JP2000114589A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JP2000114589A JP2000114589A JP27689198A JP27689198A JP2000114589A JP 2000114589 A JP2000114589 A JP 2000114589A JP 27689198 A JP27689198 A JP 27689198A JP 27689198 A JP27689198 A JP 27689198A JP 2000114589 A JP2000114589 A JP 2000114589A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一導電型半導体層の露出部Ｒにおける逆導電
型半導体層の側壁部が順メサ構造であることに起因して
電極の短絡と印画品質の劣化が発生するという問題があ
った。 【解決手段】 基板上に島状の一導電型半導体層を設け
ると共に、この一導電型半導体層上にこの一導電型半導
体層の一部が露出するように逆導電型半導体層を設け、
この一導電型半導体層の露出部と前記逆導電型半導体層
上に電極を接続して設けた半導体発光装置において、前
記一導電型半導体層の露出部における前記逆導電型半導
体層の側壁部を逆メサ構造としたことを特徴とする。
型半導体層の側壁部が順メサ構造であることに起因して
電極の短絡と印画品質の劣化が発生するという問題があ
った。 【解決手段】 基板上に島状の一導電型半導体層を設け
ると共に、この一導電型半導体層上にこの一導電型半導
体層の一部が露出するように逆導電型半導体層を設け、
この一導電型半導体層の露出部と前記逆導電型半導体層
上に電極を接続して設けた半導体発光装置において、前
記一導電型半導体層の露出部における前記逆導電型半導
体層の側壁部を逆メサ構造としたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体発光装置に関
し、特にページプリンタ用感光ドラムの露光用光源など
に用いられる半導体発光装置に関する。
し、特にページプリンタ用感光ドラムの露光用光源など
に用いられる半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
半導体発光装置を図３および図４に示す。図３は断面
図、図４は平面図である。図３および図４において、２
１は半導体基板、２２は一導電型半導体層、２３は逆導
電型半導体層、２４は個別電極、２５は共通電極であ
る。
半導体発光装置を図３および図４に示す。図３は断面
図、図４は平面図である。図３および図４において、２
１は半導体基板、２２は一導電型半導体層、２３は逆導
電型半導体層、２４は個別電極、２５は共通電極であ
る。
【０００３】半導体基板２１上に、一導電型半導体層２
２と逆導電型半導体層２３を一導電型半導体層２２より
も逆導電型半導体層２３が小面積となるように設けると
共に、この一導電型半導体層２２の露出部Ｒに共通電極
２５（２５ａ、２５ｂ）を接続して設け、逆導電型半導
体層２３に個別電極２４を接続して設けている。なお、
図３中、２６は窒化シリコン膜などから成る保護膜であ
る。また、図４に示すように、共通電極２５（２５ａ、
２５ｂ）は隣接する島状半導体層２２、２３ごとに異な
る群に属するように二群に分けて接続して設けられ、隣
接する島状半導体層２２、２３が同じ個別電極２４に接
続されている。
２と逆導電型半導体層２３を一導電型半導体層２２より
も逆導電型半導体層２３が小面積となるように設けると
共に、この一導電型半導体層２２の露出部Ｒに共通電極
２５（２５ａ、２５ｂ）を接続して設け、逆導電型半導
体層２３に個別電極２４を接続して設けている。なお、
図３中、２６は窒化シリコン膜などから成る保護膜であ
る。また、図４に示すように、共通電極２５（２５ａ、
２５ｂ）は隣接する島状半導体層２２、２３ごとに異な
る群に属するように二群に分けて接続して設けられ、隣
接する島状半導体層２２、２３が同じ個別電極２４に接
続されている。
【０００４】このような発光ダイオードアレイでは、個
別電極２４と共通電極２５（２５ａ、２５ｂ）の組み合
わせを選択して電流を流すことによって、各発光ダイオ
ードを選択的に発光させることができる。
別電極２４と共通電極２５（２５ａ、２５ｂ）の組み合
わせを選択して電流を流すことによって、各発光ダイオ
ードを選択的に発光させることができる。
【０００５】ところが、この従来の半導体発光装置で
は、個別電極２４と共通電極２５（２５ａ、２５ｂ）が
一導電型半導体層２２の露出部Ｒにおいて、対峙して近
接して設けられていることから、電極のバリや塵埃など
によって短絡することがしばしば発生するという問題が
あった。
は、個別電極２４と共通電極２５（２５ａ、２５ｂ）が
一導電型半導体層２２の露出部Ｒにおいて、対峙して近
接して設けられていることから、電極のバリや塵埃など
によって短絡することがしばしば発生するという問題が
あった。
【０００６】また、従来の半導体発光装置では、島状半
導体層２２、２３の露出部Ｒにおける逆導電型半導体層
２３の側壁部Ｗが順メサとなるような構造になっている
ことから、この順メサ部分から光漏れが発生して印画品
質が劣化する原因になるという問題があった。
導体層２２、２３の露出部Ｒにおける逆導電型半導体層
２３の側壁部Ｗが順メサとなるような構造になっている
ことから、この順メサ部分から光漏れが発生して印画品
質が劣化する原因になるという問題があった。
【０００７】本発明はこのような従来装置の問題点に鑑
みてなされたものであり、一導電型半導体層の露出部Ｒ
における逆導電型半導体層の側壁部が順メサ構造である
ことに起因して発生する電極の短絡と印画品質の劣化を
解消した半導体発光装置を提供することを目的とする。
みてなされたものであり、一導電型半導体層の露出部Ｒ
における逆導電型半導体層の側壁部が順メサ構造である
ことに起因して発生する電極の短絡と印画品質の劣化を
解消した半導体発光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体発光装置では、基板上に島状の
一導電型半導体層を設けると共に、この一導電型半導体
層上にこの一導電型半導体層の一部が露出するように逆
導電型半導体層を設け、この一導電型半導体層の露出部
と前記逆導電型半導体層上に電極を接続して設けた半導
体発光装置において、前記一導電型半導体層の露出部に
おける前記逆導電型半導体層の側壁部を逆メサ構造とし
たことを特徴とする。
に、本発明に係る半導体発光装置では、基板上に島状の
一導電型半導体層を設けると共に、この一導電型半導体
層上にこの一導電型半導体層の一部が露出するように逆
導電型半導体層を設け、この一導電型半導体層の露出部
と前記逆導電型半導体層上に電極を接続して設けた半導
体発光装置において、前記一導電型半導体層の露出部に
おける前記逆導電型半導体層の側壁部を逆メサ構造とし
たことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。図１は本発明に係る半導体発光装置の
一実施形態を示す断面図、図２は平面図である。
詳細に説明する。図１は本発明に係る半導体発光装置の
一実施形態を示す断面図、図２は平面図である。
【００１０】図１および図２において、１は基板、２は
一導電型半導体層、３は逆導電型半導体層、４は個別電
極、５は共通電極、６は絶縁膜である。
一導電型半導体層、３は逆導電型半導体層、４は個別電
極、５は共通電極、６は絶縁膜である。
【００１１】基板１はシリコン（Ｓｉ）やガリウム砒素
（ＧａＡｓ）などの単結晶半導体基板やサファイア（Ａ
ｌ2 Ｏ3 ）などの単結晶絶縁基板から成る。単結晶半導
体基板の場合、（１００）面を＜０１１＞方向に２〜７
°オフさせた基板などが好適に用いられる。サファイア
の場合、Ｃ面基板が好適に用いられる。
（ＧａＡｓ）などの単結晶半導体基板やサファイア（Ａ
ｌ2 Ｏ3 ）などの単結晶絶縁基板から成る。単結晶半導
体基板の場合、（１００）面を＜０１１＞方向に２〜７
°オフさせた基板などが好適に用いられる。サファイア
の場合、Ｃ面基板が好適に用いられる。
【００１２】一導電型半導体層２は、バッファ層２ａ、
オーミックコンタクト層２ｂ、発光層２ｃで構成され
る。バッファ層２ａは２〜４μｍ程度の厚みに形成さ
れ、オーミックコンタクト層２ｂは０．１〜１．０μｍ
程度の厚みに形成され、クラッド層２ｃは０．２〜０．
４μｍ程度の厚みに形成される。バッファ層２ａとオー
ミックコンタクト層２ｂはガリウム砒素などで形成さ
れ、発光層２ｃはアルミニウムガリウム砒素などで形成
される。オーミックコンタクト層２ｂはシリコンやセレ
ンなどの一導電型半導体不純物を１×１０18〜１０22ａ
ｔｏｍｓ／ｃｍ3 程度含有し、クラッド層２ｃはシリコ
ンやセレンなどの一導電型半導体不純物を１×１０16〜
１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 程度含有する。バッファ層２
ａは基板１と半導体層との格子定数の不整合に基づくミ
スフィット転位を防止するために設けるものであり、半
導体不純物を含有させる必要はない。
オーミックコンタクト層２ｂ、発光層２ｃで構成され
る。バッファ層２ａは２〜４μｍ程度の厚みに形成さ
れ、オーミックコンタクト層２ｂは０．１〜１．０μｍ
程度の厚みに形成され、クラッド層２ｃは０．２〜０．
４μｍ程度の厚みに形成される。バッファ層２ａとオー
ミックコンタクト層２ｂはガリウム砒素などで形成さ
れ、発光層２ｃはアルミニウムガリウム砒素などで形成
される。オーミックコンタクト層２ｂはシリコンやセレ
ンなどの一導電型半導体不純物を１×１０18〜１０22ａ
ｔｏｍｓ／ｃｍ3 程度含有し、クラッド層２ｃはシリコ
ンやセレンなどの一導電型半導体不純物を１×１０16〜
１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 程度含有する。バッファ層２
ａは基板１と半導体層との格子定数の不整合に基づくミ
スフィット転位を防止するために設けるものであり、半
導体不純物を含有させる必要はない。
【００１３】逆導電型半導体層３は、発光層３ａ、第２
のクラッド層３ｂ、および第２のオーミックコンタクト
層３ｃで構成される。発光層３ａと第２のクラッド層３
ｂは０．２〜０．４μｍ程度の厚みに形成され、オーミ
ックコンタクト層３ｃは０．０１〜０．１μｍ程度の厚
みに形成される。発光層３ａと第２のクラッド層３ｂは
アルミニウムガリウム砒素などから成り、第２のオーミ
ックコンタクト層３ｃはガリウム砒素などから成る。
のクラッド層３ｂ、および第２のオーミックコンタクト
層３ｃで構成される。発光層３ａと第２のクラッド層３
ｂは０．２〜０．４μｍ程度の厚みに形成され、オーミ
ックコンタクト層３ｃは０．０１〜０．１μｍ程度の厚
みに形成される。発光層３ａと第２のクラッド層３ｂは
アルミニウムガリウム砒素などから成り、第２のオーミ
ックコンタクト層３ｃはガリウム砒素などから成る。
【００１４】発光層３ａと第２のクラッド層３ｂは、電
子の閉じ込め効果と光の取り出し効果を考慮してアルミ
ニウム砒素（ＡｌＡｓ）とガリウム砒素（ＧａＡｓ）と
の混晶比を異ならしめる。発光層３ａと第２のクラッド
層３ｂは亜鉛（Ｚｎ）などの逆導電型半導体不純物を１
×１０16〜１０19程度含有し、第２のオーミックコンタ
クト層３ｃは亜鉛などの逆導電型半導体不純物を１×１
０19〜１０22程度含有する。
子の閉じ込め効果と光の取り出し効果を考慮してアルミ
ニウム砒素（ＡｌＡｓ）とガリウム砒素（ＧａＡｓ）と
の混晶比を異ならしめる。発光層３ａと第２のクラッド
層３ｂは亜鉛（Ｚｎ）などの逆導電型半導体不純物を１
×１０16〜１０19程度含有し、第２のオーミックコンタ
クト層３ｃは亜鉛などの逆導電型半導体不純物を１×１
０19〜１０22程度含有する。
【００１５】絶縁膜６は窒化シリコンなどから成り、厚
み３０００Å程度に形成される。個別電極４と共通電極
５は金／クロム（Ａｕ／Ｃｒ）などから成り、厚み１μ
ｍ程度に形成される。
み３０００Å程度に形成される。個別電極４と共通電極
５は金／クロム（Ａｕ／Ｃｒ）などから成り、厚み１μ
ｍ程度に形成される。
【００１６】本発明の半導体発光装置では、図２に示す
ように、一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３から
成る島状半導体層２、３を基板１上に一列状に並べて、
隣接する島状半導体層２、３毎に同じ個別電極４に接続
し、同じ個別電極４に接続された下の一導電型半導体層
２が異なる共通電極５に接続されるように二群に分けて
接続される。個別電極４を選択して電流を流すことによ
ってページプリンタ用感光ドラムの露光用光源として用
いられる。
ように、一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３から
成る島状半導体層２、３を基板１上に一列状に並べて、
隣接する島状半導体層２、３毎に同じ個別電極４に接続
し、同じ個別電極４に接続された下の一導電型半導体層
２が異なる共通電極５に接続されるように二群に分けて
接続される。個別電極４を選択して電流を流すことによ
ってページプリンタ用感光ドラムの露光用光源として用
いられる。
【００１７】島状半導体層２、３は、結晶の面方位とエ
ッチングとの関係から一方の対向する壁面が順メサ構造
で、他方の対向する壁面が逆メサ構造を有する。本発明
では、一導電型半導体層２の露出部Ｒにおける逆導電型
半導体層３の側壁部Ｗが逆メサとなるように形成した。
すなわち、段差エッチングを行う際、ＧａＡｓは順メサ
形状になるが、ＡｌＧａＡｓの＜１−１０＞方向は逆メ
サ形状になるエッチング液を用いて逆導電型半導体層３
の側壁部Ｗを逆メサ形状にする。この逆導電型半導体層
３の側壁部Ｗを逆メサ形状とすることで、個別電極４の
逆導電型半導体層３上部分と一導電型半導体層２上部分
を切断することができる。
ッチングとの関係から一方の対向する壁面が順メサ構造
で、他方の対向する壁面が逆メサ構造を有する。本発明
では、一導電型半導体層２の露出部Ｒにおける逆導電型
半導体層３の側壁部Ｗが逆メサとなるように形成した。
すなわち、段差エッチングを行う際、ＧａＡｓは順メサ
形状になるが、ＡｌＧａＡｓの＜１−１０＞方向は逆メ
サ形状になるエッチング液を用いて逆導電型半導体層３
の側壁部Ｗを逆メサ形状にする。この逆導電型半導体層
３の側壁部Ｗを逆メサ形状とすることで、個別電極４の
逆導電型半導体層３上部分と一導電型半導体層２上部分
を切断することができる。
【００１８】また、一導電型半導体層２の露出部Ｒにお
ける逆導電型半導体層３の側壁部Ｗが逆メサとなるよう
に形成されることから、発光層２ｃ、３ａで発光した光
は側壁部Ｗの内側で反射して上方に照射される。もっ
て、この側壁部Ｙからの光漏れがなくなる。
ける逆導電型半導体層３の側壁部Ｗが逆メサとなるよう
に形成されることから、発光層２ｃ、３ａで発光した光
は側壁部Ｗの内側で反射して上方に照射される。もっ
て、この側壁部Ｙからの光漏れがなくなる。
【００１９】次に、上述のような半導体発光装置の製造
方法を説明する。まず、単結晶基板１上に、一導電型半
導体層２、逆導電型半導体層３をＭＯＣＶＤ法などで順
次積層して形成する。
方法を説明する。まず、単結晶基板１上に、一導電型半
導体層２、逆導電型半導体層３をＭＯＣＶＤ法などで順
次積層して形成する。
【００２０】これらの半導体層２、３を形成する場合、
基板温度をまず４００〜５００℃に設定して２００〜２
０００Åの厚みにアモルファス状のガリウム砒素膜を形
成した後、基板温度を７００〜９００℃に上げて所望厚
みの半導体層２、３を形成する。
基板温度をまず４００〜５００℃に設定して２００〜２
０００Åの厚みにアモルファス状のガリウム砒素膜を形
成した後、基板温度を７００〜９００℃に上げて所望厚
みの半導体層２、３を形成する。
【００２１】この場合、原料ガスとしてはＴＭＧ（（Ｃ
Ｈ3 ）3 Ｇａ）、ＴＥＧ（（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｇａ）、アル
シン（ＡｓＨ3 ）、ＴＭＡ（（ＣＨ3 ）3 Ａ１）、ＴＥ
Ａ（（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ａ１）などが用いられ、導電型を制
御するためのガスとしては、シラン（ＳｉＨ4 ）、セレ
ン化水素（Ｈ2 Ｓｅ）、ＴＭＺ（（ＣＨ3 ）3 Ｚｎ）な
どが用いられ、キャリアガスとしては、Ｈ2 などが用い
られる。
Ｈ3 ）3 Ｇａ）、ＴＥＧ（（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｇａ）、アル
シン（ＡｓＨ3 ）、ＴＭＡ（（ＣＨ3 ）3 Ａ１）、ＴＥ
Ａ（（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ａ１）などが用いられ、導電型を制
御するためのガスとしては、シラン（ＳｉＨ4 ）、セレ
ン化水素（Ｈ2 Ｓｅ）、ＴＭＺ（（ＣＨ3 ）3 Ｚｎ）な
どが用いられ、キャリアガスとしては、Ｈ2 などが用い
られる。
【００２２】次に、隣接する素子同志が電気的に分離さ
れるように、半導体層２、３が島状にパターニングされ
る。このエッチングは、硫酸過酸化水素系のエッチング
液を用いたウエットエッチングやＣＣ１2 Ｆ2 ガスを用
いたドライエッチングなどで行われる。また、一導電型
半導体層２と共通電極５との接続部が逆導電型半導体層
３から露出するようにエッチングされる。このエッチン
グは、Ｉ2 ：ＫＩ：ＨＣｌ：Ｈ2 Ｏ＝２ｇ：４ｇ：１ｃ
ｃ：１００ｃｃなどのエッチング液を用いたウエットエ
ッチングで行われる。
れるように、半導体層２、３が島状にパターニングされ
る。このエッチングは、硫酸過酸化水素系のエッチング
液を用いたウエットエッチングやＣＣ１2 Ｆ2 ガスを用
いたドライエッチングなどで行われる。また、一導電型
半導体層２と共通電極５との接続部が逆導電型半導体層
３から露出するようにエッチングされる。このエッチン
グは、Ｉ2 ：ＫＩ：ＨＣｌ：Ｈ2 Ｏ＝２ｇ：４ｇ：１ｃ
ｃ：１００ｃｃなどのエッチング液を用いたウエットエ
ッチングで行われる。
【００２３】次に、プラズマＣＶＤ法で、シランガス
（ＳｉＨ4 ）とアンモニアガス（ＮＨ3 ）を用いて窒化
シリコンから成る絶縁膜を形成してパターニングする。
最後に、クロムと金を蒸着法やスパッタリング法で形成
してパターニングすることにより完成する。
（ＳｉＨ4 ）とアンモニアガス（ＮＨ3 ）を用いて窒化
シリコンから成る絶縁膜を形成してパターニングする。
最後に、クロムと金を蒸着法やスパッタリング法で形成
してパターニングすることにより完成する。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体発光
装置によれば、一導電型半導体層の露出部における前記
逆導電型半導体層の側壁部を逆メサ構造としたことか
ら、一導電型半導体層上の電極を逆メサ部分で切断する
ことができ、もって個別電極と共通電極が近接して配設
されても短絡などを有効に防止することができる。ま
た、一導電型半導体層の露出部から近傍からの光漏れを
低減でき、印画品質を向上させることができる。
装置によれば、一導電型半導体層の露出部における前記
逆導電型半導体層の側壁部を逆メサ構造としたことか
ら、一導電型半導体層上の電極を逆メサ部分で切断する
ことができ、もって個別電極と共通電極が近接して配設
されても短絡などを有効に防止することができる。ま
た、一導電型半導体層の露出部から近傍からの光漏れを
低減でき、印画品質を向上させることができる。
【図１】本発明に係る半導体発光装置の一実施形態を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】本発明に係る半導体発光装置の一実施形態を示
す平面図である。
す平面図である。
【図３】従来の半導体発光装置を示す断面図である。
【図４】従来の半導体発光装置を示す平面図である。
１‥‥‥基板、２‥‥‥一導電型半導体層、３‥‥‥逆
導電型半導体層、４‥‥‥個別電極、５‥‥‥共通電
極、６‥‥‥絶縁膜
導電型半導体層、４‥‥‥個別電極、５‥‥‥共通電
極、６‥‥‥絶縁膜
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に島状の一導電型半導体層を設け
ると共に、この一導電型半導体層上にこの一導電型半導
体層の一部が露出するように逆導電型半導体層を設け、
この一導電型半導体層の露出部と前記逆導電型半導体層
上に電極を接続して設けた半導体発光装置において、前
記一導電型半導体層の露出部における前記逆導電型半導
体層の側壁部を逆メサ構造としたことを特徴とする半導
体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27689198A JP3623110B2 (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27689198A JP3623110B2 (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000114589A true JP2000114589A (ja) | 2000-04-21 |
| JP3623110B2 JP3623110B2 (ja) | 2005-02-23 |
Family
ID=17575846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27689198A Expired - Fee Related JP3623110B2 (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3623110B2 (ja) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH05243610A (ja) * | 1992-02-28 | 1993-09-21 | Kyocera Corp | 半導体発光素子 |
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