專利名稱：半導體發光元件測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及測量半導體發光元件的光學特性的半導體發光元件測量裝置。
背景技術：
以往，由于發光二極管(LED)作為光源，與作為光源使用的熒光燈或白熾燈等相比，省電且壽命長，因此備受矚目，不僅作為照明用的光源，在照明開關、背光源、燈飾光源、 娛樂設備的裝飾等廣大領域使用。這樣的發光二極管所用的LED芯片(半導體發光元件)的光學特性或電特性可利用發光元件測量裝置來測量。例如公開有具有如下檢測測量機構的光學特性測量裝置，所述檢測測量機構在臺上載置LED芯片，使探針與LED芯片的電極接觸，對LED芯片施加預定的電壓，檢測LED芯片的照射光，測量其光學特性(參見日本特開2006-30135號公報)。
發明內容
以往的光學特性測量裝置能夠測量LED的每個晶圓或每個LED芯片的光學特性或電特性(特性)，例如，能夠得到晶圓面內的特性分布信息，但由于在制造LED芯片的階段就唯一決定了 LED芯片的特性，因此僅能夠簡單確認制造完畢的LED芯片的特性。另外，由于 LED芯片的制造工序的各種因素，有時LED芯片的特性值不同于所希望的目標值，若測量的特性在容許范圍之外，則制造的LED芯片造成浪費，存在成品率降低的問題。此外，另一方面，還希望能夠根據用途等改變LED芯片的特性。本發明是鑒于上述情況而做出的，其目的在于提供一種能夠改變半導體發光元件的特性的半導體發光元件測量裝置。本發明的半導體發光元件測量裝置，包括通過檢測來自半導體發光元件的光來測量光學特性的測量部，其特制在于，包括用于將所述半導體發光元件的一部分表面切除的切除處理部。本發明的半導體發光元件測量裝置，包括基于所述測量部測量的光學特性來調整用所述切除處理部切除的位置的位置調整部。本發明的半導體發光元件測量裝置，包括判斷所述測量部測量的光學特性與預定目標值的差分是否處于閾值內的判斷部，所述位置調整部在所述判斷部判斷為所述差分未處于閾值內時，根據該差分調整要切除的位置，所述切除處理部根據所述位置調整部調整的位置，將所述半導體發光元件的一部分表面切除，在所述判斷部判斷為所述差分處于閾值內時，結束切除。在本發明的半導體發光元件測量裝置中，所述切除處理部將連接所述半導體發光元件的半導體發光層和電阻層的多個布線層的任一布線層切除，所述電阻層以與該半導體發光層串聯連接的方式形成。在本發明的半導體發光元件測量裝置中，所述切除處理部切除以與所述半導體發光元件的半導體發光層串聯連接的方式形成的電阻層的一部分。
在本發明的半導體發光元件測量裝置中，所述切除處理部是照射激光的激光源。在本發明的半導體發光元件測量裝置中，所述位置調整部是調整激光的照射方向的可動鏡或載置所述半導體發光元件的可動臺。在本發明的半導體發光元件測量裝置中，所述切除處理部是具有切削針的切削夾具。在本發明的半導體發光元件測量裝置中，所述位置調整部是載置所述半導體發光元件的可動臺。本發明的半導體發光元件測量裝置，包括用于基于所述測量部測量的光學特性而將所述半導體發光元件分類的分類部。在本發明中，包括用于將半導體發光元件的一部分表面切除的切除處理部。半導體發光元件例如是具有P型半導體層及η型半導體層的半導體層與由η型半導體層等構成的電阻層串聯連接地形成，在串聯電路的兩端設置焊接電極(bonding electrode)。通過用切除處理部將電阻層的一部分切除，從而能夠改變電阻層的電阻值，進而調整流向半導體層的電流，還能夠調整從半導體發光元件發出的光量。由此，可以改變半導體發光元件的光學特性或電特性。在本發明中，包括基于在測量部測量的光學特性，來調整被切除處理部切除的位置的位置調整部。例如，在半導體發光元件的光量多時，通過改變切除處理部所切除的位置，能夠增大電阻層的電阻值，減小流向半導體層的電流，從而降低光量。由此，能夠一邊測量半導體發光元件的特性一邊改變特性。在本發明中，包括判斷在測量部測量的光學特性與預定目標值的差分是否處于閾值內的判斷部，位置調整部在判斷部判斷為差分未處于閾值內時，根據該差分調整要切除的位置。切除處理部根據位置調整部所調整的位置，將半導體發光元件的一部分表面切除， 在判斷部判斷為差分處于閾值內時，結束切除。例如，在切除處理部將電阻層的一部分切除之前，測量半導體發光元件的特性(例如光量)，在所測量的光量與目標值的差分超過了閾值時，根據差分調整要切除的位置。位置的調整是指例如調整要切除的長度或面積，或調整要切除的部位的數量等。然后，若測量的光量與目標值的差分處于閾值內，則結束切除。由此，能夠將半導體發光元件的特性設定為所希望的值。在本發明中，切除處理部切除連接半導體發光元件的半導體發光層和以與半導體發光層串聯連接的方式形成的電阻層的多個布線層的任一布線層。由此，能夠改變流向電阻層的電流路，并能夠通過改變電阻層的電阻值而調整光量。在本發明中，切除處理部切除以與半導體發光元件的半導體發光層串聯連接的方式形成的電阻層的一部分。由此，能夠通過改變電阻層的電阻值來調整光量。在本發明中，切除處理部是照射激光的激光源。可以利用激光將半導體發光元件的表面(電阻層)的一部分切除，直到基板露出。在本發明中，位置調整部是調整激光的照射方向的可動鏡或載置半導體發光元件的可動臺。由此，能夠調整半導體發光元件的表面的所希望的位置。在本發明中，切除處理部是具有切削針的切削夾具。能夠利用切削針切除半導體發光元件的表面(電阻層)的一部分，直到基板露出。在本發明中，位置調整部是載置半導體發光元件的可動臺。由此，能夠調整半導體
5發光元件的表面的所希望的位置。在本發明中，包括用于基于測量部測量的光學特性而將半導體發光元件分類的分類部。由此，即使在一邊測量光學特性一邊改變光學特性時，也能將相同光學特性的半導體發光元件匯總為一個，而區別不同光學特性的半導體發光元件。根據本發明，通過具有用于切除半導體發光元件的一部分表面的切除處理部，能夠改變半導體發光元件的光學特性或電特性。
圖1是表示實施方式1的半導體發光元件測量裝置的結構之一例的框圖<圖2是表示LED芯片的平面構造之一例的示意圖。圖3是表示LED芯片的電路結構的說明圖。圖4是表示LED芯片的平面構造的另一例的示意圖。
圖5是表示LED芯片的電路結構的說明圖。圖6是表示實施方式2的半導體發光元件測量裝置的結構之一例的框圖<符號的說明10、IlLED芯片(半導體發光元件)30微型計算機(判斷部)31可動載物臺(可動臺)32 探針33激光源(切除處理部)34光檢測部35激光控制部36光學特性測量部(測量部)37電特性測量部38位置調整部39分類部40吸附部41 托盤(tray)50切削夾具(切除處理部)51切削控制部
具體實施例方式以下，基于表示實施方式的
本發明。圖1是表示實施方式1的半導體發光元件測量裝置100的結構之一例的框圖。半導體發光元件測量裝置100包括控制整個裝置的動作的微型計算機30。微型計算機30控制激光控制部35、光學特性測量部36、電特性測量部37、位置調整部38、分類部39等的動作。可動載物臺31具有作為載置LED芯片(半導體發光元件)10、11的可動臺的功能。 可動載物臺31載置安裝于薄板(sheet)上的多個LED芯片(半導體發光元件)10、11或者形成了 LED芯片10、11的晶圓，并能夠通過位置調整部38的控制，沿水平方向(例如χ軸方向、y軸方向)移動。探針32與在LED芯片10、11的表面形成的焊接電極接觸，對LED芯片10、11施加所需電壓(例如，OV 10V)。電特性測量部37能夠在對LED芯片10、11施加了所需電壓的狀態下，測量正向電壓、正向電流、電阻值等電特性。電特性測量部37將測量的電特性向微型計算機30輸出。激光源33具有作為將LED芯片10、11的表面(電阻層)的一部分切除的切除處理部的功能。激光源33可以使用YAG激光器或者一般性加工所用的激光源。激光控制部35基于微型計算機30的控制，調整激光源33的開/關及激光的輸出。光檢測部34檢測來自LED芯片10、11的光。光檢測部34具有與可動載物臺上的 LED芯片10、11相對配置的光纖及設置于該光纖的端部的受光部等。光檢測部34向光學特性測量部36輸出檢測結果。光學特性測量部36基于光檢測部34的檢測結果，測量LED芯片10、11的光學特性。所測量的光學特性包括亮度(mcd)、功率(mW)、譜積分值等光量特性及波長、色度、半輻值等波長特性等。分類部39包括吸附LED芯片10、11的吸附部40，基于微型計算機30的控制，根據 LED芯片10、11的光學特性或電特性的測量結果來分級(class)，由此將LED芯片10、11分開后收納于托盤41。通過利用位置調整部38調整可動載物臺31的位置，能夠調整激光源33的切除部位的位置。另外，也可以通過在激光源33上安裝可動鏡，對激光的照射方向進行微調來取代利用可動載物臺31調整切除部位的位置的結構，從而調整LED芯片10、11的表面(電阻層)的切除部位的位置。圖2是表示LED芯片10的平面構造之一例的示意圖。LED芯片10是將形成有多個LED芯片的晶圓以預定的尺寸切割成長方體狀后進行分離而得到的。另外，本實施方式的半導體發光元件測量裝置100也能在晶圓的狀態下進行光學特性及電特性的測量和電阻層的局部切除處理，或者能夠對安裝于薄板上的多個LED芯片的各LED芯片10進行光學特性及電特性的測量和電阻層的局部切除處理。在圖2中，1是藍寶石基板。藍寶石基板1(以下稱為“基板”。)俯視呈矩形，縱橫尺寸例如是0. 3mm左右，但尺寸不限于此。LED芯片10形成在矩形基板1上層疊了發光用的η型半導體層2、活性層(未圖示)及P型半導體層3而成的半導體層(LED構造)。在半導體層(LED構造)的ρ型半導體層3的表面形成電流擴散層4。電流擴散層 4例如是導電性的透明膜即ITO膜(銦錫氧化膜)。在電流擴散層4的表面形成有焊接電極61，ρ型半導體層3經由電流擴散層4與焊接電極61電連接。在基板1上形成有與發光用半導體層(LED構造)的η型半導體層2分離的、作為電阻層的η型半導體層2。在作為電阻層的η型半導體層2的表面形成η歐姆電極(未圖示)。在η歐姆電極的表面形成焊接電極62。電阻層的η型半導體層2經由η歐姆電極與焊接電極62電連接。在作為電阻層的η型半導體層2的表面形成的歐姆電極(未圖示)和在發光用半導體層(LED構造)的η型半導體層2的表面形成的歐姆電極(未圖示)利用布線層63而連接。布線層63包括間隔適當長度且平行配置的布線層631、632、633。即，作為電阻層的η型半導體層2具有適當的寬度，沿基板1的一邊側配置。并且， 在η型半導體層2 (電阻層)的一端部附近形成焊接電極62。在η型半導體層2 (電阻層) 的距離焊接電極62的間隔尺寸不同的多個部位，分別連接通過η歐姆電極而相互電隔離的布線層 631,632,633ο在η型半導體層2、ρ型半導體層3、電流擴散層4及布線層63等的側面及上表面且不能電連接的部分，形成保護膜(未圖示)。保護膜例如是SiO2膜等。圖3是表示LED芯片10的電路結構的說明圖。如圖3所示，LED芯片10具有如下的電路結構焊接電極61與半導體層0，3)的陽極側連接，布線層631、632、633的一端側通過布線層63與半導體層0、3)的陰極側連接，焊接電極62與布線層631、632、633的另一端側連接。另外，在圖3中，為了便于說明，將布線層631、632、633和與布線層631、632、 633連接的η型半導體層2 (電阻層)一起表示為電阻元件。下面說明利用本實施方式的半導體發光元件測量裝置100的切除處理。在圖2 中，矩形區域20表示被激光源33的激光切除(切斷)的LED芯片10的表面的切除部位。 即，在圖2的例子中，僅殘留布線層631、632、633中的布線層633，而用激光切除其他布線層 631、632。另外，激光切除進行至基板1露出。如圖2所示，通過殘留距離焊接電極62的尺寸不同的任一部位的布線層(圖2的例子中為布線層633)，切除其他的布線層(圖2的例子中為布線層631、632)，從而能夠選擇焊接電極62與布線層633所連接的部位之間的電阻層的尺寸，設定電阻層的電阻值。由此，可以將電阻層的電阻值設定為所需要的值，并且能夠在測量LED芯片10的光學特性或電特性的階段調整LED芯片10內的電阻值，進而能夠使LED芯片10的光學特性及電特性為所希望的值。另外，在圖2的例子中，是殘留布線層633而切除其他的布線層631、632的結構， 但不限于此，例如，可以是殘留布線層631而切除其他的布線層632、633的結構，或可以是殘留布線層632而切除其他的布線層631、633的結構。此外，不切除而殘留的布線層的數量不限于1個，可以是2個。而且，也可以做成不切除布線層的結構。此外，分離設置的布線層631 633的數量不限于3個，可以是2個或4個以上。如此，通過做成幾個不同方式， 可以將LED芯片10的內部電阻的電阻值設定為所希望的值。圖4是表示LED芯片11的平面構造的其他例子的示意圖。如圖4所示，LED芯片 11形成在矩形基板1上層疊有發光用的η型半導體層2、活性層(未圖示)及P型半導體層3的半導體層(LED構造)。在半導體層(LED構造)的ρ型半導體層3的表面形成有電流擴散層4。在電流擴散層4的表面形成有焊接電極61，ρ型半導體層3通過電流擴散層4與焊接電極61電連接。在半導體層(LED構造)的η型半導體層2的表面形成有用于與布線層63連接的 η歐姆電極(未圖示)。在基板1上，形成與發光用的半導體層(LED構造)的η型半導體層2分離而作為電阻層的η型半導體層2。作為電阻層的η型半導體層2具有適當的寬度，沿基板1的一邊側配置。并且，在η型半導體層2 (電阻層)的一端部附近形成有焊接電極62。η型半導體層2 (電阻層)的另一端部附近通過布線層63與發光用半導體層的η型半導體層2連接。圖5是表示LED芯片11的電路結構的說明圖。如圖5所示，LED芯片11具有如下的電路結構焊接電極61與半導體層0、3)的陽極側連接，電阻元件(電阻層)的一端側通過布線層63與半導體層0、3)的陰極側連接，焊接電極62與電阻元件(電阻層)的另一端側連接。下面說明利用本實施方式的半導體發光元件測量裝置100的切除處理。在圖4中， 俯視為大致L字狀的區域20表示被激光源33的激光切除的LED芯片11的表面的切除部位。即，在圖4的例子中，將沿著從焊接電極62至與布線層63的連接部分的方向作為長度方向、將與長度方向垂直的方向作為寬度方向時，沿著寬度方向切除作為電阻層的η型半導體層2的一部分，在中途沿長度方向切除。另外，η型半導體層2(電阻層)的切除進行至基板1露出。由此，可以調整η型半導體層2(電阻層)的長度及截面積，從而在大范圍設定電阻層的電阻值，而且能夠一邊進行微調一邊設定為所需要的值。能夠將電阻層的電阻值設定為所需要的值，并能在LED芯片11的光學特性或電特性測量的階段調整LED芯片 11內的電阻值，能夠使LED芯片11的光學特性及電特性為所希望的值。另外，在圖4的例子中，要切除的區域20俯視呈L字狀，但要切除區域的形狀不限于L字狀。可以根據所希望的電阻值，切除任意形狀的區域。半導體發光元件測量裝置100包括用于切除LED芯片10、11的一部分表面的激光源33。通過用來自激光源33的激光將LED芯片10的布線層(631 633)或LED芯片11 的電阻層的一部分切除，能夠改變LED芯片10、11的內部電阻值，從而調整流經半導體層的電流，也能夠調整從LED芯片10、11發出的光量。由此，可以改變LED芯片10、11的光學特性或電特性。此外，半導體發光元件測量裝置100包括基于由光學特性測量部36測量的光學特性(例如亮度等)，來調整被來自激光源33的激光切除的位置的位置調整部38。例如，在 LED芯片10、11的光量多(亮度高)時，通過改變被激光切除的位置，能夠增大LED芯片10、 11的內部電阻值，減小流向半導體層的電流，從而降低光量(亮度)。由此，能夠一邊測量 LED芯片10、11的特性一邊使特性變化。通過具有位置調整部38，能夠切除LED芯片10、11的表面的所希望的位置。另外， 在使用可動鏡時也同樣可以切除LED芯片10、11的表面的所希望的位置。此外，半導體發光元件測量裝置100包括判斷由光學特性測量部36測量的光學特性(例如亮度等)與預定目標值的差分是否在閾值內的微型計算機30。位置調整部38在微型計算機30判斷為差分不在閾值內時，基于微型計算機30的控制，使可動載物臺31移動，根據該差分調整切除位置。激光源33根據位置調整部38所調整的位置，切除LED芯片10、11的一部分表面。然后，在微型計算機30判斷為差分處于閾值內時，結束切除。例如，在利用激光源33切除任一布線層(631 633)或電阻層2的一部分之前，測量LED芯片10、11的光學特性(例如亮度)，在測量的亮度與目標值(例如IOOmcd等)的差分超過閾值時，基于差分調整要切除的位置。位置的調整是指例如調整要切除的長度或面積、或調整要切除部位的數量等。然后，若測量的亮度與目標值的差分處于閾值內，則結束切除。由此，可以將LED芯片10、11的特性設定為所希望的值。
此外，半導體發光元件測量裝置100包括用于基于光學特性測量部36測量的光學特性而將LED芯片10、11分類的分類部39。由此，即使在一邊測量光學特性一邊改變光學特性時，也能將同等光學特性的LED芯片10、11匯總為一個，同時區別不同光學特性的LED 芯片IOUlo(實施方式2)圖6是表示實施方式2的半導體發光元件測量裝置100的結構之一例的框圖。與實施方式1的不同點在于取代激光源33及激光控制部35而具有切削夾具50及切削控制部51。切削夾具50是機械加工工具，例如可以使用超級鋼材的切削工具，但不限于此， 也可以使用一般的切削工具。切削控制部51控制切削夾具50的打開/關閉等。另外，可以取代使可動載物臺 31移動，而是使切削夾具50移動來調整LED芯片10、11的要切除部位的位置。另外，由于其他的結構與實施方式1相同，因此省略說明。而且，起到與實施方式 1同樣的作用效果。如上所述，在本實施方式1、2中，在LED芯片的電極形成后，也能改變LED芯片的特性(光學特性及電特性)，并且在特性測量的同時進行切除處理(加工)，從而能夠高效率地制造所需要的特性的LED芯片。
權利要求
1.一種半導體發光元件測量裝置，包括通過檢測來自半導體發光元件的光來測量光學特性的測量部，其特征在于，包括用于切除所述半導體發光元件的一部分表面的切除處理部。
2.根據權利要求1所述的半導體發光元件測量裝置，其特征在于，包括基于所述測量部測量的光學特性來調整利用所述切除處理部切除的位置的位置調整部。
3.根據權利要求2所述的半導體發光元件測量裝置，其特征在于，結構如下包括判斷所述測量部測量的光學特性與預定目標值的差分是否處于閾值內的判斷部， 所述位置調整部在所述判斷部判斷為所述差分未處于閾值內時，根據該差分調整要切除的位置，所述切除處理部根據所述位置調整部調整的位置，將所述半導體發光元件的一部分表面切除，在所述判斷部判斷為所述差分處于閾值內時，結束切除。
4.根據權利要求1 3中的任一項所述的半導體發光元件測量裝置，其特征在于， 所述切除處理部將連接所述半導體發光元件的半導體發光層和電阻層的多個布線層的任一布線層切除，所述電阻層以與該半導體發光層串聯連接的方式形成。
5.根據權利要求1 3中的任一項所述的半導體發光元件測量裝置，其特征在于， 所述切除處理部將以與所述半導體發光元件的半導體發光層串聯連接的方式形成的電阻層的一部分切除。
6.根據權利要求2所述的半導體發光元件測量裝置，其特征在于， 所述切除處理部是照射激光的激光源。
7.根據權利要求3所述的半導體發光元件測量裝置，其特征在于， 所述切除處理部是照射激光的激光源。
8.根據權利要求4所述的半導體發光元件測量裝置，其特征在于， 所述切除處理部是照射激光的激光源。
9.根據權利要求5所述的半導體發光元件測量裝置，其特征在于， 所述切除處理部是照射激光的激光源。
10.根據權利要求6 9中的任一項所述的半導體發光元件測量裝置，其特征在于， 所述位置調整部是調整激光的照射方向的可動鏡或載置所述半導體發光元件的可動臺。
11.根據權利要求2所述的半導體發光元件測量裝置，其特征在于， 所述切除處理部是具有切削針的切削夾具。
12.根據權利要求3所述的半導體發光元件測量裝置，其特征在于， 所述切除處理部是具有切削針的切削夾具。
13.根據權利要求4所述的半導體發光元件測量裝置，其特征在于， 所述切除處理部是具有切削針的切削夾具。
14.根據權利要求5所述的半導體發光元件測量裝置，其特征在于， 所述切除處理部是具有切削針的切削夾具。
15.根據權利要求11 14中的任一項所述的半導體發光元件測量裝置，其特征在于，所述位置調整部是載置所述半導體發光元件的可動臺。
16.根據權利要求1 3、6 9、11 14中的任一項所述的半導體發光元件測量裝置， 其特征在于，包括用于基于所述測量部測量的光學特性而將所述半導體發光元件分類的分類部。
全文摘要
本發明提供一種半導體發光元件測量裝置，其能夠改變半導體發光元件的特性。可動載物臺(31)載置LED芯片(10、11)，并且利用位置調整部(38)的控制沿水平方向(例如x軸方向、y軸方向)移動。探針(32)與在LED芯片(10、11)的表面形成的焊接電極接觸而對LED芯片(10、11)施加所需的電壓。光檢測部(34)檢測來自LED芯片(10、11)的光。光學特性測量部(36)基于光檢測部(34)的檢測結果，測量LED芯片(10、11)的光學特性。激光源(33)利用激光將LED芯片(10、11)的一部分表面切除。
文檔編號G01M11/02GK102569549SQ20111037485
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月18日 優先權日2010年11月19日
發明者須田修平 申請人:星和電機株式會社