JP2000277810A - Ledアレイおよびその製造方法 - Google Patents
Ledアレイおよびその製造方法Info
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- H01L2224/48464—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area also being a ball bond, i.e. ball-to-ball
Abstract
した基板が個々に必要となり、ヘッドの小型化が難しい
上に、それぞれの搭載精度が問題となっている。またL
EDアレイが高密度になるにつれて、LEDアレイをチ
ップ状に切断するときの精度が非常に厳しくなるという
問題があった 【解決手段】 電極が接続して設けられた一導電型半導
体層と逆導電型半導体層から成る発光素子を透光性樹脂
から成る支持部材中に列状に複数埋設して設けた。
Description
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LEDアレイとその製造方法に関する。
す。図4は断面図、図5は平面図である。図4ないし図
5において、21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。
2と逆導電型半導体層23を設けると共に、この一導電
型半導体層22の露出部Rに共通電極25(25a、2
5b)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4において、2
6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。
4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。
にLEDアレイを多数形成した後、ダイシング法などで
チップ状に切断して、図7に示すように、LEDチップ
を実装基板28上に搭載し、ワイヤーボンディング30
などで外部回路31と接続する。さらに、LEDアレイ
チップを実装した基板28上にレンズ29を設置し、L
EDヘッドとして組み立てる。このLEDヘッドはLE
Dアレイから発光した光を実装基板28の上部に設けた
レンズ29で集光して感光体ドラム(不図示)へ結像さ
せる。
LEDアレイでは、基板21上に電極24、25が接続
された島状の半導体層22、23を列状に設けて複数並
べて設けていることから、発光面と同じ側に電極24、
25の外部回路との接続部が位置することになり、その
結果、発光素子をレンズ29に直接接触させて実装する
ことができず、レンズ29の取付精度が悪いと共に、レ
ンズ29の搭載基板のレンズ周辺に回路を設けることが
できず、レンズ29とLEDアレイ実装基板を別々に設
けなければならず、LEDヘッドの構造が複雑で装置が
大型化するという問題があった。つまり、従来のLED
アレイでは、実装基板28とレンズ29を搭載した基板
が個々に必要となり、小型化が難しいうえに、厳密な搭
載精度が要求される。
れて、LEDアレイをチップ状に切断するときの精度が
非常に厳しくなるという問題があった。
てなされたものであり、LEDヘッドの構造が複雑で装
置が大型化し、またLEDチップを精度よく切断するの
が困難であるという従来の問題を解消したLEDアレイ
とその製造方法を提供することを目的とする。
に、本発明に係るLEDアレイでは、電極が接続して設
けられた一導電型半導体層と逆導電型半導体層から成る
発光素子を透光性樹脂から成る支持部材中に列状に複数
埋設して成ることを特徴とする。
持部材の表面側まで延在して設けられていることが望ま
しい。
法では、単結晶基板に島状の一導電型半導体層と逆導電
型半導体層を積層して列状に設け、この一導電型半導体
層と逆導電型半導体層に電極を接続して設けて発光素子
を形成し、この発光素子を透光性樹脂から成る支持部材
で被覆した後、前記単結晶基板を除去することを特徴と
する。
詳細に説明する。図1は本発明に係るLEDアレイの一
実施形態を示す断面図、図2は平面図である。図1およ
び図2において、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、
7は支持部材である。
シリカ系樹脂などの透光性樹脂から成る。
共通電極5(5a、5b)が接続して設けられた一導電
型半導体層2と個別電極4が接続して設けられた逆導電
型半導体層3から成る発光素子を列状に埋設する。
オーミックコンタクト層2b、電子の注入層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0.1〜1.0μ
m程度の厚みに形成され、電子の注入層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、電子の注入層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
ンなどの一導電型半導体不純物を1×1016〜1017a
toms/cm3 程度含有し、電子の注入層2cはシリ
コンなどの一導電型半導体不純物を1×1016〜1019
atoms/cm3 程度含有する。また、この時電子注
入層2cのAlの組成はx=0.24〜0.5程度形成
する。バッファ層2a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。
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。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。
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
×1016〜1018atoms/cm3 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1×10 19〜1020atoms/cm3 程
度含有する。
み3000〜5000Å程度に形成される。また、個別
電極4と共通電極5は金/クロム(Au/AuGe/C
r)などから成り、厚み1μm程度に形成される。
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を支持部材7内に一列状に並べ
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。
に、個別電極4と共通電極5が支持部材7の表面側まで
延在して設けられていることが望ましい。また、図3に
示すように、支持部材7をレンズ9の搭載基板10に直
接実装することが望ましい。さらに、支持部材7をレン
ズ9の搭載基板10に直接実装すると同時に、レンズ9
の搭載基板10上に回路配線を設けることが望ましい。
5を配置すると、レンズ9に支持部材を直接接触して実
装することが可能になり、レンズ9の取付精度が向上す
ると共に、レンズ9を搭載している基板10のレンズ9
周辺に配線回路11を設けることができ、レンズ9の搭
載基板10がLEDアレイ実装基板を兼ねることでLE
Dヘッド構造の簡略化および小型化を可能になる。
法を説明する。まず、単結晶基板(不図示)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。
晶半導体基板から成る。単結晶半導体基板の場合、(1
00)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。
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。
H3 )3 Ga)、TEG((C2 H5 )3 Ga)、アル
シン(AsH3 )、TMA((CH3 )3 Al)、TE
A((C2 H5 )3 Al)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。
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CCl2 F2 ガスを用
いたドライエッチングなどで行われる。
部が露出するためにエッチングする。さらに、表面の半
導体層3cの表面の一部をエッチングする。それぞれの
エッチングも硫酸過酸化水素系のエッチング液を用いた
ウェットエッチングやCCl2 F2 ガスを用いたドライ
エッチングなどで行なわれる。
(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。
次に、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。
段を用いて樹脂層を形成して支持部材7を形成する。そ
の後、単結晶基板のみを選択的にエッチングする。例え
ば、単結晶基板としてシリコン基板を使用している場合
にはKOH溶液などを使用して、単結晶基板のみを選択
的にエッチングすればよい。
合には、支持部材7を形成してからフォトリソ工程など
を用いて形成することによって、図4に示すように、支
持部材7で覆われているチップ部と単結晶基板の部分を
作製し、単結晶基板をエッチングすることでチップ部の
みを残すようにすればよい。
チップ状に形成した後、基板を除去することで、基板は
エッチングされて何もなくなってしまうことにより、ダ
イシングなどの手法を取らずにチップに分割することを
可能となる。
イでは、電極が接続して設けられた一導電型半導体層と
逆導電型半導体層から成る発光素子を透光性樹脂から成
る支持部材中に列状に複数埋設したことから、発光面と
反対の面に電極を配置することを可能になり、その結
果、この支持部材をレンズに直接実装することができ、
レンズの取付精度向上を可能にすると共に、レンズ搭載
基板のレンズ周辺に回路を設けることができ、レンズ搭
基板とLEDアレイ実装基板を兼ねることでLEDヘッ
ド構造の簡略化および小型化を可能になる。
法では、単結晶基板上に島状の一導電型半導体層と逆導
電型半導体層を列状に積層して設け、この一導電型半導
体層と逆導電型半導体層に電極を接続して設けて発光素
子を形成し、この発光素子を透光性樹脂から成る支持部
材で被覆した後、前記単結晶基板を除去することから、
ダイシングなどの手法を取らずにチップに分割すること
を可能となり、高精度のLEDアレイ切断時における問
題を解消できる。
断面図である。
平面図である。
である。
である。
る。
導電型半導体層、4………個別電極、5………共通電
極、6………絶縁膜、7………樹脂層、8………実装用
基板、9………レンズ
Claims (3)
- 【請求項1】 電極が接続して設けられた一導電型半導
体層と逆導電型半導体層から成る発光素子を透光性樹脂
から成る支持部材中に列状に複数埋設して成るLEDア
レイ。 - 【請求項2】 前記電極が前記支持部材の表面側まで延
在していることを特徴とする請求項1に記載のLEDア
レイ。 - 【請求項3】 単結晶基板上に島状の一導電型半導体層
と逆導電型半導体層を積層して列状に設け、この一導電
型半導体層と逆導電型半導体層に電極を接続して設けて
発光素子を形成し、この発光素子を透光性樹脂から成る
支持部材で被覆した後、前記単結晶基板を除去するLE
Dアレイの製造方法。
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---|---|---|---|
JP8267399A JP4382902B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | Ledアレイおよびその製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008523601A (ja) * | 2004-12-09 | 2008-07-03 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 照明システム |
JP2013084989A (ja) * | 2013-01-10 | 2013-05-09 | Toshiba Corp | 半導体発光装置及び発光装置 |
US9184357B2 (en) | 2008-12-12 | 2015-11-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting device and method for manufacturing same |
KR101840537B1 (ko) | 2016-03-17 | 2018-05-04 | 주식회사 대상 | Led 조명등 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 제조된 led 조명등 |
-
1999
- 1999-03-26 JP JP8267399A patent/JP4382902B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2013084989A (ja) * | 2013-01-10 | 2013-05-09 | Toshiba Corp | 半導体発光装置及び発光装置 |
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