JPS63250835A - エピタキシヤルウエハの検査方法 - Google Patents
エピタキシヤルウエハの検査方法Info
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- JPS63250835A JPS63250835A JP62086363A JP8636387A JPS63250835A JP S63250835 A JPS63250835 A JP S63250835A JP 62086363 A JP62086363 A JP 62086363A JP 8636387 A JP8636387 A JP 8636387A JP S63250835 A JPS63250835 A JP S63250835A
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Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Led Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、エピタキシャルウェハの検査方法に関するも
のである。
のである。
[従来の技術]
発光ダイオードやレーザダイオード等の発光素子の特性
を評価する場合は、素子の特性とともに素子を形成する
エピタキシャル成長方法による化合物半導体(以下、エ
ピタキシャルウェハと称する)の特性を求める必要があ
る。
を評価する場合は、素子の特性とともに素子を形成する
エピタキシャル成長方法による化合物半導体(以下、エ
ピタキシャルウェハと称する)の特性を求める必要があ
る。
前者については、発光波長、光出力、逆方向降伏電圧、
立上り立下り時間および接合問答量などの特性が求めら
れ、後者に関してはキャリヤ濃度、成長膜厚および混晶
比などの特性が求められる。
立上り立下り時間および接合問答量などの特性が求めら
れ、後者に関してはキャリヤ濃度、成長膜厚および混晶
比などの特性が求められる。
これらの諸特性を求めるにはウェハの段階より素子の段
階まで、通常次の三つの方法が用いられる。
階まで、通常次の三つの方法が用いられる。
(A) エピタキシャルウェハに直径数100μmの
リング状の溝を所定の位置に数個所設け、この溝の部分
で発光特性を調べる方法 (B) エピタキシャルウェハにダイシングで壁間用
の溝を設け、ウェハの状態でチップの特性を測定する方
法 (C) 各チップよりデバイスまで組立てて素子の特
性を測定する方法 [発明が解決しようとする問題点] 上述したように、発光素子を製作する場合にはウェハの
状態から素子に至るまで、およそ(A)〜(C)に示す
ような三つの方法を用いて評価が行なわれるが、(A)
の方法は一部破壊検査を用いねばならず、(B)の方法
は溝を形成する場合に他のチップを破損あるいは汚損さ
せ、測定終了後はこの溝部分を使用不能にする嫌いがあ
り、(C)の方法は針状電極をウェハ表面に当てて測定
するため、接触が不十分で正確な評価ができない恐れを
生ずる。
リング状の溝を所定の位置に数個所設け、この溝の部分
で発光特性を調べる方法 (B) エピタキシャルウェハにダイシングで壁間用
の溝を設け、ウェハの状態でチップの特性を測定する方
法 (C) 各チップよりデバイスまで組立てて素子の特
性を測定する方法 [発明が解決しようとする問題点] 上述したように、発光素子を製作する場合にはウェハの
状態から素子に至るまで、およそ(A)〜(C)に示す
ような三つの方法を用いて評価が行なわれるが、(A)
の方法は一部破壊検査を用いねばならず、(B)の方法
は溝を形成する場合に他のチップを破損あるいは汚損さ
せ、測定終了後はこの溝部分を使用不能にする嫌いがあ
り、(C)の方法は針状電極をウェハ表面に当てて測定
するため、接触が不十分で正確な評価ができない恐れを
生ずる。
本発明の目的は、非接触測定法によりウェハの段階で発
光ダイオードの特性を評価するエピタキシャルウェハの
検査方法を提供することにある。
光ダイオードの特性を評価するエピタキシャルウェハの
検査方法を提供することにある。
[問題点を解決するための手段]
本発明は、エピタキシャル成長方法により作製された発
光素子用ウェハの特性を測定して前記発光素子の良否を
判定するエピタキシャルウェハの検査方法において、前
記エピタキシャルウエバの表面に光エネルギーを照射し
て光ルミネッセンスを発生させ、この光ルミネッセンス
を光学的手段により検出してその検出特性より前記発光
素子の良否を評価することを特徴とし、エピタキシャル
ウェハの特性を非接触で測定できるようにして目的の達
成を計ったものである。
光素子用ウェハの特性を測定して前記発光素子の良否を
判定するエピタキシャルウェハの検査方法において、前
記エピタキシャルウエバの表面に光エネルギーを照射し
て光ルミネッセンスを発生させ、この光ルミネッセンス
を光学的手段により検出してその検出特性より前記発光
素子の良否を評価することを特徴とし、エピタキシャル
ウェハの特性を非接触で測定できるようにして目的の達
成を計ったものである。
[作 用]
本発明のエピタキシャルウェハの検査方法では、このエ
ピタキシャルウェハを用いて発光ダイオードを作製する
場合に、ダイオードに組立てる前のウェハの段階で発光
特性を非破壊的に求め、この特性から発光ダイオードの
良否を評価しようとするもので、例えばカリウム・ヒ素
(GaAs)半導体ウェハによりLED(゛発光ダイオ
ード)を作製する場合、ウェハの表面にレーザー光を斜
めに投射してこのとき発生する光ルミネッセンスを反射
ミラーを通して発電子増幅管で検出するようにしており
、この方法によれば、検出信号による光ルミネッセンス
のピーク波長(λ2)およびビーク高さくH)は、発光
ダイオードの発光波長(λ )および発光出力(Po)
と比例する関係■ が得られるので、この光ルミネッセンスの光特性を求め
ることにより、LEDの良否をウェハの段階で非抵触、
被破壊的に求めることが可能となる。
ピタキシャルウェハを用いて発光ダイオードを作製する
場合に、ダイオードに組立てる前のウェハの段階で発光
特性を非破壊的に求め、この特性から発光ダイオードの
良否を評価しようとするもので、例えばカリウム・ヒ素
(GaAs)半導体ウェハによりLED(゛発光ダイオ
ード)を作製する場合、ウェハの表面にレーザー光を斜
めに投射してこのとき発生する光ルミネッセンスを反射
ミラーを通して発電子増幅管で検出するようにしており
、この方法によれば、検出信号による光ルミネッセンス
のピーク波長(λ2)およびビーク高さくH)は、発光
ダイオードの発光波長(λ )および発光出力(Po)
と比例する関係■ が得られるので、この光ルミネッセンスの光特性を求め
ることにより、LEDの良否をウェハの段階で非抵触、
被破壊的に求めることが可能となる。
[実施例]
以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。
第1図は本発明の検査方法によるLED用エピタキシャ
ルウェハの発光特性測定用ブロック図を示す。
ルウェハの発光特性測定用ブロック図を示す。
図において1はエピタキシャルウェハ、2はエピタキシ
ャルウェハ1を固定する真空吸着式のウェハプローバー
、3はレーザー発振器、4は分光器でレーザ発振器3の
光L を光L2に分光する。
ャルウェハ1を固定する真空吸着式のウェハプローバー
、3はレーザー発振器、4は分光器でレーザ発振器3の
光L を光L2に分光する。
5はミラーで、光L を光L3に変換してエピタキシャ
ルウェハ1に斜めに投射する。6は反射用のミラーで、
反射した光L4光L5に変換して分光器7に入射する。
ルウェハ1に斜めに投射する。6は反射用のミラーで、
反射した光L4光L5に変換して分光器7に入射する。
8は光電子増倍管で光L5を電気信号に変換する。9は
ウェハプローバー2およびミラー5.6の位置極め制御
およびデータ処理を行なうマイクロコンピュータ、10
は出力プリンタである。
ウェハプローバー2およびミラー5.6の位置極め制御
およびデータ処理を行なうマイクロコンピュータ、10
は出力プリンタである。
この実施例では、エピタキシャルウェハ1がウェハプロ
ーバー2にセットされると、レーザー発振器3からアル
ゴンイオンレーザ−光Llが発射され分光器4に入射す
る分光器4はレーザー光L1を入射して光L2に分光し
てミラー5に投射する。ミラー5は光L2を受光して光
L3を生じ、エピタキシャルウェハ1の表面に斜め方向
より照射する。
ーバー2にセットされると、レーザー発振器3からアル
ゴンイオンレーザ−光Llが発射され分光器4に入射す
る分光器4はレーザー光L1を入射して光L2に分光し
てミラー5に投射する。ミラー5は光L2を受光して光
L3を生じ、エピタキシャルウェハ1の表面に斜め方向
より照射する。
光L3が入射するとそのエネルギーにより光励起による
光ルミネッセンスL4が発生する。
光ルミネッセンスL4が発生する。
光ルミネッセンスL4は反射ミラー6に入射して反射光
L5を発生し、反射光L5が分光器7に入射して光電子
増倍管8により増幅されて測定されることになる。
L5を発生し、反射光L5が分光器7に入射して光電子
増倍管8により増幅されて測定されることになる。
ウェハプローバー2とミラー5.6の位置はマイクロコ
ンピュータ9により微細に制御することができるので、
エピタキシャルウェハ1の表面各点における光ルミネッ
センスのスペクトル分布を自動あるいは手動により求め
ることができる。
ンピュータ9により微細に制御することができるので、
エピタキシャルウェハ1の表面各点における光ルミネッ
センスのスペクトル分布を自動あるいは手動により求め
ることができる。
第2図に測定に用いたエビタキシャルウ、エバの構造を
示す。
示す。
図の11はP型ガリウムφヒ素(GaAs)基板、12
はP型ガリウム・アルミニウム・ヒ素(C;aAΩAs
)層、13はn型GaAgAs層、4は発光部を示す。
はP型ガリウム・アルミニウム・ヒ素(C;aAΩAs
)層、13はn型GaAgAs層、4は発光部を示す。
また、Aは励起光、Bは発射光、Cは光ルミネッセンス
を表わす。
を表わす。
このエピタキシャルウェハでは、GaAS基板11の上
にP型のGaA、QAs層12を25am成長させ、さ
らにn型のGaAllAs層13を30μm成長させて
二層構造としている。
にP型のGaA、QAs層12を25am成長させ、さ
らにn型のGaAllAs層13を30μm成長させて
二層構造としている。
第1層と第2層の界面において第1層側のアルミ混晶比
は0.1,0.2,0.3,0.35のものが用いられ
た。第1層のドーパントには亜鉛(Z n)が用いられ
、キャリア濃度は1×1018cm−”であった。第2
層はテルル(Te)をドーパントに用い、キャリア濃度
は5×10170m−3、表面のAg混晶比は0.72
であった。
は0.1,0.2,0.3,0.35のものが用いられ
た。第1層のドーパントには亜鉛(Z n)が用いられ
、キャリア濃度は1×1018cm−”であった。第2
層はテルル(Te)をドーパントに用い、キャリア濃度
は5×10170m−3、表面のAg混晶比は0.72
であった。
励起光Aにはアルゴンイオンレーザ−光を用いたが、分
光器により5145Aの発振線のみが得られるようにし
ている。5145Aのレーザー光のエネルギーは約2.
4eVであってこの値はエピタキシャル層第2層のバン
ドギャップボルテージより小さいので、エピタキシャル
層内部を通過して第1層と第2層の界面に達する。
光器により5145Aの発振線のみが得られるようにし
ている。5145Aのレーザー光のエネルギーは約2.
4eVであってこの値はエピタキシャル層第2層のバン
ドギャップボルテージより小さいので、エピタキシャル
層内部を通過して第1層と第2層の界面に達する。
このレーザー光の照射により発光部14の表面より一部
は反射光Bとして反射し、一部は光ルミネッセンスCと
なって放射されることになる。
は反射光Bとして反射し、一部は光ルミネッセンスCと
なって放射されることになる。
光ルミネッセンスCのエネルギーは第2層のバンドギャ
ップボルテージより小さいため吸収されずに放出される
ことになる。この光ルミネッセンスCをミラー6で反射
させて光電子増倍管8で検出することによりそのスペク
トルを測定することができる。
ップボルテージより小さいため吸収されずに放出される
ことになる。この光ルミネッセンスCをミラー6で反射
させて光電子増倍管8で検出することによりそのスペク
トルを測定することができる。
第3図はこのエピタキシャルウェハを用いて光ルミネッ
センススペクトルを測定した後、0.51角のLEDを
作製して発光波長λ1と光ルミネッセンスビーク波長λ
2との関係を求めたものである。
センススペクトルを測定した後、0.51角のLEDを
作製して発光波長λ1と光ルミネッセンスビーク波長λ
2との関係を求めたものである。
図により、両者は殆んど完全に一致していることが認め
られる。
られる。
従ってLEDに組立てる前にウェハにより光ルミネッセ
ンスピーク波長λ2を測定することにより、LED組立
後の発光波長λ1を求めることができる。
ンスピーク波長λ2を測定することにより、LED組立
後の発光波長λ1を求めることができる。
第4図はLEDの発光出力P。と同一波長における光ル
ミネッセンスのピーク値Hとの関係を示すもので、この
場合も両者は略完全に一致しているので、第3図の場合
と同様にウェハの段階でピーク値Hを測定し、これより
LEDの発光出力Poを求めることが可能となる。
ミネッセンスのピーク値Hとの関係を示すもので、この
場合も両者は略完全に一致しているので、第3図の場合
と同様にウェハの段階でピーク値Hを測定し、これより
LEDの発光出力Poを求めることが可能となる。
なお、この実施例ではGaAgAsのLEDについて説
明したが、ガリウム・リン(GaP)によるLEDやそ
の他の化合物によるLEDについても光源の波長やスペ
クトラムアナライザーの検出波長を適切に選定すること
により前述の場合と同様の効果が得られる。
明したが、ガリウム・リン(GaP)によるLEDやそ
の他の化合物によるLEDについても光源の波長やスペ
クトラムアナライザーの検出波長を適切に選定すること
により前述の場合と同様の効果が得られる。
以上、本実施例を用いることにより、発光ダイオードに
組立てる前にエピタキシャルウェハについて発光特性を
非接触法により求め、これより発光ダイオードの特性を
評価することができるので、検査工程を低減して発光ダ
イオードのコストを大幅に低減することができる。
組立てる前にエピタキシャルウェハについて発光特性を
非接触法により求め、これより発光ダイオードの特性を
評価することができるので、検査工程を低減して発光ダ
イオードのコストを大幅に低減することができる。
[発明の効果コ
本発明によれば、非接触測定法によりウェハの段階で発
光ダイオードの特性を評価するエピタキシャルウェハの
検査方法を提供することができる。
光ダイオードの特性を評価するエピタキシャルウェハの
検査方法を提供することができる。
第1図は本発明のエピタキシャルウェハの検査方法の一
実施例による測定方法を示すブロック図、第2図はエピ
タキシャルウェハの構造図、第3図は発光ダイオードの
発光波長と光ルミネッセンスのピーク波長の関係を示す
説明図、第4図は発光ダイオードの発光出力と光ルミネ
ッセンスのピーり高さの関係を示す説明図ある。 1:エピタキシャルウェハ、 2:ウェハプローバー、 3:レーザー発振器、 4.7二分光器、 5 、 6 : ミ ラ − 、 8:光電子増倍管、 9:マイクロコンピュータ、 11 : GaAs基板、 12:P型GaAj7As層、 13:n型GaAj7As層、 14:発光部。 第1の 茅21g 9・ マイクロフ′−11−タ M1頁の続き 0発 明 者 杉 本 洋 茨城県日立
往線研究所内
実施例による測定方法を示すブロック図、第2図はエピ
タキシャルウェハの構造図、第3図は発光ダイオードの
発光波長と光ルミネッセンスのピーク波長の関係を示す
説明図、第4図は発光ダイオードの発光出力と光ルミネ
ッセンスのピーり高さの関係を示す説明図ある。 1:エピタキシャルウェハ、 2:ウェハプローバー、 3:レーザー発振器、 4.7二分光器、 5 、 6 : ミ ラ − 、 8:光電子増倍管、 9:マイクロコンピュータ、 11 : GaAs基板、 12:P型GaAj7As層、 13:n型GaAj7As層、 14:発光部。 第1の 茅21g 9・ マイクロフ′−11−タ M1頁の続き 0発 明 者 杉 本 洋 茨城県日立
往線研究所内
Claims (2)
- (1)エピタキシャル成長方法により作製されたエピタ
キシャルウェハの特性を測定して発光素子としての良否
を判定するエピタキシャルウェハの検査方法において、
前記エピタキシャルウェハの表面に光エネルギーを照射
して光ルミネッセンスを発生させ、該光ルミネッセンス
を光学的手段により検出してその検出特性より前記発光
素子としての良否を評価することを特徴とするエピタキ
シャルウェハの検査方法。 - (2)前記光エネルギーの照射光路および前記エピタキ
シャルウエハへの照射位置を移動させて前記光ルミネッ
センスの強度およびばらつきを手動および自動により測
定するものである特許請求の範囲第1項記載のエピタキ
シャルウェハの検査方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62086363A JPS63250835A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | エピタキシヤルウエハの検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62086363A JPS63250835A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | エピタキシヤルウエハの検査方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63250835A true JPS63250835A (ja) | 1988-10-18 |
Family
ID=13884801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62086363A Pending JPS63250835A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | エピタキシヤルウエハの検査方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63250835A (ja) |
Cited By (15)
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---|---|---|---|---|
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