[发明专利]半导体元件的特性检查用夹具、特性检查装置及特性检查方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体元件的特性检查用夹具、包含了该夹具的特性检查装置，以及使用该装置进行特性检查的方法。

背景技术

光输出-电流-电压特性(LIV特性)是作为一种半导体元件的半导体激光器(LD：Laser diode)的基本特性之一。具体的说，LIV特性是指表示输入半导体激光器的电流值能得到多少激光输出的光输出-电流特性(L-I特性)，和表示此时施加于半导体激光器的电压与输入电流之间关系的电压-电流特性(V-I特性)。阈值(threshold)电流、斜率效率(slope efficiency)以及串联电阻(seriesresistor)等半导体激光器的主要参数是由该LIV特性计算出的。因此，对半导体激光器进行评价时要进行该LIV特性的测定。

此外，一般来说，为了评价半导体激光器，要进行称为恒温通电测试(burnin)的老化(aging)工序。具体的说，老化工序是指通常在100-150℃的高温环境下在规定的时间内向半导体激光器输入规定电流的工序。在该老化工序的前后测定半导体激光器的LIV特性。接着，根据在该老化工序前后测定的LIV特性的变化来判断是否为合格品。由此，在同样条件下制造出的半导体激光器中，就可挑选出由于在结晶成长中产生缺陷而导致可靠性下降的半导体激光器不合格产品。

因此，为判断半导体激光器是否合格，至少要进行第一次的LIV特性测定工序和恒温通电测试工序，以及第二次的LIV特性测定工序。LIV特性测定工序是用LIV特性测定器来进行测定的，而恒温通电测试工序是使用恒温炉(burn-in oven)来进行的。这些工序均在将半导体激光器与LIV特性测定器及恒温炉电气连接的状态下进行。

并且，一般来说，同时对多个半导体激光器进行LIV特性测定及老化工序以提高作业效率。因此，如图4所示，作为半导体激光器的特性检查用夹具11使用了在可以搭载多个半导体激光器12的电路基板13(PCB：Printed CircuitBoard)上形成电极部13a的装置。这种情况下，在电路基板13上搭载了多个半导体激光器12，图未示，将电路基板13的电极部13a连接到LIV特性测定器上进行LIV特性的测定，然后，将电路基板13的电极部13a连接到恒温炉上，在恒温炉内加热电路基板13及半导体激光器12，并同时通过电极部13a向半导体激光器输入规定电流。然后，再一次将电路基板13的电极部13a连接到LIV特性测定器上进行LIV特性的测定。这样，至少要进行3个工序，每一次都要将电路基板13的电极部13a连接到LIV特性测定器或者恒温炉上。接着，在完成了1组的半导体激光器12的特性检查之后，再将下一组的半导体激光器12搭载于电路板13上，并进行如上所述的LIV特性测定、老化工序及LIV特性测定。

如上所述，由于使用同一个电路基板13进行多个半导体激光器12的特性检查，该电路基板13的电极部13a多次反复进行与LIV特性测定器或者恒温炉电气连接及断开，因此电极部13a就有可能老化(degradation)。

如图5中的放大图所示，在电极部13a的一面或两面上形成了电极端子13b，并由电路基板13的外周部向外侧突出，即所谓的卡边缘连接器(card edgeconnector)的场合较多。将卡边缘连接器插入狭缝(slit)状的插口(socket)则与LIV特性测定器或者恒温炉的连接端子接触，由狭缝状的插口拔出则断开连接。该卡边缘连接器操作性良好，但由于在各个工序中反复在插口中拔插，其在拔插时的摩擦及拔插时施加的力会导致电极端子13b易老化。特别是由于卡边缘连接器通常在插口内受两面按压而连接，电极端子13b更易老化。这样的话一旦电极端子13b老化，例如在进行LIV特性测定时就会因电极部13a的接触不良而发生测定异常的情况。图6(a)是表示在进行正常测定时的示例图，图6(b)～6(c)是表示不良测定时的示例图。在这些图中，虚线表示恒温通电测试(burn in)前(图中标注为“before BI”)的电压-电流特性(也有表示V-I特性，I-V的情况)及光输出-电流特性(也有表示L-I特性，I-L的情况)。实线表示恒温通电测试(burn in)后(图标为“after BI”)的V-I特性及L-I特性。

上图中，轻微的接触不良会引起测定值变动进而表现出测定的重复性下降。通常，由于恒温通电测试工序前后的LIV特性测定值的变化率是产品合格与否的判定标准之一，因此，该测定值重复性的下降是导致测定成品率变差的重要因素。