発光素子の検査方法および発光素子の製造方法
【課題】フォトルミネッセンスを用いることにより、発光素子を容易かつ迅速に識別するための発光素子の検査方法などを提供する。
【解決手段】検査工程は、発光素子１に通電を行わずに、通電により発光する波長（第１波長）より波長が短い光（第２波長の光）を励起光として照射する光照射工程（ステップ２０１）と、第２波長の光の照射により発光素子１が出射する光を検出する検出工程（ステップ２０２）と、発光素子１が出射する第１波長の光の強度に基づき、発光素子１の電流リークの状態を判別する判別工程（ステップ２０３）とを含んでいる。
【解決手段】検査工程は、発光素子１に通電を行わずに、通電により発光する波長（第１波長）より波長が短い光（第２波長の光）を励起光として照射する光照射工程（ステップ２０１）と、第２波長の光の照射により発光素子１が出射する光を検出する検出工程（ステップ２０２）と、発光素子１が出射する第１波長の光の強度に基づき、発光素子１の電流リークの状態を判別する判別工程（ステップ２０３）とを含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の検査方法および発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）デバイスなどの発光素子は、発光波長に対応するバンドギャップを備えた発光層を有している。そして、発光層において、バンドギャップの伝導帯の電子と価電子帯のホールとが再結合することにより発光する。
これらの発光素子では、発光は発光層に対して略垂直な方向に取り出される面発光である。
【０００３】
特許文献１には、エピタキシャルウエハの表面に光エネルギ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形成される予定の発光素子の良否を評価するエピタキシャルウエハの検査方法が記載されている。
特許文献２には、半導体基板上に活性層及びこの活性層を上下に挟む上層側及び下層側クラッド層からなるダブルヘテロ構造が形成されてなる発光素子製造用ウエハにおいて、前記上層側クラッド層で吸収されず且つ前記活性層で吸収される波長の光を含む照射光を前記発光素子製造用ウエハに照射し、照射に伴って生じる前記発光素子製造用ウエハからの二次光を観察することにより前記発光素子製造用ウエハの欠陥の有無を検査することを特徴とする発光素子製造用ウエハの検査方法や製造方法などが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２５０８３５号公報
【特許文献２】特開平６−９７５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、製造工程において発光層等に損傷を受けるなどにより、予め定められた特性を有さないため、使用に適さない発光素子が生じることがある。
そこで、予め定められた特性を有する発光素子と、この特性を有しない発光素子とを容易かつ迅速に識別する検査方法が求められている。
本発明は、フォトルミネッセンスを用いることにより、発光素子を容易かつ迅速に識別するための発光素子の検査方法など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】
【０００６】
本発明が適用される発光素子の検査方法は、通電により第１波長の光を出射する発光層と、発光層を挟み込んで設けられ発光層に電荷を注入する第１電荷注入層および第２電荷注入層と、発光層に電流を流すために第１電荷注入層に接続された第１電極および第２電荷注入層に接続された第２電極とを備える発光素子に対して、通電を行わずに第１波長よりも波長が短い第２波長の光を照射する光照射工程と、光照射工程における第２波長の光の照射に伴って、発光素子から出射される光を検出する検出工程と、検出工程にて検出された、発光素子から出射される光における第１波長の光の強度に基づき、発光素子における電流リークの状態を判別する判別工程とを有する。
このような発光素子の検査方法において、検出工程にて検出された、発光素子から出射される光における第１波長を除く光の強度に基づき、発光素子における第１電荷注入層または第２電荷注入層に存在する準位を判別する他の判別工程をさらに有することを特徴とすることができる。
また、第１電極または第２電極は、第１波長の光および第２波長の光を透過する透明電極を備えることを特徴とすることができる。
さらに、発光素子は、第１電荷注入層または第２電荷注入層のいずれか一方に対向して設けられた基板に取り付けられ、この基板は、第１波長の光および第２波長の光を透過するとともに、第２波長の光は基板を透過して照射され、第１波長の光は基板を透過して検出されることを特徴とすることができる。
【０００７】
また、他の観点から捉えると、本発明が適用される発光素子の製造方法は、基板上に、第１電荷注入層、発光層、第２電荷注入層を順に積層する積層工程と、第２電荷注入層と発光層とを複数の領域に分離する分離工程と、発光層に電流を流すために、複数の領域ごとに第１電荷注入層に接続されるように第１電極を、第２電荷注入層に接続されるように第２電極をそれぞれ形成して発光素子とする電極形成工程と、通電により発光層が出射する第１波長の光の波長よりも波長が短い第２波長の光を、通電を行わずに、積層された第１電荷注入層、発光層、第２電荷注入層に照射する光照射工程と、光照射工程における第２波長の光の照射に伴って、第１電荷注入層、発光層、第２電荷注入層から出射される光を検出する検出工程と、検出工程にて検出された発光層から出射される第１波長の光の強度に基づき、発光素子における電流リークの状態を判別する判別工程とを有する。
このような発光素子の製造方法において、光照射工程、検出工程、判別工程は、基板が発光素子ごとに分割される前に行われることを特徴とすることができる。
また、検出工程にて検出された発光素子から出射される光のうち第１波長を除く光の強度に基づき、発光素子の第１電荷注入層または第２電荷注入層に存在する準位を判別する他の判別工程をさらに有することを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の検査方法によれば、発光素子を容易かつ迅速に識別するための検査ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態における検査方法が適用される発光素子の一例を説明する断面図である。
【図２】図１のＩＩ方向からみた、発光素子の上面図である。
【図３】基板上に複数の発光素子が形成された発光素子ウエハの平面構成の一例を説明する図である。
【図４】発光素子の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図５】発光素子の製造方法における各工程における断面の一例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態における発光素子のエネルギバンド構造の一例を模式的に説明するための図である。
【図７】発光素子がフォトルミネッセンスにより出射する光の波長λ１、λ２と、光源に用いた超高圧水銀ランプの輝線スペクトルとを説明する図である。
【図８】検査工程をより詳細に説明するためのフローチャートである。
【図９】発光素子を検査する検査装置の一例を説明するための図である。
【図１０】第１の実施の形態の検査方法における励起フィルタ、ダイクロイックミラー、取出フィルタの透過率の一例を説明する図である。
【図１１】第１の実施の形態において、フォトルミネッセンスにより光を出射する発光素子を上面から観察した模式図である。
【図１２】発光素子ウエハ上のすべての発光素子を一括して検査する方法を説明する図である。
【図１３】発光素子ウエハの複数の発光素子をまとめて検査する方法を説明する図である。
【図１４】複数の発光素子をまとめて検査する方法を説明する図である。
【図１５】第２の実施の形態における発光素子のエネルギバンド構造の一例を模式的に説明するための図である。
【図１６】第２の実施の形態の検査方法における励起フィルタ、ダイクロイックミラー、取出フィルタの透過率の一例を説明するための図である。
【図１７】第２の実施の形態において、フォトルミネッセンスによる光を出射する発光素子を上面から観察した状態の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
なお、本明細書では、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体により構成され、通電により第１波長の光を出射する発光素子１を発光素子の一例として説明する。
【００１１】
＜第１の実施の形態＞
［発光素子１］
図１は本実施の形態における検査方法が適用される発光素子１の一例を説明する断面図である。図２は、図１のＩＩ方向からみた、発光素子１の上面図である。なお、図１は図２のＩ−Ｉ線での断面の概略図である。
発光素子１は基板１１０上に形成されている。発光素子１と基板１１０とをまとめて発光チップ１０と表記する。
発光素子１は、化合物半導体にて構成されている。なお、発光素子１を構成する化合物半導体としては、特に限定されるものではなく、例えば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＩＶ−ＩＶ族化合物半導体等が挙げられる。
以下では、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体により構成された発光素子１を例として説明する。例として図１に示す発光素子１は短波長光である青色光を出射する。
【００１２】
この発光素子１は、基板１１０上に積層される中間層１２０と、中間層１２０上に積層される下地層１３０と、下地層１３０上に積層される第１電荷注入層の一例としてのｎ型半導体層１４０と、ｎ型半導体層１４０上に積層される発光層１５０と、発光層１５０上に積層される第２電荷注入層の一例としてのｐ型半導体層１６０とを備えている。
すなわち、基板１１０はｎ型半導体層１４０またはｐ型半導体層１６０に対向している。
ここで、ｎ型半導体層１４０は、下地層１３０側に設けられるｎ型コンタクト層１４０ａと発光層１５０側に設けられるｎ型クラッド層１４０ｂとを有している。また、発光層１５０は、障壁層１５０ａと井戸層１５０ｂとが交互に積層され、２つの障壁層１５０ａによって１つの井戸層１５０ｂを挟み込んだ構造を有している。さらに、ｐ型半導体層１６０は、発光層１５０側に設けられるｐ型クラッド層１６０ａと最上層に設けられるｐ型コンタクト層１６０ｂとを有している。なお、以下の説明においては、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０およびｐ型半導体層１６０を、まとめて積層半導体層１００と表記する。
【００１３】
発光素子１においては、ｐ型半導体層１６０のｐ型コンタクト層１６０ｂの表面１６０ｃに透明電極１７０が積層され、さらにその上にｐ電極１９０ａが形成されている。さらに、ｎ型半導体層１４０のｎ型コンタクト層１４０ａに形成された半導体層露出面１４０ｃに、ｎ型半導体層１４０に電流を供給するための第１電極の一例としてのｎ電極１９０ｂが積層されている。ここでは、透明電極１７０およびｐ電極１９０ａがｐ型半導体層１６０に電流を供給するための第２の電極の一例である。なお、透明電極１７０を備えなくともよい。
さらにまた、発光素子１は、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂのそれぞれの表面の一部を除いて、透明電極１７０の表面、積層半導体層１００の表面および側面、下地層１３０および中間層１２０の側面を覆う保護層１８０を備えている。
すなわち、基板１１０上の中間層１２０、下地層１３０、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０、ｐ型半導体層１６０、透明電極１７０、ｐ電極１９０ａ、ｎ電極１９０ｂおよび保護層１８０が発光素子１を構成する。発光層１５０は、発光効率の高いＧａＩｎＮ（組成比を省略する。）からなることが望ましい。
【００１４】
この発光素子１においては、図１に示したｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとを介して積層半導体層１００（より具体的にはｐ型半導体層１６０、発光層１５０およびｎ型半導体層１４０）に電流を流すことで、発光層１５０が青色光を出射するようになっている。なお、発光層１５０は、透明電極１７０側に加えて、基板１１０側および側方（発光層１５０の層方向）にも青色光を発する。
ここでは、基板１１０側からｎ型半導体層１４０、発光層１５０、ｐ型半導体層１６０を順に積層したが、逆に基板１１０側からｐ型半導体層１６０、発光層１５０、ｎ型半導体層１４０の順に積層し、ｎ型半導体層１４０の表面に透明電極１７０を設けてもよい。すなわち、ｎ型半導体層１４０に電流を供給するための第１電極（ｎ電極１９０ｂ）が透明電極１７０を備えていてもよい。
【００１５】
以下では、発光素子１の構成を詳細に説明する。なお、以下では基板１１０についても説明する。
（基板１１０）
基板１１０は、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体とは異なる材料から構成され、基板１１０上にＩＩＩ族窒化物化合物半導体結晶がエピタキシャル成長される。基板１１０を構成する材料としては、例えば、サファイア、炭化珪素（シリコンカーバイド：ＳｉＣ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、シリコン、ゲルマニウム、溶融石英（石英）などのガラス等が挙げられる。ここでは、基板１１０は、一例として、透明で、良好な結晶が得られるサファイアであるとして説明する。なお、基板にエピタキシャル成長後、他の材質の基板に貼り付け、エピタキシャル成長させた基板を除去することで、他の材質の基板である貼り付けた基板を基板１１０とすることもできる。
【００１６】
（中間層１２０）
中間層（バッファ層とも呼ばれる。）１２０は、基板１１０上に好ましく形成され、中間層を介して後述する下地層１３０が形成される。中間層は、例えば、多結晶のＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）（代表的にはＡｌＮが用いられる。）からなる厚さ０．０１μｍ〜０．５μｍのものとすることができる。また、中間層は、多結晶のほか、単結晶のＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）のものがより好ましい。中間層の厚みが０．０１μｍ未満であると、中間層により基板１１０と下地層１３０との格子定数の違いを緩和する効果が十分に得られない場合がある。また、中間層の厚みが０．５μｍを超えると、中間層としての機能には変化が無いのにも関わらず、中間層の成膜処理時間が長くなり、生産性が低下するおそれがある。なお、本発明においては、中間層の形成を行うことが好ましいが、必ずしも行わなくても良い。
【００１７】
（下地層１３０）
下地層１３０に用いる材料としては、ＧａＮ系化合物半導体が用いられ、特に、ＧａＮ又はＡｌＧａＮを好適に用いることができる。
下地層１３０の結晶性をよくするためには、下地層１３０は不純物を添加されない方が好ましい。
【００１８】
（ｎ型半導体層１４０）
ｎ型半導体層１４０は、ｎ型コンタクト層１４０ａおよびｎ型クラッド層１４０ｂから構成されている。
ここで、ｎ型コンタクト層１４０ａとしては、下地層１３０と同様にＧａＮ系化合物半導体が用いられる。また、下地層１３０およびｎ型コンタクト層１４０ａを構成するＧａＮ系化合物半導体は同一組成であることが好ましく、これらの合計の膜厚を０．１μｍ〜２０μｍ、好ましくは０．５μｍ〜１５μｍ、さらに好ましくは１μｍ〜１２μｍの範囲に設定することが好ましい。
また、ｎ型コンタクト層１４０ａにはｎ型不純物がドープされていることが好ましく、ｎ型不純物を１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０２０／ｃｍ３、好ましくは１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の濃度で含有すると、ｎ電極１９０ｂとの良好なオーミック接触を維持できる点で好ましい。ｎ型不純物としては、特に限定されないが、例えば、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｎ等が挙げられ、好ましくはＳｉおよびＧｅが挙げられる。
【００１９】
一方、ｎ型クラッド層１４０ｂは、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＩｎＮ等によって形成することが可能である。なお、本明細書中には、ＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮについて、各元素の組成比を省略した形で記述する場合がある。また、これらの構造をヘテロ接合したものや複数回積層した超格子構造を採用してもよい。
ｎ型クラッド層１４０ｂの膜厚は、好ましくは５ｎｍ〜５００ｎｍ、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。ｎ型クラッド層１４０ｂのｎ型不純物の濃度は１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０２０／ｃｍ３が好ましく、より好ましくは１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３である。ｎ型不純物の濃度がこの範囲であると、良好な結晶性の維持および発光素子の動作電圧低減の点で好ましい。
【００２０】
（発光層１５０）
発光層１５０は、ＧａＮ系化合物半導体からなる障壁層１５０ａと、Ｉｎを含有するＧａＮ系化合物半導体からなる井戸層１５０ｂとが交互に繰り返して積層され、且つ、ｎ型半導体層１４０側及びｐ型半導体層１６０側にそれぞれ障壁層１５０ａが配される順で積層して形成される。すなわち、発光層１５０は多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）により構成される。本実施の形態において、発光層１５０は、６層の障壁層１５０ａと５層の井戸層１５０ｂとが交互に繰り返して積層され、発光層１５０の最上層及び最下層に障壁層１５０ａが配され、各障壁層１５０ａ間に井戸層１５０ｂが配される構成となっている。
【００２１】
井戸層１５０ｂには、Ｉｎを含有するＧａＮ系化合物半導体として、例えば、Ｇａ１−ｓＩｎｓＮ（０＜ｓ＜０．４）等を用いることができる。
また、障壁層１５０ａとしては、例えば、井戸層１５０ｂよりもバンドギャップエネルギが大きいＡｌｃＧａ１−ｃＮ（０≦ｃ≦０．３）等のＧａＮ系化合物半導体を好適に用いることができる。
井戸層１５０ｂの膜厚としては、特に限定されないが、量子効果の得られる程度の膜厚であることが好ましい。
【００２２】
（ｐ型半導体層１６０）
ｐ型半導体層１６０は、ｐ型クラッド層１６０ａおよびｐ型コンタクト層１６０ｂから構成される。ｐ型クラッド層１６０ａとしては、好ましくは、ＡｌｄＧａ１−ｄＮ（０＜ｄ≦０．４）のものが挙げられる。ｐ型クラッド層１６０ａの膜厚は、好ましくは１ｎｍ〜４００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍである。ｐ型クラッド層１６０ａのｐ型不純物の濃度は、１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０２１／ｃｍ３が好ましく、より好ましくは１×１０１９／ｃｍ３〜５×１０２０／ｃｍ３である。ｐ型不純物の濃度が上記範囲であると、結晶性を低下させることなく良好なｐ型半導体結晶が得られる。
一方、ｐ型コンタクト層１６０ｂとしては、ＡｌｅＧａ１−ｅＮ（０≦ｅ＜０．５）等のＧａＮ系化合物半導体層が挙げられる。ｐ型コンタクト層１６０ｂの膜厚は、特に限定されないが、１０ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍである。ｐ型不純物を１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０２１／ｃｍ３の濃度、好ましくは５×１０１９／ｃｍ３〜５×１０２０／ｃｍ３の濃度で含有していると、良好なオーミック接触の維持、クラック発生の防止、良好な結晶性の維持の点で好ましい。ｐ型不純物としては、特に限定されないが、例えば好ましくはＭｇが挙げられる。
【００２３】
（透明電極１７０）
透明電極１７０を構成する材料としては、例えば、ＩＺＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２）、ＡＺＯ（ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３）、ＧＺＯ（ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３）等の従来公知の材料が挙げられる。また、透明電極１７０の構造は特に限定されず、従来公知の構造を採用することができる。透明電極１７０は、ｐ型半導体層１６０上のほぼ全面を覆うように形成しても良く、格子状や樹形状に形成しても良い。
【００２４】
（ｐ電極１９０ａ）
透明電極１７０上に形成され、透明電極１７０とオーミック接触するｐ電極１９０ａは、例えば、従来公知のＡｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｕ等の材料から構成される。ｐ電極１９０ａの構造は特に限定されず、従来公知の構造を採用することができる。
ｐ電極１９０ａの厚さは、例えば１００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であり、好ましくは３００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内である。
【００２５】
（ｎ電極１９０ｂ）
ｎ電極１９０ｂは、ｎ型半導体層１４０のｎ型コンタクト層１４０ａにオーミック接触している。すなわち、ｐ型半導体層１６０、発光層１５０およびｎ型半導体層１４０の一部を除去し、ｎ型コンタクト層１４０ａが露出した半導体層露出面１４０ｃを形成し、この上にｎ電極１９０ｂが設けられる。
ｎ電極１９０ｂの材料としては、ｐ電極１９０ａと同じ組成・構造でもよく、各種組成および構造のｎ電極が従来公知であり、これらのｎ電極を何ら制限無く用いることができ、この技術分野で従来公知の手段で設けることができる。
【００２６】
次に、発光素子１の平面形状を説明する。
図２に示すように、発光素子１の平面形状は、例えば３５０μｍ×３５０μｍの正方形である。なお、発光素子１の平面形状は、正方形に限らず、長方形など、他の形状であってもよい。
半導体層露出面１４０ｃは、図２に示すように、発光素子１の周縁を巡るように形成されている。なお、半導体層露出面１４０ｃは、発光素子１の１辺において、周縁から内側に向かって広がって設けられている。そして、ｎ電極１９０ｂは、この広がって設けられた半導体層露出面１４０ｃ上に設けられている。
なお、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂの形状および配置は、図２に示したものに限らず、他の形状および配置であってもよい。
【００２７】
［発光素子ウエハ２０］
図３は、基板１１０上に複数の発光素子１が形成された発光素子ウエハ２０の平面構成の一例を説明する図である。
発光素子ウエハ２０では、例えば円形の基板１１０上に、複数の発光素子１が形成されている。そして、発光素子ウエハ２０をｙ方向に分割する分割予定線Ｖ１〜Ｖ９とｘ方向に分割する分割予定線Ｈ１〜Ｈ９とで分割することで、それぞれが発光素子１を有する複数の発光チップ１０に分割される。なお、基板１１０、中間層１２０、下地層１３０、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０、ｐ型半導体層１６０等の表記は、発光素子１（図１、２参照）においても、発光素子ウエハ２０においても用いる。
発光素子ウエハ２０には、基板１１０の結晶方位を示すとともに、自動制御により発光素子ウエハ２０の位置を定めるために用いられるオリエンテーションフラット（ＯＦ）が設けられている。なお、ＯＦの代わりに切り込み（ノッチ）などが設けられていてもよい。
【００２８】
［発光素子１の製造方法］
次に、本実施の形態における発光素子１の製造方法を説明する。
図４は、発光素子１の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。
発光素子１の製造では、まず複数の発光素子１が形成された発光素子ウエハ２０が製造される。
発光素子ウエハ２０は、基板１１０上に、中間層１２０を形成する中間層形成工程（ステップ１０１）と、下地層１３０を形成する下地層形成工程（ステップ１０２）と、発光層１５０を含む積層半導体層１００を形成する積層工程の一例としての積層半導体層形成工程（ステップ１０３）と、透明電極１７０を形成する透明電極形成工程（ステップ１０４）と、積層半導体層１００の一部を切り欠いて半導体層露出面１４０ｃを形成する分離工程の一例としての半導体層露出面形成工程（ステップ１０５）と、透明電極１７０上にｐ電極１９０ａを形成し且つ半導体層露出面１４０ｃ上にｎ電極１９０ｂを形成する電極形成工程（ステップ１０６）とを含んで製造される。
なお、透明電極形成工程（ステップ１０４）と半導体層露出面形成工程（ステップ１０５）とはいずれが先であってもよい。
【００２９】
さらに、積層半導体層１００、ｐ電極１９０ａ、ｎ電極１９０ｂの表面を覆うように保護層１８０を形成する保護層形成工程を含んでもよい。なお、ｐ電極１９０ａ上およびｎ電極１９０ｂ上の保護層１８０を除去して設けられた開口部に回路基板等との接続のためのバンプを形成するバンプ形成工程を有していてもよい。
さらにまた、発光素子１の製造方法では、必要に応じて、電極形成工程（ステップ１０６）の後に熱処理を施すアニール工程をさらに有している場合がある。
そして、発光素子ウエハ２０を分割する基板分割工程（ステップ１０７）により、発光素子ウエハ２０が発光素子１ごとに分割される。次に、それぞれの発光素子１が使用に適するか否かを検査する検査工程（ステップ１０８）にて判別されて、使用に適する発光素子１が製造される。
【００３０】
図５は、発光素子１の製造方法における各工程（ステップ１０１〜ステップ１０７）における断面の一例を示す図である。なお、図５においては、検査工程（ステップ１０８）は省略している。図５（ａ）〜（ｇ）の順に工程が進む。
図５では、一の基板１１０上に製造される４個の発光素子１の断面図を示している。なお、４個の発光素子１のうち、両端の２つは一部のみを示している。
図５を参照しつつ、発光素子１の製造方法を図４のフローチャートに従って説明する。
【００３１】
（中間層形成工程（ステップ１０１））
まず、基板１１０に中間層１２０を形成するために前処理を施す。前処理としては、例えば、スパッタ装置のチャンバ内に基板１１０を配置し、中間層１２０を形成する前にスパッタするなどの方法によって行うことができる。具体的には、チャンバ内において、基板１１０をＡｒやＮ２のプラズマ中に曝す事によって上面を洗浄する前処理を行なってもよい。ＡｒガスやＮ２ガスなどのプラズマを基板１１０に作用させることで、基板１１０の上面に付着した有機物や酸化物を除去することができる。
【００３２】
次に、図５（ａ）に示すように、基板１１０の上面に、スパッタ法によって、中間層１２０を積層する。
スパッタ法によって、単結晶構造を有する中間層１２０を形成する場合、チャンバ内の窒素原料と不活性ガスの流量に対する窒素流量の比を、窒素原料が５０体積％〜１００体積％の範囲で行なうことが望ましい。
また、スパッタ法によって、柱状結晶（多結晶）を有する中間層１２０を形成する場合、チャンバ内の窒素原料と不活性ガスの流量に対する窒素流量の比を、窒素原料が１体積％〜５０体積％にすることが望ましい。なお、中間層１２０は、上述したスパッタ法だけでなく、ＭＯＣＶＤ法で形成することもできる。
【００３３】
（下地層形成工程（ステップ１０２））
次に、中間層１２０を形成した後、図５（ｂ）に示すように、中間層１２０が形成された基板１１０の上面に、単結晶の下地層１３０を形成する。下地層１３０は、スパッタ法で形成してもよく、ＭＯＣＶＤ法で形成してもよい。
【００３４】
（積層半導体層形成工程（ステップ１０３））
積層半導体層形成工程は、ｎ型半導体層形成工程と、発光層形成工程と、ｐ型半導体層形成工程とからなり、図５（ｃ）に示すように、中間層１２０上にｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層が形成される。
（ｎ型半導体層形成工程）
下地層１３０の形成後、ｎ型コンタクト層１４０ａおよびｎ型クラッド層１４０ｂを積層してｎ型半導体層１４０を形成する。ｎ型コンタクト層１４０ａおよびｎ型クラッド層１４０ｂは、スパッタ法で形成してもよく、ＭＯＣＶＤ法で形成してもよい。
【００３５】
（発光層形成工程）
発光層１５０の形成は、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法のいずれの方法でもよいが、特にＭＯＣＶＤ法が好ましい。具体的には、障壁層１５０ａと井戸層１５０ｂとを交互に繰り返して積層し、且つ、ｎ型半導体層１４０側およびｐ型半導体層１６０側に障壁層１５０ａが配される順で積層すればよい。
【００３６】
（ｐ型半導体層形成工程）
また、ｐ型半導体層１６０の形成は、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法のいずれの方法でもよい。具体的には、ｐ型クラッド層１６０ａと、ｐ型コンタクト層１６０ｂとを順次積層すればよい。
【００３７】
（透明電極形成工程（ステップ１０４））
スパッタ法などにより成膜し、フォトリソグラフィなどの公知の方法によって、図５（ｄ）に示すように、透明電極１７０を形成する。
【００３８】
（半導体層露出面形成工程（ステップ１０５））
図５（ｅ）に示すように、積層半導体層１００の一部をエッチングしてｎ型コンタクト層１４０ａの一部を露出させ、半導体層露出面１４０ｃを形成する。
必要に応じて、例えば窒素などの還元雰囲気下において、５００〜１０００℃で熱処理する。この熱処理は、透明電極１７０を結晶化し、ｐ型半導体層１６０と透明電極１７０との接合性を高めるために行われる。
【００３９】
（電極形成工程（ステップ１０６））
次に、図５（ｆ）に示すように、透明電極１７０上にｐ電極１９０ａを、半導体層露出面１４０ｃ上にｎ電極１９０ｂを形成する。
本実施の形態では、ｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとを同時に形成するとしたが、ｐ電極１９０ａの形成とｎ電極１９０ｂの形成とを個別に行ってもよい。
そして、中間層１２０、下地層１３０、積層半導体層１００、半導体層露出面１４０ｃ、ｐ電極１９０ａ、ｎ電極１９０ｂの表面および側面を覆うように保護層１８０（図１参照）を形成してもよい。
そして、保護層１８０を形成した場合には、保護層１８０上に図示しないレジストを塗布する。そして、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂのそれぞれの上面の保護層１８０に開口部を設ける。
【００４０】
（基板分割工程（ステップ１０７））
図５（ｇ）に示すように、発光素子ウエハ２０を、図３に示した分割予定線（Ｖ１〜Ｖ９、Ｈ１〜Ｈ９）に沿って、分割して発光素子１とする。
例えば、基板１１０を透過する波長のレーザ光を、基板１１０内に焦点を結ぶように設定して、分割予定線（Ｖ１〜Ｖ９、Ｈ１〜Ｈ９）に沿って照射することで、照射しない部分に比べて強度が低い脆弱領域を基板１１０内部に形成する。その後、分割予定線（Ｖ１〜Ｖ９、Ｈ１〜Ｈ９）に沿ってブレードを押圧することで、脆弱領域を核として、発光素子ウエハ２０を切断する方法を用いることができる。
なお、脆弱領域は、ダイヤモンドポイントで罫書きすることにより、発光素子ウエハ２０の表面または裏面（基板１１０の裏面）に形成してもよい。
また、公知のダイヤモンドブレードによって、発光素子ウエハ２０を分割予定線（Ｖ１〜Ｖ９、Ｈ１〜Ｈ９）に沿って、機械的に切断してもよい。
【００４１】
（検査工程（ステップ１０８））
上記のようにして製造された発光素子１には、製造工程（図４におけるステップ１０１〜ステップ１０７）において発光層１５０等に損傷が発生するなどにより、電流リークが生じて、予め定められた特性を有しないために使用に適さないものが混在する。
そこで、予め定められた特性を有し使用に適する（合格品）か、その特性を有せず使用に適しない（不良品）か、を検査工程において判別する。
【００４２】
これまでは、発光素子１ごとに通電して（ｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとの間に電流を流して）、発光波長、光量およびリーク電流を測定することにより、発光素子１が使用に適するか否かを判断していた。このとき、発光素子１に通電するために、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂのそれぞれにプローバ針を接触させて行っていた。
この方法では、プローブ針の接触により、金などで構成されたｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂの表面に大きな傷（凹凸）が生じる恐れがあった。これらの傷（凹凸）は、発光素子１をパッケージに搭載して、ボンディングワイヤでｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂとパッケージの電極とを接続するとき、良好な接着が阻害される恐れがあった。
【００４３】
発明者は、発光層１５０の井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇよりも大きいエネルギの光（励起光、本明細書中では第２波長の光ともいう。）を、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂを形成した発光素子１に、透明電極１７０を介して、積層半導体層１００に照射すると、使用に適する発光素子１では、フォトルミネッセンスにより発光層１５０の井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇで決まる波長の光を出射し、使用に適しない発光素子１では、井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇで決まる波長の光を出射しないか、出射しても強度が小さいことを発見した。なお、発光素子１は、透明電極１７０の全面において、光を出射するかしないか、または出射する光の強度が大きいか小さいかであった。
【００４４】
そして、このような使用に適さない発光素子１は、発光素子１内においてｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとの間が短絡した状態（短絡状態）または抵抗の小さい状態（低抵抗状態）にあることが分かった。すなわち、使用に適さない発光素子１はｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとの間において、電流がリークする状態（電流リークの状態）であった。
さらに、使用に適する発光素子１においても、ｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとの間を静電気破壊（ＥＳＤ：ｅｌｅｃｔｒｏ−ｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）試験により高い静電気を印加して短絡させる（電流リークの状態にする）と、使用に適しない発光素子１と同様に、井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇで決まる波長の光を出射しないか、出射しても強度が小さかった。
【００４５】
すなわち、使用に適さない発光素子１とは、製造工程において、発光層１５０が損傷を受け、ｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとの間が短絡状態または低抵抗状態（電流リークの状態）になっていると考えられる。
このため、励起光が発光素子１に照射され、電子および正孔が励起されても、井戸層１５０ｂで再結合して、光を出射するよりも先に、短絡状態または低抵抗状態になっているｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとの間を流れて失われてしまうと思われる。
そして、本実施の形態では、電気伝導度がｐ電極１９０ａに比べて低い透明電極１７０をｐ電極１９０ａ上に設けている。よって、例え短絡状態または低抵抗状態が微小な範囲で生じていたとしても、その影響は透明電極１７０全面にわたって現れる。すなわち、光が出射するかしないか、または出射する光の強度が大きいか小さいかという現象は、発光素子１の透明電極１７０全面にわたって観察される。
【００４６】
以上説明したように、フォトルミネッセンスにより発する光の波長および光量は、それぞれの発光素子１の状態、とくに発光層１５０の状態を反映しているので、発光素子１からのフォトルミネッセンスを検査工程（ステップ１０８）に使用できる。
つまり、フォトルミネッセンスにより、発光素子１が井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇで決まる光を予め定められた強度以上出射すれば、使用に適すると判断できる。一方、発光素子１が井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇで決まる光を出射しないか、予め定められた強度未満である場合には、発光素子１が電流リークの状態にあるので、使用に適さないと判断できる。
この方法は、光（励起光）を照射するだけであって、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂに対して非接触で行える。これにより、プローバによってｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとの間に電流を流すことが不要にでき、ｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとにプローバ針の接触による傷が付くことが抑制できる。
【００４７】
以下では、本実施の形態におけるフォトルミネッセンスを用いて発光素子１を検査する検査工程（検査方法）をより詳細に説明する。
【００４８】
（発光素子１のエネルギバンド構造）
ここで、発光素子１のエネルギバンド構造および発光素子１が出射する光との関係を説明する。
図６は、第１の実施の形態における発光素子１のエネルギバンド構造の一例を模式的に説明するための図である。
前述したように、発光素子１のｎ型半導体層１４０およびｐ型半導体層１６０は、ＧａＮ系化合物半導体層で構成されている。一方、発光層１５０は、ＧａＮ系化合物半導体からなる障壁層１５０ａと、Ｉｎを含有するＧａＮ系化合物半導体（ＧａＩｎＮ）からなる井戸層１５０ｂとが交互に繰り返して積層された多重量子井戸構造（ＭＱＷ）で構成されている（図１参照）。なお、図６では井戸層１５０ｂは５層として表記している。
図６では、発光素子１のｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０および発光層１５０の障壁層１５０ａはＧａＮで構成されているとする。ＧａＮのバンドギャップエネルギＥｇ（以下では、Ｅｇ（ＧａＮ）と表記する。他のバンドギャップエネルギＥｇについても同様とする。）は３．４ｅＶである。このバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＮ）により決まる光の波長λ１（中心波長）は３６４ｎｍである。
一方、発光層１５０の井戸層１５０ｂは、ＧａＩｎＮで構成されているとする。井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＩｎＮ）は、ＧａＩｎＮの組成が若干変動するため、２．７ｅＶ〜２．８ｅＶであるとする。よって、このバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＩｎＮ）により決まる光の波長λ２（中心波長）は４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲にある。
【００４９】
図７は、発光素子１がフォトルミネッセンスにおいて出射する光の波長λ１、λ２と、光源５２（後述する図９参照）に用いた超高圧水銀ランプの輝線スペクトルとを説明する図である。
発光素子１にバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＮ）よりもエネルギの大きい光、すなわち波長λ１よりも短い波長の光（図７の波長領域Ｉで示す光）を照射すると、フォトルミネッセンスにより、ｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０、障壁層１５０ａから波長λ１（３６４ｎｍ）の光と、井戸層１５０ｂから波長λ２（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）の光とが出射される。
一方、発光素子１にバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＮ）よりも小さく、バンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＩｎＮ）より大きいエネルギの光、すなわち波長λ１を超えた波長の光であって、且つ波長λ２未満の波長の光（図７の波長領域ＩＩで示す光）を照射すると、井戸層１５０ｂから波長λ２（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）の光が出射される。
そして、発光素子１にバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＮ）およびバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＩｎＮ）のいずれよりも小さいエネルギの光、すなわち波長λ２を超えた波長の光（図７の波長領域ＩＩＩで示す光）を照射しても、発光素子１からフォトルミネッセンスによる光は出射しない。
【００５０】
図７に示すように、後述する光源５２に用いる超高圧水銀ランプは、３００ｎｍ〜６００ｎｍにおける波長範囲において、複数の輝線スペクトルを有するために、干渉フィルタなどにより波長領域Ｉ、ＩＩに対応した光を取り出すことができる。よって、超高圧水銀ランプは、上記したフォトルミネッセンスによる発光素子１からフォトルミネッセンスを観察するのに用いうる。
【００５１】
なお、上記の説明では、発光素子１はフォトルミネッセンスにより波長λ１と波長λ２の光を出射するとしたが、中間層１２０、下地層１３０、積層半導体層１００などに、不純物や欠陥に起因する準位が存在する場合には、波長λ１および波長λ２以外の波長の光を出射することがある。これについては、第２の実施の形態において詳述する。
【００５２】
図８は、図６に示した検査工程（ステップ１０８）をより詳細に説明するためのフローチャートである。
検査工程は、発光素子１に通電を行わずに、通電により発光する波長（第１波長）より波長が短い光（第２波長の光）を励起光として照射する光照射工程（ステップ２０１）と、第２波長の光の照射により発光素子１が出射する光を検出する検出工程（ステップ２０２）と、発光素子１が出射する第１波長の光の強度に基づき、発光素子１の電流リークの状態を判別する判別工程（ステップ２０３）とを含んでいる。
すなわち、通電により発光する波長（第１波長）より波長が短い（エネルギの大きい）光を励起光Ｌ２（後述する図９参照）として、発光素子１に照射し、発光素子１がフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３（後述する図９参照）により、発光素子１の電流リークの状態を判別する。つまり、本実施の形態における発光素子１の検査方法では、フォトルミネッセンスを利用して発光素子１の電流リークの状態を検査する。
一般に、励起光Ｌ２の波長に比べ、発光素子１がフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３の波長は長い。そして、発光素子１が正常であれば、フォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３の波長は、発光素子１が通電されたときに出射する第１波長の光と同じか、その波長を含んでいる。
【００５３】
（検査装置５０）
図９は、発光素子１を検査する検査装置５０の一例を説明するための図である。検査装置５０は、蛍光性を有する試料を観察するために用いられる落射型蛍光顕微鏡と同様の構成を有している。図９では、光の進む方向を矢印で示している。
検査装置５０は、発光素子１が設けられた発光チップ１０または発光素子ウエハ２０などを保持できる保持台５１と、発光素子１における発光層１５０の井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇより短い波長（エネルギの大きい）の光を含む光Ｌ１を出射する光源５２とを備えている。
保持台５１は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動可能であって、さらにθ方向（Ｚ方向の周り）に回転可能になっている。なお、Ｘ方向およびＹ方向に、それぞれ予め定められた距離でステップ状に移動可能になっていてもよい。
【００５４】
そして、検査装置５０は、光源５２が出射する光Ｌ１の光路上に設けられ、発光素子１を励起する励起光Ｌ２を取り出す励起フィルタ５３と、取り出された励起光Ｌ２が４５°の入射角で入射するダイクロイックミラー５４と、ダイクロイックミラー５４により９０°方向に反射した励起光Ｌ２を集光して、保持台５１上の発光素子１に照射する対物レンズ５５とを備えている。
さらに、検査装置５０は、発光素子１に照射された励起光Ｌ２により引き起こされるフォトルミネッセンスにより発光素子１が出射する光Ｌ３が、ダイクロイックミラー５４を透過した後に入射する取出フィルタ５６を備えている。そして、発光素子１が出射する光Ｌ３のうち、取出フィルタ５６を透過した光Ｌ４を２つに分岐するハーフミラー５７を備えている。そして、ハーフミラー５７を透過した光Ｌ５を集光する接眼レンズ５８を備え、接眼レンズによって集光された光Ｌ５を像として撮影するカメラ５９を備えている。そして、ハーフミラー５７によって反射された光Ｌ６を集光する集光レンズ６１を備え、集光レンズ６１により集光された光Ｌ６を分光する分光装置６２を備えている。
【００５５】
光源５２には、例えば可視光から近紫外にいたる複数の輝線スペクトルを有し、光の強度が大きい超高圧水銀ランプを用いることができる（図７参照）。この他、キセノンランプ、紫外線ＬＥＤ、レーザ光を用いることができる。ここでは、超高圧水銀ランプを用いるとして説明する。
励起フィルタ５３には、誘電体多層膜からなる干渉フィルタを用いることができる。励起フィルタ５３は、予め定められた波長帯域のみを透過する帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ）であってもよく、予め定められた波長より短い光のみを透過する短波長透過フィルタ（ショートパスフィルタ）であってもよい。これらの波長は、誘電体多層膜の構成により容易に設定できる。
すなわち、励起フィルタ５３により、光源５２が出射した光Ｌ１から、予め定められた波長の光を励起光Ｌ２として取り出すことができる。
なお、誘電体多層膜からなる干渉フィルタは、光の吸収が少なく、透過率が高いとともに、透過しない光を反射する。
【００５６】
ダイクロイックミラー５４は、前述したように、励起フィルタ５３を透過した励起光Ｌ２の光路に対して４５°の角度で傾いて設置され、４５°の角度で入射した励起光Ｌ２を高い反射率で反射するように構成されている。すなわち、ダイクロイックミラー５４は、励起光Ｌ２の光路を９０°曲げて、励起光Ｌ２が発光素子１を照射するようにしている。
そして、発光素子１に励起光Ｌ２が照射されると、発光素子１はフォトルミネッセンスにより光Ｌ３を出射する。
【００５７】
光Ｌ３は、対物レンズ５５を透過して、ダイクロイックミラー５４に向かう。ここでは、ダイクロイックミラー５４はフォトルミネッセンスにより発光素子１が出射する光Ｌ３を透過するように設定されているので、光Ｌ３はダイクロイックミラー５４を透過して、取出フィルタ５６に入射する。
なお、励起光Ｌ２は、一部は発光素子１の励起に使用されるが、他は発光素子１のｐ電極１９０ａやｎ電極１９０ｂなどにより反射される。この反射された励起光Ｌ２は、再びダイクロイックミラー５４に向かう。前述したように、ダイクロイックミラー５４は励起光Ｌ２を反射するので、発光素子１で反射された励起光Ｌ２は、再びダイクロイックミラー５４で反射されて、励起フィルタ５３に向かう。すなわち、発光素子１で反射された励起光Ｌ２は、ダイクロイックミラー５４を透過しない。
【００５８】
以上説明したように、ダイクロイックミラー５４は、波長の短い励起光Ｌ２は反射するが、発光素子１が出射した励起光Ｌ２より波長の長い光Ｌ３は透過するように設定されている。ダイクロイックミラー５４は、長波長透過フィルタ（ロングパスフィルタ）となっている。このようなダイクロイックミラー５４は誘電体多層膜による干渉フィルタで構成される。そして、反射と透過の境界の波長は、誘電体多層膜の屈折率や膜厚を調整することで設定されている。
なお、後述するように、ダイクロイックミラー５４が励起光Ｌ２の一部を反射し、残りを透過するように構成されることもある。
【００５９】
取出フィルタ５６は、ダイクロイックミラー５４を透過して、カメラ５９や分光装置６２に向かう光Ｌ４の波長を選択するフィルタである。取出フィルタ５６は、帯域透過フィルタ、短波長透過フィルタ、長波長透過フィルタであってもよい。そして、取出フィルタ５６は、励起フィルタ５３と同様に、誘電体多層膜による干渉フィルタであるのが好ましい。
また、取出フィルタ５６は、カメラ５９や分光装置６２に向かう光Ｌ４の強度を調整するための減光フィルタであってもよい。この場合、取出フィルタ５６は、光Ｌ３の光のエネルギの一部を吸収して減光する。
【００６０】
ハーフミラー５７は、取出フィルタ５６を透過した光Ｌ４を分岐する。すなわち、ハーフミラー５７は、半透明な金属膜などがガラス等の基板表面に設けられ、光Ｌ４に対して波長選択的な反射特性や透過特性を有しないように構成されている。そして、半透明な金属膜の厚さなどを調整することで、透過する光の量と反射する光の量とが設定されている。ハーフミラー５７を透過した光Ｌ５とハーフミラー５７で反射した光Ｌ６とは、強度はことなるが、波長特性は同じになっている。
すなわち、ハーフミラー５７は、光Ｌ４をカメラ５９で観察するとともに、並行して分光装置６２で分光するような場合に用いられる。
【００６１】
そして、接眼レンズ５８を介して、カメラ５９により、発光素子１が出射した光Ｌ３のうち、取出フィルタ５６およびハーフミラー５７を透過した光Ｌ５を像として観察できる。また、集光レンズ６１を介して、分光装置６２に発光素子１が出射した光Ｌ３のうち、取出フィルタ５６を透過しハーフミラー５７で反射された光Ｌ６を導光することにより、光Ｌ６の波長および強度を測定することができる。
【００６２】
なお、対物レンズ５５、接眼レンズ５８、集光レンズ６１は、励起光Ｌ２、発光素子１が出射する光Ｌ３、取出フィルタ５６を透過した光Ｌ５、Ｌ６に対して、波長選択的な反射特性や透過特性を有しないようになっている。
【００６３】
図９では、対物レンズ５５を用いて励起光Ｌ２を集光して発光素子１に照射し、接眼レンズ５８を用いて光Ｌ５を観察している。また、集光レンズ６１を用いて光Ｌ６を分光装置６２に導光している。しかし、対物レンズ５５を用いないで、平行光または発散光を発光素子１に照射してもよい。同様に、接眼レンズ５８を用いないで、光Ｌ５を観察してもよい。さらに、集光レンズ６１を用いないで、光Ｌ６を分光装置６２に導光してもよい。
【００６４】
図１０は、第１の実施の形態の検査方法における励起フィルタ５３、ダイクロイックミラー５４、取出フィルタ５６の透過率の一例を説明する図である。
図１０は、図６に示したエネルギバンド構造を有する発光素子１を対象として、励起フィルタ５３、ダイクロイックミラー５４、取出フィルタ５６を設定している。ｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０および発光層１５０の障壁層１５０ａはＧａＮで構成されている。そして、バンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＮ）は３．４ｅＶ、このバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＮ）により決まる光の波長λ１（中心波長）は３６４ｎｍである。
一方、発光層１５０の井戸層１５０ｂは、ＧａＩｎＮで構成されている。そして、井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＩｎＮ）は、ＧａＩｎＮの組成が若干変動するため、２．７ｅＶ〜２．８ｅＶとした。そして、このバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＩｎＮ）により決まる光の波長λ２（中心波長）は４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲にある。
ここでは、発光素子１はフォトルミネッセンスにより波長λ１と波長λ２の光のみを出射するとする。
【００６５】
励起フィルタ５３は、波長３９０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長を透過する帯域透過フィルタである。ダイクロイックミラー５４は、４００ｎｍ以上の光を透過する長波長透過フィルタである。さらに、取出フィルタ５６は、４２０ｎｍ以上の光を透過する長波長透過フィルタである。
【００６６】
この例では、ダイクロイックミラー５４は、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲で透過率が緩やかに変化し、励起フィルタ５３の透過帯域と重なっている。
このため、光源５２が出射する光Ｌ１（図７参照）から励起フィルタ５３により励起光Ｌ２として取り出された波長３９０ｎｍ〜４１０ｎｍの光の一部は、ダイクロイックミラー５４により反射されて発光素子１に照射される。しかし、残りはダイクロイックミラー５４を透過して失われる。
そして、発光素子１に照射され、発光素子１によって反射された励起光Ｌ２は、一部はダイクロイックミラー５４で反射されて、励起フィルタ５３に向かう。残りは、ダイクロイックミラー５４を透過して、取出フィルタ５６に向かう。しかし、取出フィルタ５６は、４２０ｎｍ以上の光しか透過しないため、波長３９０ｎｍ〜４１０ｎｍの励起光Ｌ２は透過しない。すなわち、励起光Ｌ２は、カメラ５９および分光装置６２に入射しない。
【００６７】
励起光Ｌ２は波長３９０ｎｍ〜４１０ｎｍの光であるので、フォトルミネッセンスにより発光素子１が出射する光Ｌ３は、波長λ２（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）の光である。よって、これらの光は、ダイクロイックミラー５４および取出フィルタ５６を透過する。そして、カメラ５９および分光装置６２に入射する。すなわち、発光素子１がフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３がカメラ５９および分光装置６２で観察できる。
【００６８】
図１１は、第１の実施の形態において、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３を出射する発光素子１を上面から観察した模式図である。図１１（ａ）は使用に適する発光素子１を、図１１（ｂ）は使用に適しない発光素子１を示している。ここでは、発光素子１を個別に検査している。
発光素子１の光を出射するｐ型半導体層１６０の表面１６０ｃ（図１、２参照）の大部分は、透明電極１７０で覆われている。よって、図１１（ａ）に示すように、使用に適する発光素子１の場合には、透明電極１７０を透過して、発光層１５０に励起光Ｌ２が照射され、透明電極１７０を透過してフォトルミネッセンスによる光Ｌ３を出射する。
なお、励起光Ｌ２は、透明電極１７０の部分ばかりでなく、透明電極１７０の周囲の透明電極１７０で覆われていないｐ型半導体層１６０の表面１６０ｃにも照射される。このため、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３は、透明電極１７０で覆われていないｐ型半導体層１６０の表面１６０ｃからも出射する。よって、図１１（ａ）においては、ｐ型半導体層１６０の表面１６０ｃを白抜きにして、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３が出射することを示した。
なお、半導体層露出面１４０ｃの部分には発光層１５０がないので、光Ｌ３を出射しない。また、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂの部分は不透明なＡｕなどで構成されているので、光Ｌ３を出射しない。
【００６９】
一方、製造工程において発光素子１の発光層１５０が損傷などを受け、使用に適さない発光素子１では、図１１（ｂ）に示すように、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３（図７の波長λ２の光）を出射しないか、強度が小さい。そこで、ｐ型半導体層１６０の表面１６０ｃを斜線で覆って、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３（図７の波長λ２の光）を出射しなか、強度が小さいとした。
【００７０】
ここでは、励起光Ｌ２の照射によるフォトルミネッセンスで、発光素子１における発光層１５０の井戸層１５０ｂから光Ｌ３（図７の波長λ２）が出射するとした。しかし、後述するように、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０の障壁層１５０ａ、ｐ型半導体層１６０からもフォトルミネッセンスによる光が出射されることがある。この場合は、図１１（ａ）、（ｂ）において、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂの部分を除く全面から光が出射されることになる。これについては第２の実施の形態において後述する。
【００７１】
図１１では、発光素子１を個別に検査するとして説明した。しかし、第１の実施の形態における検査方法は、励起光Ｌ２を発光素子１に照射し、発光素子１がフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３を観察するものである。よって、複数の発光素子１をまとめて検査することもできる。
【００７２】
図１２は、発光素子ウエハ２０上のすべての発光素子１を一括して検査する方法を説明する図である。図１２は、発光素子ウエハ２０を発光素子１ごとに分割する前の状態、すなわち図５（ｆ）の状態を示している。
ここでは、励起光Ｌ２は、発光素子ウエハ２０において発光素子１が形成された表面２０ａを一括して照射する。そして、それぞれの発光素子１からフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３を観察する。なお、前述したように、発光素子１はｐ型半導体層１６０上に透明電極１７０を設けているので、透明電極１７０から出射する光Ｌ３を観察すればよい。
ここでも、励起光Ｌ２の照射によって、発光素子１における発光層１５０の井戸層１５０ｂからフォトルミネッセンスによる光Ｌ３（図７の波長λ２）が出射するとする。
【００７３】
図中、透明電極１７０に斜線を施した発光素子１（α、β、γ、δで表記する発光素子１）は、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３を出射しないか、強度が小さい（暗い状態にある）。
よって、この状態をカメラ５９で撮影して記録してもよく、暗い状態の発光素子１にマークを付してもよい。また、暗い状態の発光素子１の座標を記録してもよい。このようにして、発光素子ウエハ２０の発光素子１を一括して検査し、使用に適する発光素子１と使用に適さない発光素子１とを識別してもよい。
【００７４】
このように、発光素子ウエハ２０を発光素子１ごとに分割しなくても、検査ができるのは、発光素子１における発光層１５０が、発光素子１ごとに分離されていて、例え発光素子１における発光層１５０が損傷を受けて、短絡状態または低抵抗状態になっても、その影響が隣接する発光素子１に及ばないからである。すなわち、発光素子１からフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３は、発光素子１ごとの発光層１５０の状態を反映することになる。
よって、本実施の形態における検査方法は、発光素子１に透明電極１７０、ｐ電極１９０ａ、ｎ電極１９０ｂが形成され、発光素子１ごとに分割される直前の状態でなくともよい。例えば図５（ｅ）に示すように、半導体層露出面１４０ｃが形成され、発光層１５０がそれぞれの発光素子１ごとに分離されていれば適用できる。
また、発光素子１は、ｐ型半導体層１６０上に透明電極１７０が設けられているので、発光層１５０の短絡状態または低抵抗状態が例え微小な範囲で生じていたとしても、その影響は、透明電極１７０全面に及ぶことなる。すなわち、発光層１５０の損傷の有無が極めて観察しやすい。
【００７５】
図１３は、発光素子ウエハ２０の複数の発光素子１をまとめて検査する方法を説明する図である。図１３では、発光素子ウエハ２０の複数の発光素子１を含む領域（図１３にＬ２で表記する。）に励起光Ｌ２を照射し、励起光Ｌ２が照射された領域の発光素子１がフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３を観察して、発光素子１を検査する。保持台５１をステップアンドリピートで移動させることで、励起光Ｌ２を照射する領域を移動させ、発光素子ウエハ２０の全面を検査する。図１３ではαと表記した発光素子１が暗い状態にある。そして、励起光Ｌ２が一部分でも照射された発光素子１は、透明電極１７０でｐ型半導体層１６０が同電位になっているので、透明電極１７０の全面からフォトルミネッセンスによる光Ｌ３を出射する（図１３において、例えばαと表記した発光素子１の下側の発光素子１）。
なお、図１３では、励起光Ｌ２の照射される領域は円形であるが、四辺形としてもよい。
【００７６】
図１４は、複数の発光素子１をまとめて検査する方法を説明する図である。ここでは、図５（ｇ）に示すように、発光素子ウエハ２０を発光素子１に分割した状態で検査を行う。
【００７７】
なお、前記した基板分割工程（図４のステップ１０７）は、分割された発光素子１の飛散を抑制するために、発光素子ウエハ２０はその表面２０ａがダイシングテープ１５に貼り付けられて行われる。このとき、ダイシングテープ１５の周囲には、発光素子ウエハ２０を取り囲むように、ウエハリング１６が張り付けられている。なお、図１４は、発光素子１は、ダイシングテープ１５を通して見た図である。
【００７８】
ダイシングテープ１５は、柔軟性を有するとともに常温または加熱状態において延伸（引き伸ばすことが）できるシート状の基材と、基材の一方の面上に設けられ、発光素子ウエハ２０およびウエハリング１６を固定することができる接着剤（糊）とから構成されている。ダイシングテープ１５の基材は、塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリオレフィン（ＰＯ）などの樹脂である。
そして、前記した基板分割工程（ステップ１０７）により、分割予定線（Ｖ１〜Ｖ９、Ｈ１〜Ｈ９）に沿って脆弱領域が形成され、発光素子１ごとに切断されると、ウエハリング１６を固定した状態で、ダイシングテープ１５の裏面から発光素子ウエハ２０が押し上げられる。すると、図１４に示すように、ダイシングテープ１５が伸ばされ、発光素子１間が押し広げられ、距離Ｗとなる。
【００７９】
発光素子１間が押し広げられた状態において、図１２に示したと同様に、励起光Ｌ２をすべての発光素子１に照射して検査する。この場合、発光素子１は分割されているので、使用に適さないと判断された発光素子１を取り除いてもよい。
【００８０】
なお、図１４では、発光素子１の表面（透明電極１７０が形成された側）は、ダイシングテープ１５で覆われている。しかし、ダイシングテープ１５が励起光Ｌ２およびフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３を透過すれば、ダイシングテープ１５を介して励起光Ｌ２を照射し、ダイシングテープ１５を介して、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３を観察すればよい。
【００８１】
また、本実施の形態ではサファイアを基板１１０として用いたが、サファイアは１５０ｎｍから６μｍまでの光を透過するので、基板１１０の裏面側から励起光Ｌ２を照射し、裏面側からフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３を観察してもよい。
図１１、図１２、図１３で示した検査方法においても、基板１１０の裏面側からら励起光Ｌ２を照射し、裏面側からフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３を観察してもよい。
【００８２】
また、図１４で示した検査方法においても、図１３に示したように、複数の発光素子１が含まれる領域に励起光Ｌ２を照射し、フォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３を観察してもよい。
【００８３】
以上説明したように、第１の実施の形態の検査方法によれば、発光素子１が使用に適しているか否かが判別できる。これにより、使用に適さない発光素子１については、パッケージに実装することが抑制できる。
【００８４】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態における検査方法では、図９に示す検査装置５０の励起フィルタ５３の透過帯域が異なっている。他の構成については、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
第２の実施の形態では、検査工程（図４、図８参照）において、励起光Ｌ２の照射により発光素子１からフォトルミネッセンスにより出射される光のうち、第１波長を除く光の強度に基づき、発光素子１における第１電荷注入層（ｎ型半導体層１４０）または第２電荷注入層（ｐ型半導体層１６０）に存在する準位を判別する工程（他の判別工程）を含む。
【００８５】
図１５は、第２の実施の形態における発光素子１のエネルギバンド構造の一例を模式的に説明するための図である。
第２の実施の形態の検査方法を適用する発光素子１の一例を、第１の実施の形態における発光素子１と同様に、ｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０および発光層１５０の障壁層１５０ａはＧａＮで構成され、バンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＮ）（３．４ｅＶ）により決まる光の波長λ１（中心波長）は３６４ｎｍとする。
一方、発光層１５０の井戸層１５０ｂは、ＧａＩｎＮで構成され、バンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＩｎＮ）（２．７ｅＶ〜２．８ｅＶ）により決まる光の波長λ２（中心波長）は４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲にあるとする。
【００８６】
そして、ｎ型半導体層１４０に、エネルギレベル差が２．０７ｅＶ〜２．２５ｅＶの準位が存在するとする。図１５では、ｎ型半導体層１４０のエネルギバンド構造のなかに、２つのエネルギレベルＥ１、Ｅ２の準位が存在するとして表記した。よって、エネルギレベルＥ１とＥ２との差が２．０７ｅＶ〜２．２５ｅＶ（｜Ｅ１−Ｅ２｜＝２．０７ｅＶ〜２．２５ｅＶ）である。そして、エネルギレベルＥ１の準位の電子と、エネルギレベルＥ２の準位の正孔とが再結合すると、波長λ３（５５０ｎｍ〜６００ｎｍ）の光を放出するとする。
【００８７】
図１６は、第２の実施の形態の検査方法における励起フィルタ５３、ダイクロイックミラー５４、取出フィルタ５６の透過率の一例を説明する図である。
励起フィルタ５３は、波長３３０ｎｍ〜３８５ｎｍの光を透過する帯域透過フィルタである。ダイクロイックミラー５４は、第１の実施の形態と同様に４００ｎｍ以上の光を透過する長波長透過フィルタである。さらに、取出フィルタ５６は、第１の実施の形態と同様に４２０ｎｍ以上の光を透過する長波長透過フィルタである。
【００８８】
この例では、光源５２が出射する光Ｌ１（図７参照）から励起フィルタ５３により励起光Ｌ２として波長３３０ｎｍ〜３８５ｎｍの光が取り出される。そして、励起光Ｌ２はダイクロイックミラー５４により反射されて発光素子１に照射される。
なお、第２の実施の形態では、励起光Ｌ２は波長３３０ｎｍ〜３８５ｎｍであるので、ダイクロイックミラー５４によって反射される。したがって、発光素子１により反射された励起光Ｌ２もダイクロイックミラー５４で反射され、励起フィルタ５３に向かう。
【００８９】
そして、励起光Ｌ２は波長λ１より短い波長の光を含むので、図１５から分かるように、井戸層１５０ｂに加え、ｎ型半導体層１４０、障壁層１５０ａ、ｐ型半導体層１６０を励起する。
【００９０】
そして、励起光Ｌ２が照射された発光素子１からフォトルミネッセンスによって出射した光のうち、波長が４２０ｎｍ以上の光が取出フィルタ５６を透過してカメラ５９および分光装置６２に入射する。
なお、発光素子１はフォトルミネッセンスにより波長λ１の光を出射するが、取出フィルタ５６の遮光帯域であるので、カメラ５９および分光装置６２には入射しない。
【００９１】
図１７は、第２の実施の形態において、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３を出射する発光素子１を上面から観察した状態の模式図である。図１７（ａ）は使用に適する発光素子１を、図１７（ｂ）は使用に適しない発光素子１を示している。ここでは、発光素子１を個別に検査している。
図１７（ａ）に示す使用に適する発光素子１のｐ型半導体層１６０の表面１６０ｃでは、波長λ２（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）の青と波長λ３（５５０ｎｍ〜６００ｎｍ）の黄とが混合した光Ｌ３（図１７（ａ）ではＢ＋Ｙと表記する。）が観測される。一方、半導体層露出面１４０ｃでは、波長λ３（５５０ｎｍ〜６００ｎｍ）の黄の光Ｌ３（図１７（ａ）ではＹと表記する。）が観測される。
【００９２】
一方、図１７（ｂ）に示す使用に適さない発光素子１では、発光素子１の全面において、波長λ３（５５０ｎｍ〜６００ｎｍ）の黄の光Ｌ３（図１７（ｂ）ではＹと表記する。）が観測される。
【００９３】
使用に適する発光素子１において、フォトルミネッセンスにより波長λ２（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）の青の光が出射し、使用に適しない発光素子１において、フォトルミネッセンスによる波長λ２（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）の青の光が出射しないことは、第１の実施の形態と同様である。
しかし、第２の実施の形態では、使用に適する発光素子１および使用に適しない発光素子１のいずれにおいても、フォトルミネッセンスによる波長λ３（５５０ｎｍ〜６００ｎｍ）の黄の光Ｌ３が観測される。
【００９４】
第２の実施の形態の発光素子１に、励起光Ｌ２が照射されると、ｎ型半導体層１４０において、伝導帯Ｅｃに電子が励起され、価電子帯Ｅｖに正孔が励起される。伝導帯Ｅｃに励起された電子がエネルギレベルＥ１の準位に移行し、価電子帯Ｅｖに励起された正孔がエネルギレベルＥ２の準位に移行する。そして、エネルギレベルＥ１の電子とエネルギレベルＥ２の正孔とが再結合して、波長λ３（５５０ｎｍ〜６００ｎｍ）の黄の光Ｌ３を出射する。
ｎ型半導体層１４０は、使用に適する発光素子１および使用に適さない発光素子１のいずれにおいても共通に存在する。よって、図１７（ａ）、（ｂ）のいずれにおいても、波長λ３（５５０ｎｍ〜６００ｎｍ）の黄の光が観測される。
【００９５】
なお、ｎ型半導体層１４０におけるエネルギレベルＥ１、Ｅ２の準位は、不純物の混入または／および欠陥の発生に起因する。
ここでは、エネルギレベルＥ１、Ｅ２の準位はｎ型半導体層１４０に発生しているとしたが、ｐ型半導体層１６０または／および発光層１５０の障壁層１５０ａにエネルギレベルＥ１、Ｅ２の準位が存在するとしても同じである。これらの準位が、ｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０、障壁層１５０ａのいずれに存在しているかは区別できない。
このように、第２の実施の形態における検査方法によると、ｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０、障壁層１５０ａにおける不純物の混入や欠陥に起因する準位の存在も判別できる。準位の存在を判別することは他の判別工程に該当する。
【００９６】
なお、準位Ｅ１と準位Ｅ２とのエネルギ差は、２．０７ｅＶ〜２．２５ｅＶであるとした。このとき、励起光Ｌ２が、第１の実施の形態の場合の３９０ｎｍ〜４１０ｎｍ（３．０２ｅＶ〜３．１８ｅＶ）の光であっても、準位Ｅ１と準位Ｅ２との間で、電子および正孔を励起することができる。しかし、準位Ｅ１と準位Ｅ２との間での励起の確率は少ないので、これらの準位間での再結合による光の検出は容易ではない。
これに対し、ｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０、障壁層１５０ａのバンドギャップエネルギＥｇより大きいエネルギの励起光Ｌ２を用いると、伝導帯Ｅｃおよび価電子帯Ｅｖに大量に電子または正孔を供給でき、再結合による光の強度が大きくなる。よって、不純物の混入や欠陥の発生によるｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０、障壁層１５０ａのバンドギャップ内の準位を検出するには、ｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０、障壁層１５０ａのバンドギャップエネルギＥｇよりエネルギの大きい励起光Ｌ２を用いることが好ましい。
【００９７】
第１の実施の形態および第２の実施の形態において、発光素子１は、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体により構成された発光素子として説明した。しかし、発光素子１は、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体により構成された発光素子に限らず、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＩＶ−ＩＶ族化合物半導体等で構成された発光素子であってもよい。
さらに、発光素子１は、発光層に有機材料を用いた有機ＥＬ素子であってもよい。
【００９８】
そして、第１の実施の形態および第２の実施の形態において示した励起フィルタ５３、ダイクロイックミラー５４、取出フィルタ５６の透過波長は例示であって、検査する発光素子１が出射する波長などにより設定すればよい。
【符号の説明】
【００９９】
１…発光素子、１０…発光チップ、１５…ダイシングテープ、１６…ウエハリング、２０…発光素子ウエハ、５０…検査装置、５１…保持台、５２…光源、５３…励起フィルタ、５４…ダイクロイックミラー、５５…対物レンズ、５６…取出フィルタ、５７…ハーフミラー、５８…接眼レンズ、５９…カメラ、６１…集光レンズ、６２…分光装置、１００…積層半導体層、１１０…基板、１２０…中間層、１３０…下地層、１４０ｃ…半導体露出面、１４０…ｎ型半導体層、１５０…発光層、１６０…ｐ型半導体層、１７０…透明電極、１８０…保護層、１９０ａ…ｐ電極、１９０ｂ…ｎ電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の検査方法および発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）デバイスなどの発光素子は、発光波長に対応するバンドギャップを備えた発光層を有している。そして、発光層において、バンドギャップの伝導帯の電子と価電子帯のホールとが再結合することにより発光する。
これらの発光素子では、発光は発光層に対して略垂直な方向に取り出される面発光である。
【０００３】
特許文献１には、エピタキシャルウエハの表面に光エネルギ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形成される予定の発光素子の良否を評価するエピタキシャルウエハの検査方法が記載されている。
特許文献２には、半導体基板上に活性層及びこの活性層を上下に挟む上層側及び下層側クラッド層からなるダブルヘテロ構造が形成されてなる発光素子製造用ウエハにおいて、前記上層側クラッド層で吸収されず且つ前記活性層で吸収される波長の光を含む照射光を前記発光素子製造用ウエハに照射し、照射に伴って生じる前記発光素子製造用ウエハからの二次光を観察することにより前記発光素子製造用ウエハの欠陥の有無を検査することを特徴とする発光素子製造用ウエハの検査方法や製造方法などが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２５０８３５号公報
【特許文献２】特開平６−９７５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、製造工程において発光層等に損傷を受けるなどにより、予め定められた特性を有さないため、使用に適さない発光素子が生じることがある。
そこで、予め定められた特性を有する発光素子と、この特性を有しない発光素子とを容易かつ迅速に識別する検査方法が求められている。
本発明は、フォトルミネッセンスを用いることにより、発光素子を容易かつ迅速に識別するための発光素子の検査方法など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】
【０００６】
本発明が適用される発光素子の検査方法は、通電により第１波長の光を出射する発光層と、発光層を挟み込んで設けられ発光層に電荷を注入する第１電荷注入層および第２電荷注入層と、発光層に電流を流すために第１電荷注入層に接続された第１電極および第２電荷注入層に接続された第２電極とを備える発光素子に対して、通電を行わずに第１波長よりも波長が短い第２波長の光を照射する光照射工程と、光照射工程における第２波長の光の照射に伴って、発光素子から出射される光を検出する検出工程と、検出工程にて検出された、発光素子から出射される光における第１波長の光の強度に基づき、発光素子における電流リークの状態を判別する判別工程とを有する。
このような発光素子の検査方法において、検出工程にて検出された、発光素子から出射される光における第１波長を除く光の強度に基づき、発光素子における第１電荷注入層または第２電荷注入層に存在する準位を判別する他の判別工程をさらに有することを特徴とすることができる。
また、第１電極または第２電極は、第１波長の光および第２波長の光を透過する透明電極を備えることを特徴とすることができる。
さらに、発光素子は、第１電荷注入層または第２電荷注入層のいずれか一方に対向して設けられた基板に取り付けられ、この基板は、第１波長の光および第２波長の光を透過するとともに、第２波長の光は基板を透過して照射され、第１波長の光は基板を透過して検出されることを特徴とすることができる。
【０００７】
また、他の観点から捉えると、本発明が適用される発光素子の製造方法は、基板上に、第１電荷注入層、発光層、第２電荷注入層を順に積層する積層工程と、第２電荷注入層と発光層とを複数の領域に分離する分離工程と、発光層に電流を流すために、複数の領域ごとに第１電荷注入層に接続されるように第１電極を、第２電荷注入層に接続されるように第２電極をそれぞれ形成して発光素子とする電極形成工程と、通電により発光層が出射する第１波長の光の波長よりも波長が短い第２波長の光を、通電を行わずに、積層された第１電荷注入層、発光層、第２電荷注入層に照射する光照射工程と、光照射工程における第２波長の光の照射に伴って、第１電荷注入層、発光層、第２電荷注入層から出射される光を検出する検出工程と、検出工程にて検出された発光層から出射される第１波長の光の強度に基づき、発光素子における電流リークの状態を判別する判別工程とを有する。
このような発光素子の製造方法において、光照射工程、検出工程、判別工程は、基板が発光素子ごとに分割される前に行われることを特徴とすることができる。
また、検出工程にて検出された発光素子から出射される光のうち第１波長を除く光の強度に基づき、発光素子の第１電荷注入層または第２電荷注入層に存在する準位を判別する他の判別工程をさらに有することを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の検査方法によれば、発光素子を容易かつ迅速に識別するための検査ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態における検査方法が適用される発光素子の一例を説明する断面図である。
【図２】図１のＩＩ方向からみた、発光素子の上面図である。
【図３】基板上に複数の発光素子が形成された発光素子ウエハの平面構成の一例を説明する図である。
【図４】発光素子の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図５】発光素子の製造方法における各工程における断面の一例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態における発光素子のエネルギバンド構造の一例を模式的に説明するための図である。
【図７】発光素子がフォトルミネッセンスにより出射する光の波長λ１、λ２と、光源に用いた超高圧水銀ランプの輝線スペクトルとを説明する図である。
【図８】検査工程をより詳細に説明するためのフローチャートである。
【図９】発光素子を検査する検査装置の一例を説明するための図である。
【図１０】第１の実施の形態の検査方法における励起フィルタ、ダイクロイックミラー、取出フィルタの透過率の一例を説明する図である。
【図１１】第１の実施の形態において、フォトルミネッセンスにより光を出射する発光素子を上面から観察した模式図である。
【図１２】発光素子ウエハ上のすべての発光素子を一括して検査する方法を説明する図である。
【図１３】発光素子ウエハの複数の発光素子をまとめて検査する方法を説明する図である。
【図１４】複数の発光素子をまとめて検査する方法を説明する図である。
【図１５】第２の実施の形態における発光素子のエネルギバンド構造の一例を模式的に説明するための図である。
【図１６】第２の実施の形態の検査方法における励起フィルタ、ダイクロイックミラー、取出フィルタの透過率の一例を説明するための図である。
【図１７】第２の実施の形態において、フォトルミネッセンスによる光を出射する発光素子を上面から観察した状態の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
なお、本明細書では、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体により構成され、通電により第１波長の光を出射する発光素子１を発光素子の一例として説明する。
【００１１】
＜第１の実施の形態＞
［発光素子１］
図１は本実施の形態における検査方法が適用される発光素子１の一例を説明する断面図である。図２は、図１のＩＩ方向からみた、発光素子１の上面図である。なお、図１は図２のＩ−Ｉ線での断面の概略図である。
発光素子１は基板１１０上に形成されている。発光素子１と基板１１０とをまとめて発光チップ１０と表記する。
発光素子１は、化合物半導体にて構成されている。なお、発光素子１を構成する化合物半導体としては、特に限定されるものではなく、例えば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＩＶ−ＩＶ族化合物半導体等が挙げられる。
以下では、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体により構成された発光素子１を例として説明する。例として図１に示す発光素子１は短波長光である青色光を出射する。
【００１２】
この発光素子１は、基板１１０上に積層される中間層１２０と、中間層１２０上に積層される下地層１３０と、下地層１３０上に積層される第１電荷注入層の一例としてのｎ型半導体層１４０と、ｎ型半導体層１４０上に積層される発光層１５０と、発光層１５０上に積層される第２電荷注入層の一例としてのｐ型半導体層１６０とを備えている。
すなわち、基板１１０はｎ型半導体層１４０またはｐ型半導体層１６０に対向している。
ここで、ｎ型半導体層１４０は、下地層１３０側に設けられるｎ型コンタクト層１４０ａと発光層１５０側に設けられるｎ型クラッド層１４０ｂとを有している。また、発光層１５０は、障壁層１５０ａと井戸層１５０ｂとが交互に積層され、２つの障壁層１５０ａによって１つの井戸層１５０ｂを挟み込んだ構造を有している。さらに、ｐ型半導体層１６０は、発光層１５０側に設けられるｐ型クラッド層１６０ａと最上層に設けられるｐ型コンタクト層１６０ｂとを有している。なお、以下の説明においては、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０およびｐ型半導体層１６０を、まとめて積層半導体層１００と表記する。
【００１３】
発光素子１においては、ｐ型半導体層１６０のｐ型コンタクト層１６０ｂの表面１６０ｃに透明電極１７０が積層され、さらにその上にｐ電極１９０ａが形成されている。さらに、ｎ型半導体層１４０のｎ型コンタクト層１４０ａに形成された半導体層露出面１４０ｃに、ｎ型半導体層１４０に電流を供給するための第１電極の一例としてのｎ電極１９０ｂが積層されている。ここでは、透明電極１７０およびｐ電極１９０ａがｐ型半導体層１６０に電流を供給するための第２の電極の一例である。なお、透明電極１７０を備えなくともよい。
さらにまた、発光素子１は、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂのそれぞれの表面の一部を除いて、透明電極１７０の表面、積層半導体層１００の表面および側面、下地層１３０および中間層１２０の側面を覆う保護層１８０を備えている。
すなわち、基板１１０上の中間層１２０、下地層１３０、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０、ｐ型半導体層１６０、透明電極１７０、ｐ電極１９０ａ、ｎ電極１９０ｂおよび保護層１８０が発光素子１を構成する。発光層１５０は、発光効率の高いＧａＩｎＮ（組成比を省略する。）からなることが望ましい。
【００１４】
この発光素子１においては、図１に示したｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとを介して積層半導体層１００（より具体的にはｐ型半導体層１６０、発光層１５０およびｎ型半導体層１４０）に電流を流すことで、発光層１５０が青色光を出射するようになっている。なお、発光層１５０は、透明電極１７０側に加えて、基板１１０側および側方（発光層１５０の層方向）にも青色光を発する。
ここでは、基板１１０側からｎ型半導体層１４０、発光層１５０、ｐ型半導体層１６０を順に積層したが、逆に基板１１０側からｐ型半導体層１６０、発光層１５０、ｎ型半導体層１４０の順に積層し、ｎ型半導体層１４０の表面に透明電極１７０を設けてもよい。すなわち、ｎ型半導体層１４０に電流を供給するための第１電極（ｎ電極１９０ｂ）が透明電極１７０を備えていてもよい。
【００１５】
以下では、発光素子１の構成を詳細に説明する。なお、以下では基板１１０についても説明する。
（基板１１０）
基板１１０は、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体とは異なる材料から構成され、基板１１０上にＩＩＩ族窒化物化合物半導体結晶がエピタキシャル成長される。基板１１０を構成する材料としては、例えば、サファイア、炭化珪素（シリコンカーバイド：ＳｉＣ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、シリコン、ゲルマニウム、溶融石英（石英）などのガラス等が挙げられる。ここでは、基板１１０は、一例として、透明で、良好な結晶が得られるサファイアであるとして説明する。なお、基板にエピタキシャル成長後、他の材質の基板に貼り付け、エピタキシャル成長させた基板を除去することで、他の材質の基板である貼り付けた基板を基板１１０とすることもできる。
【００１６】
（中間層１２０）
中間層（バッファ層とも呼ばれる。）１２０は、基板１１０上に好ましく形成され、中間層を介して後述する下地層１３０が形成される。中間層は、例えば、多結晶のＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）（代表的にはＡｌＮが用いられる。）からなる厚さ０．０１μｍ〜０．５μｍのものとすることができる。また、中間層は、多結晶のほか、単結晶のＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）のものがより好ましい。中間層の厚みが０．０１μｍ未満であると、中間層により基板１１０と下地層１３０との格子定数の違いを緩和する効果が十分に得られない場合がある。また、中間層の厚みが０．５μｍを超えると、中間層としての機能には変化が無いのにも関わらず、中間層の成膜処理時間が長くなり、生産性が低下するおそれがある。なお、本発明においては、中間層の形成を行うことが好ましいが、必ずしも行わなくても良い。
【００１７】
（下地層１３０）
下地層１３０に用いる材料としては、ＧａＮ系化合物半導体が用いられ、特に、ＧａＮ又はＡｌＧａＮを好適に用いることができる。
下地層１３０の結晶性をよくするためには、下地層１３０は不純物を添加されない方が好ましい。
【００１８】
（ｎ型半導体層１４０）
ｎ型半導体層１４０は、ｎ型コンタクト層１４０ａおよびｎ型クラッド層１４０ｂから構成されている。
ここで、ｎ型コンタクト層１４０ａとしては、下地層１３０と同様にＧａＮ系化合物半導体が用いられる。また、下地層１３０およびｎ型コンタクト層１４０ａを構成するＧａＮ系化合物半導体は同一組成であることが好ましく、これらの合計の膜厚を０．１μｍ〜２０μｍ、好ましくは０．５μｍ〜１５μｍ、さらに好ましくは１μｍ〜１２μｍの範囲に設定することが好ましい。
また、ｎ型コンタクト層１４０ａにはｎ型不純物がドープされていることが好ましく、ｎ型不純物を１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０２０／ｃｍ３、好ましくは１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の濃度で含有すると、ｎ電極１９０ｂとの良好なオーミック接触を維持できる点で好ましい。ｎ型不純物としては、特に限定されないが、例えば、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｎ等が挙げられ、好ましくはＳｉおよびＧｅが挙げられる。
【００１９】
一方、ｎ型クラッド層１４０ｂは、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＩｎＮ等によって形成することが可能である。なお、本明細書中には、ＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮについて、各元素の組成比を省略した形で記述する場合がある。また、これらの構造をヘテロ接合したものや複数回積層した超格子構造を採用してもよい。
ｎ型クラッド層１４０ｂの膜厚は、好ましくは５ｎｍ〜５００ｎｍ、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。ｎ型クラッド層１４０ｂのｎ型不純物の濃度は１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０２０／ｃｍ３が好ましく、より好ましくは１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３である。ｎ型不純物の濃度がこの範囲であると、良好な結晶性の維持および発光素子の動作電圧低減の点で好ましい。
【００２０】
（発光層１５０）
発光層１５０は、ＧａＮ系化合物半導体からなる障壁層１５０ａと、Ｉｎを含有するＧａＮ系化合物半導体からなる井戸層１５０ｂとが交互に繰り返して積層され、且つ、ｎ型半導体層１４０側及びｐ型半導体層１６０側にそれぞれ障壁層１５０ａが配される順で積層して形成される。すなわち、発光層１５０は多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）により構成される。本実施の形態において、発光層１５０は、６層の障壁層１５０ａと５層の井戸層１５０ｂとが交互に繰り返して積層され、発光層１５０の最上層及び最下層に障壁層１５０ａが配され、各障壁層１５０ａ間に井戸層１５０ｂが配される構成となっている。
【００２１】
井戸層１５０ｂには、Ｉｎを含有するＧａＮ系化合物半導体として、例えば、Ｇａ１−ｓＩｎｓＮ（０＜ｓ＜０．４）等を用いることができる。
また、障壁層１５０ａとしては、例えば、井戸層１５０ｂよりもバンドギャップエネルギが大きいＡｌｃＧａ１−ｃＮ（０≦ｃ≦０．３）等のＧａＮ系化合物半導体を好適に用いることができる。
井戸層１５０ｂの膜厚としては、特に限定されないが、量子効果の得られる程度の膜厚であることが好ましい。
【００２２】
（ｐ型半導体層１６０）
ｐ型半導体層１６０は、ｐ型クラッド層１６０ａおよびｐ型コンタクト層１６０ｂから構成される。ｐ型クラッド層１６０ａとしては、好ましくは、ＡｌｄＧａ１−ｄＮ（０＜ｄ≦０．４）のものが挙げられる。ｐ型クラッド層１６０ａの膜厚は、好ましくは１ｎｍ〜４００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍである。ｐ型クラッド層１６０ａのｐ型不純物の濃度は、１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０２１／ｃｍ３が好ましく、より好ましくは１×１０１９／ｃｍ３〜５×１０２０／ｃｍ３である。ｐ型不純物の濃度が上記範囲であると、結晶性を低下させることなく良好なｐ型半導体結晶が得られる。
一方、ｐ型コンタクト層１６０ｂとしては、ＡｌｅＧａ１−ｅＮ（０≦ｅ＜０．５）等のＧａＮ系化合物半導体層が挙げられる。ｐ型コンタクト層１６０ｂの膜厚は、特に限定されないが、１０ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍである。ｐ型不純物を１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０２１／ｃｍ３の濃度、好ましくは５×１０１９／ｃｍ３〜５×１０２０／ｃｍ３の濃度で含有していると、良好なオーミック接触の維持、クラック発生の防止、良好な結晶性の維持の点で好ましい。ｐ型不純物としては、特に限定されないが、例えば好ましくはＭｇが挙げられる。
【００２３】
（透明電極１７０）
透明電極１７０を構成する材料としては、例えば、ＩＺＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２）、ＡＺＯ（ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３）、ＧＺＯ（ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３）等の従来公知の材料が挙げられる。また、透明電極１７０の構造は特に限定されず、従来公知の構造を採用することができる。透明電極１７０は、ｐ型半導体層１６０上のほぼ全面を覆うように形成しても良く、格子状や樹形状に形成しても良い。
【００２４】
（ｐ電極１９０ａ）
透明電極１７０上に形成され、透明電極１７０とオーミック接触するｐ電極１９０ａは、例えば、従来公知のＡｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｕ等の材料から構成される。ｐ電極１９０ａの構造は特に限定されず、従来公知の構造を採用することができる。
ｐ電極１９０ａの厚さは、例えば１００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であり、好ましくは３００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内である。
【００２５】
（ｎ電極１９０ｂ）
ｎ電極１９０ｂは、ｎ型半導体層１４０のｎ型コンタクト層１４０ａにオーミック接触している。すなわち、ｐ型半導体層１６０、発光層１５０およびｎ型半導体層１４０の一部を除去し、ｎ型コンタクト層１４０ａが露出した半導体層露出面１４０ｃを形成し、この上にｎ電極１９０ｂが設けられる。
ｎ電極１９０ｂの材料としては、ｐ電極１９０ａと同じ組成・構造でもよく、各種組成および構造のｎ電極が従来公知であり、これらのｎ電極を何ら制限無く用いることができ、この技術分野で従来公知の手段で設けることができる。
【００２６】
次に、発光素子１の平面形状を説明する。
図２に示すように、発光素子１の平面形状は、例えば３５０μｍ×３５０μｍの正方形である。なお、発光素子１の平面形状は、正方形に限らず、長方形など、他の形状であってもよい。
半導体層露出面１４０ｃは、図２に示すように、発光素子１の周縁を巡るように形成されている。なお、半導体層露出面１４０ｃは、発光素子１の１辺において、周縁から内側に向かって広がって設けられている。そして、ｎ電極１９０ｂは、この広がって設けられた半導体層露出面１４０ｃ上に設けられている。
なお、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂの形状および配置は、図２に示したものに限らず、他の形状および配置であってもよい。
【００２７】
［発光素子ウエハ２０］
図３は、基板１１０上に複数の発光素子１が形成された発光素子ウエハ２０の平面構成の一例を説明する図である。
発光素子ウエハ２０では、例えば円形の基板１１０上に、複数の発光素子１が形成されている。そして、発光素子ウエハ２０をｙ方向に分割する分割予定線Ｖ１〜Ｖ９とｘ方向に分割する分割予定線Ｈ１〜Ｈ９とで分割することで、それぞれが発光素子１を有する複数の発光チップ１０に分割される。なお、基板１１０、中間層１２０、下地層１３０、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０、ｐ型半導体層１６０等の表記は、発光素子１（図１、２参照）においても、発光素子ウエハ２０においても用いる。
発光素子ウエハ２０には、基板１１０の結晶方位を示すとともに、自動制御により発光素子ウエハ２０の位置を定めるために用いられるオリエンテーションフラット（ＯＦ）が設けられている。なお、ＯＦの代わりに切り込み（ノッチ）などが設けられていてもよい。
【００２８】
［発光素子１の製造方法］
次に、本実施の形態における発光素子１の製造方法を説明する。
図４は、発光素子１の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。
発光素子１の製造では、まず複数の発光素子１が形成された発光素子ウエハ２０が製造される。
発光素子ウエハ２０は、基板１１０上に、中間層１２０を形成する中間層形成工程（ステップ１０１）と、下地層１３０を形成する下地層形成工程（ステップ１０２）と、発光層１５０を含む積層半導体層１００を形成する積層工程の一例としての積層半導体層形成工程（ステップ１０３）と、透明電極１７０を形成する透明電極形成工程（ステップ１０４）と、積層半導体層１００の一部を切り欠いて半導体層露出面１４０ｃを形成する分離工程の一例としての半導体層露出面形成工程（ステップ１０５）と、透明電極１７０上にｐ電極１９０ａを形成し且つ半導体層露出面１４０ｃ上にｎ電極１９０ｂを形成する電極形成工程（ステップ１０６）とを含んで製造される。
なお、透明電極形成工程（ステップ１０４）と半導体層露出面形成工程（ステップ１０５）とはいずれが先であってもよい。
【００２９】
さらに、積層半導体層１００、ｐ電極１９０ａ、ｎ電極１９０ｂの表面を覆うように保護層１８０を形成する保護層形成工程を含んでもよい。なお、ｐ電極１９０ａ上およびｎ電極１９０ｂ上の保護層１８０を除去して設けられた開口部に回路基板等との接続のためのバンプを形成するバンプ形成工程を有していてもよい。
さらにまた、発光素子１の製造方法では、必要に応じて、電極形成工程（ステップ１０６）の後に熱処理を施すアニール工程をさらに有している場合がある。
そして、発光素子ウエハ２０を分割する基板分割工程（ステップ１０７）により、発光素子ウエハ２０が発光素子１ごとに分割される。次に、それぞれの発光素子１が使用に適するか否かを検査する検査工程（ステップ１０８）にて判別されて、使用に適する発光素子１が製造される。
【００３０】
図５は、発光素子１の製造方法における各工程（ステップ１０１〜ステップ１０７）における断面の一例を示す図である。なお、図５においては、検査工程（ステップ１０８）は省略している。図５（ａ）〜（ｇ）の順に工程が進む。
図５では、一の基板１１０上に製造される４個の発光素子１の断面図を示している。なお、４個の発光素子１のうち、両端の２つは一部のみを示している。
図５を参照しつつ、発光素子１の製造方法を図４のフローチャートに従って説明する。
【００３１】
（中間層形成工程（ステップ１０１））
まず、基板１１０に中間層１２０を形成するために前処理を施す。前処理としては、例えば、スパッタ装置のチャンバ内に基板１１０を配置し、中間層１２０を形成する前にスパッタするなどの方法によって行うことができる。具体的には、チャンバ内において、基板１１０をＡｒやＮ２のプラズマ中に曝す事によって上面を洗浄する前処理を行なってもよい。ＡｒガスやＮ２ガスなどのプラズマを基板１１０に作用させることで、基板１１０の上面に付着した有機物や酸化物を除去することができる。
【００３２】
次に、図５（ａ）に示すように、基板１１０の上面に、スパッタ法によって、中間層１２０を積層する。
スパッタ法によって、単結晶構造を有する中間層１２０を形成する場合、チャンバ内の窒素原料と不活性ガスの流量に対する窒素流量の比を、窒素原料が５０体積％〜１００体積％の範囲で行なうことが望ましい。
また、スパッタ法によって、柱状結晶（多結晶）を有する中間層１２０を形成する場合、チャンバ内の窒素原料と不活性ガスの流量に対する窒素流量の比を、窒素原料が１体積％〜５０体積％にすることが望ましい。なお、中間層１２０は、上述したスパッタ法だけでなく、ＭＯＣＶＤ法で形成することもできる。
【００３３】
（下地層形成工程（ステップ１０２））
次に、中間層１２０を形成した後、図５（ｂ）に示すように、中間層１２０が形成された基板１１０の上面に、単結晶の下地層１３０を形成する。下地層１３０は、スパッタ法で形成してもよく、ＭＯＣＶＤ法で形成してもよい。
【００３４】
（積層半導体層形成工程（ステップ１０３））
積層半導体層形成工程は、ｎ型半導体層形成工程と、発光層形成工程と、ｐ型半導体層形成工程とからなり、図５（ｃ）に示すように、中間層１２０上にｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層が形成される。
（ｎ型半導体層形成工程）
下地層１３０の形成後、ｎ型コンタクト層１４０ａおよびｎ型クラッド層１４０ｂを積層してｎ型半導体層１４０を形成する。ｎ型コンタクト層１４０ａおよびｎ型クラッド層１４０ｂは、スパッタ法で形成してもよく、ＭＯＣＶＤ法で形成してもよい。
【００３５】
（発光層形成工程）
発光層１５０の形成は、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法のいずれの方法でもよいが、特にＭＯＣＶＤ法が好ましい。具体的には、障壁層１５０ａと井戸層１５０ｂとを交互に繰り返して積層し、且つ、ｎ型半導体層１４０側およびｐ型半導体層１６０側に障壁層１５０ａが配される順で積層すればよい。
【００３６】
（ｐ型半導体層形成工程）
また、ｐ型半導体層１６０の形成は、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法のいずれの方法でもよい。具体的には、ｐ型クラッド層１６０ａと、ｐ型コンタクト層１６０ｂとを順次積層すればよい。
【００３７】
（透明電極形成工程（ステップ１０４））
スパッタ法などにより成膜し、フォトリソグラフィなどの公知の方法によって、図５（ｄ）に示すように、透明電極１７０を形成する。
【００３８】
（半導体層露出面形成工程（ステップ１０５））
図５（ｅ）に示すように、積層半導体層１００の一部をエッチングしてｎ型コンタクト層１４０ａの一部を露出させ、半導体層露出面１４０ｃを形成する。
必要に応じて、例えば窒素などの還元雰囲気下において、５００〜１０００℃で熱処理する。この熱処理は、透明電極１７０を結晶化し、ｐ型半導体層１６０と透明電極１７０との接合性を高めるために行われる。
【００３９】
（電極形成工程（ステップ１０６））
次に、図５（ｆ）に示すように、透明電極１７０上にｐ電極１９０ａを、半導体層露出面１４０ｃ上にｎ電極１９０ｂを形成する。
本実施の形態では、ｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとを同時に形成するとしたが、ｐ電極１９０ａの形成とｎ電極１９０ｂの形成とを個別に行ってもよい。
そして、中間層１２０、下地層１３０、積層半導体層１００、半導体層露出面１４０ｃ、ｐ電極１９０ａ、ｎ電極１９０ｂの表面および側面を覆うように保護層１８０（図１参照）を形成してもよい。
そして、保護層１８０を形成した場合には、保護層１８０上に図示しないレジストを塗布する。そして、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂのそれぞれの上面の保護層１８０に開口部を設ける。
【００４０】
（基板分割工程（ステップ１０７））
図５（ｇ）に示すように、発光素子ウエハ２０を、図３に示した分割予定線（Ｖ１〜Ｖ９、Ｈ１〜Ｈ９）に沿って、分割して発光素子１とする。
例えば、基板１１０を透過する波長のレーザ光を、基板１１０内に焦点を結ぶように設定して、分割予定線（Ｖ１〜Ｖ９、Ｈ１〜Ｈ９）に沿って照射することで、照射しない部分に比べて強度が低い脆弱領域を基板１１０内部に形成する。その後、分割予定線（Ｖ１〜Ｖ９、Ｈ１〜Ｈ９）に沿ってブレードを押圧することで、脆弱領域を核として、発光素子ウエハ２０を切断する方法を用いることができる。
なお、脆弱領域は、ダイヤモンドポイントで罫書きすることにより、発光素子ウエハ２０の表面または裏面（基板１１０の裏面）に形成してもよい。
また、公知のダイヤモンドブレードによって、発光素子ウエハ２０を分割予定線（Ｖ１〜Ｖ９、Ｈ１〜Ｈ９）に沿って、機械的に切断してもよい。
【００４１】
（検査工程（ステップ１０８））
上記のようにして製造された発光素子１には、製造工程（図４におけるステップ１０１〜ステップ１０７）において発光層１５０等に損傷が発生するなどにより、電流リークが生じて、予め定められた特性を有しないために使用に適さないものが混在する。
そこで、予め定められた特性を有し使用に適する（合格品）か、その特性を有せず使用に適しない（不良品）か、を検査工程において判別する。
【００４２】
これまでは、発光素子１ごとに通電して（ｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとの間に電流を流して）、発光波長、光量およびリーク電流を測定することにより、発光素子１が使用に適するか否かを判断していた。このとき、発光素子１に通電するために、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂのそれぞれにプローバ針を接触させて行っていた。
この方法では、プローブ針の接触により、金などで構成されたｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂの表面に大きな傷（凹凸）が生じる恐れがあった。これらの傷（凹凸）は、発光素子１をパッケージに搭載して、ボンディングワイヤでｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂとパッケージの電極とを接続するとき、良好な接着が阻害される恐れがあった。
【００４３】
発明者は、発光層１５０の井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇよりも大きいエネルギの光（励起光、本明細書中では第２波長の光ともいう。）を、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂを形成した発光素子１に、透明電極１７０を介して、積層半導体層１００に照射すると、使用に適する発光素子１では、フォトルミネッセンスにより発光層１５０の井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇで決まる波長の光を出射し、使用に適しない発光素子１では、井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇで決まる波長の光を出射しないか、出射しても強度が小さいことを発見した。なお、発光素子１は、透明電極１７０の全面において、光を出射するかしないか、または出射する光の強度が大きいか小さいかであった。
【００４４】
そして、このような使用に適さない発光素子１は、発光素子１内においてｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとの間が短絡した状態（短絡状態）または抵抗の小さい状態（低抵抗状態）にあることが分かった。すなわち、使用に適さない発光素子１はｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとの間において、電流がリークする状態（電流リークの状態）であった。
さらに、使用に適する発光素子１においても、ｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとの間を静電気破壊（ＥＳＤ：ｅｌｅｃｔｒｏ−ｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）試験により高い静電気を印加して短絡させる（電流リークの状態にする）と、使用に適しない発光素子１と同様に、井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇで決まる波長の光を出射しないか、出射しても強度が小さかった。
【００４５】
すなわち、使用に適さない発光素子１とは、製造工程において、発光層１５０が損傷を受け、ｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとの間が短絡状態または低抵抗状態（電流リークの状態）になっていると考えられる。
このため、励起光が発光素子１に照射され、電子および正孔が励起されても、井戸層１５０ｂで再結合して、光を出射するよりも先に、短絡状態または低抵抗状態になっているｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとの間を流れて失われてしまうと思われる。
そして、本実施の形態では、電気伝導度がｐ電極１９０ａに比べて低い透明電極１７０をｐ電極１９０ａ上に設けている。よって、例え短絡状態または低抵抗状態が微小な範囲で生じていたとしても、その影響は透明電極１７０全面にわたって現れる。すなわち、光が出射するかしないか、または出射する光の強度が大きいか小さいかという現象は、発光素子１の透明電極１７０全面にわたって観察される。
【００４６】
以上説明したように、フォトルミネッセンスにより発する光の波長および光量は、それぞれの発光素子１の状態、とくに発光層１５０の状態を反映しているので、発光素子１からのフォトルミネッセンスを検査工程（ステップ１０８）に使用できる。
つまり、フォトルミネッセンスにより、発光素子１が井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇで決まる光を予め定められた強度以上出射すれば、使用に適すると判断できる。一方、発光素子１が井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇで決まる光を出射しないか、予め定められた強度未満である場合には、発光素子１が電流リークの状態にあるので、使用に適さないと判断できる。
この方法は、光（励起光）を照射するだけであって、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂに対して非接触で行える。これにより、プローバによってｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとの間に電流を流すことが不要にでき、ｐ電極１９０ａとｎ電極１９０ｂとにプローバ針の接触による傷が付くことが抑制できる。
【００４７】
以下では、本実施の形態におけるフォトルミネッセンスを用いて発光素子１を検査する検査工程（検査方法）をより詳細に説明する。
【００４８】
（発光素子１のエネルギバンド構造）
ここで、発光素子１のエネルギバンド構造および発光素子１が出射する光との関係を説明する。
図６は、第１の実施の形態における発光素子１のエネルギバンド構造の一例を模式的に説明するための図である。
前述したように、発光素子１のｎ型半導体層１４０およびｐ型半導体層１６０は、ＧａＮ系化合物半導体層で構成されている。一方、発光層１５０は、ＧａＮ系化合物半導体からなる障壁層１５０ａと、Ｉｎを含有するＧａＮ系化合物半導体（ＧａＩｎＮ）からなる井戸層１５０ｂとが交互に繰り返して積層された多重量子井戸構造（ＭＱＷ）で構成されている（図１参照）。なお、図６では井戸層１５０ｂは５層として表記している。
図６では、発光素子１のｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０および発光層１５０の障壁層１５０ａはＧａＮで構成されているとする。ＧａＮのバンドギャップエネルギＥｇ（以下では、Ｅｇ（ＧａＮ）と表記する。他のバンドギャップエネルギＥｇについても同様とする。）は３．４ｅＶである。このバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＮ）により決まる光の波長λ１（中心波長）は３６４ｎｍである。
一方、発光層１５０の井戸層１５０ｂは、ＧａＩｎＮで構成されているとする。井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＩｎＮ）は、ＧａＩｎＮの組成が若干変動するため、２．７ｅＶ〜２．８ｅＶであるとする。よって、このバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＩｎＮ）により決まる光の波長λ２（中心波長）は４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲にある。
【００４９】
図７は、発光素子１がフォトルミネッセンスにおいて出射する光の波長λ１、λ２と、光源５２（後述する図９参照）に用いた超高圧水銀ランプの輝線スペクトルとを説明する図である。
発光素子１にバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＮ）よりもエネルギの大きい光、すなわち波長λ１よりも短い波長の光（図７の波長領域Ｉで示す光）を照射すると、フォトルミネッセンスにより、ｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０、障壁層１５０ａから波長λ１（３６４ｎｍ）の光と、井戸層１５０ｂから波長λ２（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）の光とが出射される。
一方、発光素子１にバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＮ）よりも小さく、バンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＩｎＮ）より大きいエネルギの光、すなわち波長λ１を超えた波長の光であって、且つ波長λ２未満の波長の光（図７の波長領域ＩＩで示す光）を照射すると、井戸層１５０ｂから波長λ２（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）の光が出射される。
そして、発光素子１にバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＮ）およびバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＩｎＮ）のいずれよりも小さいエネルギの光、すなわち波長λ２を超えた波長の光（図７の波長領域ＩＩＩで示す光）を照射しても、発光素子１からフォトルミネッセンスによる光は出射しない。
【００５０】
図７に示すように、後述する光源５２に用いる超高圧水銀ランプは、３００ｎｍ〜６００ｎｍにおける波長範囲において、複数の輝線スペクトルを有するために、干渉フィルタなどにより波長領域Ｉ、ＩＩに対応した光を取り出すことができる。よって、超高圧水銀ランプは、上記したフォトルミネッセンスによる発光素子１からフォトルミネッセンスを観察するのに用いうる。
【００５１】
なお、上記の説明では、発光素子１はフォトルミネッセンスにより波長λ１と波長λ２の光を出射するとしたが、中間層１２０、下地層１３０、積層半導体層１００などに、不純物や欠陥に起因する準位が存在する場合には、波長λ１および波長λ２以外の波長の光を出射することがある。これについては、第２の実施の形態において詳述する。
【００５２】
図８は、図６に示した検査工程（ステップ１０８）をより詳細に説明するためのフローチャートである。
検査工程は、発光素子１に通電を行わずに、通電により発光する波長（第１波長）より波長が短い光（第２波長の光）を励起光として照射する光照射工程（ステップ２０１）と、第２波長の光の照射により発光素子１が出射する光を検出する検出工程（ステップ２０２）と、発光素子１が出射する第１波長の光の強度に基づき、発光素子１の電流リークの状態を判別する判別工程（ステップ２０３）とを含んでいる。
すなわち、通電により発光する波長（第１波長）より波長が短い（エネルギの大きい）光を励起光Ｌ２（後述する図９参照）として、発光素子１に照射し、発光素子１がフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３（後述する図９参照）により、発光素子１の電流リークの状態を判別する。つまり、本実施の形態における発光素子１の検査方法では、フォトルミネッセンスを利用して発光素子１の電流リークの状態を検査する。
一般に、励起光Ｌ２の波長に比べ、発光素子１がフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３の波長は長い。そして、発光素子１が正常であれば、フォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３の波長は、発光素子１が通電されたときに出射する第１波長の光と同じか、その波長を含んでいる。
【００５３】
（検査装置５０）
図９は、発光素子１を検査する検査装置５０の一例を説明するための図である。検査装置５０は、蛍光性を有する試料を観察するために用いられる落射型蛍光顕微鏡と同様の構成を有している。図９では、光の進む方向を矢印で示している。
検査装置５０は、発光素子１が設けられた発光チップ１０または発光素子ウエハ２０などを保持できる保持台５１と、発光素子１における発光層１５０の井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇより短い波長（エネルギの大きい）の光を含む光Ｌ１を出射する光源５２とを備えている。
保持台５１は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動可能であって、さらにθ方向（Ｚ方向の周り）に回転可能になっている。なお、Ｘ方向およびＹ方向に、それぞれ予め定められた距離でステップ状に移動可能になっていてもよい。
【００５４】
そして、検査装置５０は、光源５２が出射する光Ｌ１の光路上に設けられ、発光素子１を励起する励起光Ｌ２を取り出す励起フィルタ５３と、取り出された励起光Ｌ２が４５°の入射角で入射するダイクロイックミラー５４と、ダイクロイックミラー５４により９０°方向に反射した励起光Ｌ２を集光して、保持台５１上の発光素子１に照射する対物レンズ５５とを備えている。
さらに、検査装置５０は、発光素子１に照射された励起光Ｌ２により引き起こされるフォトルミネッセンスにより発光素子１が出射する光Ｌ３が、ダイクロイックミラー５４を透過した後に入射する取出フィルタ５６を備えている。そして、発光素子１が出射する光Ｌ３のうち、取出フィルタ５６を透過した光Ｌ４を２つに分岐するハーフミラー５７を備えている。そして、ハーフミラー５７を透過した光Ｌ５を集光する接眼レンズ５８を備え、接眼レンズによって集光された光Ｌ５を像として撮影するカメラ５９を備えている。そして、ハーフミラー５７によって反射された光Ｌ６を集光する集光レンズ６１を備え、集光レンズ６１により集光された光Ｌ６を分光する分光装置６２を備えている。
【００５５】
光源５２には、例えば可視光から近紫外にいたる複数の輝線スペクトルを有し、光の強度が大きい超高圧水銀ランプを用いることができる（図７参照）。この他、キセノンランプ、紫外線ＬＥＤ、レーザ光を用いることができる。ここでは、超高圧水銀ランプを用いるとして説明する。
励起フィルタ５３には、誘電体多層膜からなる干渉フィルタを用いることができる。励起フィルタ５３は、予め定められた波長帯域のみを透過する帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ）であってもよく、予め定められた波長より短い光のみを透過する短波長透過フィルタ（ショートパスフィルタ）であってもよい。これらの波長は、誘電体多層膜の構成により容易に設定できる。
すなわち、励起フィルタ５３により、光源５２が出射した光Ｌ１から、予め定められた波長の光を励起光Ｌ２として取り出すことができる。
なお、誘電体多層膜からなる干渉フィルタは、光の吸収が少なく、透過率が高いとともに、透過しない光を反射する。
【００５６】
ダイクロイックミラー５４は、前述したように、励起フィルタ５３を透過した励起光Ｌ２の光路に対して４５°の角度で傾いて設置され、４５°の角度で入射した励起光Ｌ２を高い反射率で反射するように構成されている。すなわち、ダイクロイックミラー５４は、励起光Ｌ２の光路を９０°曲げて、励起光Ｌ２が発光素子１を照射するようにしている。
そして、発光素子１に励起光Ｌ２が照射されると、発光素子１はフォトルミネッセンスにより光Ｌ３を出射する。
【００５７】
光Ｌ３は、対物レンズ５５を透過して、ダイクロイックミラー５４に向かう。ここでは、ダイクロイックミラー５４はフォトルミネッセンスにより発光素子１が出射する光Ｌ３を透過するように設定されているので、光Ｌ３はダイクロイックミラー５４を透過して、取出フィルタ５６に入射する。
なお、励起光Ｌ２は、一部は発光素子１の励起に使用されるが、他は発光素子１のｐ電極１９０ａやｎ電極１９０ｂなどにより反射される。この反射された励起光Ｌ２は、再びダイクロイックミラー５４に向かう。前述したように、ダイクロイックミラー５４は励起光Ｌ２を反射するので、発光素子１で反射された励起光Ｌ２は、再びダイクロイックミラー５４で反射されて、励起フィルタ５３に向かう。すなわち、発光素子１で反射された励起光Ｌ２は、ダイクロイックミラー５４を透過しない。
【００５８】
以上説明したように、ダイクロイックミラー５４は、波長の短い励起光Ｌ２は反射するが、発光素子１が出射した励起光Ｌ２より波長の長い光Ｌ３は透過するように設定されている。ダイクロイックミラー５４は、長波長透過フィルタ（ロングパスフィルタ）となっている。このようなダイクロイックミラー５４は誘電体多層膜による干渉フィルタで構成される。そして、反射と透過の境界の波長は、誘電体多層膜の屈折率や膜厚を調整することで設定されている。
なお、後述するように、ダイクロイックミラー５４が励起光Ｌ２の一部を反射し、残りを透過するように構成されることもある。
【００５９】
取出フィルタ５６は、ダイクロイックミラー５４を透過して、カメラ５９や分光装置６２に向かう光Ｌ４の波長を選択するフィルタである。取出フィルタ５６は、帯域透過フィルタ、短波長透過フィルタ、長波長透過フィルタであってもよい。そして、取出フィルタ５６は、励起フィルタ５３と同様に、誘電体多層膜による干渉フィルタであるのが好ましい。
また、取出フィルタ５６は、カメラ５９や分光装置６２に向かう光Ｌ４の強度を調整するための減光フィルタであってもよい。この場合、取出フィルタ５６は、光Ｌ３の光のエネルギの一部を吸収して減光する。
【００６０】
ハーフミラー５７は、取出フィルタ５６を透過した光Ｌ４を分岐する。すなわち、ハーフミラー５７は、半透明な金属膜などがガラス等の基板表面に設けられ、光Ｌ４に対して波長選択的な反射特性や透過特性を有しないように構成されている。そして、半透明な金属膜の厚さなどを調整することで、透過する光の量と反射する光の量とが設定されている。ハーフミラー５７を透過した光Ｌ５とハーフミラー５７で反射した光Ｌ６とは、強度はことなるが、波長特性は同じになっている。
すなわち、ハーフミラー５７は、光Ｌ４をカメラ５９で観察するとともに、並行して分光装置６２で分光するような場合に用いられる。
【００６１】
そして、接眼レンズ５８を介して、カメラ５９により、発光素子１が出射した光Ｌ３のうち、取出フィルタ５６およびハーフミラー５７を透過した光Ｌ５を像として観察できる。また、集光レンズ６１を介して、分光装置６２に発光素子１が出射した光Ｌ３のうち、取出フィルタ５６を透過しハーフミラー５７で反射された光Ｌ６を導光することにより、光Ｌ６の波長および強度を測定することができる。
【００６２】
なお、対物レンズ５５、接眼レンズ５８、集光レンズ６１は、励起光Ｌ２、発光素子１が出射する光Ｌ３、取出フィルタ５６を透過した光Ｌ５、Ｌ６に対して、波長選択的な反射特性や透過特性を有しないようになっている。
【００６３】
図９では、対物レンズ５５を用いて励起光Ｌ２を集光して発光素子１に照射し、接眼レンズ５８を用いて光Ｌ５を観察している。また、集光レンズ６１を用いて光Ｌ６を分光装置６２に導光している。しかし、対物レンズ５５を用いないで、平行光または発散光を発光素子１に照射してもよい。同様に、接眼レンズ５８を用いないで、光Ｌ５を観察してもよい。さらに、集光レンズ６１を用いないで、光Ｌ６を分光装置６２に導光してもよい。
【００６４】
図１０は、第１の実施の形態の検査方法における励起フィルタ５３、ダイクロイックミラー５４、取出フィルタ５６の透過率の一例を説明する図である。
図１０は、図６に示したエネルギバンド構造を有する発光素子１を対象として、励起フィルタ５３、ダイクロイックミラー５４、取出フィルタ５６を設定している。ｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０および発光層１５０の障壁層１５０ａはＧａＮで構成されている。そして、バンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＮ）は３．４ｅＶ、このバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＮ）により決まる光の波長λ１（中心波長）は３６４ｎｍである。
一方、発光層１５０の井戸層１５０ｂは、ＧａＩｎＮで構成されている。そして、井戸層１５０ｂのバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＩｎＮ）は、ＧａＩｎＮの組成が若干変動するため、２．７ｅＶ〜２．８ｅＶとした。そして、このバンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＩｎＮ）により決まる光の波長λ２（中心波長）は４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲にある。
ここでは、発光素子１はフォトルミネッセンスにより波長λ１と波長λ２の光のみを出射するとする。
【００６５】
励起フィルタ５３は、波長３９０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長を透過する帯域透過フィルタである。ダイクロイックミラー５４は、４００ｎｍ以上の光を透過する長波長透過フィルタである。さらに、取出フィルタ５６は、４２０ｎｍ以上の光を透過する長波長透過フィルタである。
【００６６】
この例では、ダイクロイックミラー５４は、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲で透過率が緩やかに変化し、励起フィルタ５３の透過帯域と重なっている。
このため、光源５２が出射する光Ｌ１（図７参照）から励起フィルタ５３により励起光Ｌ２として取り出された波長３９０ｎｍ〜４１０ｎｍの光の一部は、ダイクロイックミラー５４により反射されて発光素子１に照射される。しかし、残りはダイクロイックミラー５４を透過して失われる。
そして、発光素子１に照射され、発光素子１によって反射された励起光Ｌ２は、一部はダイクロイックミラー５４で反射されて、励起フィルタ５３に向かう。残りは、ダイクロイックミラー５４を透過して、取出フィルタ５６に向かう。しかし、取出フィルタ５６は、４２０ｎｍ以上の光しか透過しないため、波長３９０ｎｍ〜４１０ｎｍの励起光Ｌ２は透過しない。すなわち、励起光Ｌ２は、カメラ５９および分光装置６２に入射しない。
【００６７】
励起光Ｌ２は波長３９０ｎｍ〜４１０ｎｍの光であるので、フォトルミネッセンスにより発光素子１が出射する光Ｌ３は、波長λ２（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）の光である。よって、これらの光は、ダイクロイックミラー５４および取出フィルタ５６を透過する。そして、カメラ５９および分光装置６２に入射する。すなわち、発光素子１がフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３がカメラ５９および分光装置６２で観察できる。
【００６８】
図１１は、第１の実施の形態において、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３を出射する発光素子１を上面から観察した模式図である。図１１（ａ）は使用に適する発光素子１を、図１１（ｂ）は使用に適しない発光素子１を示している。ここでは、発光素子１を個別に検査している。
発光素子１の光を出射するｐ型半導体層１６０の表面１６０ｃ（図１、２参照）の大部分は、透明電極１７０で覆われている。よって、図１１（ａ）に示すように、使用に適する発光素子１の場合には、透明電極１７０を透過して、発光層１５０に励起光Ｌ２が照射され、透明電極１７０を透過してフォトルミネッセンスによる光Ｌ３を出射する。
なお、励起光Ｌ２は、透明電極１７０の部分ばかりでなく、透明電極１７０の周囲の透明電極１７０で覆われていないｐ型半導体層１６０の表面１６０ｃにも照射される。このため、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３は、透明電極１７０で覆われていないｐ型半導体層１６０の表面１６０ｃからも出射する。よって、図１１（ａ）においては、ｐ型半導体層１６０の表面１６０ｃを白抜きにして、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３が出射することを示した。
なお、半導体層露出面１４０ｃの部分には発光層１５０がないので、光Ｌ３を出射しない。また、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂの部分は不透明なＡｕなどで構成されているので、光Ｌ３を出射しない。
【００６９】
一方、製造工程において発光素子１の発光層１５０が損傷などを受け、使用に適さない発光素子１では、図１１（ｂ）に示すように、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３（図７の波長λ２の光）を出射しないか、強度が小さい。そこで、ｐ型半導体層１６０の表面１６０ｃを斜線で覆って、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３（図７の波長λ２の光）を出射しなか、強度が小さいとした。
【００７０】
ここでは、励起光Ｌ２の照射によるフォトルミネッセンスで、発光素子１における発光層１５０の井戸層１５０ｂから光Ｌ３（図７の波長λ２）が出射するとした。しかし、後述するように、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０の障壁層１５０ａ、ｐ型半導体層１６０からもフォトルミネッセンスによる光が出射されることがある。この場合は、図１１（ａ）、（ｂ）において、ｐ電極１９０ａおよびｎ電極１９０ｂの部分を除く全面から光が出射されることになる。これについては第２の実施の形態において後述する。
【００７１】
図１１では、発光素子１を個別に検査するとして説明した。しかし、第１の実施の形態における検査方法は、励起光Ｌ２を発光素子１に照射し、発光素子１がフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３を観察するものである。よって、複数の発光素子１をまとめて検査することもできる。
【００７２】
図１２は、発光素子ウエハ２０上のすべての発光素子１を一括して検査する方法を説明する図である。図１２は、発光素子ウエハ２０を発光素子１ごとに分割する前の状態、すなわち図５（ｆ）の状態を示している。
ここでは、励起光Ｌ２は、発光素子ウエハ２０において発光素子１が形成された表面２０ａを一括して照射する。そして、それぞれの発光素子１からフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３を観察する。なお、前述したように、発光素子１はｐ型半導体層１６０上に透明電極１７０を設けているので、透明電極１７０から出射する光Ｌ３を観察すればよい。
ここでも、励起光Ｌ２の照射によって、発光素子１における発光層１５０の井戸層１５０ｂからフォトルミネッセンスによる光Ｌ３（図７の波長λ２）が出射するとする。
【００７３】
図中、透明電極１７０に斜線を施した発光素子１（α、β、γ、δで表記する発光素子１）は、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３を出射しないか、強度が小さい（暗い状態にある）。
よって、この状態をカメラ５９で撮影して記録してもよく、暗い状態の発光素子１にマークを付してもよい。また、暗い状態の発光素子１の座標を記録してもよい。このようにして、発光素子ウエハ２０の発光素子１を一括して検査し、使用に適する発光素子１と使用に適さない発光素子１とを識別してもよい。
【００７４】
このように、発光素子ウエハ２０を発光素子１ごとに分割しなくても、検査ができるのは、発光素子１における発光層１５０が、発光素子１ごとに分離されていて、例え発光素子１における発光層１５０が損傷を受けて、短絡状態または低抵抗状態になっても、その影響が隣接する発光素子１に及ばないからである。すなわち、発光素子１からフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３は、発光素子１ごとの発光層１５０の状態を反映することになる。
よって、本実施の形態における検査方法は、発光素子１に透明電極１７０、ｐ電極１９０ａ、ｎ電極１９０ｂが形成され、発光素子１ごとに分割される直前の状態でなくともよい。例えば図５（ｅ）に示すように、半導体層露出面１４０ｃが形成され、発光層１５０がそれぞれの発光素子１ごとに分離されていれば適用できる。
また、発光素子１は、ｐ型半導体層１６０上に透明電極１７０が設けられているので、発光層１５０の短絡状態または低抵抗状態が例え微小な範囲で生じていたとしても、その影響は、透明電極１７０全面に及ぶことなる。すなわち、発光層１５０の損傷の有無が極めて観察しやすい。
【００７５】
図１３は、発光素子ウエハ２０の複数の発光素子１をまとめて検査する方法を説明する図である。図１３では、発光素子ウエハ２０の複数の発光素子１を含む領域（図１３にＬ２で表記する。）に励起光Ｌ２を照射し、励起光Ｌ２が照射された領域の発光素子１がフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３を観察して、発光素子１を検査する。保持台５１をステップアンドリピートで移動させることで、励起光Ｌ２を照射する領域を移動させ、発光素子ウエハ２０の全面を検査する。図１３ではαと表記した発光素子１が暗い状態にある。そして、励起光Ｌ２が一部分でも照射された発光素子１は、透明電極１７０でｐ型半導体層１６０が同電位になっているので、透明電極１７０の全面からフォトルミネッセンスによる光Ｌ３を出射する（図１３において、例えばαと表記した発光素子１の下側の発光素子１）。
なお、図１３では、励起光Ｌ２の照射される領域は円形であるが、四辺形としてもよい。
【００７６】
図１４は、複数の発光素子１をまとめて検査する方法を説明する図である。ここでは、図５（ｇ）に示すように、発光素子ウエハ２０を発光素子１に分割した状態で検査を行う。
【００７７】
なお、前記した基板分割工程（図４のステップ１０７）は、分割された発光素子１の飛散を抑制するために、発光素子ウエハ２０はその表面２０ａがダイシングテープ１５に貼り付けられて行われる。このとき、ダイシングテープ１５の周囲には、発光素子ウエハ２０を取り囲むように、ウエハリング１６が張り付けられている。なお、図１４は、発光素子１は、ダイシングテープ１５を通して見た図である。
【００７８】
ダイシングテープ１５は、柔軟性を有するとともに常温または加熱状態において延伸（引き伸ばすことが）できるシート状の基材と、基材の一方の面上に設けられ、発光素子ウエハ２０およびウエハリング１６を固定することができる接着剤（糊）とから構成されている。ダイシングテープ１５の基材は、塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリオレフィン（ＰＯ）などの樹脂である。
そして、前記した基板分割工程（ステップ１０７）により、分割予定線（Ｖ１〜Ｖ９、Ｈ１〜Ｈ９）に沿って脆弱領域が形成され、発光素子１ごとに切断されると、ウエハリング１６を固定した状態で、ダイシングテープ１５の裏面から発光素子ウエハ２０が押し上げられる。すると、図１４に示すように、ダイシングテープ１５が伸ばされ、発光素子１間が押し広げられ、距離Ｗとなる。
【００７９】
発光素子１間が押し広げられた状態において、図１２に示したと同様に、励起光Ｌ２をすべての発光素子１に照射して検査する。この場合、発光素子１は分割されているので、使用に適さないと判断された発光素子１を取り除いてもよい。
【００８０】
なお、図１４では、発光素子１の表面（透明電極１７０が形成された側）は、ダイシングテープ１５で覆われている。しかし、ダイシングテープ１５が励起光Ｌ２およびフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３を透過すれば、ダイシングテープ１５を介して励起光Ｌ２を照射し、ダイシングテープ１５を介して、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３を観察すればよい。
【００８１】
また、本実施の形態ではサファイアを基板１１０として用いたが、サファイアは１５０ｎｍから６μｍまでの光を透過するので、基板１１０の裏面側から励起光Ｌ２を照射し、裏面側からフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３を観察してもよい。
図１１、図１２、図１３で示した検査方法においても、基板１１０の裏面側からら励起光Ｌ２を照射し、裏面側からフォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３を観察してもよい。
【００８２】
また、図１４で示した検査方法においても、図１３に示したように、複数の発光素子１が含まれる領域に励起光Ｌ２を照射し、フォトルミネッセンスにより出射する光Ｌ３を観察してもよい。
【００８３】
以上説明したように、第１の実施の形態の検査方法によれば、発光素子１が使用に適しているか否かが判別できる。これにより、使用に適さない発光素子１については、パッケージに実装することが抑制できる。
【００８４】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態における検査方法では、図９に示す検査装置５０の励起フィルタ５３の透過帯域が異なっている。他の構成については、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
第２の実施の形態では、検査工程（図４、図８参照）において、励起光Ｌ２の照射により発光素子１からフォトルミネッセンスにより出射される光のうち、第１波長を除く光の強度に基づき、発光素子１における第１電荷注入層（ｎ型半導体層１４０）または第２電荷注入層（ｐ型半導体層１６０）に存在する準位を判別する工程（他の判別工程）を含む。
【００８５】
図１５は、第２の実施の形態における発光素子１のエネルギバンド構造の一例を模式的に説明するための図である。
第２の実施の形態の検査方法を適用する発光素子１の一例を、第１の実施の形態における発光素子１と同様に、ｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０および発光層１５０の障壁層１５０ａはＧａＮで構成され、バンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＮ）（３．４ｅＶ）により決まる光の波長λ１（中心波長）は３６４ｎｍとする。
一方、発光層１５０の井戸層１５０ｂは、ＧａＩｎＮで構成され、バンドギャップエネルギＥｇ（ＧａＩｎＮ）（２．７ｅＶ〜２．８ｅＶ）により決まる光の波長λ２（中心波長）は４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲にあるとする。
【００８６】
そして、ｎ型半導体層１４０に、エネルギレベル差が２．０７ｅＶ〜２．２５ｅＶの準位が存在するとする。図１５では、ｎ型半導体層１４０のエネルギバンド構造のなかに、２つのエネルギレベルＥ１、Ｅ２の準位が存在するとして表記した。よって、エネルギレベルＥ１とＥ２との差が２．０７ｅＶ〜２．２５ｅＶ（｜Ｅ１−Ｅ２｜＝２．０７ｅＶ〜２．２５ｅＶ）である。そして、エネルギレベルＥ１の準位の電子と、エネルギレベルＥ２の準位の正孔とが再結合すると、波長λ３（５５０ｎｍ〜６００ｎｍ）の光を放出するとする。
【００８７】
図１６は、第２の実施の形態の検査方法における励起フィルタ５３、ダイクロイックミラー５４、取出フィルタ５６の透過率の一例を説明する図である。
励起フィルタ５３は、波長３３０ｎｍ〜３８５ｎｍの光を透過する帯域透過フィルタである。ダイクロイックミラー５４は、第１の実施の形態と同様に４００ｎｍ以上の光を透過する長波長透過フィルタである。さらに、取出フィルタ５６は、第１の実施の形態と同様に４２０ｎｍ以上の光を透過する長波長透過フィルタである。
【００８８】
この例では、光源５２が出射する光Ｌ１（図７参照）から励起フィルタ５３により励起光Ｌ２として波長３３０ｎｍ〜３８５ｎｍの光が取り出される。そして、励起光Ｌ２はダイクロイックミラー５４により反射されて発光素子１に照射される。
なお、第２の実施の形態では、励起光Ｌ２は波長３３０ｎｍ〜３８５ｎｍであるので、ダイクロイックミラー５４によって反射される。したがって、発光素子１により反射された励起光Ｌ２もダイクロイックミラー５４で反射され、励起フィルタ５３に向かう。
【００８９】
そして、励起光Ｌ２は波長λ１より短い波長の光を含むので、図１５から分かるように、井戸層１５０ｂに加え、ｎ型半導体層１４０、障壁層１５０ａ、ｐ型半導体層１６０を励起する。
【００９０】
そして、励起光Ｌ２が照射された発光素子１からフォトルミネッセンスによって出射した光のうち、波長が４２０ｎｍ以上の光が取出フィルタ５６を透過してカメラ５９および分光装置６２に入射する。
なお、発光素子１はフォトルミネッセンスにより波長λ１の光を出射するが、取出フィルタ５６の遮光帯域であるので、カメラ５９および分光装置６２には入射しない。
【００９１】
図１７は、第２の実施の形態において、フォトルミネッセンスによる光Ｌ３を出射する発光素子１を上面から観察した状態の模式図である。図１７（ａ）は使用に適する発光素子１を、図１７（ｂ）は使用に適しない発光素子１を示している。ここでは、発光素子１を個別に検査している。
図１７（ａ）に示す使用に適する発光素子１のｐ型半導体層１６０の表面１６０ｃでは、波長λ２（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）の青と波長λ３（５５０ｎｍ〜６００ｎｍ）の黄とが混合した光Ｌ３（図１７（ａ）ではＢ＋Ｙと表記する。）が観測される。一方、半導体層露出面１４０ｃでは、波長λ３（５５０ｎｍ〜６００ｎｍ）の黄の光Ｌ３（図１７（ａ）ではＹと表記する。）が観測される。
【００９２】
一方、図１７（ｂ）に示す使用に適さない発光素子１では、発光素子１の全面において、波長λ３（５５０ｎｍ〜６００ｎｍ）の黄の光Ｌ３（図１７（ｂ）ではＹと表記する。）が観測される。
【００９３】
使用に適する発光素子１において、フォトルミネッセンスにより波長λ２（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）の青の光が出射し、使用に適しない発光素子１において、フォトルミネッセンスによる波長λ２（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）の青の光が出射しないことは、第１の実施の形態と同様である。
しかし、第２の実施の形態では、使用に適する発光素子１および使用に適しない発光素子１のいずれにおいても、フォトルミネッセンスによる波長λ３（５５０ｎｍ〜６００ｎｍ）の黄の光Ｌ３が観測される。
【００９４】
第２の実施の形態の発光素子１に、励起光Ｌ２が照射されると、ｎ型半導体層１４０において、伝導帯Ｅｃに電子が励起され、価電子帯Ｅｖに正孔が励起される。伝導帯Ｅｃに励起された電子がエネルギレベルＥ１の準位に移行し、価電子帯Ｅｖに励起された正孔がエネルギレベルＥ２の準位に移行する。そして、エネルギレベルＥ１の電子とエネルギレベルＥ２の正孔とが再結合して、波長λ３（５５０ｎｍ〜６００ｎｍ）の黄の光Ｌ３を出射する。
ｎ型半導体層１４０は、使用に適する発光素子１および使用に適さない発光素子１のいずれにおいても共通に存在する。よって、図１７（ａ）、（ｂ）のいずれにおいても、波長λ３（５５０ｎｍ〜６００ｎｍ）の黄の光が観測される。
【００９５】
なお、ｎ型半導体層１４０におけるエネルギレベルＥ１、Ｅ２の準位は、不純物の混入または／および欠陥の発生に起因する。
ここでは、エネルギレベルＥ１、Ｅ２の準位はｎ型半導体層１４０に発生しているとしたが、ｐ型半導体層１６０または／および発光層１５０の障壁層１５０ａにエネルギレベルＥ１、Ｅ２の準位が存在するとしても同じである。これらの準位が、ｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０、障壁層１５０ａのいずれに存在しているかは区別できない。
このように、第２の実施の形態における検査方法によると、ｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０、障壁層１５０ａにおける不純物の混入や欠陥に起因する準位の存在も判別できる。準位の存在を判別することは他の判別工程に該当する。
【００９６】
なお、準位Ｅ１と準位Ｅ２とのエネルギ差は、２．０７ｅＶ〜２．２５ｅＶであるとした。このとき、励起光Ｌ２が、第１の実施の形態の場合の３９０ｎｍ〜４１０ｎｍ（３．０２ｅＶ〜３．１８ｅＶ）の光であっても、準位Ｅ１と準位Ｅ２との間で、電子および正孔を励起することができる。しかし、準位Ｅ１と準位Ｅ２との間での励起の確率は少ないので、これらの準位間での再結合による光の検出は容易ではない。
これに対し、ｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０、障壁層１５０ａのバンドギャップエネルギＥｇより大きいエネルギの励起光Ｌ２を用いると、伝導帯Ｅｃおよび価電子帯Ｅｖに大量に電子または正孔を供給でき、再結合による光の強度が大きくなる。よって、不純物の混入や欠陥の発生によるｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０、障壁層１５０ａのバンドギャップ内の準位を検出するには、ｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０、障壁層１５０ａのバンドギャップエネルギＥｇよりエネルギの大きい励起光Ｌ２を用いることが好ましい。
【００９７】
第１の実施の形態および第２の実施の形態において、発光素子１は、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体により構成された発光素子として説明した。しかし、発光素子１は、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体により構成された発光素子に限らず、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＩＶ−ＩＶ族化合物半導体等で構成された発光素子であってもよい。
さらに、発光素子１は、発光層に有機材料を用いた有機ＥＬ素子であってもよい。
【００９８】
そして、第１の実施の形態および第２の実施の形態において示した励起フィルタ５３、ダイクロイックミラー５４、取出フィルタ５６の透過波長は例示であって、検査する発光素子１が出射する波長などにより設定すればよい。
【符号の説明】
【００９９】
１…発光素子、１０…発光チップ、１５…ダイシングテープ、１６…ウエハリング、２０…発光素子ウエハ、５０…検査装置、５１…保持台、５２…光源、５３…励起フィルタ、５４…ダイクロイックミラー、５５…対物レンズ、５６…取出フィルタ、５７…ハーフミラー、５８…接眼レンズ、５９…カメラ、６１…集光レンズ、６２…分光装置、１００…積層半導体層、１１０…基板、１２０…中間層、１３０…下地層、１４０ｃ…半導体露出面、１４０…ｎ型半導体層、１５０…発光層、１６０…ｐ型半導体層、１７０…透明電極、１８０…保護層、１９０ａ…ｐ電極、１９０ｂ…ｎ電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により第１波長の光を出射する発光層と、当該発光層を挟み込んで設けられ当該発光層に電荷を注入する第１電荷注入層および第２電荷注入層と、当該発光層に電流を流すために当該第１電荷注入層に接続された第１電極および当該第２電荷注入層に接続された第２電極とを備える発光素子に対して、通電を行わずに当該第１波長よりも波長が短い第２波長の光を照射する光照射工程と、
前記光照射工程における前記第２波長の光の照射に伴って、前記発光素子から出射される光を検出する検出工程と、
前記検出工程にて検出された、前記発光素子から出射される光における前記第１波長の光の強度に基づき、当該発光素子における電流リークの状態を判別する判別工程と
を有する発光素子の検査方法。
【請求項２】
前記検出工程にて検出された、前記発光素子から出射される光のうち前記第１波長を除く光の強度に基づき、当該発光素子における前記第１電荷注入層または前記第２電荷注入層に存在する準位を判別する他の判別工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の発光素子の検査方法。
【請求項３】
前記第１電極または前記第２電極は、前記第１波長の光および前記第２波長の光を透過する透明電極を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子の検査方法。
【請求項４】
前記発光素子は、前記第１電荷注入層または前記第２電荷注入層のいずれか一方に対向して設けられた基板に取り付けられ、当該基板は、前記第１波長の光および前記第２波長の光を透過するとともに、当該第２波長の光は当該基板を透過して照射され、当該第１波長の光は当該基板を透過して検出されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発光素子の検査方法。
【請求項５】
基板上に、第１電荷注入層、発光層、第２電荷注入層を順に積層する積層工程と、
前記第２電荷注入層と前記発光層とを複数の領域に分離する分離工程と、
前記発光層に電流を流すために、前記複数の領域ごとに前記第１電荷注入層に接続されるように第１電極を、前記第２電荷注入層に接続されるように第２電極をそれぞれ形成して発光素子とする電極形成工程と、
通電により前記発光層が出射する第１波長の光の波長よりも波長が短い第２波長の光を、通電を行わずに、積層された前記第１電荷注入層、前記発光層、前記第２電荷注入層に照射する光照射工程と、
前記光照射工程における前記第２波長の光の照射に伴って、前記第１電荷注入層、前記発光層、前記第２電荷注入層から出射される光を検出する検出工程と、
前記検出工程にて検出された前記発光層から出射される前記第１波長の光の強度に基づき、前記発光素子における電流リークの状態を判別する判別工程と
を有する発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記光照射工程、前記検出工程、前記判別工程は、前記基板が前記発光素子ごとに分割される前に行われることを特徴とする請求項５に記載の発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記検出工程にて検出された、前記発光素子から出射される光のうち前記第１波長を除く光の強度に基づき、当該発光素子の前記第１電荷注入層または前記第２電荷注入層に存在する準位を判別する他の判別工程をさらに有することを特徴とする請求項５または６に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１】
通電により第１波長の光を出射する発光層と、当該発光層を挟み込んで設けられ当該発光層に電荷を注入する第１電荷注入層および第２電荷注入層と、当該発光層に電流を流すために当該第１電荷注入層に接続された第１電極および当該第２電荷注入層に接続された第２電極とを備える発光素子に対して、通電を行わずに当該第１波長よりも波長が短い第２波長の光を照射する光照射工程と、
前記光照射工程における前記第２波長の光の照射に伴って、前記発光素子から出射される光を検出する検出工程と、
前記検出工程にて検出された、前記発光素子から出射される光における前記第１波長の光の強度に基づき、当該発光素子における電流リークの状態を判別する判別工程と
を有する発光素子の検査方法。
【請求項２】
前記検出工程にて検出された、前記発光素子から出射される光のうち前記第１波長を除く光の強度に基づき、当該発光素子における前記第１電荷注入層または前記第２電荷注入層に存在する準位を判別する他の判別工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の発光素子の検査方法。
【請求項３】
前記第１電極または前記第２電極は、前記第１波長の光および前記第２波長の光を透過する透明電極を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子の検査方法。
【請求項４】
前記発光素子は、前記第１電荷注入層または前記第２電荷注入層のいずれか一方に対向して設けられた基板に取り付けられ、当該基板は、前記第１波長の光および前記第２波長の光を透過するとともに、当該第２波長の光は当該基板を透過して照射され、当該第１波長の光は当該基板を透過して検出されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発光素子の検査方法。
【請求項５】
基板上に、第１電荷注入層、発光層、第２電荷注入層を順に積層する積層工程と、
前記第２電荷注入層と前記発光層とを複数の領域に分離する分離工程と、
前記発光層に電流を流すために、前記複数の領域ごとに前記第１電荷注入層に接続されるように第１電極を、前記第２電荷注入層に接続されるように第２電極をそれぞれ形成して発光素子とする電極形成工程と、
通電により前記発光層が出射する第１波長の光の波長よりも波長が短い第２波長の光を、通電を行わずに、積層された前記第１電荷注入層、前記発光層、前記第２電荷注入層に照射する光照射工程と、
前記光照射工程における前記第２波長の光の照射に伴って、前記第１電荷注入層、前記発光層、前記第２電荷注入層から出射される光を検出する検出工程と、
前記検出工程にて検出された前記発光層から出射される前記第１波長の光の強度に基づき、前記発光素子における電流リークの状態を判別する判別工程と
を有する発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記光照射工程、前記検出工程、前記判別工程は、前記基板が前記発光素子ごとに分割される前に行われることを特徴とする請求項５に記載の発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記検出工程にて検出された、前記発光素子から出射される光のうち前記第１波長を除く光の強度に基づき、当該発光素子の前記第１電荷注入層または前記第２電荷注入層に存在する準位を判別する他の判別工程をさらに有することを特徴とする請求項５または６に記載の発光素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−３８３１３（Ｐ２０１３−３８３１３Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７４８２９（Ｐ２０１１−１７４８２９）
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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