JPH06275694A - 発光出力の測定方法 - Google Patents
発光出力の測定方法Info
- Publication number
- JPH06275694A JPH06275694A JP6234793A JP6234793A JPH06275694A JP H06275694 A JPH06275694 A JP H06275694A JP 6234793 A JP6234793 A JP 6234793A JP 6234793 A JP6234793 A JP 6234793A JP H06275694 A JPH06275694 A JP H06275694A
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- Japan
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- wafer
- light
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- emission output
- emission
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発光素子用エピタキシャルウエハの光出力
を、ウエハを破壊することなく簡易な方法で測定するこ
とを可能にする。 【構成】 ウエハ表面に光を照射したときのウエハから
の発光スペクトルの特定の波長域の光強度を測定し、こ
の測定値に基づいて発光素子作製時の発光出力を推定す
る。
を、ウエハを破壊することなく簡易な方法で測定するこ
とを可能にする。 【構成】 ウエハ表面に光を照射したときのウエハから
の発光スペクトルの特定の波長域の光強度を測定し、こ
の測定値に基づいて発光素子作製時の発光出力を推定す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光素子用のエピタキ
シャルウエハの出荷時の保証特性の一つである素子作製
時の発光出力の簡易測定方法に関するものである。
シャルウエハの出荷時の保証特性の一つである素子作製
時の発光出力の簡易測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来発光素子の発光出力の測定は、図２
に示すように組み立てられた発光素子２（たとえば、発
光ダイオード）に１を用いて一定電流を流し、その際の
全ての発光を積分球３の内部で受光素子に集めラジオメ
ーター４によりエネルギーに換算して求める。発光素子
用のエピタキシャルウエハの出荷時には、各ウエハの一
部分を分割して発光素子を組み立て、前記測定方法によ
り発光出力を測定してウエハの特性を保証していた。
に示すように組み立てられた発光素子２（たとえば、発
光ダイオード）に１を用いて一定電流を流し、その際の
全ての発光を積分球３の内部で受光素子に集めラジオメ
ーター４によりエネルギーに換算して求める。発光素子
用のエピタキシャルウエハの出荷時には、各ウエハの一
部分を分割して発光素子を組み立て、前記測定方法によ
り発光出力を測定してウエハの特性を保証していた。
【０００３】また、簡易保証方法としては、図３に示す
ような方法があった。まず、ウエハ５の表面に一定形状
を残し周囲を他の部分と分離するような溝を彫る。その
一定形状部分に直接針状の金属６を接触させ一定電流を
流し、上方より発光出力を測定する。そして、あらかじ
め別のウエハで素子作製時の発光出力との対応をとって
おき、その換算式によりエピタキシャルウエハの素子作
製時の発光出力を求めるというものである。（例えば特
公昭５８−４０３３６号公報）
ような方法があった。まず、ウエハ５の表面に一定形状
を残し周囲を他の部分と分離するような溝を彫る。その
一定形状部分に直接針状の金属６を接触させ一定電流を
流し、上方より発光出力を測定する。そして、あらかじ
め別のウエハで素子作製時の発光出力との対応をとって
おき、その換算式によりエピタキシャルウエハの素子作
製時の発光出力を求めるというものである。（例えば特
公昭５８−４０３３６号公報）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の測定方
法では、各エピタキシャルウエハの一部分を使用して発
光素子を製作する必要があり、製品となるウエハに１ｃ
ｍ2以上の面積のロスを引き起こしていた。また、発光
素子を作製する際に加工費がかかりコストの増加の一因
になっていた。また、上記簡易測定方法でも、ウエハの
表面の１部分に周囲が溝状に彫られた一定の面積を有す
る測定箇所を作る必要があり、その周辺部分にも歪が加
わるので、ある程度の面積のロスを避けることができな
かった。
法では、各エピタキシャルウエハの一部分を使用して発
光素子を製作する必要があり、製品となるウエハに１ｃ
ｍ2以上の面積のロスを引き起こしていた。また、発光
素子を作製する際に加工費がかかりコストの増加の一因
になっていた。また、上記簡易測定方法でも、ウエハの
表面の１部分に周囲が溝状に彫られた一定の面積を有す
る測定箇所を作る必要があり、その周辺部分にも歪が加
わるので、ある程度の面積のロスを避けることができな
かった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、発光素子用エピタキシャルウエハの表面
に一定の発光スペクトルをもつ発光源より光を照射し、
エピタキシャルウエハの内部で発光した光の強度を求
め、これに基づいて素子作製時の発光出力を推定するも
のである。
決するために、発光素子用エピタキシャルウエハの表面
に一定の発光スペクトルをもつ発光源より光を照射し、
エピタキシャルウエハの内部で発光した光の強度を求
め、これに基づいて素子作製時の発光出力を推定するも
のである。
【０００６】室温で６００ｎｍ〜９００ｎｍの発光波長
を持つＡｌＧａＡｓ系エピタキシャルウエハの場合は、
アルゴンレーザ光を照射し特定の波長域に対応する発光
スペクトルの強度より素子作製時の発光出力を推定す
る。
を持つＡｌＧａＡｓ系エピタキシャルウエハの場合は、
アルゴンレーザ光を照射し特定の波長域に対応する発光
スペクトルの強度より素子作製時の発光出力を推定す
る。
【０００７】
【作用】一般に一定の電流密度で電流を流した際の発光
素子の発光出力は、図４に示すような構造中のエピタキ
シャルウエハの発光層となるエピタキシャル層１０とそ
れに接する導電型の異なるエピタキシャル層１１との接
合部の結晶の状態に依存しているといわれている。各エ
ピタキシャルウエハにおいて、活性層の結晶の状態と接
合部の結晶の状態が変化した場合、素子作製時の発光出
力も変化する。
素子の発光出力は、図４に示すような構造中のエピタキ
シャルウエハの発光層となるエピタキシャル層１０とそ
れに接する導電型の異なるエピタキシャル層１１との接
合部の結晶の状態に依存しているといわれている。各エ
ピタキシャルウエハにおいて、活性層の結晶の状態と接
合部の結晶の状態が変化した場合、素子作製時の発光出
力も変化する。
【０００８】また、一般に結晶の状態を評価するために
は、図５に示すようにフォトルミネッセンス（ＰＬ）評
価法というものが用いられている。一定の波長スペクト
ルを持つ光源１２より光をウエハ５の表面に照射する
と、エピタキシャルウエハの各層を構成する半導体結晶
がその光エネルギーを吸収し、特有の光スペクトル１６
で発光する。特定のエピタキシャル層の発光強度は、そ
のエピタキシャル層及びエピタキシャル層同志の接合部
の状態により大きく変化する。（ＰＬ法の詳しい説明に
ついては、たとえば、「半導体評価技術」 河東田隆著
産業図書株式会社版 Ｐ．２５５〜２７５」に述べら
れている。）
は、図５に示すようにフォトルミネッセンス（ＰＬ）評
価法というものが用いられている。一定の波長スペクト
ルを持つ光源１２より光をウエハ５の表面に照射する
と、エピタキシャルウエハの各層を構成する半導体結晶
がその光エネルギーを吸収し、特有の光スペクトル１６
で発光する。特定のエピタキシャル層の発光強度は、そ
のエピタキシャル層及びエピタキシャル層同志の接合部
の状態により大きく変化する。（ＰＬ法の詳しい説明に
ついては、たとえば、「半導体評価技術」 河東田隆著
産業図書株式会社版 Ｐ．２５５〜２７５」に述べら
れている。）
【０００９】よって、ＰＬ法で得られた発光スペクトル
のうちで、活性層及び、接合部の状態を表すと思われる
発光波長の部分の強度と、実際の発光素子における発光
出力は、一定の関係を示す。（例を図１に示す。）この
関係をある一定の構造のエピタキシャルウエハについて
予め求めておくことにより、測定しようとするエピタキ
シャルウエハの発光出力については、ＰＬ法による発光
スペクトルを測定することで、これを簡易的に推定する
ことが出来る。
のうちで、活性層及び、接合部の状態を表すと思われる
発光波長の部分の強度と、実際の発光素子における発光
出力は、一定の関係を示す。（例を図１に示す。）この
関係をある一定の構造のエピタキシャルウエハについて
予め求めておくことにより、測定しようとするエピタキ
シャルウエハの発光出力については、ＰＬ法による発光
スペクトルを測定することで、これを簡易的に推定する
ことが出来る。
【００１０】
【実施例】図４に示す、ダブルへテロ構造を有し素子作
製時の発光波長が８８０ｎｍである発光ダイオード用エ
ピタキシャルウエハを製造する工程において、あらかじ
め活性層とＮ型クラッド層への不純物投入量を変化さ
せ、エピタキシャル層の結晶の状態を変化させて、その
時の発光スペクトル強度と素子作製時の発光出力を計１
５枚のウエハについて測定した。
製時の発光波長が８８０ｎｍである発光ダイオード用エ
ピタキシャルウエハを製造する工程において、あらかじ
め活性層とＮ型クラッド層への不純物投入量を変化さ
せ、エピタキシャル層の結晶の状態を変化させて、その
時の発光スペクトル強度と素子作製時の発光出力を計１
５枚のウエハについて測定した。
【００１１】発光強度の測定には値を明確に得るため
に、試料の測定温度を７７Ｋまで冷やし、表面よりアル
ゴンレーザー（波長５１４．５ｎｍ）を照射し、そのと
きの活性層からの発光と思われる発光波長８５０ｎｍ付
近に現れる発光ピーク強度の値を測定した。また、発光
出力の測定については、各エピタキシャルウエハから１
〜３ｃｍ2の面積の部分を劈開して発光ダイオードを製
作して測定を行った。この時の電流密度は、１０5Ａ／
ｍ2とした。結果を図１に示す。発光出力（ｍＷ）をｙ
とし、発光スペクトルのピーク波長の発光強度（ｍＶ）
をｘとすると以下の数１で表せる。
に、試料の測定温度を７７Ｋまで冷やし、表面よりアル
ゴンレーザー（波長５１４．５ｎｍ）を照射し、そのと
きの活性層からの発光と思われる発光波長８５０ｎｍ付
近に現れる発光ピーク強度の値を測定した。また、発光
出力の測定については、各エピタキシャルウエハから１
〜３ｃｍ2の面積の部分を劈開して発光ダイオードを製
作して測定を行った。この時の電流密度は、１０5Ａ／
ｍ2とした。結果を図１に示す。発光出力（ｍＷ）をｙ
とし、発光スペクトルのピーク波長の発光強度（ｍＶ）
をｘとすると以下の数１で表せる。
【００１２】
【数１】
【００１３】この関係式を基に、別に１５枚のエピタキ
シャルウエハを製造しＰＬ法により、ピーク波長の発光
強度を測定し、発光出力に換算を行った。また、実際に
発光ダイオードを製作し実際の発光出力との比較を行っ
た。表１に示すように換算値は、±０．１５ｍＷの範囲
内で真の値と一致している。よって、ある特定の光源よ
りエピタキシャルウエハに光を照射したときのエピタキ
シャルウエハからの発光スペクトルの特定のピーク波長
の強度の値を用いて、簡易的に各エピタキシャルウエハ
の発光出力を求めることが出来るようになった。
シャルウエハを製造しＰＬ法により、ピーク波長の発光
強度を測定し、発光出力に換算を行った。また、実際に
発光ダイオードを製作し実際の発光出力との比較を行っ
た。表１に示すように換算値は、±０．１５ｍＷの範囲
内で真の値と一致している。よって、ある特定の光源よ
りエピタキシャルウエハに光を照射したときのエピタキ
シャルウエハからの発光スペクトルの特定のピーク波長
の強度の値を用いて、簡易的に各エピタキシャルウエハ
の発光出力を求めることが出来るようになった。
【００１４】
【表１】
【００１５】ここで、ＰＬ法により発光強度を測定する
際の測定温度は低温であればあるほど測定し易いが、エ
ピタキシャルウエハの構造によっては室温でも簡単に測
定できるので、特定する必要はない。また、エピタキシ
ャルウエハの構造については、シングルへテロ構造及
び、ダブルへテロ構造を持つものの方が、各エピタキシ
ャル層の禁制帯幅の関係より、活性層からの発光スペク
トルを表面に容易に取り出し易いので本発明を適用する
のに適している。
際の測定温度は低温であればあるほど測定し易いが、エ
ピタキシャルウエハの構造によっては室温でも簡単に測
定できるので、特定する必要はない。また、エピタキシ
ャルウエハの構造については、シングルへテロ構造及
び、ダブルへテロ構造を持つものの方が、各エピタキシ
ャル層の禁制帯幅の関係より、活性層からの発光スペク
トルを表面に容易に取り出し易いので本発明を適用する
のに適している。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、エピタキシャルウ
エハを非破壊で、光を照射したときのエピタキシャル層
の発光スペクトルの強度を測定することで実際の発光出
力を求めることが出来るので、出荷面積の減少が少なく
安価に行うことが出来る。よって、発光ダイオード用の
エピタキシャルウエハの出荷時の発光出力の保証方法と
して利用すると非常に効果的である。
エハを非破壊で、光を照射したときのエピタキシャル層
の発光スペクトルの強度を測定することで実際の発光出
力を求めることが出来るので、出荷面積の減少が少なく
安価に行うことが出来る。よって、発光ダイオード用の
エピタキシャルウエハの出荷時の発光出力の保証方法と
して利用すると非常に効果的である。
【図１】ＰＬ法により求めた発光強度（対数値）の値と
実際に測定したエピタキシャルウエハの発光出力の関係
をあらわすグラフ。
実際に測定したエピタキシャルウエハの発光出力の関係
をあらわすグラフ。
【図２】発光出力の測定方法についての説明図。
【図３】発光出力の測定方法についての説明図。
【図４】発光ダイオード用エピタキシャルウエハの構造
を示す断面模式図。
を示す断面模式図。
【図５】ＰＬ測定法の概念図。
１：定電流電源 ２：発光ダイオード ３：積分球 ４：ラジオメータ ５：ウエハ ６：針状電極 ７：受光素子 ８：基板 ９：ｐ型クラッド層 １０：活性層 １１：ｎ型クラッド層 １２：光源 １３：分光器 １４：光検知器 １５：記録計 １６：発光スペクトル
Claims (3)
- 【請求項１】 一定の発光スペクトルをもつ発光源より
ウエハ表面へ光を照射したときのウエハからの発光スペ
クトルの特定の波長域のスペクトル強度より発光出力を
求め、エピタキシャルウエハから発光素子を作製したと
きの発光出力を推定することを特徴とする発光素子用エ
ピタキシャルウエハの発光出力の測定方法。 - 【請求項２】 室温で６００ｎｍ〜９００ｎｍの発光波
長を持つ発光ダイオード用のＡｌＧａＡｓ系エピタキシ
ャルウエハの表面にアルゴンレーザ光を照射したときの
特定の波長域に対応する発光スペクトルの強度より素子
作製時の発光出力を推定することを特徴とする請求項１
記載の発光出力の測定方法。 - 【請求項３】 ＡｌＧａＡｓ系エピタキシャルウエハ
が、シングルへテロ構造またはダブルへテロ構造のいず
れかを含むエピタキシャルウエハであることを特徴とす
る請求項２に記載の発光出力の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6234793A JPH06275694A (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 発光出力の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6234793A JPH06275694A (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 発光出力の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275694A true JPH06275694A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13197507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6234793A Pending JPH06275694A (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 発光出力の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06275694A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200464469Y1 (ko) * | 2010-05-04 | 2013-01-21 | 주식회사 에타맥스 | 반도체 제조 장치 |
| JP2013536436A (ja) * | 2010-08-24 | 2013-09-19 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | 欠陥検査およびフォトルミネセンス測定システム |
-
1993
- 1993-03-23 JP JP6234793A patent/JPH06275694A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200464469Y1 (ko) * | 2010-05-04 | 2013-01-21 | 주식회사 에타맥스 | 반도체 제조 장치 |
| JP2013536436A (ja) * | 2010-08-24 | 2013-09-19 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | 欠陥検査およびフォトルミネセンス測定システム |
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