JPH01137643A - ヘテロ接合を有する化合物半導体検査方法 - Google Patents
ヘテロ接合を有する化合物半導体検査方法Info
- Publication number
- JPH01137643A JPH01137643A JP29649787A JP29649787A JPH01137643A JP H01137643 A JPH01137643 A JP H01137643A JP 29649787 A JP29649787 A JP 29649787A JP 29649787 A JP29649787 A JP 29649787A JP H01137643 A JPH01137643 A JP H01137643A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- light
- compound semiconductor
- heterojunction
- band gap
- Prior art date
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (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〕
本発明は化合物半導体結晶の評価方法に係り、特に化合
物半導体結晶からなる基板に光を照射したときの透過光
からアクティブ層の有無、組成分布状態等を正６１、且
つ短時間に評価することができるヘテロ接合を有する化
合物半導体検査方法に関するものである。
物半導体結晶からなる基板に光を照射したときの透過光
からアクティブ層の有無、組成分布状態等を正６１、且
つ短時間に評価することができるヘテロ接合を有する化
合物半導体検査方法に関するものである。
ヘテロ接合を有する化合物半導体、例えば赤色発光高輝
度ＬＥＤ用基板のエピタキシャル成長は、まずＰ型Ｇａ
ｐｓ基板（（１００）面〕上にＰクラッド層として液相
成長法（ＬＰＥ法）にてＺｎドープＡ Ｉｔ Ｇ、 ？
ＳＧ ａ ｏ、 ｚｓＡ ｓ層を２００μｍ（ｐ型）を
形成した後、Ｐアクティブ層としてＺｎドープＡ ｊ！
ｏ、 ｚｓＧ ａ １１．６５Ａ Ｓ ＪＩＪを２〜
３μｍ（ｐ型）を形成し、次いでｎクラッド層としてＴ
ｅドープＡｆｆｉｏ、ｗｓＧａａ、ｚｓＡＳ層を５０μ
ｍ（ｎ型）を形成する。続いてＧａＡｓ１５仮選択性エ
ッチャント（例えば、ＮＨ４０Ｈ： Ｈ，Ｏ，”” １
： ７）を用いて光吸収性ＧａＡｓ基板を除去して高
輝度ＬＥＤチフブを得ている。
度ＬＥＤ用基板のエピタキシャル成長は、まずＰ型Ｇａ
ｐｓ基板（（１００）面〕上にＰクラッド層として液相
成長法（ＬＰＥ法）にてＺｎドープＡ Ｉｔ Ｇ、 ？
ＳＧ ａ ｏ、 ｚｓＡ ｓ層を２００μｍ（ｐ型）を
形成した後、Ｐアクティブ層としてＺｎドープＡ ｊ！
ｏ、 ｚｓＧ ａ １１．６５Ａ Ｓ ＪＩＪを２〜
３μｍ（ｐ型）を形成し、次いでｎクラッド層としてＴ
ｅドープＡｆｆｉｏ、ｗｓＧａａ、ｚｓＡＳ層を５０μ
ｍ（ｎ型）を形成する。続いてＧａＡｓ１５仮選択性エ
ッチャント（例えば、ＮＨ４０Ｈ： Ｈ，Ｏ，”” １
： ７）を用いて光吸収性ＧａＡｓ基板を除去して高
輝度ＬＥＤチフブを得ている。
こうして製作した基板は、素子分離のためにエツチング
し、チップ毎に目視検査すると共に、実駆動して所定の
発光色が得られるか否かの検査を行っている。
し、チップ毎に目視検査すると共に、実駆動して所定の
発光色が得られるか否かの検査を行っている。
しかしながら従来の化合物半導体の検査方法では、人間
の感覚による官能検査のため、非常に時間がかかると共
に、必ずしも正確であるとは言えず、十分な信頼性が得
られないという問題があった。
の感覚による官能検査のため、非常に時間がかかると共
に、必ずしも正確であるとは言えず、十分な信頼性が得
られないという問題があった。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、短時間に
、かつ正確に化合物半導体のアクティブ層の成長度合、
組成分布状態、素子分離のエツチング深さ、電極形状等
の検査を行うことができるヘテロ接合を有する化合物半
導体検査方法を提供することを目的とする。
、かつ正確に化合物半導体のアクティブ層の成長度合、
組成分布状態、素子分離のエツチング深さ、電極形状等
の検査を行うことができるヘテロ接合を有する化合物半
導体検査方法を提供することを目的とする。
そのために本発明は、ヘテロ接合を有する化合物半導体
に光を照射し、その透過光を検出することたより化合物
半導体を評価する化合物半導体検査方法であって、アク
ティブ層のエネルギーバンドギャップに相当する第１波
長より短波長域で、クラッド層のエネルギーバンドギャ
ップに相当する第２波長より長波長域における照射光の
吸収を検出すること、更にアクティブ層のエネルギーバ
ンドギャップに相当する第１波長より短波長域でクラッ
ド層のエネルギーバンドギャップに相当する第２波長よ
り長波長域の第３波長の単色光と、第１波長より長波長
域の第４波長の単色光とを照射光とし、第３波長、第４
波長の照射光の吸収を検出すること、更に第１波長より
長波長域の第５波長の単色光または白色光を照射し、そ
の透過光により膜厚を測定することを特徴とする。
に光を照射し、その透過光を検出することたより化合物
半導体を評価する化合物半導体検査方法であって、アク
ティブ層のエネルギーバンドギャップに相当する第１波
長より短波長域で、クラッド層のエネルギーバンドギャ
ップに相当する第２波長より長波長域における照射光の
吸収を検出すること、更にアクティブ層のエネルギーバ
ンドギャップに相当する第１波長より短波長域でクラッ
ド層のエネルギーバンドギャップに相当する第２波長よ
り長波長域の第３波長の単色光と、第１波長より長波長
域の第４波長の単色光とを照射光とし、第３波長、第４
波長の照射光の吸収を検出すること、更に第１波長より
長波長域の第５波長の単色光または白色光を照射し、そ
の透過光により膜厚を測定することを特徴とする。
本発明は、クラッド層のエネルギーバンドギャップに相
当する波長よりも長波長域、アクティブ層のエネルギー
バンドギャップに相当する波長よりも短波長域における
光の吸収の有無、透過光量の変化、透過光のスペクトル
をみることによりアクティブ層の有無、組成分布状態の
評価等を行い、またアクティブ層のエネルギーバンドギ
ャップに相当する波長より短波長及び長波長光の吸収を
検出して発光中心波長の変化を検出することができる。
当する波長よりも長波長域、アクティブ層のエネルギー
バンドギャップに相当する波長よりも短波長域における
光の吸収の有無、透過光量の変化、透過光のスペクトル
をみることによりアクティブ層の有無、組成分布状態の
評価等を行い、またアクティブ層のエネルギーバンドギ
ャップに相当する波長より短波長及び長波長光の吸収を
検出して発光中心波長の変化を検出することができる。
一般に、化合物半導体結晶、特に可視発光ダイオードの
製造に用いられる、例えばひ化アルミニウムガリウム（
Ａ Ｉ−ｘ Ｇ ａ Ｉ−Ｘ Ａ ｓ ）からなるエピ
タキシャル結晶基板はＸ値が変化することにより発光波
長が結晶基板面内で変化する。こうした開扉は、結晶成
長技術の改善等によって解消を図っているが、このよう
なことに関連して結晶基板の結晶組成分布、膜厚等を正
確に観測評価することが重要である。
製造に用いられる、例えばひ化アルミニウムガリウム（
Ａ Ｉ−ｘ Ｇ ａ Ｉ−Ｘ Ａ ｓ ）からなるエピ
タキシャル結晶基板はＸ値が変化することにより発光波
長が結晶基板面内で変化する。こうした開扉は、結晶成
長技術の改善等によって解消を図っているが、このよう
なことに関連して結晶基板の結晶組成分布、膜厚等を正
確に観測評価することが重要である。
以下にこの評価方法の実施例を図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の対象であるペテロ接合を有する化合物
半導体の例を示す図で、図中、１はｎ型ＡＪｏ、、Ｇａ
ｏ、Ａｓクラッド層、３はＡＪｏ、３ＳＧａ６．、、Ａ
ｓアクティブ層、５はｐ型Ａｚｏ、ｔｃａｏ、ｓＡｓク
ランド層、λ１、λ２、λ、は各層のエネルギーバンド
ギャップを波長で表したものである。
半導体の例を示す図で、図中、１はｎ型ＡＪｏ、、Ｇａ
ｏ、Ａｓクラッド層、３はＡＪｏ、３ＳＧａ６．、、Ａ
ｓアクティブ層、５はｐ型Ａｚｏ、ｔｃａｏ、ｓＡｓク
ランド層、λ１、λ２、λ、は各層のエネルギーバンド
ギャップを波長で表したものである。
一般に、λ、ζλ１、λ２〉λ１．λ、であるので、λ
１．λ、くλａくλ２を満たす波長λａの光は、ｎ型ク
ラッドＮ１、ｐ型クラッドＮ３では吸収を受けないが、
アクティブ層５ではエネルギー励起のために吸収される
。したがって、第１図の化合物半導体に波長λａの光を
照射したとき、アクティブＮ３が正常に形成されていれ
ば、この照射光は吸収を受け、アクティブ層が形成され
ていなければ吸収を受けずに透過するので、波長λａの
光を照射してその透過光を検出することによりアクティ
ブ層の有無、評価を行うことが可能となる。
１．λ、くλａくλ２を満たす波長λａの光は、ｎ型ク
ラッドＮ１、ｐ型クラッドＮ３では吸収を受けないが、
アクティブ層５ではエネルギー励起のために吸収される
。したがって、第１図の化合物半導体に波長λａの光を
照射したとき、アクティブＮ３が正常に形成されていれ
ば、この照射光は吸収を受け、アクティブ層が形成され
ていなければ吸収を受けずに透過するので、波長λａの
光を照射してその透過光を検出することによりアクティ
ブ層の有無、評価を行うことが可能となる。
また、アクティブ層のエネルギーバンドギャップには幅
があり、その中心波長がずれると発光色が変化してしま
うことになる。そこで、エネルギーバンドギャップが許
容される幅内にあるか否か、即ち組成比によりエネルギ
ーバンドギャップは一義的に定まるので、組成比が正常
であるか否かの検出を行うことが重要で、そのため、λ
ａと共に波長λ：より所定値だけ長波長光λｂを使用す
る。
があり、その中心波長がずれると発光色が変化してしま
うことになる。そこで、エネルギーバンドギャップが許
容される幅内にあるか否か、即ち組成比によりエネルギ
ーバンドギャップは一義的に定まるので、組成比が正常
であるか否かの検出を行うことが重要で、そのため、λ
ａと共に波長λ：より所定値だけ長波長光λｂを使用す
る。
即ち、λａくλ２くλｂの関係を満たす２波長の光を化
合物半導体に照射する。このとき、アクティブ層のエネ
ルギーバンドギャップ幅の中心波長が所定のものであれ
ば、λａの単色光は吸収を受け、λｂの単色光は吸収を
受けないことになる。
合物半導体に照射する。このとき、アクティブ層のエネ
ルギーバンドギャップ幅の中心波長が所定のものであれ
ば、λａの単色光は吸収を受け、λｂの単色光は吸収を
受けないことになる。
一方、中心波長が長波長側へずれた場合、λｂの単色光
も吸収を受け、また中心波長が短波長側へずれると、λ
ａの単色光も吸収を受けない。したがってλａ〈λ２く
λｂの関係を満たす２波長を使用することによりアクテ
ィブ層の発光中心波長のずれを検出することが可能とな
る。
も吸収を受け、また中心波長が短波長側へずれると、λ
ａの単色光も吸収を受けない。したがってλａ〈λ２く
λｂの関係を満たす２波長を使用することによりアクテ
ィブ層の発光中心波長のずれを検出することが可能とな
る。
なお、−例としてＡ ｔ’＋、ａｓＧａｏ、ｔｓＡ ｓ
の場合にはλｚ’ｑ６６０ｎｍであるので、波長λ−６
７６゜４ｎｍのＫｒレーザ、波長λ−６３２，８ｎｍの
Ｈｅ−Ｎｅレーザを使用し、Ｋｒレーザの６７６．４１
ｍをλｂ、Ｈｅ−Ｎｅレーザの６３２．８ｎｍをλａと
して用いることによりアクティブ層の組成の適否を評価
することができる。
の場合にはλｚ’ｑ６６０ｎｍであるので、波長λ−６
７６゜４ｎｍのＫｒレーザ、波長λ−６３２，８ｎｍの
Ｈｅ−Ｎｅレーザを使用し、Ｋｒレーザの６７６．４１
ｍをλｂ、Ｈｅ−Ｎｅレーザの６３２．８ｎｍをλａと
して用いることによりアクティブ層の組成の適否を評価
することができる。
また膜厚により透過光は変化するので、透過光の検出に
よる評価精度を上げるために、この補正をする必要があ
る。そこで、アクティブ層、クラッド店のどの層にも吸
収を受けない第３の波長の光、或いは白色光の透過光量
を測定することにより膜厚を測定し、膜厚の影響を補正
しながら化合物半導体を評価することができる。
よる評価精度を上げるために、この補正をする必要があ
る。そこで、アクティブ層、クラッド店のどの層にも吸
収を受けない第３の波長の光、或いは白色光の透過光量
を測定することにより膜厚を測定し、膜厚の影響を補正
しながら化合物半導体を評価することができる。
また、前述のように単色光でなく白色光を使用し、アク
ティブ層により所定帯域が吸収されたことを分光器を通
して検出するか、或いは透過光量変化を検出することに
より化合物半導体の評価を行うことも可能である。
ティブ層により所定帯域が吸収されたことを分光器を通
して検出するか、或いは透過光量変化を検出することに
より化合物半導体の評価を行うことも可能である。
第２図は上記した原理に基づいて実際に検査を実施する
場合の一実施例を示す図で、図中、１１は光源、１３は
フィルタ、１５はステージ、１７は被試験体、１９ばス
テージ駆動回路、２１は光学系、２３はイメージセンサ
、２５はモニタ、２７はイメージプロセッサである。
場合の一実施例を示す図で、図中、１１は光源、１３は
フィルタ、１５はステージ、１７は被試験体、１９ばス
テージ駆動回路、２１は光学系、２３はイメージセンサ
、２５はモニタ、２７はイメージプロセッサである。
フィルタ１３はバイパスフィルタで、光ａ１１からの白
色光のうち被試験体１７のアクティブ層のエネルギーバ
ンドギャップに相当する波長よりも短い波長の光を通す
。被試験体１７は透明体からなるステージ１５にｉ！置
され、ステージ駆動回路により自由に移動でき、検査位
置を選択できるようになっている。光学系２１は被試験
体透過光像をイメージセンサ２３上に結像させるための
ものである。イメージセンサにより検出された透過光像
はモニタ２５に表示される。また、イメージプロセッ２
７は検出した透過光像を画像処理して化合物半導体を評
価して良、不良等を決定するためのものである。
色光のうち被試験体１７のアクティブ層のエネルギーバ
ンドギャップに相当する波長よりも短い波長の光を通す
。被試験体１７は透明体からなるステージ１５にｉ！置
され、ステージ駆動回路により自由に移動でき、検査位
置を選択できるようになっている。光学系２１は被試験
体透過光像をイメージセンサ２３上に結像させるための
ものである。イメージセンサにより検出された透過光像
はモニタ２５に表示される。また、イメージプロセッ２
７は検出した透過光像を画像処理して化合物半導体を評
価して良、不良等を決定するためのものである。
このような構成において、白色光源１１からの光をフィ
ルタ１３を通して被試験体１７に照射する。被試験体１
７のアクティブ層が正常であれば照射光は所定の吸収を
受け、正常に形成されていなければ吸収を受けないか、
吸収量が減少する。
ルタ１３を通して被試験体１７に照射する。被試験体１
７のアクティブ層が正常であれば照射光は所定の吸収を
受け、正常に形成されていなければ吸収を受けないか、
吸収量が減少する。
その結果、モニタ上では第４図に示すように暗い部分３
１と明るい部分３２のように観察される。
１と明るい部分３２のように観察される。
そしてイメージプロセッサ２７では、イメージパターン
により明るい部分３２のチップは不良、暗い部分３１の
デツプは良というように各チップ毎の評価を行う。
により明るい部分３２のチップは不良、暗い部分３１の
デツプは良というように各チップ毎の評価を行う。
また、素子分離する場合、第３図に示すようにアクティ
ブ層３より深くエツチングを行うが、このエツチングが
正常に行われた場合にはアクティブ層がなくなるので、
第４図の３３で示すように明部となり、またエツチング
が十分でない場合にはアクティブ層が残留し、第４図の
暗い部分３４が残ることになるので、この明暗の程度か
ら素子分離のためのエツチングが十分に行われたか否か
の検査も行うことができる。
ブ層３より深くエツチングを行うが、このエツチングが
正常に行われた場合にはアクティブ層がなくなるので、
第４図の３３で示すように明部となり、またエツチング
が十分でない場合にはアクティブ層が残留し、第４図の
暗い部分３４が残ることになるので、この明暗の程度か
ら素子分離のためのエツチングが十分に行われたか否か
の検査も行うことができる。
また第４図で分かるように、電極３５は光を通さないの
で、明確な暗部として認識できるので電極形状の検査も
可能となる。
で、明確な暗部として認識できるので電極形状の検査も
可能となる。
なお、上記説明では透過光量により試験を行う例につい
て述べたが、分光器を配置して所定の波長帯域の吸収を
検出するようにしてもよく、また前述したように２波長
単色光を使用して組成比の変化、即ち発光中心波長のず
れを検査したり、さらに他の単色光、又は白色光を併用
して膜厚測定を行いつつアクティブ層の検査を行うよう
にしてもよい。
て述べたが、分光器を配置して所定の波長帯域の吸収を
検出するようにしてもよく、また前述したように２波長
単色光を使用して組成比の変化、即ち発光中心波長のず
れを検査したり、さらに他の単色光、又は白色光を併用
して膜厚測定を行いつつアクティブ層の検査を行うよう
にしてもよい。
以上のように本発明によれば、白色光または単色光を使
用してペテロ接合化合物半導体の検査を短時間に且つ正
確に行うことかでき、検査の能率の向上と、検査の信頼
性の向上を図ることが可能となる。
用してペテロ接合化合物半導体の検査を短時間に且つ正
確に行うことかでき、検査の能率の向上と、検査の信頼
性の向上を図ることが可能となる。
第１図は本発明の対象であるペテロ接合を有する化合物
半導体を示す図、第２図は本発明の検査装置の構成を示
す図、第３図は素子分離のエツチングを説明するための
図、第４図は被試験体の透過光像を示す図である。 １−−・ｎ型Ａ ！ｔｏ、７Ｇａｏ、３ Ａ Ｓクラッ
ド層、３＝・Ａ１６．ｘｓＧａａ、６５Ａｓアクティブ
層、５ ・９型Ａｊ！、、７Ｇａ０．、Ａｓクラッド層
、１１ ・・・光源、１３・・・フィルタ、１５・・・
ステージ、１７・・・被試験体、１９・・・ステージ駆
動回路、２１・・・光学系、２３・・・イメージセンサ
、２５・・・モニタ、２７・・・イメージプロセッサ。 出 願 人 三菱モンサント化成株式会社（外１名
） 代理人 弁理士 蛭 川 昌 信（外３名）第１図 第３図 第４図
半導体を示す図、第２図は本発明の検査装置の構成を示
す図、第３図は素子分離のエツチングを説明するための
図、第４図は被試験体の透過光像を示す図である。 １−−・ｎ型Ａ ！ｔｏ、７Ｇａｏ、３ Ａ Ｓクラッ
ド層、３＝・Ａ１６．ｘｓＧａａ、６５Ａｓアクティブ
層、５ ・９型Ａｊ！、、７Ｇａ０．、Ａｓクラッド層
、１１ ・・・光源、１３・・・フィルタ、１５・・・
ステージ、１７・・・被試験体、１９・・・ステージ駆
動回路、２１・・・光学系、２３・・・イメージセンサ
、２５・・・モニタ、２７・・・イメージプロセッサ。 出 願 人 三菱モンサント化成株式会社（外１名
） 代理人 弁理士 蛭 川 昌 信（外３名）第１図 第３図 第４図
Claims (7)
- （１）ヘテロ接合を有する化合物半導体に光を照射し、
その透過光を検出することにより化合物半導体を評価す
る化合物半導体検査方法であって、アクティブ層のエネ
ルギーバンドギャップに相当する第１波長より短波長域
で、クラッド層のエネルギーバンドギャップに相当する
第２波長より長波長域における照射光の吸収を検出する
ことを特徴とするヘテロ接合を有する化合物半導体検査
方法。 - （２）前記照射光が白色光であり、その透過光量により
化合物半導体を評価する特許請求の範囲第１項記載のヘ
テロ接合を有する化合物半導体検査方法。 - （３）前記照射光が白色光であり、その透過光のスペク
トルにより化合物半導体を評価する特許請求の範囲第１
項記載のヘテロ接合を有する化合物半導体検査方法。 - （４）前記照射光が第１波長と第２波長との間の波長の
単色光である特許請求の範囲第１項記載のヘテロ接合を
有する化合物半導体検査方法。 - （５）ヘテロ接合を有する化合物半導体に光を照射し、
その透過光を検出することにより化合物半導体を評価す
る化合物半導体検査方法であって、アクティブ層のエネ
ルギーバンドギャップに相当する第１波長より短波長域
で、クラッド層のエネルギーバンドギャップに相当する
第２波長より長波長域における照射光の吸収を検出する
と共に、第１波長より長波長域の単色光を照射し、その
透過光を検出することにより膜厚を測定することを特長
とするヘテロ接合を有する化合物半導体検査方法。 - （６）ヘテロ接合を有する化合物半導体に光を照射し、
その透過光を検出することにより化合物半導体を評価す
る化合物半導体検査方法であって、アクティブ層のエネ
ルギーバンドギャップに相当する第１波長より短波長域
でクラッド層のエネルギーバンドギャップに相当する第
２波長より長波長域の第３波長の単色光と、第１波長よ
り長波長域の第４波長の単色光とを照射光とし、第３波
長、第４波長の照射光の吸収を検出することを特徴とす
るヘテロ接合を有する化合物半導体検査方法。 - （７）ヘテロ接合を有する化合物半導体に光を照射し、
その透過光を検出することにより化合物半導体を評価す
る化合物半導体検査方法であって、アクティブ層のエネ
ルギーバンドギャップに相当する第１波長より短波長域
でクラッド層のエネルギーバンドギャップに相当する第
２波長より長波長域の第３波長の単色光と、第１波長よ
り長波長域の第４波長の単色光とを照射光とし、第３波
長、第４波長の照射光の吸収を検出すると共に、第１波
長より長波長域の第５波長の単色光又は白色光を照射し
、その透過光により膜厚を測定することを特徴とするヘ
テロ接合を有する化合物半導体検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29649787A JPH01137643A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | ヘテロ接合を有する化合物半導体検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29649787A JPH01137643A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | ヘテロ接合を有する化合物半導体検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01137643A true JPH01137643A (ja) | 1989-05-30 |
Family
ID=17834315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29649787A Pending JPH01137643A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | ヘテロ接合を有する化合物半導体検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01137643A (ja) |
-
1987
- 1987-11-25 JP JP29649787A patent/JPH01137643A/ja active Pending
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