JPS6049690A - 半導体レ−ザダイオ−ドのスクリ−ニング方法 - Google Patents

半導体レ−ザダイオ−ドのスクリ−ニング方法

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JPS6049690A
JPS6049690A JP15640083A JP15640083A JPS6049690A JP S6049690 A JPS6049690 A JP S6049690A JP 15640083 A JP15640083 A JP 15640083A JP 15640083 A JP15640083 A JP 15640083A JP S6049690 A JPS6049690 A JP S6049690A
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JP
Japan
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temperature
semiconductor laser
histogram
value
laser diode
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Pending
Application number
JP15640083A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Nakano
中野 好典
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPS6049690A publication Critical patent/JPS6049690A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/0014Measuring characteristics or properties thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Semiconductor Lasers (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、長時間にわたって安定に動作する半導体レー
ザを簡便に、高精度に選別するための方法に関するもの
である。
(従来技術) 半導体レーザにおいて、長時間にわたって安定に動作す
る素子を選別するためには、従来から、レーザ発振閾電
流値(■tb)又は一定光出力動作時の通電電流値(I
d)に着目し、本格使用に先がけて、予備試験を実施し
、予備試験時の経時的増加量(△Id)から、本格使用
時の経時変化2予測する方法がとられていた。
これらの電流値の経時的増加量△Ith、△Idけ、試
験条件、即ち、温度、試験電流等に強く依存し、加速条
件による試験が可能である反面、加速係数の算定は、半
導体レーザダイオードの劣化過程が複雑であり、特性パ
ラメータが評価温度に敏感で、定量化が困難なこともあ
って現在まで確立されていない。このため、安定に動作
する素子を高精度に選別するためには、出来るだけ本格
使用に近い動作条件で、長時間にわたって予備通電電性
なう必要があった。さらに数百時間の予備通電で経時変
化が観測さn、た素子に対する本格使用にむけての良品
、不良品の判定は、電流値Ith、Idが素子構造によ
って犬きく異なり、判定基準値が一義的に決定できてい
ないこともあり、あいまいであった。また、ここでの判
定結果とその後の本格使用での経時変化との相関は必ず
しも良いとは言えない川、状であった。
(発明の目的) 不発明は、こnらの欠点を解決するために提案されたも
ので、半導体レーザダイオードの雰囲気温度τパラメー
タとした一定光出力駆動電流の温度特性に着目し、初期
特性および経時特性τ測定し、効率良く高精度に、長寿
命半導体レーザケ選別する方法ケ提供すること勿目的と
する。
(発明の構成) 上記の目的を達成するため、本発明は半導体レーザダイ
オードの初期特性として、雰囲気温度?パラメータとし
て、一定出力駆!IJI]電流値の温度特性’ra k
6(11定しこのTaMのヒストグラム侘作成し、該ヒ
ストグラムの平均値及び標準偏差でめ、このヒストグラ
ムの平均値より所望の標準偏差の分布内に入る素子を選
別すること葡特徴とする半導体レーザダイオードのスク
リーニング方法會発明の要旨とするものである。
さらに本発萌は半導体レーザダイオードよりなる複数の
母集団がある場合、夫々の母集団よりサンプリングにエ
リ試料勿抽出し、夫々の試料について通常の試験に、C
る一定の出力駆動値の温度特性エリ臨界温度及び強制加
速試験による臨界温度とを測定し、両方の臨界温度より
実効温度上昇ΔTeff1求め、加速試験時間で、前記
の実効温度上昇率割って実効温度上昇率をめ、この実効
温度上昇重金(雰囲気温度限界値一本格使用時の雰囲気
の温度)で割った比をめ、この比の値により、前記の母
集団の良否を定め、良と判定された母集団から個々のレ
ーザダイオードについて、半導体レーザダイオードの初
期特性として、雰囲気温度をパラメータとして、一定出
力駆動電流値の温度特性Ta を測定し、このTaMの
ヒストグラムを作成し、該ヒストグラムの平均値及び標
準偏差をめ、このヒストグラムの平均値Jニジ所望の標
準偏差の分布内に入る素子を選別することを特徴とする
半導体レーザダイオードのスクリーニング力法を発明の
要旨とするものである。
次に本発明の実施例を添付図面についてi;乙明する。
なお実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱
しない範囲で、種々の変更あるいは改良を行いうろこと
は言うまでもない。
第1図はInGaAsP / InP系埋め込み型(B
H)レーザを用いた雰囲気温度Taに対する温度特性例
である。図における曲線1,2.3は夫々片端面当り3
mW光出力動作電流(03mW))。
5mW光出力動作電流(I(5mW))、8 mW光出
力動作電流(I(8mW月について示している。半導体
レーザの光出力全一定に保ちつつ、雰囲気温度(Ta)
’&上昇させていくと、第1図で破線で示したように、
動作電流が急激に増加する臨界温度(TaM)が存在し
、こnらは各光出力動作での動作限界を与える。活性層
温度としての限界値(TjM)は、半導体レーザの構造
で一義的に決まる。しかし、動作状態での活性層温度T
jは、(雰囲気温度Ta)+(通電による温度上昇分△
T)であるため、通電による発熱が大きい素子はど、雰
囲気温度における限界値(Ta)が小さくなることがわ
かる。例えばチップのマウントに不良が生じている素子
は熱抵抗が犬きくなるため、通電による発熱量△Tが大
きくなる。又、成長結晶の質に関して、活性層中および
その近傍に欠陥が局在し、非発光再結合過程が支配的で
あるレーザナツプでは、発熱量へTは当然大さくなる。
△Tが大声いことは、同一雰囲気温度ではTjが大きく
なることであり、△Tの大きい素子は劣化が速い。
このため、構造が同じ半導体レーザ全対象に、初期特性
として一定光出力駆動電流の雰囲気温度依存性を測定し
、TaMのヒストグラムを作成し、平均値および標準偏
差を算出し、平均値より、一定値以上、例えばσあるい
は2σだけノ・ズして分布するTaMの低い素子を除外
することで、不良素子の選別、即ち個別スクリーニング
が可能である。
ただし、Ta の平均値は構造の異なる場合はもとJ:
す、μmオーダのエツチング工程を必要とする埋め込み
型レーザでは、ウェハ間でも多少の差は存在する。
このような母集団の異なる素子間の選別について、次に
述べる方法を併用すればよい。
第2図は、ここでの温度特性の経時変化例を示している
。曲線lは3mW光出力動作電流、曲線2は5mW光出
力動作電而、曲線3は8mW光出力動作電流についての
温度特性を示す。
InGaAsP / InP叩め込み型レーザ約200
0時間の強制加速(100℃、250mA)による通電
試験の結果である。この試験[,1mつて、半導体レー
ザは70℃で測定した閾値電流’tb (70℃)は4
5mkから60mAに増加している。第2図から明らか
なように、強制加速通電試験の前後の温度特性は同一線
上にプロットできる。すなわち曲線1上において三角の
自作が2つあるが、これは通常の温度における特性全示
し、三角の魚卵は ゛強制加速試験における特性である
。従って両特性は同一の曲線上にプロットすることがで
きる。
曲線2及び3についても同様である。この結果から魚卵
で示す通電後の特性は、雰囲気温度を初期の値に比べて
12℃だけ高温側にシフトしであることが判る(実際の
雰囲気温度は第2図の上辺に示している)。
このように、半導体レーザの劣化は、一定光出力駆動電
流の温度特性において、通電前後の特性を比較してまる
雰囲気温度のシフト量で劣化を定量的に評価することが
できる。
半導体レーザの寿命試験として、最も一般的な一定光出
力駆動(P、)における試験では、半導体レーザの寿命
は雰囲気温度のシフト量(実効温度上昇△Teff)が
雰囲気温度限界値TaM(p、 )に達する時間として
定義できる。したがって、複数の母集団から構成される
半導体レーザに関して、各母集団から無作為に数ケずつ
の試料を選び出し、一定条件で通電試験を行ない、各母
集団ごとに実効温度上昇率(△’l’eff/試験時間
)をめ、(限界値Ta一本格使用時の雰囲気温度’l’
a )すなわち余裕温度で割算し請求めた寿命の大きざ
および分布を比較すれば、良質母集団の選別が可能であ
る。ここでの試料は、本格使用に用いる素子とは別であ
るため、強制加速試験が可能であり、試験時間が短縮で
きるばかりでなく、雰囲気温度限界値Ta は評価温度
に無関係な特性パラメータであり、寿命と試験粂件との
関係も定量的に把握できるため、加速係数を考慮して、
本格使用の経時変化を精度よく推測できる。
まに2素子のバーインとしてしばしば行なわれる本格使
用に先がけての予備通電においても、TaMを用いるな
らば経時変化の定量的評価が可能となるため、その後の
本使用に2ける寿命予測を精度良く行′Pr、9ことが
できることは言う才でもない。
なお上述の工うに良い品質の母集団を選出した後、この
母集団に含まれる個々の素子については、上述の個別ス
クリーニングを行うことによって、良質のレーザダイオ
ードをスクリー二ングすることができる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば半導体レーザの一
定光出力駆動電流の雰囲気温度依存性に注目することに
より、長時間安定に動作する素子を簡便に、精度よく選
別できる利点があり、実用上の効果は極めて犬である。
な2、以上の説明では、InGaAsP / InP 
BHレーザについて述べたが、他の構造およびGaAs
系レーザについても適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は初期特性としての温度特性例を示した説明図、
第2図は温度特性における経時変化の一例を示す説明図
である。 1・・・・・・片端面白!113rnW光出力動作電流
の初期特性2・・・・・・ 5mW 3・・・・・・ 8mW 1′・・・・・・片端首当p3mW光出力動作電流の通
電後特性2′・・・・・・ 1 5mW 3′・・・・・・片端面当り8mW光出光出力型流の通
電後特性特許出願人 日本電信電話公社 (V”)’$3 (VuI)’17ぐ廣 手続補正書(自発) 1.事件の表示 昭オ[158年特許願第156400号2、発明の名称 半導体レーザダイオードのスクリーニグ方法3、補正孕
する者 事件との関係 特許出願人 名 称 (422)日本電信電話公社 4、代 理 人 〒160 住 Iヅr 東京都新宿区西〃7−宿7丁目5#10号
第2ミゾタビルデイング7階 5、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」の欄 6、補正の内容 別紙のとおり 特許請求の範囲ケ次のように訂正する。 口1)半導体レーザダイオードの初期特性として、雰囲
気温度をパラメータとして、一定出力駆動電流値の臨界
温度の値’l’a f測定層このTaMのヒストグラム
を作成し、該ヒストグラムの平均値及び標準偏差をめ、
このヒストグラムの平均値より所望の標準偏差の分布内
に入る素子全選別することff:特徴とする半導体レー
ザダイオードのスクリーニング方法。 (2)半導体レーザダイオードよりなる複数の母集団が
ある場合、夫々の母集団J:リザンプリングにより試料
全抽出し、夫々の試料について通常の試験による−だの
出力駆動値の温度特性よジ臨界温度の値及び強制加速試
験による臨界温度の値と孕測定し、両方の臨界温度値よ
り実効温度上昇△’]”effi求め、加速試験時間で
、前記の実効温度上昇を割って実効温度上昇率をめ、こ
の実効温度上昇率會(雰囲気温度限界値一本格使用時の
雰囲気の温度)で割った比をめ・この比の値により、前
記の母集団の良否を定め、(1)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体レーザダイオードの初期特性として、雰囲
    気温度ケパラメータとして、一定出力駆動電流値の温度
    特性TaMケ測定し、このTaMのヒストグラムを作成
    し、該ヒストグラムの平均値及び標準偏差をめ、このヒ
    ストグラムの平均値より所望の標準偏差の分布内に入る
    素子を選別することt特徴とする半導体レーザダイオー
    ドのスクリーニング方法。
  2. (2)半導体レーザダイオードよりなる複数の母集団が
    ある場合、夫々の母集団よりサンプリングにエリ試料を
    抽出し、夫々の試料について通常の試験による一定の出
    力駆動値の温度特性工り臨界温度及び強制加速試験によ
    る臨界温度とr測定し、両方の臨界温度工り実効温度上
    昇ATefft求め、加速試験時間で、前記の実効温度
    上昇を割って実効温度上昇率會求め、この実効温度上昇
    率ケ(雰囲気温度限界値一本格使用時の雰囲気の温度)
    で割った比會求め、この比の値により、前記の母集団の
    良否を定め、良と判定された母集団から個々のレーザダ
    イオードについて、半導体レーザダイオードの初期特性
    として雰囲気温度tパラメータとして、一定出力駆動電
    流値の温度特性TaMk測定し、このTa のヒストグ
    ラムを作成し、該ヒストグラムの平均値及び標準偏差を
    め、このヒストグラムの平均値エリ所望の標準偏差の分
    布内に入る素子會選別することt特徴とする半導体レー
    ザダイオードのスクリーニング方法。
JP15640083A 1983-08-29 1983-08-29 半導体レ−ザダイオ−ドのスクリ−ニング方法 Pending JPS6049690A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5334826A (en) * 1991-05-10 1994-08-02 Fujitsu Limited Method and apparatus for extending and confirming the service life of semiconductor laser of bar code reader by detecting current increase corresponding to temperature of semiconductor laser
JP2001133510A (ja) * 1999-09-14 2001-05-18 Stmicroelectronics Srl 集積回路の検査方法及び集積回路

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