省略して概略を例示している。

発光素子の製造方法Ｓ３０は、発光素子の製造工程の各段階で、断線不良の検査を行うことができる。これにより、良品の発光素子２１を発光装置に組み込むことができる。そのため、歩留まりを向上させることができる。

なお、第１検査工程Ｓ１２と第２検査工程Ｓ２２とは、分けて行ってもよい。第１検査工程Ｓ１２は、第１撮像工程Ｓ１１の後に行うことができる。第２検査工程Ｓ２２は、第２撮像工程Ｓ２１の後に行うことができる。

本発明の実施形態は、以下の検査方法及び製造方法を含む。
［項１］
ｎ側半導体層と、ｐ側半導体層と、前記ｎ側半導体層と前記p側半導体層との間に配置された活性層と、を含む半導体構造体と、ｎ側電極及びｐ側電極を含む電極と、を含む発光素子の検査方法であって、
前記ｎ側電極及び前記ｐ側電極を導電性の液体に電気的に接触させた状態で、前記発光素子に光を照射し、第１フォトルミネッセンス像を得る第１撮像工程と、
前記第１撮像工程において、得られた前記第１フォトルミネッセンス像の明暗に基づいて、前記発光素子の断線不良を検査する第１検査工程と、を含む発光素子の検査方法。
［項２］
前記第１撮像工程の前又は後に、前記ｎ側電極及び前記ｐ側電極を導電性の液体に電気的に接触させない状態で、前記発光素子に前記光を照射し、第２フォトルミネッセンス像を得る第２撮像工程と、
前記第２撮像工程において得られた前記第２フォトルミネッセンス像の明暗に基づいて、前記発光素子の短絡不良を検査する、第２検査工程と、をさらに含む項１に記載の発光素子の検査方法。
［項３］
前記導電性の液体は、水溶液である、項１又は項２に記載の発光素子の検査方法。
［項４］
前記水溶液は、クエン酸、または、アンモニアの何れか１つを含む、項３に記載の発光素子の検査方法。
［項５］
前記発光素子に照射する前記光の発光ピーク波長は、４００ｎｍ以上４７０ｎｍ未満である項１から項４の何れか一項に記載の発光素子の検査方法。
［項６］
ｎ側半導体層と、ｎ側半導体層の上に配置された活性層と、前記活性層上に配置されたｐ側半導体層と、を含む半導体構造体と、ｎ側電極及びｐ側電極を含む電極と、を備えた発光素子を準備する準備工程と、
項１から項５の何れか一項に記載の発光素子の検査方法による選別工程と、を含む、発光素子の製造方法。
［項７］
前記準備工程において、前記半導体構造体は、互いに離隔した複数の素子領域を有し、
前記複数の素子領域は、それぞれ、前記ｎ側半導体層、前記活性層、及び、前記ｐ側半導体層を含む、項６に記載の発光素子の製造方法。
［項８］
前記準備工程において、前記複数の素子領域は、少なくとも第１素子領域と、前記第１素子領域と隣り合う第２素子領域と、を含み、
前記第１素子領域のｎ側半導体層と、前記第２素子領域のｎ側半導体層と、は、接続領域を介して連続している、項６又は項７に記載の発光素子の製造方法。

１０ 検査装置
１２ 光源部
１３ フィルタ部
１４ 撮像部
１５ 画像処理部
２０、２１発光素子
３０ 半導体構造体
３１ ｎ側半導体層
３２ ｐ側半導体層
３３ 活性層
３４ 透光層
３５ 素子領域
４０ 電極
４１ ｎ側電極
４２ ｐ側電極
５０ 液体
６０ 光
７１ 第１ＰＬ像
７２ 第２ＰＬ像
１０１ 水槽
１０２ ステージ
１０３ 搬送アーム
１０４ 保持具
２１０ 絶縁層
２２０ 接着層
Ｂ１ 成長基板
Ｂ２ 支持基板
Ｓ１０ 発光素子の検査方法
Ｓ１１ 第１撮像工程
Ｓ１２ 第１検査工程
Ｓ２１ 第２撮像工程
Ｓ２２ 第２検査工程
Ｓ３０ 発光素子の製造方法
Ｓ３１ 準備工程
Ｓ３２Ａ 第１選別工程
Ｓ３２Ｂ 第２選別工程
Ｓ３３ 個片化工程
Ｓ３４ 光取出し面形成工程
Ｓ３５ 支持基板除去工程

Claims (8)

1. ｎ側半導体層と、ｐ側半導体層と、前記ｎ側半導体層と前記p側半導体層との間に配置された活性層と、を含む半導体構造体と、ｎ側電極及びｐ側電極を含む電極と、を含む発光素子の検査方法であって、
   前記ｎ側電極及び前記ｐ側電極を導電性の液体に電気的に接触させた状態で、前記発光素子に光を照射し、第１フォトルミネッセンス像を得る第１撮像工程と、
   前記第１撮像工程において、得られた前記第１フォトルミネッセンス像の明暗に基づいて、前記発光素子の断線不良を検査する第１検査工程と、を含む発光素子の検査方法。
2. 前記第１撮像工程の前又は後に、前記ｎ側電極及び前記ｐ側電極を導電性の液体に電気的に接触させない状態で、前記発光素子に前記光を照射し、第２フォトルミネッセンス像を得る第２撮像工程と、
   前記第２撮像工程において得られた前記第２フォトルミネッセンス像の明暗に基づいて、前記発光素子の短絡不良を検査する、第２検査工程と、をさらに含む請求項１に記載の発光素子の検査方法。
3. 前記導電性の液体は、水溶液である、請求項１に記載の発光素子の検査方法。
4. 前記水溶液は、クエン酸、または、アンモニアの何れか１つを含む、請求項３に記載の発光素子の検査方法。
5. 前記発光素子に照射する前記光の発光ピーク波長は、４００ｎｍ以上４７０ｎｍ未満である請求項１に記載の発光素子の検査方法。
6. ｎ側半導体層と、ｎ側半導体層の上に配置された活性層と、前記活性層上に配置されたｐ側半導体層と、を含む半導体構造体と、ｎ側電極及びｐ側電極を含む電極と、を備えた発光素子を準備する準備工程と、
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載の発光素子の検査方法による選別工程と、を含む、発光素子の製造方法。
7. 前記準備工程において、前記半導体構造体は、互いに離隔した複数の素子領域を有し、
   前記複数の素子領域は、それぞれ、前記ｎ側半導体層、前記活性層、及び、前記ｐ側半導体層を含む、請求項６に記載の発光素子の製造方法。
8. 前記準備工程において、前記複数の素子領域は、少なくとも第１素子領域と、前記第１素子領域と隣り合う第２素子領域と、を含み、
   前記第１素子領域のｎ側半導体層と、前記第２素子領域のｎ側半導体層と、は、接続領域を介して連続している、請求項７に記載の発光素子の製造方法。

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