JPS6178176A - 光電子装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は光電子装置の製造方法、たとえば、表裏面に電
極を有する面発光形等の発光ダイオードの製造において
、ウェハの状態で各発光ダイオードチップ領域（単位チ
ップ領域）の発光特性を測定した後にウェハをチップ化
する技術に関する。

〔背景技術〕

光通信システムにおける発光源として、半導体レーザ、
発光ダイオード等が使用されている。前記発光ダイオー
ドとして、たとえば、工業調査会発行［電子材料Ｊ　１
９８３年１１月号、昭和５８年１１月１日発行、Ｐ６７
〜Ｐ７３に記載されているように、面発光形の発光ダイ
オードおよび端面発光形の発光ダイオードが開発されて
いる。

これらの発光ダイオードは、その製造にあって、化合物
半導体基板の主面に三元あるいは四元の化合物半導体層
を複数順次所望の厚さおよび混晶比で形成し、二重へテ
ロ接合構造あるいは単一へテロ接合構造による活性層（
発光層）を形成するとともに、このような多層の半導体
板（ウェハ）の表裏面にそれぞれアノード電極、カソー
ド電極となる電極を形成し、その後ウェハを縦横に分断
して、発光ダイオード素子（チップ）を形成している。

ところで、このような発光ダイオードの製造における発
光特性の測定（検査）は、ウェハの状態で測定すると、
被測定物である単位チップ領域の発光は勿論のこと、そ
の周囲の単位チップ領域も発光してしまい、測定結果が
不正確となってしまうことから、ウェハを分断してチッ
プとなった状態で発光特性の測定をせざるを得ないため
、測定作業が面倒となるとともに、測定作業に費やす時
間も多（ならざるを得なかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は発光特性測定が容易な光電子装置の製造
方法を提供することにある。

本発明の他の目的は発光特性測定が短時間で行える光電
子装置の製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は製造コストの軽減が達成できる光電
子装置の製造方法を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりであすなわち、本発
明の発光ダイオードの製造にあフては、電極形成後に単
位チップ領域の周縁をエツチングによって部分的に除去
してアイソレーションを施し、この状態で各単位チップ
領域の発光特性を測定して単位チップ領域の良否を決定
し、その後ウェハを各単位チップ領域毎に分断して単体
の発光ダイオードを製造する結果、発光ダイオードの特
性測定作業が容易かつ短時間に行えるため、工数の軽減
により発光ダイオードの製造コストの低減が達成できる
。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例による発光ダイオードのウェ
ハ状態での特性測定状態を示す断面図、第２図は同じく
発光ダイオードの製造に用いられるウェハの断面図、第
３図は同じくウェハの主面にエツチングが施された状態
を示す断面図、第４図は同じくウェハの主面にさらにエ
ピタキシャル層が複数形成され、かつエピタキシャル層
が部分的にエンチングされた状態を示す断面図、第５図
は同じくウェハの主面にアイソレーション用のエツチン
グ溝が形成された状態を示す断面図、第６図は同じくウ
ェハの主面および裏面にそれぞれ電極が形成された状態
を示す断面図、第７図は同じく発光ダイオード素子の断
面図、第８図は同じく発光ダイオード装置を示す断面図
である。

この実施例では、表裏面の一方にアノード電極、他方に
カソード電極を有する面発光形の発光ダイオード（発光
ダイオード素子）の製造方法について、第１図〜第７図
を参照しながら説明する。

最初に第２図に示されるように、ウェハｌが用意される
。

このウェハｌは、２００μｍの厚さのｐ形のＧａＡｓＺ
Ｊ板２の主面に液層エピタキシャル法によって、１μｍ
の厚さのｎ形のＧａＡｌＡｓ層３が形成された構造とな
っている。なお、ウェハとは分断されてチップとなる状
態の前のもの迄を指す。

したがって、前記ウェハｌの主面に各種の処理が施され
たものでもウェハと称する。

このようなウェハ１は第３図に示されるように、その主
面は絶縁膜等からなるマスク４をエツチング用のマスク
として部分的にエツチング除去される。このエツチング
は発光ダイオードを形成する各単位チップ領域の中央に
設けられ、かつ後述するクラフト層とＱａ、４．ｓ基板
２とが電気的に導通状態となるようにＣ；ａＡｓ基板２
にまで達して設けられる。

つぎに、第４図に示されるように、ウェハｌの主面には
再び液相エピタキシャル法によって、ｐ形のＧａＡｌＡ
ｓからなる厚さ２〜３μｍのクラッド層５．　　ｐ形の
ＧａＡｌＡｓからなる厚さ０゜５μｍの発光層（活性層
）６．ｎ形のＧａＡＩＡＳからなる厚さ２μｍのバッフ
ァ層７．ｎ十形のＧａＡｓからなる厚さ１μｍのキャッ
プ層８が１頓次積層形成される。また、このウェハ１の
主面は絶縁膜等からなるマスク９をマスクとして部分的
にエツチング除去される。このエツチング部分は前記Ｇ
ａＡｓ基板２の主面のエツチング部分に対応しかつキャ
ンプＪ！Ｉ８を通過してバッファ層７にまで達している
。

つぎに、第５図に示されるように、ウェハｌの主面には
縦横にエツチング溝ｌＯが設けられる。

このエツチング溝１０はウェハｌの主面に設けられた絶
縁膜等からなるマスク１１をマスクとしてメサエッチン
グされることによって形成される。

また、このエツチング溝１０は前記ＧａＡｌＡｓ層３の
部分まで達することから、各単位チップ領域１２は相互
にアイソレーションされる。

つぎに、第６図に示されるように、各単位チップ領域１
２のキャンプ層８上にはＡｕ−Ｇｅ／Ｎｉ　／　Ａ　ｕ
からなるカソード電極１３が形成されるとともに、各単
位チップ領域１２の周面は絶縁膜からなるバソシベーシ
ッン膜１４で被われる。また、２００μｍの厚さのＧａ
Ａｓ蟇板２は裏面がエツチングされて１００μｍの厚さ
にされる。そして、二〇〇ａＡｓ蟇板２の裏面にはＣｒ
　／　Ａ　ｕからなるアノード電極１５が形成される。

つぎに、アイソレーションされた各単位チップ領域１２
は、第１図に示されるように、順次発光特性が測定（検
出）される。すなわち、単一の単位チップ領域Ｉ２にお
けるアノード電極１５とカソード電極１３との間に所定
の電圧が印加され、ダブルへテロ接合部の発光層６から
発光される光１６の有無および光強度が図示しない受光
器で測定される。この際、被測定物以外の単位チップ領
域１２はアイソレージシンされていることから、電流が
流れず、発光現象は生じない。したがって、被測定物の
発光特性のみが正確に測定される。各単位チップ領域１
２のカソード電極１３への接触はプローブ１７の接触に
よって行われる。したがって、ウェハｌの上方に大きな
受光器を配置して置き、プローブ１７を移動させ各単位
チップ領域１２のカソード電極１３に順次接触させるこ
とによって、各単位チップ領域１２の発光特性は短時間
に測定できることになる。なお、この測定情報は直接各
単位チップ領域１２の一部にマークとして表示したり、
あるいはウェハ１の配列との関係において他の記憶媒体
に記憶させて置き、チップ化した後にこの記憶情報を用
いてチップボンディングを行うようにする。

つぎに　このようなウェハ１はエツチング溝１０の底中
央に沿って分断され、第６図に示されるように、単体の
発光ダイオード素子（チップ）１８が製造される。

このようなチップ１８、すなわち、前記特性測定で良品
と判別されたチップ１８は、たとえば、第８図に示され
るようなパンケージに組み込まれ、光通信用の発光ダイ
オード装置となる。

この発光ダイオード装置は、図示されるように、金属製
のステム１９の主面中央にサブマウント２０を介してチ
ップ１８が固定された構造なってい盃、前記チップ１８
は、サブマウント２０の主面にあらかじめ設けられた図
示しない配線層にアノード電極１５部分がソルダー２１
を介して固定されることによって固定されている。

一方、前記ステム１９にはガラスのような絶縁体２２を
介して２本のリード２３が絶縁的に貫通固定されている
。これらリード２３はワイヤ２４を介してサブマウント
２０の配線層端のボンディングパソドと電気的に接続さ
れている。

他方、前記ステム１９の主面には金属製のキャップ２５
が取付けられている。このキャップ２５はフランジ２６
を有する帽子形構造となっていて、フランジ２６の下面
に設けたプロジェクション２７を介して、ウェルドによ
ってステム１９に気密的に固定されている。また、キャ
ンプ２５の中央上部には、セラミックスリーブ２８が挿
嵌されるとともに、このセラミックスリーブ２８には光
ファイバ２９が挿入され、かつ挿入孔に注入した半田３
０によってキャップ２５に固定されている。

また、光ファイバ２９の内端は半球状の先球部３１とな
り、チップ１８から発光された光を取り込み、光ファイ
バ２９を介して外部に取り出すようになっている。

〔効果〕

Ｃ１１本発明の発光ダイオード装置は、その製造におい
て、ウェハの状態で各発光ダイオード素子（チップ）１
６となる単位チップ領域１２の発光特性が測定できるこ
とから、測定作業性が単体のチップ１６となった状態で
行う場合に比較して温かに容易となるという効果が得ら
れる。

（２）上記（１）から、本発明によれば、測定作業性の
向上が図れることから、１個当たりの測定作業時間が従
来に比較して短縮され、この結果、量産性が向上すると
いう効果が得られる。

（３）本発明の発光ダイオード素子はその周面のｐｎ接
合部分がパッシベーション膜１４で被われていることか
ら、素子の信輔性が高くなるという効果が得られる。

（４）上記（１１および（２）から、本発明によれば、
特性測定の作業工数の低減、量産化が可能であることか
ら発光ダイオード装置の製造コストの低減が達成できる
という相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、端面発光形の
発光ダイオードの製造においても、単位チップ領域をエ
ツチング溝によってアイソレーションすれば、ウェハの
状態で各単位チップ領域の発光特性の測定が行えること
から、前記実施例同様な効果が得られる。ただし、この
場合は、測定対象物の隣りの単位チップ領域の一対の電
極（アノード電極、カソード電極）に発生する電圧の検
出によって被測定物の発光特性を知ることになる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
を、その背景となった利用分野である表裏面に電極を有
する発光ダイオードの製造技術に適用した場合について
説明したが、それに限定されるものではなく、たとえば
、端面発光形の発光ダイオードの特性測定手法と同様な
手法を用いることによって、半導体レーザの製造におけ
る特性測定技術などに適用できる。

本発明は少なくともウェハの表裏面に電極を有する発光
素子部分を有する光電子装置の製造技術には通用できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による発光ダイオードのウェ
ハ状態での特性測定状態を示す断面図、第２図は同じく
発光ダイオードの製造に用いられるウェハの断面図、 第３図は同じくウェハの主面にエツチングが施された状
態を示す断面図、 第４図は同じ（ウェハの主面にさらにエピタキシャル層
が複数形成され、かつエピタキシャル層が部分的にエツ
チングされた状態を示す断面図、第５図は同じくウェハ
の主面にアイソレーション用のエツチング溝が形成され
た状態を示す断面図、 第６図は同じくウェハの主面および裏面にそれぞれ電極
が形成された状態を示す断面図、第７図は同じく発光ダ
イオード素子の断面図、第８図は同じく発光ダイオード
装置を示す断面図である。 １・・・ウェハ、２・・・ＧａＡｓ基板、３・・・Ｇａ
ＡｌＡｓ層、４・・・マスク、５・・。 クラッド層、６・・・発光層（活性層）、７・・・バッ
ファ層、８・・・キャップ層、９・・・マスク、ｌＯ・
・・エツチング溝、１１・・・マスク、１２・・・単位
チップ領域、１３・・・カソード電極、１４・・・パッ
シベーション膜、１５・・・アノード電極、１６・・・
光、１７・・・プローブ、１８・・・発光ダイオード素
子（チップ）、１９・・・ステム、２０・・・サブマウ
ント、２１・・・ソルダー、２２・・・絶縁体、２３・
・・リード、２４・・・ワイヤ、２５・・・キャップ、
２６・・・フラ〉′ジ、２７・・・プロジェクション、
２８・・・セラミックスリーブ、２９・・・光ファイバ
、３０・・・半田、３１・第　　１　　図 第　　２　　図 第　　４　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ウェハに発光素子部を有する単位チップ領域を複数
   形成する工程と、前記単位チップ領域の表裏面にそれぞ
   れ電極を設ける工程と、前記ウェハを単位チップ領域毎
   にそれぞれ分断する工程と、を有する光電子装置の製造
   方法であって、前記電極形成工程前後に、ウェハの各単
   位チップ領域の周囲をエッチングによってアイソレート
   する工程と、各単位チップ領域の発光特性を測定する工
   程と、を有することを特徴とする光電子装置の製造方法
   。