半導体発光素子の温度特性検査装置および温度特性検査方法
【課題】半導体発光素子の高温特性検査において、チップ面積を増大させることなく低コストで実現可能な半導体発光素子の温度特性検査装置および温度特性検査方法を提供する。
【解決手段】温度特性検査装置１０は、電流印加・電圧測定装置１と測定対象の半導体発光素子２を含む。電流印加・電圧測定装置１は、電流印加部１１、電圧検出部１２を含む。電流印加・電圧測定装置１は、たとえば、チッププローバであり、ウェハ状態の半導体発光素子２の電極にプローブをあて電流印加、電圧測定を行っている。測定された順方向電圧値や光出力値を用いて、たとえば、外部にある演算部３、判定部４により、半導体発光素子２の温度特性の良否判定が行われる。
【解決手段】温度特性検査装置１０は、電流印加・電圧測定装置１と測定対象の半導体発光素子２を含む。電流印加・電圧測定装置１は、電流印加部１１、電圧検出部１２を含む。電流印加・電圧測定装置１は、たとえば、チッププローバであり、ウェハ状態の半導体発光素子２の電極にプローブをあて電流印加、電圧測定を行っている。測定された順方向電圧値や光出力値を用いて、たとえば、外部にある演算部３、判定部４により、半導体発光素子２の温度特性の良否判定が行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子の温度特性検査装置および温度特性検査方法に関し、特に、半導体発光素子に順方向電流を印加し続け、半導体発光素子の順方向電圧を測定することによって温度特性を検査するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光の三原色である赤・緑・青を実現するために、青色発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）（以下、青色ＬＥＤとも称する。）の登場が待ち望まれていた。１９９０年代になり窒化物系の青色ＬＥＤが発明され、ＬＥＤを用いた製品の市場は、信号から、液晶モニターのバックライト、さらに液晶テレビのバックライト、家庭用の各種照明へと拡大している。ＬＥＤバックライトを搭載した液晶テレビは、手ごろな価格帯の機種が登場し、急速に普及しつつある。
【０００３】
半導体発光ダイオードは省資源、省エネルギーが叫ばれている昨今では、資源・エネルギーの節約という観点からも更なる高効率発光ダイオードの開発への期待が大きい。
【０００４】
特に、高効率の青色ＬＥＤを得るために、半導体発光素子（たとえば、青色ＬＥＤ）の製造工程の一工程である検査工程において、被検査半導体発光素子を最大動作保証温度付近まで上昇させてその電気的特性を試験する高温温度特性検査工程が実施されている。この場合、被検査半導体発光素子を高温に維持する方法として、被検査半導体装置を恒温槽内に入れて、周囲温度を所定の温度まで上昇させることにより、被検査半導体発光素子を恒温に保持している。
【０００５】
しかしながら、上述で用いられる恒温槽は、温度制御を容易に行うことができる反面、設備にかかる費用が高くなるという欠点があった。さらに、温度を上昇させるために時間がかかってしまうという欠点があった。
【０００６】
そこで、恒温槽を用いることなく半導体発光素子の自己発熱を用いて高温特性検査をする方法が提案されている。
【０００７】
たとえば、特開平８−１０１２５０号公報（特許文献１）に開示された技術では、出力トランジスタの出力端子はオープンコレクタであって、接地端子と電源供給端子間の寄生ダイオードを備えた出力トランジスタを有する半導体素子自体を発熱させて高温にすることで、恒温槽を用いることなく高温特性検査を行う方法が提案されている。
【０００８】
また、特開平９−１２８９９６号公報（特許文献２）に開示された技術では、相補型半導体素子においてクロック入力端子を不定にすることによって貫通電流を流し、それにより自己発熱させ、相補型半導体素子の表面に置かれた温度センサーにより相補型半導体素子の表面温度を観測し、所定の温度に到達すればクロック入力端子に通常高温検査で使用するクロックを入力し、高温特性検査する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−１０１２５０号公報
【特許文献２】特開平９−１２８９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特開平８−１０１２５０号公報に開示された高温特性検査方法では、出力端子が、オープンコレクタになっており、接地端子と電源供給端子間の寄生ダイオードを備えた出力トランジスタを有する自己発熱させるための発熱素子を別途設ける必要があり、チップの面積の増大を引き起こすことになる。
【００１１】
また、特開平９−１２８９９６号公報に開示された高温特性検査方法では相補型半導体素子に限定されており、相補型半導体素子以外には適用できない。さらにこの検査方法では温度センサーにより試験デバイスの表面温度を測定しているため、恒温槽等の過熱手段は不要であるが温度センサー及び計測制御装置が必要になり、検査装置の構造が複雑となる。また、高温にするために内部で貫通電流を流しそれにより自己発熱させるため、恒温槽等の加熱手段を用いる場合と異なり、所定の温度に到達するまでに時間がかかる。
【００１２】
本発明の目的は、半導体発光素子の高温特性検査において、チップ面積を増大させることなく低コストで実現可能な半導体発光素子の高温特性検査方法を提供することである。また、温度センサーや恒温槽などの装置を必要とすることなく短時間で高温特性検査を実現する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明のある局面に従うと、半導体発光素子に順方向電流を印加する電流印加部と、電流印加部によって順方向電流が連続して半導体発光素子に印加され、第１の順方向電圧と第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出する電圧検出部と、第１の順方向電圧と第２の順方向電圧に基づいて半導体発光素子の良否を判定する判定部とを備える。
【００１４】
好ましくは、判定部は、順方向電流が連続して半導体発光素子に印加され、第２の順方向電圧と第２の順方向電圧より後の時点での第３の順方向電圧とが所定の閾値の範囲内にあるときに、半導体発光素子が良品であると判定する。
【００１５】
好ましくは、電圧検出部によって検出された第２の順方向電圧および第３の順方向電圧は、電流印加部が半導体発光素子を印加開始後３０．０ｍｓｅｃから２００．０ｍｓｅｃの間に検出された順方向電圧である。
【００１６】
好ましくは、判定部は、第１の順方向電圧と第２の順方向電圧の電圧の差が予め定められた基準電圧差の範囲内であるときに、半導体発光素子が良品であると判定する。
【００１７】
この発明の別の局面に従うと、半導体発光素子に順方向電流を印加する電流印加部と、電流印加部によって順方向電流が連続して半導体発光素子に印加され、第１の光出力・波長と第１の光出力より後の時点での第２の光出力・波長とを検出する光出力・波長検出部と、第１の順方向電圧と第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出する電圧検出部と、第１の光出力・波長と第２の光出力・波長に基づいて半導体発光素子の良否を判定する判定部と、第１の順方向電圧と第２の順方向電圧に基づいて半導体発光素子の良否を判定する判定部とを備える。
【００１８】
好ましくは、判定部は、第１の光出力と第２の光出力の差が予め定められた基準光出力値の差の範囲内であるときに、半導体発光素子が良品であると判定する。
【００１９】
好ましくは、判定部は、第１の光出力と第２の光出力と第１の順方向電圧と第２の順方向電圧より求められた光出力値の差が、予め定められた基準光出力値の差の範囲内であるときに、半導体発光素子が良品であると判定する。
【００２０】
さらに好ましくは、温度特性検査装置は、光出力検出部の出力波形の波長を検出する波長検出部をさらに備え、判定部は、第１の光出力に対応する波長検出部の出力である第１の波長と第２の光出力に対応する波長検出部の出力である第２の波長との差が、あらかじめ定められた基準波長の差の範囲内であるときに、半導体発光素子が不良品であると判定する。
【００２１】
この発明の別の局面に従うと、半導体発光素子に順方向電流を印加するステップと、順方向電流が連続して半導体発光素子に印加され、第１の順方向電圧と第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出するステップと、第１の順方向電圧と第２の順方向電圧に基づいて半導体発光素子が良品であると判定するステップとを備える。
【００２２】
好ましくは、判定するステップは、順方向電流が連続して半導体発光素子に印加され、第２の順方向電圧と第２の順方向電圧より後の時点での第３の順方向電圧とが所定の閾値の範囲内にあるときに、半導体発光素子が良品であると判定する。
【００２３】
この発明の別の局面に従うと、半導体発光素子に順方向電流を印加するステップと、順方向電流が連続して半導体発光素子に印加され、第１の順方向電圧と第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出するステップと、順方向電流が連続して半導体発光素子に印加され、第１の光出力と第１の光出力より後の時点での第２の光出力とを検出するステップと、第１の光出力と前記第２の光出力に基づいて半導体発光素子が良品であると判定するステップとを備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、半導体発光素子の温度を上昇させる他の熱源を用いることなく短時間で半導体発光素子の高温特性を検査することができる。
【００２５】
また、本発明によれば、パッケージ封止前に高温特性の検査が可能であるため、パッケージ封止前に良否判定を行うことにより製造コストを低減することができる。
【００２６】
また、本発明によれば、半導体発光素子の製造工程の一工程である特性検査工程において、シート上に並んだチップを、測定ステージを温度上昇する必要なく短時間で高温特性検査が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】半導体発光素子の温度特性検査装置１０のブロック図である。
【図２】電流印加・電圧測定装置により印加される電流を示す図である。
【図３】実施の形態１での温度特性検査の測定シーケンスを示す図である。
【図４】上記方法により２種類の標準試料の２５℃、８０℃における半導体発光素子の光出力値Ｐｏと順電流値ＩＦとの関係を示す図である。
【図５】良品・不良品の順方向電圧の電位差Ｖｆａの測定結果を示す図である。
【図６】半導体発光素子の温度特性検査装置１０Ａのブロック図である。
【図７】実施の形態２での温度特性検査の測定シーケンスを示す図である。
【図８】良品・不良品の順方向電圧の電位差Ｖｆａの測定結果の別の例を示す図である。
【図９】良品・不良品の順方向電圧の光出力の変化量Ｐｏａの測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
［実施の形態１］
図１は、半導体発光素子の温度特性検査装置１０のブロック図である。図１を参照して、温度特性検査装置１０は、電流印加・電圧測定装置１と測定対象の半導体発光素子２を含む。電流印加・電圧測定装置１は、電流印加部１１、電圧検出部１２を含む。電流印加・電圧測定装置１は、たとえば、チッププローバであり、ウェハ状態の半導体発光素子２の電極にプローブをあて電流印加、電圧測定を行っている。測定された順方向電圧値や光出力値を用いて、たとえば、外部にある演算部３、判定部４により、半導体発光素子２の温度特性の良否判定が行われる。
【００３０】
ここで演算部３、判定部４は、電流印加・電圧測定装置１の内部に含むこともでき、いずれか一方を内部に含むことができる。また、演算部３は、電圧検出部から出力された電圧波形をそのまま判定部４に入力してもよい。また、演算部３において、所望の物理量を計算し、その結果を判定部４に入力することもできる。たとえば、検出された電圧波形を微分して、微分波形を生成し、この微分波形を判定部４に入力し、半導体発光素子２の良否を判定することもできる。
【００３１】
図２は、電流印加・電圧測定装置により印加される電流を示す図である。図２を参照して、縦軸は印加電流値を示し、横軸は時間を示す。印加電流は、一定の時間まで一定の電流を半導体発光素子２に印加し続けることができる。
【００３２】
また、図２のような一定の電流を印加する測定シーケンスに限らず、図３のような測定シーケンスを用いて順方向電圧や光出力を測定することもできる。
【００３３】
図３は、温度特性検査の測定シーケンスを示す図である。図３を参照して、この測定シーケンスでは、最初に、電流印加時間１ｍｓｅｃ経過後、６０ｍＡ通電時の光出力値Ｐｏ＿Ａを測定する（測定１Ａ）。次に、電流印加時間１ｍｓｅｃ経過後、１ｍＡ通電時の順方向電圧Ｖｆ＿Ａを測定する（測定２Ａ）。さらに、電流印加時間５０ｍｓｅｃ経過後、測定１Ａと同様に光出力値Ｐｏ＿Ｂを測定する（測定３Ａ）。その後の測定２Ａと同様に順方向電圧Ｖｆ＿Ｂを測定する（測定４Ａ）。なお、測定４Ａにおける順方向電圧Ｖｆ＿Ｂは、測定３Ａから十分短い時間に測定されるため、電流印加時間５０ｍｓｅｃ経過後の順方向電圧値として近似することが可能である。
【００３４】
このシーケンス測定では、Ｐｏ値とＶｆ値とは同時に測定される。時間を変えて測定すれば、Ｖｆ値の変化量（ΔＶｆ）から温度変化（上昇温度）が推定される。他チップと比較する際に上昇温度のばらつきは、上昇温度を同一することでキャンセルして光出力値の温度特性が測定される。
【００３５】
ＬＥＤチップへの連続電流印加によるジャンクション温度Ｔｊ上昇を利用して温度特性を測定する際に注意すべきこととして、ＬＥＤチップが持つ内部抵抗のばらつきにより、同じ時間通電してもジャンクション温度Ｔｊの上昇値ΔＴｊがばらつく点がある。ΔＴｊ一定値として温度特性を測定するために（ばらつきをキャンセルするために）、印加電流１ｍＡ通電時のＶｆ値の変化量ΔＶｆを用いる。一般にＬＥＤチップのＶｆはジャンクション温度Ｔｊに依存するパラメータであり、この特性は印加電流値が微小な領域（例えば１ｍＡ）では直線的となるため、Ｖｆを測定することでジャンクション温度Ｔｊを推定する。このジャンクション温度Ｔｊは式（１）のように示される。
【００３６】
Ｔｊ ＝ Ｔａ＋ΔＶｆ／ｍ ・・・（１）
ここで、温度Ｔａは周囲温度を示し、ΔＶｆは電圧差を示し、定数ｍは温度係数を示す。なお、定数ｍは、印加電流が微小な領域（例えば１ｍＡ）ではおよそ２となることが知られている。
【００３７】
実際の温度特性の検査を行う前に、指標となる標準試料の測定結果を得ることが必要である。その測定方法は、銀コートステムに樹脂で半導体発光素子を固定し、ワイヤーボンディングしたものをヒートステージにセットし、所望の温度（２５℃、８０℃）まで、温度上昇させ半導体素子とヒートステージとが熱平衡状態になるまで待って、特性測定を行う方法である。
【００３８】
図４は、上記方法により２種類の標準試料の２５℃、８０℃における半導体発光素子の光出力値Ｐｏと順電流値ＩＦとの関係を示す図である。
【００３９】
図４を参照して、波形Ａ１は、光出力値Ｐｏが順電流値ＩＦおよび温度に依存せず、おおよそ一定値をとっている波形である。すなわち、温度特性が良い半導体発光素子の波形である。
【００４０】
一方、波形Ａ２は、順電流値ＩＦ、温度に依存し、順電流値ＩＦが大きくなるに連れて、光出力値Ｐｏが大きく減少している波形である。すなわち特性が悪い半導体発光素子の波形である。波形Ａ１に対応する特性の良い素子（以下良品とも称する。）と波形Ａ２に対応する悪い素子（以下不良品とも称する。）を選別できる。
【００４１】
図５は、良品・不良品の順方向電圧の電位差Ｖｆａの測定結果を示す図である。この良品および不良品に対して、電流印加・電圧測定装置１において、図２に示したような一定電流の印加電流値３０［ｍＡ］を印加し続ける。印加中に、良品および不良品に対して順方向電圧Ｖｆを測定する。このときの測定されるタイミングとして、ｔ＝１．０、１０．０、２０．０、３０．０、５０．０、８０．０、１００．０、２００．０（ｍｓｅｃ）を取り、良品および不良品に対しそれぞれ順方向電圧を測定する。
【００４２】
図５を参照して、波形Ｂ１は、良品の上記測定タイミングの時刻ｔ＝１．０ｍｓｅｃおよび任意の時刻ｔのときの順方向電圧Ｖｆ（ｔ）とすると、その電位差Ｖｆａ（＝Ｖｆ（１．０）−Ｖｆ（ｔ））を示した波形である。一方、波形Ｂ２も同様に、不良品の順方向電圧の電位差Ｖｆａ（＝Ｖｆ（１．０）−Ｖｆ（ｔ））を示した波形である。
【００４３】
波形Ｂ１（良品の場合）およびＢ２（不良品の場合）は、時刻ｔ＝３０．０（ｍｓｅｃ）以前まで、電位差Ｖｆａにほとんど差がない。しかしながら、時刻ｔ＝３０．０（ｍｓｅｃ）以降は、電位差Ｖｆａの大きさが変化する。具体的には、波形Ｂ１（良品の場合）には、電流印加時間が増加しても、ある一定の時間後は、電位差Ｖｆａは一定値を取る。一方、波形Ｂ２（不良品の場合）は電流印加時間が増加することにより、電位差Ｖｆａがさらに高くなる（波形Ｂ２は下降する）。
【００４４】
この性質を利用し、半導体発光素子の温度特性の検査方法として、各測定時間での電位差Ｖｆａがある閾値の範囲内であるときには、良品と判定し、良否検査することができる。たとえば、波形Ｂ１での時刻ｔ＝５０．０ｍｓｅｃ以降の電位差Ｖｆａはほぼ等しく、一方、波形Ｂ２の場合には、電位差Ｖｆａが等しくならない。この場合、波形Ｂ１の測定試料を良品として判定する。
【００４５】
さらに、半導体発光素子の温度特性検査の判定方法として、予め定めた電位差Ｖｆａの大きさ（基準値）に従い、この基準値より小さい場合には良品と定義し、良否検査することができる。たとえば、図５に示されているように電位差Ｖｆｒ＝−０．０３５［Ｖ］を基準値として設定し、測定の結果、実際の電位差Ｖｆａが基準値よりも低い電位差である場合には、良品と判定することもできる。たとえば、図５の波形Ｂ１は、良品の判定を受けることになる。
【００４６】
また、実際の温度特性検査には、測定タイミングとして、半導体発光素子２に電流が印加開始後３０．０〜２００．０（ｍｓｅｃ）までのどこか１点の時間に測定された順方向電圧Ｖｆを利用して半導体発光素子の良否を判断することもできる。
【００４７】
当然、測定タイミングとして時刻ｔ＝３０．０（ｍｓｅｃ）以下で検査を行った場合には、電位差Ｖｆａが低く、検査装置の誤差になりやすく、良否検査の有効性が乏しい。また、測定タイミングを時刻ｔ＝２００．０（ｍｓｅｃ）以上で検査を行った場合には、良否検査に時間がかかってしまい、短時間での検査ができなくなるからである。
【００４８】
［実施の形態２］
図６は、半導体発光素子の温度特性検査装置１０Ａのブロック図である。図６を参照して、温度特性検査装置１０Ａは、電流印加・電圧測定・光出力測定装置１Ａと測定対象の半導体発光素子２を含む。電流印加・電圧測定・光出力測定装置１Ａは、電流印加部１１、電圧検出部１２、光出力検出部１３、波長検出部１４を含む。すなわち、温度特性検査装置１０Ａは、実施の形態１の温度特性検査装置１０の構成に光出力検出部１３、波長検出部１４をさらに含む。光出力検出部１３により出力される光出力の波長を波長検出部１４によって測定される。電流印加・電圧測定・光出力測定装置１Ａは、たとえば、チッププローバであり、ウェハ状態の半導体発光素子２の電極にプローブをあて電流印加、電圧測定、光出力測定を行っている。測定された順方向電圧値や光出力値を用いて、たとえば、外部にある演算部３、判定部４により、半導体発光素子２の温度特性の良否判定が行われる。
【００４９】
ここで演算部３、判定部４は、電流印加・電圧測定・光出力測定装置１Ａの内部に含むこともでき、いずれか一方を内部に含むことができる。また、演算部３は、電圧検出部から出力された電圧波形をそのまま判定部４に入力してもよい。また、演算部３において、所望の物理量を計算し、その結果を判定部４に入力することもできる。たとえば、検出された電圧波形を微分して、微分波形を生成し、この微分波形を判定部４に入力し、半導体発光素子２の良否を判定することもできる。たとえば、検出された電圧値と光出力値を用いて電力効率算出し、この電力効率を判定部４に入力し、半導体発光素子２の良否を判定することもできる。
【００５０】
さらに、波長検出部１４により測定した発光（光出力）波長を上記判定結果に組み合わせて、より精度の高い半導体発光素子２の良否を判定することもできる。これは、発光波長のシフト量を利用したものである。これにより短時間での温度特性検査の精度を向上させることができる。これに限らず、ノイズなどの影響を考慮して、このシフト量が所定の範囲内である場合には、不良品とせず、良品として判定してもよい。
【００５１】
図７は、実施の形態２での温度特性検査の測定シーケンスを示す図である。図７を参照して、この測定シーケンス（以下、測定シーケンス２という。）を実施の形態１での測定シーケンス（以下、測定シーケンス１という。）と比較して説明する。測定シーケンス２の測定１Ｂ，３Ｂでの印加電流値が、対応する測定シーケンス１の測定１Ａ、３Ａでの印加電流値の６０ｍＡから３０ｍＡへ変更した点にある。
【００５２】
具体的には、最初の電流印加時間１ｍｓｅｃ経過後、３０ｍＡ通電時の光出力値Ｐｏ＿Ａを測定する（測定１Ｂ）。次に、電流印加時間１ｍｓｅｃ経過後、１ｍＡ通電時の順方向電圧Ｖｆ＿Ａを測定する（測定２Ｂ）。さらに、電流印加時間５０ｍｓｅｃ経過後、測定１Ｂと同様に光出力値Ｐｏ＿Ｂを測定する（測定３Ｂ）。その後の測定２Ｂと同様に順方向電圧Ｖｆ＿Ｂを測定する（測定４Ｂ）。なお、測定４Ｂにおける順方向電圧Ｖｆ＿Ｂは、測定３Ｂから十分短い時間に測定されるため、電流印加時間５０ｍｓｅｃ経過後の順方向電圧値として近似することが可能である。
【００５３】
図８は、良品・不良品の順方向電圧の電位差Ｖｆａの測定結果の別の例を示す図である。図９は、良品・不良品の順方向電圧の光出力の変化量Ｐｏａの測定結果を示す図である。この良品および不良品に対して、電流印加・電圧測定・光出力測定装置１Ａにおいて、図７に示した測定シーケンスで良品および不良品に対しそれぞれ順方向電圧と光出力を測定する。
【００５４】
図８を参照して、波形Ｃ１は、良品の上記測定タイミングの時刻ｔ＝１．０ｍｓｅｃおよび時刻ｔ＝５０．０ｍｓｅｃのときの順方向電圧Ｖｆ（ｔ）とすると、その電位差Ｖｆａ（＝Ｖｆ（１．０）−Ｖｆ（ｔ））を示した波形である。一方、波形Ｃ２も同様に、不良品の順方向電圧の電位差Ｖｆａ（＝Ｖｆ（１．０）−Ｖｆ（ｔ））を示した波形である。
【００５５】
次に、図９を参照して、波形Ｄ１は、良品の上記測定タイミングの時刻ｔ＝１．０ｍｓｅｃおよび時刻ｔ＝５０．０ｍｓｅｃのときの光出力Ｐｏ（ｔ）とすると、その変化量Ｐｏａ（＝Ｐｏ（１．０）−Ｐｏ（ｔ））を示した波形である。一方、波形Ｄ２も同様に、不良品の光出力の変化量Ｐｏａ（＝Ｐｏ（１．０）−Ｐｏ（ｔ））を示した波形である。
【００５６】
ここで、再度図８より、電流印加による温度上昇を同一とするため良品と不良品のＶｆａが同一（図８では、たとえば、Ｖｆａ＝−０．０３としている）となる時間（ｍｓｅｃ）Ｔ１とＴ２をとる。
【００５７】
次に、再度図９より、良品と不良品の時間Ｔ１とＴ２のときの光出力の変化量Ｐｏａ１とＰｏａ２とを比較することで、電流印加による温度上昇を同一とした温度特性検査ができる。
【００５８】
よって、図９に示されているように光出力の変化量Ｐｏａ＝−３．０［ｍＷ］を基準値Ｐｏｒとして設定し、測定の結果、実際の光出力の変化量Ｐｏａが基準値よりも低い場合には、良品と判定することもできる。たとえば、図８の波形Ｄ１は、良品の判定を受けることになる。
【００５９】
上述したとおり、実施の形態１，２によれば、半導体発光素子の温度を上昇させる他の熱源を用いることなく短時間で半導体発光素子の高温特性を検査することができる。
【００６０】
この性質を利用し、半導体発光素子の温度特性の検査方法として、各測定時間での光出力の変化量Ｐｏａがある閾値の範囲内であるときには、良品と判定し、良否検査することができる。たとえば、光出力の変化量Ｐｏａの閾値の範囲を−２ｍＷ〜−４ｍＷと設定すると、時刻Ｔ２においても、波形Ｄ２の測定試料を良品として判定できる。
【００６１】
また、本発明によれば、パッケージ封止前に高温特性の検査が可能であるため、パッケージ封止前に良否判定を行うことにより製造コストを低減することができる。
【００６２】
また、本発明によれば、半導体発光素子の製造工程の一工程である特性検査工程において、シート上に並んだチップを、測定ステージを温度上昇する必要なく短時間で高温特性検査が可能である。
【００６３】
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。
【符号の説明】
【００６４】
１ 電流印加・電圧測定装置、１Ａ 電流印加・電圧測定・光出力測定装置、２ 半導体発光素子、３ 演算部、４ 判定部、１０，１０Ａ 温度特性検査装置、１１ 電圧印加部、１２ 電圧検出部、１３ 光出力検出部、１４ 波長検出部、Ａ１〜Ｄ１，Ｂ２〜 波形、ＩＦ 順電流値、Ｐｏ 光出力値、Ｖｆ 順方向電圧。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子の温度特性検査装置および温度特性検査方法に関し、特に、半導体発光素子に順方向電流を印加し続け、半導体発光素子の順方向電圧を測定することによって温度特性を検査するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光の三原色である赤・緑・青を実現するために、青色発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）（以下、青色ＬＥＤとも称する。）の登場が待ち望まれていた。１９９０年代になり窒化物系の青色ＬＥＤが発明され、ＬＥＤを用いた製品の市場は、信号から、液晶モニターのバックライト、さらに液晶テレビのバックライト、家庭用の各種照明へと拡大している。ＬＥＤバックライトを搭載した液晶テレビは、手ごろな価格帯の機種が登場し、急速に普及しつつある。
【０００３】
半導体発光ダイオードは省資源、省エネルギーが叫ばれている昨今では、資源・エネルギーの節約という観点からも更なる高効率発光ダイオードの開発への期待が大きい。
【０００４】
特に、高効率の青色ＬＥＤを得るために、半導体発光素子（たとえば、青色ＬＥＤ）の製造工程の一工程である検査工程において、被検査半導体発光素子を最大動作保証温度付近まで上昇させてその電気的特性を試験する高温温度特性検査工程が実施されている。この場合、被検査半導体発光素子を高温に維持する方法として、被検査半導体装置を恒温槽内に入れて、周囲温度を所定の温度まで上昇させることにより、被検査半導体発光素子を恒温に保持している。
【０００５】
しかしながら、上述で用いられる恒温槽は、温度制御を容易に行うことができる反面、設備にかかる費用が高くなるという欠点があった。さらに、温度を上昇させるために時間がかかってしまうという欠点があった。
【０００６】
そこで、恒温槽を用いることなく半導体発光素子の自己発熱を用いて高温特性検査をする方法が提案されている。
【０００７】
たとえば、特開平８−１０１２５０号公報（特許文献１）に開示された技術では、出力トランジスタの出力端子はオープンコレクタであって、接地端子と電源供給端子間の寄生ダイオードを備えた出力トランジスタを有する半導体素子自体を発熱させて高温にすることで、恒温槽を用いることなく高温特性検査を行う方法が提案されている。
【０００８】
また、特開平９−１２８９９６号公報（特許文献２）に開示された技術では、相補型半導体素子においてクロック入力端子を不定にすることによって貫通電流を流し、それにより自己発熱させ、相補型半導体素子の表面に置かれた温度センサーにより相補型半導体素子の表面温度を観測し、所定の温度に到達すればクロック入力端子に通常高温検査で使用するクロックを入力し、高温特性検査する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−１０１２５０号公報
【特許文献２】特開平９−１２８９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特開平８−１０１２５０号公報に開示された高温特性検査方法では、出力端子が、オープンコレクタになっており、接地端子と電源供給端子間の寄生ダイオードを備えた出力トランジスタを有する自己発熱させるための発熱素子を別途設ける必要があり、チップの面積の増大を引き起こすことになる。
【００１１】
また、特開平９−１２８９９６号公報に開示された高温特性検査方法では相補型半導体素子に限定されており、相補型半導体素子以外には適用できない。さらにこの検査方法では温度センサーにより試験デバイスの表面温度を測定しているため、恒温槽等の過熱手段は不要であるが温度センサー及び計測制御装置が必要になり、検査装置の構造が複雑となる。また、高温にするために内部で貫通電流を流しそれにより自己発熱させるため、恒温槽等の加熱手段を用いる場合と異なり、所定の温度に到達するまでに時間がかかる。
【００１２】
本発明の目的は、半導体発光素子の高温特性検査において、チップ面積を増大させることなく低コストで実現可能な半導体発光素子の高温特性検査方法を提供することである。また、温度センサーや恒温槽などの装置を必要とすることなく短時間で高温特性検査を実現する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明のある局面に従うと、半導体発光素子に順方向電流を印加する電流印加部と、電流印加部によって順方向電流が連続して半導体発光素子に印加され、第１の順方向電圧と第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出する電圧検出部と、第１の順方向電圧と第２の順方向電圧に基づいて半導体発光素子の良否を判定する判定部とを備える。
【００１４】
好ましくは、判定部は、順方向電流が連続して半導体発光素子に印加され、第２の順方向電圧と第２の順方向電圧より後の時点での第３の順方向電圧とが所定の閾値の範囲内にあるときに、半導体発光素子が良品であると判定する。
【００１５】
好ましくは、電圧検出部によって検出された第２の順方向電圧および第３の順方向電圧は、電流印加部が半導体発光素子を印加開始後３０．０ｍｓｅｃから２００．０ｍｓｅｃの間に検出された順方向電圧である。
【００１６】
好ましくは、判定部は、第１の順方向電圧と第２の順方向電圧の電圧の差が予め定められた基準電圧差の範囲内であるときに、半導体発光素子が良品であると判定する。
【００１７】
この発明の別の局面に従うと、半導体発光素子に順方向電流を印加する電流印加部と、電流印加部によって順方向電流が連続して半導体発光素子に印加され、第１の光出力・波長と第１の光出力より後の時点での第２の光出力・波長とを検出する光出力・波長検出部と、第１の順方向電圧と第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出する電圧検出部と、第１の光出力・波長と第２の光出力・波長に基づいて半導体発光素子の良否を判定する判定部と、第１の順方向電圧と第２の順方向電圧に基づいて半導体発光素子の良否を判定する判定部とを備える。
【００１８】
好ましくは、判定部は、第１の光出力と第２の光出力の差が予め定められた基準光出力値の差の範囲内であるときに、半導体発光素子が良品であると判定する。
【００１９】
好ましくは、判定部は、第１の光出力と第２の光出力と第１の順方向電圧と第２の順方向電圧より求められた光出力値の差が、予め定められた基準光出力値の差の範囲内であるときに、半導体発光素子が良品であると判定する。
【００２０】
さらに好ましくは、温度特性検査装置は、光出力検出部の出力波形の波長を検出する波長検出部をさらに備え、判定部は、第１の光出力に対応する波長検出部の出力である第１の波長と第２の光出力に対応する波長検出部の出力である第２の波長との差が、あらかじめ定められた基準波長の差の範囲内であるときに、半導体発光素子が不良品であると判定する。
【００２１】
この発明の別の局面に従うと、半導体発光素子に順方向電流を印加するステップと、順方向電流が連続して半導体発光素子に印加され、第１の順方向電圧と第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出するステップと、第１の順方向電圧と第２の順方向電圧に基づいて半導体発光素子が良品であると判定するステップとを備える。
【００２２】
好ましくは、判定するステップは、順方向電流が連続して半導体発光素子に印加され、第２の順方向電圧と第２の順方向電圧より後の時点での第３の順方向電圧とが所定の閾値の範囲内にあるときに、半導体発光素子が良品であると判定する。
【００２３】
この発明の別の局面に従うと、半導体発光素子に順方向電流を印加するステップと、順方向電流が連続して半導体発光素子に印加され、第１の順方向電圧と第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出するステップと、順方向電流が連続して半導体発光素子に印加され、第１の光出力と第１の光出力より後の時点での第２の光出力とを検出するステップと、第１の光出力と前記第２の光出力に基づいて半導体発光素子が良品であると判定するステップとを備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、半導体発光素子の温度を上昇させる他の熱源を用いることなく短時間で半導体発光素子の高温特性を検査することができる。
【００２５】
また、本発明によれば、パッケージ封止前に高温特性の検査が可能であるため、パッケージ封止前に良否判定を行うことにより製造コストを低減することができる。
【００２６】
また、本発明によれば、半導体発光素子の製造工程の一工程である特性検査工程において、シート上に並んだチップを、測定ステージを温度上昇する必要なく短時間で高温特性検査が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】半導体発光素子の温度特性検査装置１０のブロック図である。
【図２】電流印加・電圧測定装置により印加される電流を示す図である。
【図３】実施の形態１での温度特性検査の測定シーケンスを示す図である。
【図４】上記方法により２種類の標準試料の２５℃、８０℃における半導体発光素子の光出力値Ｐｏと順電流値ＩＦとの関係を示す図である。
【図５】良品・不良品の順方向電圧の電位差Ｖｆａの測定結果を示す図である。
【図６】半導体発光素子の温度特性検査装置１０Ａのブロック図である。
【図７】実施の形態２での温度特性検査の測定シーケンスを示す図である。
【図８】良品・不良品の順方向電圧の電位差Ｖｆａの測定結果の別の例を示す図である。
【図９】良品・不良品の順方向電圧の光出力の変化量Ｐｏａの測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
［実施の形態１］
図１は、半導体発光素子の温度特性検査装置１０のブロック図である。図１を参照して、温度特性検査装置１０は、電流印加・電圧測定装置１と測定対象の半導体発光素子２を含む。電流印加・電圧測定装置１は、電流印加部１１、電圧検出部１２を含む。電流印加・電圧測定装置１は、たとえば、チッププローバであり、ウェハ状態の半導体発光素子２の電極にプローブをあて電流印加、電圧測定を行っている。測定された順方向電圧値や光出力値を用いて、たとえば、外部にある演算部３、判定部４により、半導体発光素子２の温度特性の良否判定が行われる。
【００３０】
ここで演算部３、判定部４は、電流印加・電圧測定装置１の内部に含むこともでき、いずれか一方を内部に含むことができる。また、演算部３は、電圧検出部から出力された電圧波形をそのまま判定部４に入力してもよい。また、演算部３において、所望の物理量を計算し、その結果を判定部４に入力することもできる。たとえば、検出された電圧波形を微分して、微分波形を生成し、この微分波形を判定部４に入力し、半導体発光素子２の良否を判定することもできる。
【００３１】
図２は、電流印加・電圧測定装置により印加される電流を示す図である。図２を参照して、縦軸は印加電流値を示し、横軸は時間を示す。印加電流は、一定の時間まで一定の電流を半導体発光素子２に印加し続けることができる。
【００３２】
また、図２のような一定の電流を印加する測定シーケンスに限らず、図３のような測定シーケンスを用いて順方向電圧や光出力を測定することもできる。
【００３３】
図３は、温度特性検査の測定シーケンスを示す図である。図３を参照して、この測定シーケンスでは、最初に、電流印加時間１ｍｓｅｃ経過後、６０ｍＡ通電時の光出力値Ｐｏ＿Ａを測定する（測定１Ａ）。次に、電流印加時間１ｍｓｅｃ経過後、１ｍＡ通電時の順方向電圧Ｖｆ＿Ａを測定する（測定２Ａ）。さらに、電流印加時間５０ｍｓｅｃ経過後、測定１Ａと同様に光出力値Ｐｏ＿Ｂを測定する（測定３Ａ）。その後の測定２Ａと同様に順方向電圧Ｖｆ＿Ｂを測定する（測定４Ａ）。なお、測定４Ａにおける順方向電圧Ｖｆ＿Ｂは、測定３Ａから十分短い時間に測定されるため、電流印加時間５０ｍｓｅｃ経過後の順方向電圧値として近似することが可能である。
【００３４】
このシーケンス測定では、Ｐｏ値とＶｆ値とは同時に測定される。時間を変えて測定すれば、Ｖｆ値の変化量（ΔＶｆ）から温度変化（上昇温度）が推定される。他チップと比較する際に上昇温度のばらつきは、上昇温度を同一することでキャンセルして光出力値の温度特性が測定される。
【００３５】
ＬＥＤチップへの連続電流印加によるジャンクション温度Ｔｊ上昇を利用して温度特性を測定する際に注意すべきこととして、ＬＥＤチップが持つ内部抵抗のばらつきにより、同じ時間通電してもジャンクション温度Ｔｊの上昇値ΔＴｊがばらつく点がある。ΔＴｊ一定値として温度特性を測定するために（ばらつきをキャンセルするために）、印加電流１ｍＡ通電時のＶｆ値の変化量ΔＶｆを用いる。一般にＬＥＤチップのＶｆはジャンクション温度Ｔｊに依存するパラメータであり、この特性は印加電流値が微小な領域（例えば１ｍＡ）では直線的となるため、Ｖｆを測定することでジャンクション温度Ｔｊを推定する。このジャンクション温度Ｔｊは式（１）のように示される。
【００３６】
Ｔｊ ＝ Ｔａ＋ΔＶｆ／ｍ ・・・（１）
ここで、温度Ｔａは周囲温度を示し、ΔＶｆは電圧差を示し、定数ｍは温度係数を示す。なお、定数ｍは、印加電流が微小な領域（例えば１ｍＡ）ではおよそ２となることが知られている。
【００３７】
実際の温度特性の検査を行う前に、指標となる標準試料の測定結果を得ることが必要である。その測定方法は、銀コートステムに樹脂で半導体発光素子を固定し、ワイヤーボンディングしたものをヒートステージにセットし、所望の温度（２５℃、８０℃）まで、温度上昇させ半導体素子とヒートステージとが熱平衡状態になるまで待って、特性測定を行う方法である。
【００３８】
図４は、上記方法により２種類の標準試料の２５℃、８０℃における半導体発光素子の光出力値Ｐｏと順電流値ＩＦとの関係を示す図である。
【００３９】
図４を参照して、波形Ａ１は、光出力値Ｐｏが順電流値ＩＦおよび温度に依存せず、おおよそ一定値をとっている波形である。すなわち、温度特性が良い半導体発光素子の波形である。
【００４０】
一方、波形Ａ２は、順電流値ＩＦ、温度に依存し、順電流値ＩＦが大きくなるに連れて、光出力値Ｐｏが大きく減少している波形である。すなわち特性が悪い半導体発光素子の波形である。波形Ａ１に対応する特性の良い素子（以下良品とも称する。）と波形Ａ２に対応する悪い素子（以下不良品とも称する。）を選別できる。
【００４１】
図５は、良品・不良品の順方向電圧の電位差Ｖｆａの測定結果を示す図である。この良品および不良品に対して、電流印加・電圧測定装置１において、図２に示したような一定電流の印加電流値３０［ｍＡ］を印加し続ける。印加中に、良品および不良品に対して順方向電圧Ｖｆを測定する。このときの測定されるタイミングとして、ｔ＝１．０、１０．０、２０．０、３０．０、５０．０、８０．０、１００．０、２００．０（ｍｓｅｃ）を取り、良品および不良品に対しそれぞれ順方向電圧を測定する。
【００４２】
図５を参照して、波形Ｂ１は、良品の上記測定タイミングの時刻ｔ＝１．０ｍｓｅｃおよび任意の時刻ｔのときの順方向電圧Ｖｆ（ｔ）とすると、その電位差Ｖｆａ（＝Ｖｆ（１．０）−Ｖｆ（ｔ））を示した波形である。一方、波形Ｂ２も同様に、不良品の順方向電圧の電位差Ｖｆａ（＝Ｖｆ（１．０）−Ｖｆ（ｔ））を示した波形である。
【００４３】
波形Ｂ１（良品の場合）およびＢ２（不良品の場合）は、時刻ｔ＝３０．０（ｍｓｅｃ）以前まで、電位差Ｖｆａにほとんど差がない。しかしながら、時刻ｔ＝３０．０（ｍｓｅｃ）以降は、電位差Ｖｆａの大きさが変化する。具体的には、波形Ｂ１（良品の場合）には、電流印加時間が増加しても、ある一定の時間後は、電位差Ｖｆａは一定値を取る。一方、波形Ｂ２（不良品の場合）は電流印加時間が増加することにより、電位差Ｖｆａがさらに高くなる（波形Ｂ２は下降する）。
【００４４】
この性質を利用し、半導体発光素子の温度特性の検査方法として、各測定時間での電位差Ｖｆａがある閾値の範囲内であるときには、良品と判定し、良否検査することができる。たとえば、波形Ｂ１での時刻ｔ＝５０．０ｍｓｅｃ以降の電位差Ｖｆａはほぼ等しく、一方、波形Ｂ２の場合には、電位差Ｖｆａが等しくならない。この場合、波形Ｂ１の測定試料を良品として判定する。
【００４５】
さらに、半導体発光素子の温度特性検査の判定方法として、予め定めた電位差Ｖｆａの大きさ（基準値）に従い、この基準値より小さい場合には良品と定義し、良否検査することができる。たとえば、図５に示されているように電位差Ｖｆｒ＝−０．０３５［Ｖ］を基準値として設定し、測定の結果、実際の電位差Ｖｆａが基準値よりも低い電位差である場合には、良品と判定することもできる。たとえば、図５の波形Ｂ１は、良品の判定を受けることになる。
【００４６】
また、実際の温度特性検査には、測定タイミングとして、半導体発光素子２に電流が印加開始後３０．０〜２００．０（ｍｓｅｃ）までのどこか１点の時間に測定された順方向電圧Ｖｆを利用して半導体発光素子の良否を判断することもできる。
【００４７】
当然、測定タイミングとして時刻ｔ＝３０．０（ｍｓｅｃ）以下で検査を行った場合には、電位差Ｖｆａが低く、検査装置の誤差になりやすく、良否検査の有効性が乏しい。また、測定タイミングを時刻ｔ＝２００．０（ｍｓｅｃ）以上で検査を行った場合には、良否検査に時間がかかってしまい、短時間での検査ができなくなるからである。
【００４８】
［実施の形態２］
図６は、半導体発光素子の温度特性検査装置１０Ａのブロック図である。図６を参照して、温度特性検査装置１０Ａは、電流印加・電圧測定・光出力測定装置１Ａと測定対象の半導体発光素子２を含む。電流印加・電圧測定・光出力測定装置１Ａは、電流印加部１１、電圧検出部１２、光出力検出部１３、波長検出部１４を含む。すなわち、温度特性検査装置１０Ａは、実施の形態１の温度特性検査装置１０の構成に光出力検出部１３、波長検出部１４をさらに含む。光出力検出部１３により出力される光出力の波長を波長検出部１４によって測定される。電流印加・電圧測定・光出力測定装置１Ａは、たとえば、チッププローバであり、ウェハ状態の半導体発光素子２の電極にプローブをあて電流印加、電圧測定、光出力測定を行っている。測定された順方向電圧値や光出力値を用いて、たとえば、外部にある演算部３、判定部４により、半導体発光素子２の温度特性の良否判定が行われる。
【００４９】
ここで演算部３、判定部４は、電流印加・電圧測定・光出力測定装置１Ａの内部に含むこともでき、いずれか一方を内部に含むことができる。また、演算部３は、電圧検出部から出力された電圧波形をそのまま判定部４に入力してもよい。また、演算部３において、所望の物理量を計算し、その結果を判定部４に入力することもできる。たとえば、検出された電圧波形を微分して、微分波形を生成し、この微分波形を判定部４に入力し、半導体発光素子２の良否を判定することもできる。たとえば、検出された電圧値と光出力値を用いて電力効率算出し、この電力効率を判定部４に入力し、半導体発光素子２の良否を判定することもできる。
【００５０】
さらに、波長検出部１４により測定した発光（光出力）波長を上記判定結果に組み合わせて、より精度の高い半導体発光素子２の良否を判定することもできる。これは、発光波長のシフト量を利用したものである。これにより短時間での温度特性検査の精度を向上させることができる。これに限らず、ノイズなどの影響を考慮して、このシフト量が所定の範囲内である場合には、不良品とせず、良品として判定してもよい。
【００５１】
図７は、実施の形態２での温度特性検査の測定シーケンスを示す図である。図７を参照して、この測定シーケンス（以下、測定シーケンス２という。）を実施の形態１での測定シーケンス（以下、測定シーケンス１という。）と比較して説明する。測定シーケンス２の測定１Ｂ，３Ｂでの印加電流値が、対応する測定シーケンス１の測定１Ａ、３Ａでの印加電流値の６０ｍＡから３０ｍＡへ変更した点にある。
【００５２】
具体的には、最初の電流印加時間１ｍｓｅｃ経過後、３０ｍＡ通電時の光出力値Ｐｏ＿Ａを測定する（測定１Ｂ）。次に、電流印加時間１ｍｓｅｃ経過後、１ｍＡ通電時の順方向電圧Ｖｆ＿Ａを測定する（測定２Ｂ）。さらに、電流印加時間５０ｍｓｅｃ経過後、測定１Ｂと同様に光出力値Ｐｏ＿Ｂを測定する（測定３Ｂ）。その後の測定２Ｂと同様に順方向電圧Ｖｆ＿Ｂを測定する（測定４Ｂ）。なお、測定４Ｂにおける順方向電圧Ｖｆ＿Ｂは、測定３Ｂから十分短い時間に測定されるため、電流印加時間５０ｍｓｅｃ経過後の順方向電圧値として近似することが可能である。
【００５３】
図８は、良品・不良品の順方向電圧の電位差Ｖｆａの測定結果の別の例を示す図である。図９は、良品・不良品の順方向電圧の光出力の変化量Ｐｏａの測定結果を示す図である。この良品および不良品に対して、電流印加・電圧測定・光出力測定装置１Ａにおいて、図７に示した測定シーケンスで良品および不良品に対しそれぞれ順方向電圧と光出力を測定する。
【００５４】
図８を参照して、波形Ｃ１は、良品の上記測定タイミングの時刻ｔ＝１．０ｍｓｅｃおよび時刻ｔ＝５０．０ｍｓｅｃのときの順方向電圧Ｖｆ（ｔ）とすると、その電位差Ｖｆａ（＝Ｖｆ（１．０）−Ｖｆ（ｔ））を示した波形である。一方、波形Ｃ２も同様に、不良品の順方向電圧の電位差Ｖｆａ（＝Ｖｆ（１．０）−Ｖｆ（ｔ））を示した波形である。
【００５５】
次に、図９を参照して、波形Ｄ１は、良品の上記測定タイミングの時刻ｔ＝１．０ｍｓｅｃおよび時刻ｔ＝５０．０ｍｓｅｃのときの光出力Ｐｏ（ｔ）とすると、その変化量Ｐｏａ（＝Ｐｏ（１．０）−Ｐｏ（ｔ））を示した波形である。一方、波形Ｄ２も同様に、不良品の光出力の変化量Ｐｏａ（＝Ｐｏ（１．０）−Ｐｏ（ｔ））を示した波形である。
【００５６】
ここで、再度図８より、電流印加による温度上昇を同一とするため良品と不良品のＶｆａが同一（図８では、たとえば、Ｖｆａ＝−０．０３としている）となる時間（ｍｓｅｃ）Ｔ１とＴ２をとる。
【００５７】
次に、再度図９より、良品と不良品の時間Ｔ１とＴ２のときの光出力の変化量Ｐｏａ１とＰｏａ２とを比較することで、電流印加による温度上昇を同一とした温度特性検査ができる。
【００５８】
よって、図９に示されているように光出力の変化量Ｐｏａ＝−３．０［ｍＷ］を基準値Ｐｏｒとして設定し、測定の結果、実際の光出力の変化量Ｐｏａが基準値よりも低い場合には、良品と判定することもできる。たとえば、図８の波形Ｄ１は、良品の判定を受けることになる。
【００５９】
上述したとおり、実施の形態１，２によれば、半導体発光素子の温度を上昇させる他の熱源を用いることなく短時間で半導体発光素子の高温特性を検査することができる。
【００６０】
この性質を利用し、半導体発光素子の温度特性の検査方法として、各測定時間での光出力の変化量Ｐｏａがある閾値の範囲内であるときには、良品と判定し、良否検査することができる。たとえば、光出力の変化量Ｐｏａの閾値の範囲を−２ｍＷ〜−４ｍＷと設定すると、時刻Ｔ２においても、波形Ｄ２の測定試料を良品として判定できる。
【００６１】
また、本発明によれば、パッケージ封止前に高温特性の検査が可能であるため、パッケージ封止前に良否判定を行うことにより製造コストを低減することができる。
【００６２】
また、本発明によれば、半導体発光素子の製造工程の一工程である特性検査工程において、シート上に並んだチップを、測定ステージを温度上昇する必要なく短時間で高温特性検査が可能である。
【００６３】
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。
【符号の説明】
【００６４】
１ 電流印加・電圧測定装置、１Ａ 電流印加・電圧測定・光出力測定装置、２ 半導体発光素子、３ 演算部、４ 判定部、１０，１０Ａ 温度特性検査装置、１１ 電圧印加部、１２ 電圧検出部、１３ 光出力検出部、１４ 波長検出部、Ａ１〜Ｄ１，Ｂ２〜 波形、ＩＦ 順電流値、Ｐｏ 光出力値、Ｖｆ 順方向電圧。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子に順方向電流を印加する電流印加部と、
前記電流印加部によって前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、第１の順方向電圧と前記第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出する電圧検出部と、
前記第１の順方向電圧と前記第２の順方向電圧に基づいて前記半導体発光素子の良否を判定する判定部とを備える、半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、前記第２の順方向電圧と前記第２の順方向電圧より後の時点での第３の順方向電圧とが所定の閾値の範囲内にあるときに、前記半導体発光素子が良品であると判定する、請求項１に記載の半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項３】
前記電圧検出部によって検出された前記第２の順方向電圧および前記第３の順方向電圧は、前記電流印加部が前記半導体発光素子を印加開始後３０．０ｍｓｅｃから２００．０ｍｓｅｃの間に検出された順方向電圧である、請求項２に記載の半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記第１の順方向電圧と前記第２の順方向電圧の電圧の差が予め定められた基準電圧差の範囲内であるときに、前記半導体発光素子が良品であると判定する、請求項１に記載の半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項５】
半導体発光素子に順方向電流を印加する電流印加部と、
前記電流印加部によって前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、第１の順方向電圧と前記第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出する電圧検出部と、
前記電流印加部によって前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、第１の光出力と前記第１の光出力より後の時点での第２の光出力とを検出する光出力検出部と、
前記第１の順方向電圧と前記第２の順方向電圧及び前記第１の光出力と前記第２の光出力に基づいて前記半導体発光素子の良否を判定する判定部とを備える、半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記第１の光出力と前記第２の光出力の差が予め定められた基準光出力値の差の範囲内であるときに、前記半導体発光素子が良品であると判定する、請求項５に記載の半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記第１の光出力と前記第２の光出力及び前記第１の順方向電圧と前記第２の順方向電圧より求められた光出力値の差の値が、予め定められた基準光出力値の差の範囲内であるときに、前記半導体発光素子が良品であると判定する、請求項５に記載の半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項８】
前記温度特性検査装置は、
前記光出力検出部の出力波形の波長を検出する波長検出部をさらに備え、
前記判定部は、前記第１の光出力に対応する前記波長検出部の出力である第１の波長と、前記第２の光出力に対応する前記波長検出部の出力である第２の波長の差の値が、あらかじめ定められた基準波長の差の範囲内であるとき、前記半導体発光素子が良品であると判定する、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項９】
半導体発光素子に順方向電流を印加するステップと、
前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、第１の順方向電圧と前記第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出するステップと、
前記第１の順方向電圧と前記第２の順方向電圧に基づいて前記半導体発光素子が良品であると判定するステップとを備える、半導体発光素子の温度特性検査方法。
【請求項１０】
前記判定するステップは、前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、前記第２の順方向電圧と前記第２の順方向電圧より後の時点での第３の順方向電圧とが所定の閾値の範囲内にあるときに、前記半導体発光素子が良品であると判定する、請求項９に記載の半導体発光素子の温度特性検査方法。
【請求項１１】
半導体発光素子に順方向電流を印加するステップと、
前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、第１の順方向電圧と前記第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出するステップと
前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、第１の光出力と前記第１の光出力より後の時点での第２の光出力とを検出するステップと、
前記第１の光出力と前記第２の光出力に基づいて前記半導体発光素子が良品であると判定するステップとを備える、半導体発光素子の温度特性検査方法。
【請求項１】
半導体発光素子に順方向電流を印加する電流印加部と、
前記電流印加部によって前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、第１の順方向電圧と前記第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出する電圧検出部と、
前記第１の順方向電圧と前記第２の順方向電圧に基づいて前記半導体発光素子の良否を判定する判定部とを備える、半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、前記第２の順方向電圧と前記第２の順方向電圧より後の時点での第３の順方向電圧とが所定の閾値の範囲内にあるときに、前記半導体発光素子が良品であると判定する、請求項１に記載の半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項３】
前記電圧検出部によって検出された前記第２の順方向電圧および前記第３の順方向電圧は、前記電流印加部が前記半導体発光素子を印加開始後３０．０ｍｓｅｃから２００．０ｍｓｅｃの間に検出された順方向電圧である、請求項２に記載の半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記第１の順方向電圧と前記第２の順方向電圧の電圧の差が予め定められた基準電圧差の範囲内であるときに、前記半導体発光素子が良品であると判定する、請求項１に記載の半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項５】
半導体発光素子に順方向電流を印加する電流印加部と、
前記電流印加部によって前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、第１の順方向電圧と前記第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出する電圧検出部と、
前記電流印加部によって前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、第１の光出力と前記第１の光出力より後の時点での第２の光出力とを検出する光出力検出部と、
前記第１の順方向電圧と前記第２の順方向電圧及び前記第１の光出力と前記第２の光出力に基づいて前記半導体発光素子の良否を判定する判定部とを備える、半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記第１の光出力と前記第２の光出力の差が予め定められた基準光出力値の差の範囲内であるときに、前記半導体発光素子が良品であると判定する、請求項５に記載の半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記第１の光出力と前記第２の光出力及び前記第１の順方向電圧と前記第２の順方向電圧より求められた光出力値の差の値が、予め定められた基準光出力値の差の範囲内であるときに、前記半導体発光素子が良品であると判定する、請求項５に記載の半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項８】
前記温度特性検査装置は、
前記光出力検出部の出力波形の波長を検出する波長検出部をさらに備え、
前記判定部は、前記第１の光出力に対応する前記波長検出部の出力である第１の波長と、前記第２の光出力に対応する前記波長検出部の出力である第２の波長の差の値が、あらかじめ定められた基準波長の差の範囲内であるとき、前記半導体発光素子が良品であると判定する、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の半導体発光素子の温度特性検査装置。
【請求項９】
半導体発光素子に順方向電流を印加するステップと、
前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、第１の順方向電圧と前記第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出するステップと、
前記第１の順方向電圧と前記第２の順方向電圧に基づいて前記半導体発光素子が良品であると判定するステップとを備える、半導体発光素子の温度特性検査方法。
【請求項１０】
前記判定するステップは、前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、前記第２の順方向電圧と前記第２の順方向電圧より後の時点での第３の順方向電圧とが所定の閾値の範囲内にあるときに、前記半導体発光素子が良品であると判定する、請求項９に記載の半導体発光素子の温度特性検査方法。
【請求項１１】
半導体発光素子に順方向電流を印加するステップと、
前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、第１の順方向電圧と前記第１の順方向電圧より後の時点での第２の順方向電圧とを検出するステップと
前記順方向電流が連続して前記半導体発光素子に印加され、第１の光出力と前記第１の光出力より後の時点での第２の光出力とを検出するステップと、
前記第１の光出力と前記第２の光出力に基づいて前記半導体発光素子が良品であると判定するステップとを備える、半導体発光素子の温度特性検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２１６７７９（Ｐ２０１２−２１６７７９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３８９６８（Ｐ２０１２−３８９６８）
【出願日】平成２４年２月２４日（２０１２．２．２４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月２４日（２０１２．２．２４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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