(57)【要約】      （修正有）【課題】光学特性の測定を利用して検査で不良を示した半導体発光素子を判定する半導体発光素子チップの製造方法を提供する。【解決手段】半導体発光素子チップの製造方法は、半導体発光素子を含む半導体バーを製造する工程Ｓ１０と、半導体発光素子の検査を行う工程Ｓ２０と、工程Ｓ２０の結果が不良を示す場合に、レーザー光を半導体発光素子に照射して発光特性を変化させる工程Ｓ３０と、半導体バーを半導体発光素子チップに分割する工程Ｓ４０と、半導体発光素子チップに電流を印加して、半導体発光素子チップから出射される光の光強度を測定すると共に、発光特性を変化させた半導体発光素子チップを電流の値及び光強度を利用して除外する工程と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部を有する半導体発光素子を複数含む半導体バーを製造する工程と、
前記半導体発光素子の検査を行う工程と、
前記検査の結果が不良を示す場合に、レーザー光を前記半導体発光素子の端面に照射して前記半導体発光素子の発光特性を変化させる工程と、
前記検査の後に前記半導体バーを複数の半導体発光素子チップに分割する工程と、
前記半導体発光素子チップに電流を印加して、前記電流に対応して前記半導体発光素子チップから出射される光の光強度を測定すると共に、前記半導体発光素子の前記発光特性を変化させる工程において前記発光特性を変化させた前記半導体発光素子チップを前記電流の値及び前記光強度を利用して除外する工程と、を有する半導体発光素子チップの製造方法。
【請求項２】
前記半導体発光素子は、半導体レーザー素子であり、
前記端面は、前記半導体レーザー素子のレーザーストライプの延在方向に交差する２つの面の少なくともいずれか一方であり、
前記半導体発光素子の前記発光特性を変化させる工程では、前記レーザー光を前記端面に照射する請求項１に記載の半導体発光素子チップの製造方法。
【請求項３】
前記半導体発光素子の発光特性を変化させる工程では、前記レーザー光を前記半導体発光素子の内部に集光させる請求項１又は２に記載の半導体発光素子チップの製造方法。
【請求項４】
前記レーザー光の波長は、前記半導体発光素子の前記発光部を構成する半導体材料の吸収端波長より短く、
前記レーザー光が通過する前記半導体発光素子の前記発光部以外の部分を構成する半導体材料の吸収端波長よりも長い、請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体発光素子チップの製造方法。
【請求項５】
前記レーザー光は、ＹＡＧレーザー光であり、
前記レーザー光が通過する前記半導体発光素子の前記発光部以外の部分は、インジウム及びリンを構成元素として含む半導体材料からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体発光素子チップの製造方法。
【請求項６】
半導体バーに含まれた複数の半導体発光素子の検査を行う工程と、
前記検査の結果が不良を示す場合に、レーザー光を前記半導体発光素子の端面に照射して前記半導体発光素子の発光特性を変化させる工程と、
前記検査の後に前記半導体バーを複数の半導体発光素子チップに分割する工程と、
前記半導体発光素子に電流を印加して、前記電流に対応して前記半導体発光素子から出射される光の光強度を測定すると共に、前記半導体発光素子の前記発光特性を変化させる工程において前記発光特性を変化させた前記半導体発光素子を前記電流の値及び前記光強度を利用して判定する工程と、を有する半導体発光素子チップの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子チップの製造方法及び半導体発光素子チップの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レーザーダイオード素子の外観を検査するための装置が記載されている。この装置は、レーザーダイオード素子の外観を撮像するためのカメラと、撮像した画像を表示するためのモニタテレビとを備えている。モニタテレビに表示されたレーザーダイオード素子の状態を複数の作業者が把握することにより、外観検査の基準が統一される。
【０００３】
特許文献２には、半導体素子の選別方法が記載されている。この半導体素子は、表面に形成された乱反射抑制部分を有している。選別工程において半導体素子が不良品である判定されると、不良であることを示すために、半導体素子の乱反射抑制部分に識別マークを付する。
【０００４】
特許文献３には、半導体素子の製造方法が記載されている。外観検査において半導体素子が不良であると判定されると、不良であることを示すために、半導体素子に貫通孔を形成する。
【０００５】
特許文献４には、半導体ウェハに付着した異物を検査するための装置が記載されている。この装置では、異物の位置を特定するための基準として、レーザー光を用いて半導体ウェハの上面にマークを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−５０３２７号公報
【特許文献２】特開平１０−２５６３２１号公報
【特許文献３】特開２００３−２１８１７４号公報
【特許文献４】特開平９−８９７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載の方法では、不良品と判定された半導体素子を後工程で除外するための目印として、選別工程において不良品であると判定された半導体素子に識別マークを付している。この場合には、半導体素子に識別マークが付されているか否かを判定するために、識別マークの有無を視覚的に確認する必要があった。
【０００８】
また、特許文献３に記載の方法では、不良であると判定された半導体素子を後工程で除外するための目印として、外観検査工程において不良と判定された半導体素子に貫通孔を形成している。この場合には、不良マーク品の除外作業の際に貫通孔の有無を視覚的に確認する必要があった。
【０００９】
そこで、本発明は、検査で不良を示した半導体発光素子を、当該検査よりも後の工程で光学特性の測定を利用して判定する半導体発光素子チップの製造方法及び半導体発光素子チップの検査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】
【００１０】
本発明の半導体発光素子チップの製造方法は、発光部を有する半導体発光素子を複数含む半導体バーを製造する工程と、前記半導体発光素子の検査を行う工程と、前記検査の結果が不良を示す場合に、レーザー光を前記半導体発光素子の端面に照射して前記半導体発光素子の発光特性を変化させる工程と、前記検査の後に前記半導体バーを複数の半導体発光素子チップに分割する工程と、前記半導体発光素子チップに電流を印加して、前記電流に対応して前記半導体発光素子チップから出射される光の光強度を測定すると共に、前記半導体発光素子の前記発光特性を変化させる工程において前記発光特性を変化させた前記半導体発光素子チップを前記電流の値及び前記光強度を利用して除外する工程と、を有する。
【００１１】
また、本発明の半導体発光素子チップの検査方法は、半導体バーに含まれた複数の半導体発光素子の検査を行う工程と、前記検査の結果が不良を示す場合に、レーザー光を前記半導体発光素子の端面に照射して前記半導体発光素子の発光特性を変化させる工程と、前記検査の後に前記半導体バーを複数の半導体発光素子チップに分割する工程と、前記半導体発光素子に電流を印加して、前記電流に対応して前記半導体発光素子から出射される光の光強度を測定すると共に、前記半導体発光素子の前記発光特性を変化させる工程において前記発光特性を変化させた前記半導体発光素子を前記電流の値及び前記光強度を利用して判定する工程と、を有する。
【００１２】
この半導体発光素子チップの製造方法及び検査方法では、検査工程において不良と判断された半導体発光素子にレーザー光を照射して、当該半導体発光素子の発光特性を変化させる。発光特性は、半導体発光素子チップへ印加する電流値である設定値、及び半導体発光素子チップからの出射光の強度である測定値により示される。この発光特性の測定を利用した判定を用いて、不良を示す半導体発光素子チップを除外することができる。
【００１３】
また、本発明の半導体発光素子チップの製造方法では、前記半導体発光素子は、半導体レーザー素子であり、前記端面は、前記半導体レーザー素子のレーザーストライプの延在方向に交差する２つの面の少なくともいずれか一方であり、前記半導体発光素子の前記発光特性を変化させる工程では、前記レーザー光を前記端面に照射する。半導体レーザー素子の端面には電極が設けられていない。従って、レーザー光が電極に遮られることなく、半導体発光素子に対してレーザー光を照射することができる。
【００１４】
また、本発明の半導体発光素子チップの製造方法において、前記半導体発光素子の発光特性を変化させる工程では、前記レーザー光を前記半導体発光素子の内部に集光させる。レーザー光を半導体発光素子の内部に集光させた場合には、レーザー光の照射による半導体発光素子の溶融物が半導体発光素子の表面から飛び散りにくい。従って、レーザー光照射による別の半導体発光素子への溶融物の付着を抑制できる。このため、不良品の除外工程に起因する歩留りの低下を抑制できる。
【００１５】
また、本発明の半導体発光素子チップの製造方法では、前記レーザー光の波長が、前記半導体発光素子の前記発光部を構成する半導体材料の吸収端波長より短く、前記レーザー光が通過する前記半導体発光素子の前記発光部以外の部分を構成する半導体材料の吸収端波長よりも長い。レーザー光の波長が半導体材料の吸収端波長よりも長い場合には、レーザー光の照射により半導体材料の電子が励起されず、レーザーは半導体発光素子の内部を進行することができる。従って、半導体発光素子の発光部以外の領域を通過することで、半導体発光素子の内部にレーザー光を集光させることができる。
【００１６】
また、本発明の半導体発光素子チップの製造方法では、前記レーザー光は、ＹＡＧレーザー光であり、前記レーザー光が通過する前記半導体発光素子の前記発光部以外の部分は、インジウム及びリンを構成元素として含む半導体材料からなる。ＹＡＧレーザーの波長は、インジウム及びリンを構成元素として含む化合物の吸収端波長よりも長い。従って、レーザー光を半導体発光素子の内部に進行させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の半導体発光素子チップの製造方法及び半導体発光素子チップの検査方法によれば、検査で不良を示した半導体発光素子を、当該検査よりも後の工程で光学特性の測定を利用して判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本実施形態に係る半導体発光素子チップの製造方法及び検査方法の主要な工程を示す。
【図２】図２は、本実施形態に係る半導体発光素子チップの製造方法及び検査方法の工程の一部を示す。
【図３】図３の（ａ）部は、半導体発光素子が形成された基板生産物を示し、図３の（ｂ）部は、半導体発光素子の断面を示す。
【図４】図４の（ａ）部は、半導体バーを形成する工程を示し、図４の（ｂ）部は、劈開面に反射膜を設ける工程を示す。
【図５】図５は、半導体発光素子の検査装置を示す。
【図６】図６は、レーザー光の照射位置を示す。
【図７】図７は、レーザー光の集光位置と溶融部の位置を示す。
【図８】図８は、レーザー光の照射により形成された溶融部の位置を示す。
【図９】図９は、半導体発光素子チップ１Ｂの発光特性を得る測定装置７０を示す。
【図１０】図１０は、半導体発光素子の発光特性の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１〜図１０を参照しながら半導体発光素子チップの製造方法及び検査方法の一実施形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付す。図１及び図２は、一実施形態に係る半導体発光素子チップの製造方法の主要な工程を示す図である。図１に示すように、半導体発光素子チップの製造方法は工程Ｓ１０〜Ｓ５０を有している。図２に示すように、工程Ｓ２０は工程Ｓ２１〜工程Ｓ２３を有している。また、図２に示すように、工程Ｓ３０は工程Ｓ３１〜工程Ｓ３３を有している。なお、図３〜図１０においては、適宜、理解を容易にするためにＸＹＺ直交座標系を併せて示している。Ｚ方向は基板生産物１００、半導体バー１０１、半導体発光素子１及び半導体発光素子チップ１Ｂの厚さ方向である。Ｘ方向とＹ方向は、基板生産物１００、半導体バー１０１、半導体発光素子１及び半導体発光素子チップ１Ｂの表面に沿った方向である。
【００２０】
（工程Ｓ１１）
半導体バーを製造する工程１０は、半導体発光素子を有する基板生産物を製造する工程Ｓ１１と、基板生産物を劈開してバー状に分割する工程Ｓ１２と、バー状に分割した基板生産物の劈開面に反射膜を設ける工程Ｓ１３とを有している。図３の（ａ）部は、半導体発光素子が形成された基板生産物１００を示す。
【００２１】
図３の（ａ）部に示すように、工程Ｓ１１では、基板生産物１００に複数の半導体発光素子１を形成する。半導体発光素子１は、基板生産物１００において二次元状に配置されている。半導体発光素子１は、例えば、端面発光型の半導体発光素子であり、具体例としては半導体レーザー素子である。以下、半導体発光素子１として半導体レーザー素子を例に、半導体発光素子１の製造方法の一実施形態を説明する。なお、半導体発光素子１は、半導体レーザー素子に限定されるものではない。
【００２２】
半導体発光素子１について説明する。図３の（ｂ）部は、図３の（ａ）部におけるＩ−Ｉ線に沿った半導体発光素子１の断面を示す。半導体発光素子１の大きさは、一例として、幅Ｗ１が２５０μｍであり、高さＨ１が１００μｍである（図４の（ｂ）部参照）。また、幅Ｗ１と高さＨ１とに直交する方向の長さＬ１は、２５０μｍ〜３００μｍであり、一例として、２５０μｍである。
【００２３】
図３の（ｂ）部に示すように、半導体発光素子１は、半導体基板２と、エピタキシャル半導体層３と、第１電極４と、第２電極６とを有している。
【００２４】
半導体基板２は、一例としてシリコンをドープしたｎ型ＩｎＰ等のIII−V族化合物半導体からなる。半導体基板２の主面２ａにはエピタキシャル半導体層３が設けられている。エピタキシャル半導体層３は、半導体メサ７を含んでいる。半導体メサ７は、下部クラッド層８、活性層９及び上部クラッド層１１を含んでいる。下部クラッド層８、活性層９、及び上部クラッド層１１は、半導体基板２の主面２ａの上にこの順に形成されて半導体メサ７をなす。半導体メサ７の側面は、埋め込み層１５により覆われている。コンタクト層１２は、半導体メサ７の上及び埋め込み層１５の上に設けられている。
【００２５】
下部クラッド層８は、一例としてｎ型ＩｎＰ等のIII−V族化合物半導体からなる。活性層９は、多重量子井戸構造を含み、一例としてＡｌＧａＩｎＡｓ等のIII−V族化合物半導体からなる。上部クラッド層１１は、一例としてｐ型ＩｎＰ等のIII−V族化合物半導体からなる。コンタクト層１２は、一例としてｐ型ＩｎＧａＡｓ等のIII−V族化合物半導体からなる。埋め込み層１５は、一例としてＩｎＰ等のIII−V族化合物半導体からなる。
【００２６】
保護層１３は、エピタキシャル半導体層３の上に設けられている。保護層１３は、コンタクト層１２を露出させるための開口１３ａを有している。保護層１３は、一例として酸化シリコン等の酸化物からなる。保護層１３の上及びコンタクト層１２の上には、第１電極４が設けられている。第１電極４は、保護層１３の開口１３ａを介してコンタクト層１２と接触している。第１電極４は、一例としてＡｕ等の導電体からなる。半導体基板２の裏面２ｄには、第２電極６が設けられている。第２電極６は、一例としてＡｕ等の導電体からなる。
【００２７】
エピタキシャル半導体層３には、２つのトレンチ溝１４が設けられている。トレンチ溝１４は、Ｘ方向に沿って延びている。２つのトレンチ溝１４の間には半導体メサ７が設けられている。
【００２８】
（工程Ｓ１２）
図４の（ａ）部は、半導体バーを形成する工程を示す。ここで、半導体バー１０１について説明する。半導体バー１０１は、所定の方向（Ｙ方向）に並設された複数の半導体発光素子１を有している。各半導体発光素子１は、所定の方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に延びた複数のレーザーストライプを有している。各半導体発光素子１は、所定の方向（Ｙ方向）に互いに離間して配置されたレーザーストライプを有している。半導体バー１０１は、各レーザーストライプの延在方向と交差する２つの劈開面を有している。本実施形態では、２つの劈開面のうち、一方を第１劈開面１０２とし、他方を第２劈開面１０３とする。なお、半導体発光素子１がレーザーダイオードを備えるときには、半導体バー１０１はレーザーバーと呼ばれる。
【００２９】
工程Ｓ１２では、基板生産物１００を劈開して、半導体バー１０１を作成する。基板生産物１００の劈開のために、例えば、けがき装置を用いて基板生産物１００に複数のけがき線を入れる。これらのけがき線は、活性層９が延在するＸ方向と略直交する。けがき線を形成した後に基板生産物１００に力をかけることによって、基板生産物１００を劈開する。この劈開は、活性層９が延びるＸ方向と直交する面と略平行な面で生じる。これにより、複数の半導体バー１０１が完成する。
【００３０】
（工程Ｓ１３）
図４の（ｂ）部は、半導体バー１０１の第１劈開面１０２及び第２劈開面１０３に反射膜１６を設ける工程を示す。反射膜１６は、所定の反射率を有する膜であり、一例として単層の酸化アルミニウム膜（Ａｌ２Ｏ３）膜からなる。酸化アルミニウム膜は、例えば蒸着法により形成される。
【００３１】
反射膜１６が設けられた第１劈開面１０２には、複数の第１端面１０２ａが設定されている。すなわち、第１端面１０２ａは、反射膜１６が設けられた第１劈開面１０２において半導体発光素子１の端面ごとに設定されている。また、反射膜１６が設けられた第２劈開面１０３は、複数の第２端面１０３ａが設定されている。すなわち、第２端面１０３ａは、反射膜１６が設けられた第２劈開面１０３において半導体発光素子１の端面ごとに設定されている。なお、第１端面１０２ａ及び第２端面１０３ａは、反射膜１６が設けられていない劈開面であってもよい。
【００３２】
このような反射膜１６は、後述する工程Ｓ３０において半導体発光素子１に照射されるレーザー光に対して０％以上２０％以下の反射率を有している。この場合のレーザー光は波長が１．０６μｍのＹＡＧレーザーである。また、後述する半導体発光素子チップ１Ｂが発生するレーザー光に対して、０％以上２０％以下の反射率を有している。この場合の半導体発光素子チップ１Ｂのレーザー光の波長は１．３μｍである。
【００３３】
なお、反射膜１６は、酸化チタン（ＴｉＯ２）と酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）とが交互に積層された多層膜であってもよい。また、反射膜１６は、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２、）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）の薄膜であってもよい。
【００３４】
（工程Ｓ２０）
工程Ｓ２０では、半導体発光素子１の検査を行う。本実施形態における半導体発光素子１の検査には、電気的特性又は光学的特性を確認する検査、半導体発光素子１の外観を確認する検査を含む。以下の実施形態では、半導体発光素子１の第１端面１０２ａの外観検査を例に半導体発光素子１の製造方法及び検査方法の説明をする。なお、検査の内容は外観検査に限定されず、電気的特性の検査又は光学的特性の検査であってもよい。
【００３５】
本実施形態の製造方法及び検査方法に用いられる検査装置について説明する。図５は、半導体バー１０１の端面の外観を検査するための検査装置を示す。また、この検査装置９０は、外観検査において不良と判断された半導体発光素子１にレーザー光を照射する機能を有している。
【００３６】
図５に示すように、検査装置９０は、検査対象である半導体バー１０１を保持するためのステージ９１を有している。ステージ９１の試料台９１ａには半導体バー１０１及び治具９１ｂが載置される。治具９１ｂには、半導体バー１０１が固定され、半導体発光素子１の第１端面１０２ａを観察可能に保持するものである。ステージ９１は、半導体バー１０１が載置された面内に試料台９１ａを移動させるための２軸ステージ９１ｃを有している。２軸ステージ９１ｃには、平面内における半導体バー１０１の位置を制御するための位置制御装置９１ｄが接続されている。
【００３７】
検査装置９０は、半導体発光素子１の第１端面１０２ａを撮像して、第１端面１０２ａの画像を取得するための撮像部９２を有している。撮像部９２は、光学系９２ａと、カメラ９２ｂとを有している。光学系９２ａは、レンズ９２ｃを含み、カメラ９２ｂとステージ９１との間に配置されている。撮像部９２には焦点調整装置９３が接続されている。焦点調整装置９３は、レンズ９２ｃを光軸ＬＡに沿った方向に移動させて、レンズ９２ｃの焦点位置を調整するものである。具体的には、第１端面１０２ａの外観検査を行う場合には、レンズ９２ｃの焦点を半導体バー１０１の第１端面１０２ａ上に合わせる。また、半導体バー１０１にレーザー光を照射する場合には、第１端面１０２ａから光軸ＬＡに沿った方向に所定距離だけ離間した位置にレンズ９２ｃの焦点を合わせる。撮像部９２において取得された第１端面１０２ａの画像は、撮像部９２に接続されたモニタ９４に出力される。モニタ９４は、第１端面１０２ａの画像を表示する。
【００３８】
検査装置９０は、半導体バー１０１にレーザー光ＯＬを照射するためのレーザー照射部９６を有している。レーザー照射部９６は、レーザー制御装置９６ａと、ＹＡＧレーザー発振器９６ｂとを有している。レーザー制御装置９６ａは、ＹＡＧレーザー発振器９６ｂからレーザー光ＯＬを出射させるための制御信号を生成し、ＹＡＧレーザー発振器９６ｂに制御信号を出力する。ＹＡＧレーザー発振器９６ｂは、レーザー制御装置９６ａから入力された制御信号に基づいて、第１端面１０２ａに照射するレーザー光ＯＬを出射する。ＹＡＧレーザー光によれば、微小領域にのみレーザー光ＯＬを照射することができる。従って、レーザー光ＯＬが照射される半導体発光素子１に隣接する別の半導体発光素子１への影響が抑制される。撮像部９２の光学系９２ａに含まれたハーフミラー９２ｄは、ＹＡＧレーザー発振器９６ｂから出射されたレーザー光ＯＬの進行方向を転換する。
【００３９】
（工程Ｓ２１）
半導体バー１０１に含まれた第１の半導体発光素子１について検査を実施する。工程Ｓ２１では、半導体バー１０１に含まれた半導体発光素子１の位置合わせを実施する。半導体バー１０１をワックス等により治具９１ｂに固定する。半導体バー１０１を固定した治具９１ｂを、試料台９１ａに載置する。このとき、半導体バー１０１は、レンズ９２ｃの光軸ＬＡ上に位置している。そして、モニタ９４に表示された半導体バー１０１の画像を確認しながら、位置制御装置９１ｄを操作して、検査対象である半導体発光素子１がモニタ９４に表示されるように位置調整を行う。
【００４０】
（工程Ｓ２２）
工程Ｓ２２では、カメラ９２ｂの焦点を調整する。半導体発光素子１の第１端面１０２ａに焦点が合うように、焦点調整装置９３を操作してレンズ９２ｃの位置を調整する。焦点の調整は、作業者がモニタ９４に表示された画像を確認しつつ、手動で実施してもよい。また、カメラ９２ｂから出力されたデータを画像処理することにより自動的に実施してもよい。
【００４１】
なお、工程Ｓ２２は、必要に応じて実施すればよい。直前に実施した別の半導体発光素子１の検査において、半導体発光素子１にレーザー光を照射した場合には、レンズ９２ｃの焦点が半導体発光素子１の内部に設定されている。従って工程Ｓ２２を実施して、半導体発光素子１の第１端面１０２ａにレンズ９２ｃの焦点を合わせる。一方、直前に実施した別の半導体発光素子１の検査において、半導体発光素子１にレーザー光を照射しなかった場合には、レンズ９２ｃの焦点が半導体発光素子１の内部に設定されておらず、半導体発光素子１の第１端面１０２ａにおおむね合っている。従って、必要に応じて、工程Ｓ２２を実施すればよい。
【００４２】
（工程Ｓ２３）
工程Ｓ２３では、モニタ９４に表示された第１端面１０２ａの画像を確認し、第１端面１０２ａの外観検査を実施する。外観検査では、例えば、第１端面１０２ａに設定された規定領域内に付着物、ヒビなどの有無を確認する。付着物又はヒビの存在が確認された半導体発光素子１は、検査結果が不良とされる。なお、外観検査は、作業者がモニタ９４に表示された画像を確認して良否の判断を行ってもよい。また、カメラ９２ｂから出力されたデータをコンピュータ９５等により画像処理して自動的に良否を判定してもよい。
【００４３】
（工程Ｓ３１）
工程Ｓ３１では、工程Ｓ２３の検査結果に基づいて、半導体発光素子１にレーザー光ＯＬを照射するか否かの判断を行う。工程Ｓ２３の検査結果が不良を示す場合には（Ｓ３１：ＮＯ）、半導体発光素子１にレーザー光ＯＬを照射する工程Ｓ３２を実施する。工程Ｓ２３の検査結果が良好を示す場合には（Ｓ３１：ＹＥＳ）、半導体発光素子１にレーザー光ＯＬを照射することなく、次の工程Ｓ３３を実施する。
【００４４】
（工程Ｓ３２）
工程Ｓ３２は、工程Ｓ２３の検査の結果が不良を示す場合（工程Ｓ３１：ＮＯ）に実施される。工程Ｓ３２では、半導体発光素子１にレーザー光ＯＬを照射して、半導体発光素子１の発光特性を変化させる。発光特性には、例えば、半導体発光素子１に印加した電流と、半導体発光素子１から出射される光の光強度との関係を示すＩ−Ｌ特性がある。また、Ｉ−Ｌ特性における判定項目の詳細として、具体的には、閾値電流値、一定光出力における電流値、または一定電流値における光出力値を評価して、判定することができる。なお、近視野像、遠視野像の評価も判定に用いることができる。
【００４５】
はじめに、第１端面１０２ａ上におけるレーザー光ＯＬの照射位置を設定する。本実施形態では、レーザー光ＯＬは、第１端面１０２ａに照射する。第１端面１０２ａは、半導体発光素子１の半導体メサ７の延在方向（Ｘ方向）に交差した面である。また、第１端面１０２ａは、第１劈開面１０２上に反射膜１６が設けられた面である。従って、レーザー光ＯＬは、反射膜１６を通過して半導体発光素子１の内部に進行する。なお、レーザー光ＯＬは、第２端面１０３ａに照射されてもよい。半導体発光素子１の第１端面１０２ａには第１電極４及び第２電極６が設けられていないので、これら電極によりレーザー光ＯＬが遮られることがない。従って、半導体発光素子１にレーザー光ＯＬを容易に照射することができる。
【００４６】
半導体発光素子１の第１端面１０２ａにおけるレーザー光ＯＬの照射位置について説明する。図６は、第１端面１０２ａ上のレーザー光の照射位置ＰＡ１〜４を示す。レーザー光ＯＬの照射により、半導体発光素子１の発光特性を変化させるためには、半導体発光素子１の活性層９又は共振器の構造を変化させる必要がある。従って、レーザー光ＯＬが照射される位置は、半導体メサ７、又は、半導体メサ７の近傍の領域に設定する。例えば、半導体メサ７はトレンチ溝１４の間に形成されているので、２つのトレンチ溝１４の間にレーザー光ＯＬの照射位置ＰＡを設定する。別の例として、レーザー光ＯＬを吸収しやすい活性層９に設定する。活性層９は、第１電極４の表面から２μｍ〜３μｍの位置に形成されている。このように照射位置を設定することにより、レーザー光ＯＬを吸収しやすい活性層９においてレーザー光ＯＬが吸収され、活性層９の劣化或いは破損を生じさせることができる。具体的には、活性層９を構成する半導体材料の吸収端波長は、レーザー光ＯＬの波長よりも、長くなるように設定されている。これにより、レーザー光ＯＬの照射により、半導体発光素子１の内部を通過したレーザー光ＯＬは、活性層９に吸収されて、半導体発光素子１の内部に容易に溶融部を形成することができる。例えば、活性層９は、光ファイバ通信で重要な波長である１．３μｍ、或いは１．５μｍの発光波長（又は、吸収端）を有するように構成される。このとき、活性層９を構成する半導体材料としては、ＧａＩｎＡｓＰ、ＧａＡｌＩｎＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ化合物半導体を用いることができる。また、活性層９は、バルク構造、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造、又は多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有することができる。このような１．３μｍ、或いは１．５μｍの発光波長（又は、吸収端）を有する活性層を備えた半導体レーザーに対しては、レーザー光ＯＬとして、波長１．０６μｍのＹＡＧレーザーを用いることができる。
【００４７】
図６に示すように、半導体メサ７上に形成されたコンタクト層１２の端面上に設けられた反射膜１６に照射位置ＰＡ１を設定してもよい。また、半導体メサ７の端面上に設けられた反射膜１６に照射位置ＰＡ２を設定してもよい。この半導体メサ７の端面は、下部クラッド層８、活性層９、及び上部クラッド層１１の端面からなる。また、半導体メサ７と接する半導体基板２の端面上に設けられた反射膜１６に照射位置ＰＡ３を設定してもよい。この場合、仮想線Ｋ上において第１電極４の表面から５μｍ〜２０μｍの範囲Ａ１内に照射位置ＰＡ３を設定する。ここで仮想線Ｋは、半導体メサ７上の第１電極４から第２電極６に向かう厚さ方向（Ｚ方向）に延びると共に、半導体メサ７を通る線である。また、埋め込み層１５の端面上に設けられた反射膜１６に照射位置ＰＡ４を設定してもよい。
【００４８】
レーザー光ＯＬの照射位置ＰＡ１〜４の設定には、検査装置９０の２軸ステージ９１ｃを用いる。モニタ９４に表示された第１端面１０２ａの画像を確認しつつ、照射位置ＰＡ１〜４の何れか一点が画面の中央に位置するように２軸ステージ９１ｃのための位置制御装置９１ｄを操作する。
【００４９】
第１端面１０２ａにおけるレーザー光ＯＬの照射位置ＰＡを設定した後に、レーザー光ＯＬのＸ方向における集光位置ＰＩを設定する。半導体バー１０１のレーザー光ＯＬのＸ方向における集光位置ＰＩについて説明する。図７は、Ｘ方向におけるレーザー光の集光位置ＰＩを示す。レーザー光ＯＬを照射すると、集光位置ＰＩ近傍の領域の温度が上昇して半導体材料が溶融する。この溶融部が半導体発光素子１の表面から飛び散ることを抑制するためには、レーザー光ＯＬの集光位置ＰＩを半導体発光素子１の内部に設定する。図７に示すように、Ｘ方向における集光位置ＰＩは、第１端面１０２ａと第２端面１０３ａとの間の略中央に設定される。本実施形態では、半導体発光素子１のＸ方向の長さが２５０μｍであるため、集光点の位置は第１端面１０２ａから１２５μｍの位置に設定される。
【００５０】
第１端面１０２ａにおけるレーザー光ＯＬの照射位置ＰＡを設定した直後は、レンズ９２ｃの焦点が、半導体発光素子１の第１端面１０２ａに合っている。このレンズ９２ｃを介して第１端面１０２ａにレーザー光ＯＬを照射すると、レーザー光ＯＬが第１端面１０２ａ上で集光されてしまう。そこで、レンズ９２ｃの焦点が第１端面１０２ａに合っている状態から、レンズ９２ｃをＺ方向に所定距離だけ移動させる。この所定距離は、集光位置ＰＩ、レンズ９２ｃと半導体発光素子１との間の屈折率、半導体発光素子１におけるレーザー光ＯＬが照射された部分の屈折率により定まる。
【００５１】
続いて、レーザー光ＯＬのパワーを設定する。レーザー光ＯＬのパワーは、半導体発光素子１の内部における集光位置ＰＩ近傍に溶融部を形成可能な大きさに設定される。半導体発光素子１の内部に溶融部が形成されることにより、半導体発光素子１から出射される光の光強度が低下する。従って、レーザー光ＯＬのレーザー強度の下限値は、レーザー光ＯＬを照射した半導体発光素子１の光強度Ｌが閾値以下になるように設定される。また、レーザー光ＯＬの上限値は、半導体発光素子１の内部に毛制した溶融部が表面から飛び散らない大きさに設定される。レーザー光ＯＬのパワーは、レーザー制御装置９６ａを操作して設定する。
【００５２】
ここで、レーザー光ＯＬと、半導体発光素子１を構成する半導体材料との関係について説明する。レーザー光ＯＬは、半導体発光素子１の内部に集光されるので、第１端面１０２ａから集光点までの間に半導体発光素子１の一部を通過する。従って、レーザー光ＯＬが通過する部分の半導体材料は、レーザー光ＯＬに対して略透明である。すなわち、レーザー光ＯＬの波長は、半導体発光素子１においてレーザー光ＯＬが照射される部分を構成する半導体材料の吸収端波長よりも長くなるようにされている。また、レーザー光ＯＬの波長は、上記でも述べたように半導体発光素子１の発光部（活性層９）を構成する半導体材料の吸収端波長より短くなるように設定されている。これにより、レーザー光ＯＬの照射により、半導体発光素子１の内部を通過したレーザー光ＯＬは、発光部（活性層９）に吸収されて、半導体発光素子１の内部に容易に溶融部を形成することができる。
【００５３】
本実施形態では、レーザー光ＯＬは、波長１．０６μｍのＹＡＧレーザーである。一方、レーザー光ＯＬが照射される半導体発光素子１の半導体基板２は、インジウム及びリンを構成元素として含む半導体材料（例えばＩｎＰ）からなる。ＩｎＰの吸収端波長は、０．９１８μｍ（＝１．２４／１．３５ｅＶ）である。従って、レーザー光ＯＬの波長（１．０６μｍ）は、半導体基板２の吸収単波長（０．９１８μｍ）よりも長いので、レーザー光ＯＬは半導体基板２に吸収されることなく、半導体基板２の内部を進行することができる。
【００５４】
上述のとおり、レーザー光ＯＬの照射位置ＰＡ、集光位置ＰＩ及びパワーを設定した後に、レーザー光ＯＬを照射する。次に、レーザー光ＯＬの照射により形成される溶融部について説明する。上述したように、レーザー光ＯＬの照射により、半導体発光素子１の発光特性を変化させるためには、半導体発光素子１の発光部である半導体メサ７の構造を変化させる必要がある。
【００５５】
従って、溶融部は、共振器である半導体メサ７の少なくとも一部を含んでいる必要がある。この溶融部は、一例として数μｍの大きさを有している。図８は、レーザー光ＯＬの照射により形成された溶融部Ｍの位置の例を示す。図８の（ａ）部に示すように、レーザー光ＯＬが半導体基板２に照射され（符号ＰＡ５）、溶融部Ｍが半導体基板２と下部クラッド層８を含んでいてもよい。図８の（ｂ）部に示すように、レーザー光ＯＬが半導体基板２に照射され（符号ＰＡ５）、溶融部Ｍが半導体基板２と下部クラッド層８と活性層９と埋め込み層１５を含んでいてもよい。図８の（ｃ）部に示すように、レーザー光ＯＬが半導体メサ７に照射され（符号ＰＡ６）、溶融部Ｍが半導体基板２と下部クラッド層８と活性層９と上部クラッド層１１と埋め込み層１５を含んでいてもよい。
【００５６】
（工程Ｓ３３）
工程Ｓ３３では、半導体バー１０１に含まれた半導体発光素子１の検査が全て終了したか否かを判定する。半導体バー１０１に含まれた半導体発光素子１の検査が終了していない場合には（Ｓ３３：ＮＯ）、再び工程Ｓ２１を実施する。再び実施される工程Ｓ２１では、検査対象であった第１半導体発光素子１に隣接する第２半導体発光素子１の位置合わせを行う。一方、半導体バー１０１に含まれた半導体発光素子１の検査が全て終了している場合には（Ｓ３３：ＹＥＳ）、半導体バー１０１を分割して半導体発光素子チップ１Ｂを形成する工程Ｓ４０を実施する。
【００５７】
（工程Ｓ４０）
工程Ｓ４０では、半導体バー１０１を個々の半導体発光素子チップ１Ｂに分離する。このようにして、複数の半導体発光素子チップ１Ｂを含むチップ群が得られる。このチップ群は、検査工程Ｓ２０の結果が良好である半導体発光素子チップ１Ｂと、検査工程Ｓ２０の結果が不良である半導体発光素子チップ１Ｂと、を含んでいる。
【００５８】
（工程Ｓ５１）
図９は、半導体発光素子チップ１Ｂの発光特性を得る測定装置７０を示している。測定装置７０は、ベース７１に載置された半導体発光素子チップ１Ｂに電源７２から電流を印可して、半導体発光素子チップ１Ｂを発光させる。半導体発光素子チップ１Ｂから出射された光ＣＬは、光測定装置７３により検出され、光強度が記録される。
【００５９】
測定装置７０は、ベース７１と、電源７２と、光測定装置７３とを有している。ベース７１は、半導体発光素子チップ１Ｂを支持するものであり、導電性を有する材料からなる。電源７２は、一端がベース７１に電気的に接続され、他端がプローブ等により半導体発光素子チップ１Ｂの第１電極４に接続される。光測定装置７３は、半導体発光素子チップ１Ｂの出射光ＣＬの光路上に配置されている。光測定装置７３は。出射光ＣＬの光強度を取得する。
【００６０】
半導体発光素子チップ１Ｂをベース７１に載置する。このとき、半導体発光素子チップ１Ｂの第２電極６がベース７１に接触している。ベース７１に載置された半導体発光素子チップ１Ｂの第１電極４にプローブ等を接触させる。この状態において、電源７２を操作して半導体発光素子チップ１Ｂに電流を印加する。半導体発光素子チップ１Ｂに電流を印加すると、半導体発光素子チップ１Ｂの活性層９において光ＣＬが発生し、光出射面１７から外部に出射する。出射光ＣＬは、出射光ＣＬの光路上に配置された光測定装置７３に入射する。光測定装置７３は、出射光ＣＬの光強度を取得する。本実施形態では、発光特性として、電源７２から印可された電流の値と、電流の値に対応する出射光ＣＬの光強度とを記録する。
【００６１】
（工程Ｓ５２）
図１０は、半導体発光素子チップ１Ｂの発光特性の一例を示す。工程Ｓ５２では、半導体発光素子チップ１Ｂの発光特性を利用して半導体発光素子チップ１Ｂを選別する。本実施形態では、発光特性として、半導体発光素子チップ１Ｂに印加した電流値Ｉと、当該電流に対応して半導体発光素子チップ１Ｂから出射された光ＣＬの光強度Ｌとの関係（Ｉ−Ｌ特性）を用いる。
【００６２】
工程Ｓ５２では、半導体発光素子チップ１Ｂの光強度Ｌが閾値以下である場合に、発光素子が変化された半導体発光素子チップ１Ｂであると判定する。閾値は、発光特性を変化させていない半導体発光素子チップ１Ｂの光強度と、発光特性を変化させた半導体発光素子チップ１Ｂの光強度との間に設定されてもよい。
【００６３】
例えば、半導体発光素子チップ１Ｂの発光特性がＩ−Ｌ特性であり、複数の半導体発光素子チップ１ＢのＩ−Ｌ特性が正規分布に従うものとする。この場合、閾値の設定には、半導体発光素子チップ１Ｂに、所定の電流値Ｉａを印加したときの光強度Ｌの平均値及び標準偏差を利用する。平均値には、発光特性を変化させていない半導体発光素子チップ１Ｂの光強度の平均値と、発光特性を変化させた半導体発光素子チップ１Ｂの光強度の平均値とが含まれる。標準偏差には、発光特性を変化させていない半導体発光素子チップ１Ｂの光強度の標準偏差と、発光特性を変化させた半導体発光素子チップ１Ｂの光強度の標準偏差とが含まれる。また、良品だけの平均値と標準偏差を求め、例えば良品の±ｘσに入らないものを不良と判定してもよい。
【００６４】
図１０において、グラフＧ１は、工程Ｓ３０においてレーザー光ＯＬが照射されていない半導体発光素子チップ１ＢのＩ−Ｌ特性の例を示す。図１０において、グラフＧ２は、工程Ｓ３０においてレーザー光ＯＬが照射された半導体発光素子チップのＩ−Ｌ特性の例を示す。グラフＧ１を確認すると、半導体発光素子チップ１Ｂに印加した電流がＩａである場合に、半導体発光素子チップ１Ｂから出射される光強度がＬａであることがわかる。一方、グラフＧ２を確認すると、半導体発光素子チップ１Ｂに印加した電流がＩａである場合に、半導体発光素子チップ１Ｂから出射される光強度がＬｂであることがわかる。
【００６５】
このように、レーザー光ＯＬが照射された半導体発光素子チップ１Ｂでは、所定の電流値Ｉａを印加したときの光強度Ｌが閾値Ｌｓ以下になっていることがわかった。従って、例えば、工程Ｓ５２では、所定の電流値Ｉに対応する光強度Ｌが閾値Ｌｓ以下である半導体発光素子チップ１Ｂが、レーザー光ＯＬを照射して発光特性を変化させた半導体発光素子チップ１Ｂであると判定する。
【００６６】
なお、発光特性を変化させた半導体発光素子チップ１Ｂを判定するための基準は、これに限定されることはない。例えば、所定の光強度Ｌを有する光を出射させるために必要な電流値Ｉを基準にしてもよい。この場合には、レーザー光ＯＬが照射されていない半導体発光素子チップ１Ｂに所定の光強度Ｌを有する光を発生させる。このときの電流値がＩｃであるとする。そして、レーザー光ＯＬが照射されていない半導体発光素子チップ１Ｂに所定の光強度Ｌを有する光を発生させる。このときの電流値がＩｃに対して閾値以上であるときに、発光特性が変化された半導体発光素子チップとして判定してもよい。閾値は、例えばレーザー光ＯＬが照射されていない半導体発光素子チップ１Ｂに印加された電流値Ｉｃの１．５倍の値に設定される。
【００６７】
また、工程Ｓ３０においてレーザー光ＯＬが照射された半導体発光素子チップ１Ｂには、発光特性が低下したものの他に、発光しないものも含まれている。工程Ｓ５１において、電流を印加しても発光しないものは、レーザー光ＯＬが照射された半導体発光素子チップ１Ｂであると判定する。
【００６８】
（工程Ｓ５３）
工程Ｓ５３では、発光特性が変化された半導体発光素子チップ１Ｂであると判定された半導体発光素子チップ１Ｂをチップ群から除外する。
【００６９】
以上の工程Ｓ１０〜Ｓ５０により、外観検査の検査項目を満たす半導体発光素子チップ１Ｂが製造される。
【００７０】
本実施形態の半導体発光素子チップ１Ｂの製造方法及び検査方法では、検査工程Ｓ２０において不良と判断された半導体発光素子１にレーザー光ＯＬを照射して、当該半導体発光素子１の発光特性を変化させる。発光特性を変化させることが不良品を示すマークを付することになる。発光特性は、半導体発光素子チップ１Ｂへ印加する電流値Ｉ、及び半導体発光素子チップ１Ｂからの出射光の光強度Ｌにより示される。この発光特性の測定を利用した判定を用いて、不良を示す半導体発光素子チップ１Ｂを除外することができる。
【００７１】
また、本実施形態の半導体発光素子チップ１Ｂ製造方法及び検査方法では、電流値Ｉ及び光強度Ｌといった数値を利用して、不良品であることを示すマークが付された半導体発光素子チップ１Ｂを判定する。数値を基準とした判定は、自動化することが可能であるため、マーカーの有無を視覚的に判定する方法に比べて、半導体発光素子の判定に要する時間を短縮することができる。
【００７２】
また、本実施形態の半導体発光素子チップ１Ｂの製造方法及び検査方法では、発光特性を変化させるためのレーザー光ＯＬを半導体発光素子１の内部に集光させている。このため、不良品であることを示すマークが半導体発光素子チップ１Ｂの内部に形成される。このような構成によれば、半導体発光素子チップ１Ｂの表面の温度上昇が抑制され、表面における半導体結晶の溶融が抑制される。従って、レーザー光ＯＬの照射による半導体発光素子１の溶融物が半導体発光素子１の表面から飛び散りにくい。これによれば、レーザー光ＯＬが照射された半導体発光素子１に隣接する別の半導体発光素子１の表面への溶融物の付着が抑制されるので、不良品にマークを付ける工程に起因する歩留りの低下を抑制できる。
【００７３】
また、本実施形態の半導体発光素子チップ１Ｂの製造方法では、レーザー光ＯＬの照射による半導体発光素子１の溶融物が半導体発光素子１の表面から飛び散りにくいので、レーザー光ＯＬを照射する工程Ｓ３０における作業の安全性を高めることができる。
【００７４】
本発明は、本実施形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。
【００７５】
上記実施形態では、第１端面１０３上におけるレーザー光ＯＬの照射位置ＰＡを特定した。第１端面１０３上におけるレーザー光ＯＬの照射位置は、活性層９又は活性層９の近傍のおおよその位置に設定してもよい。この場合には、レーザー光ＯＬの強度を溶融部Ｍが半導体メサ７の少なくとも一部を含むように設定する。
【００７６】
検査工程では、電気的特性の検査を実施してもよい。例えば、Ｉ−Ｌ特性を取得し、測定結果よりしきい電圧（Ｖｔｈ）、任意の電流値における抵抗値などを確認する。発光特性の検査において、Ｉ−Ｌ特性からしきい電流（Ｉｔｈ）、所定の電流値における光出力を検査項目としてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１…半導体発光素子、１Ｂ…半導体発光素子チップ、７…半導体メサ、１６…反射膜、１７…光出射面、７０…選別装置、９０…検査装置、１００…基板生産物、１０１…半導体バー、１０２…第１劈開面、１０２ａ…第１端面、１０３…第２劈開面、１０３ａ…第２端面、ＣＬ…出射光、Ｇ１…グラフ、Ｇ２…グラフ、Ｌ…光強度、Ｉ…電流値、Ｍ…溶融部、ＯＬ…レーザー光。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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