JP2000294881A - Element isolation structure and light emitting element array - Google Patents
Element isolation structure and light emitting element arrayInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体層に、互い
に絶縁分離された複数の導電性素子領域を形成した素子
分離構造に関するものであり、また上記の素子分離構造
を用いた発光素子アレイに関するものである。The present invention relates to an element isolation structure in which a plurality of conductive element regions insulated and separated from each other are formed in a semiconductor layer, and to a light emitting element array using the above element isolation structure. Things.
【0002】[0002]
【従来の技術】発光素子アレイは、複数の発光素子を等
間隔に直線状に配置したものであり、発光素子としてL
ED(発光ダイオード)を用いた発光素子アレイを、L
EDアレイという。2. Description of the Related Art A light emitting element array has a plurality of light emitting elements linearly arranged at regular intervals.
A light emitting element array using an ED (light emitting diode)
It is called an ED array.
【0003】図37は従来のLEDアレイの構造の一例
を示す図である。図37のLEDアレイは、n型GaA
s基板101上に、n型GaAsPエピタキシャル層1
02を形成し、このGaAsP層102に複数のp型拡
散領域(発光部)113を等間隔に形成し、p側電極1
14およびn側電極115を設けたものである。このよ
うなLEDアレイは、光プリンタの光源として使用され
ている。FIG. 37 is a diagram showing an example of the structure of a conventional LED array. The LED array of FIG.
An n-type GaAsP epitaxial layer 1 on an s substrate 101
02, a plurality of p-type diffusion regions (light-emitting portions) 113 are formed in the GaAsP layer 102 at equal intervals, and the p-side electrode 1 is formed.
14 and an n-side electrode 115 are provided. Such an LED array is used as a light source of an optical printer.
【0004】また、LEDアレイには、電極パッド数を
削減することを目的とした、多層配線配線構造を備えた
LEDアレイがある。Further, there is an LED array having a multilayer wiring structure for the purpose of reducing the number of electrode pads.
【0005】多層配線型LEDアレイは、高抵抗基板層
上に例えばn型の半導体層を形成した半導体基板を用
い、上記のn型半導体層に素子分離領域を形成すること
によりM個の素子領域ブロックに電気的に分離し、拡散
マスクを介して選択的にp型の不純物を拡散することに
よりLEDのp型拡散領域(発光部)をそれぞれのブロ
ック内にN個ずつ形成し、p型拡散領域に個別に接続す
るp側電極配線をそれぞれのブロックにN個ずつ形成
し、選択されたp側電極配線の端部にp側電極パッドを
一体形成し、n型半導体層に接続するn側電極をM個の
ブロックにそれぞれ形成し、多層配線構造を形成するた
めの層間絶縁膜を形成し、異なるブロックに形成された
p側電極配線間を接続する2層目配線を上記の層間絶縁
膜上に形成したものである。A multilayer wiring type LED array uses a semiconductor substrate in which, for example, an n-type semiconductor layer is formed on a high-resistance substrate layer, and forms M element regions by forming element isolation regions in the n-type semiconductor layer. By electrically separating into blocks and selectively diffusing p-type impurities through a diffusion mask, N p-type diffusion regions (light-emitting portions) of the LED are formed in each block, and p-type diffusion regions are formed. N pieces of p-side electrode wirings individually connected to the region are formed in each block, a p-side electrode pad is integrally formed at an end of the selected p-side electrode wiring, and an n-side electrode connecting to the n-type semiconductor layer is formed. An electrode is formed in each of the M blocks, an interlayer insulating film for forming a multilayer wiring structure is formed, and a second-layer wiring for connecting p-side electrode wirings formed in different blocks is formed with the above-mentioned interlayer insulating film. With the one formed above That.
【0006】高抵抗基板層上に形成された例えばn型の
半導体層を複数の素子領域ブロックに絶縁分離する従来
の素子分離構造には、pn接合分離、空気分離等があ
る。pn接合分離は、n型半導体層に、熱拡散法等によ
り、高抵抗基板層に達するように、p型拡散領域からな
る素子分離領域を設けたものである。一方、空気分離
は、n型半導体層に、エッチング法等により、高抵抗基
板層に達する素子分離溝を設けたものである。Conventional element isolation structures for insulating and isolating, for example, an n-type semiconductor layer formed on a high-resistance substrate layer into a plurality of element region blocks include pn junction isolation and air isolation. In the pn junction isolation, an element isolation region including a p-type diffusion region is provided in an n-type semiconductor layer by a thermal diffusion method or the like so as to reach a high-resistance substrate layer. On the other hand, in the air separation, an element isolation groove reaching the high-resistance substrate layer is provided in an n-type semiconductor layer by an etching method or the like.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】LEDアレイの発光部
ピッチは、現行では600[dpi]または1200
[dpi]程度であるが、将来的にはさらに高密度化す
ることが予想される。将来的に発光部ピッチがさらに高
密度化すると、素子分離領域の幅も狭くする必要がある
ため、上記従来の素子分離構造では、素子分離領域が発
光部に近接することによる素子分離領域近傍での発光特
性の低下や、狭くて深い素子分離溝を形成することによ
る素子分離溝上での配線形成の信頼性の低下を招く可能
性がある。このため、発光部ピッチのさらなる高密化に
対応できる素子分離構造を開発することが望まれてい
る。The pitch of the light emitting portion of the LED array is currently 600 [dpi] or 1200 [dpi].
[Dpi], but it is expected that the density will be further increased in the future. If the light emitting unit pitch is further increased in the future, the width of the element isolation region must be narrowed. Therefore, in the above-described conventional element isolation structure, the element isolation region becomes close to the element isolation region due to the proximity of the element isolation region to the light emitting unit. However, there is a possibility that the light emitting characteristics of the device may be deteriorated, and the reliability of the wiring formation on the device isolation groove may be reduced due to the formation of the narrow and deep device isolation groove. For this reason, it is desired to develop an element isolation structure that can cope with a higher density of the light emitting unit pitch.
【0008】本発明はこのような従来の問題を解決する
ためになされたものであり、素子分離領域のサイズ(幅
および深さ)を小さく形成できる素子分離構造およびそ
の素子分離構造を用いて構成された発光素子アレイを提
供することを目的とする。The present invention has been made to solve such a conventional problem, and has an element isolation structure capable of forming an element isolation region having a small size (width and depth) and a structure using the element isolation structure. It is an object of the present invention to provide a light-emitting element array that has been manufactured.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の素子分離構造は、半導体層に、互いに絶縁
分離された複数の素子領域を形成した素子分離構造にお
いて、前記半導体層が、半絶縁性であり、この半絶縁性
半導体層に、不純物を選択的にドープすることにより、
互いの境界に半絶縁性領域が残留するように、複数の素
子領域を形成したことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, an element isolation structure according to the present invention comprises: a plurality of element regions which are insulated and separated from each other in a semiconductor layer; Is semi-insulating, by selectively doping impurities into this semi-insulating semiconductor layer,
A plurality of element regions are formed such that a semi-insulating region remains at a boundary between each other.
【0010】また、本発明の他の素子分離構造は、半導
体層に、互いに絶縁分離された複数の素子領域を形成し
た素子分離構造において、前記半導体層が、半絶縁性で
あり、この半絶縁性半導体層に、第1導電型の不純物を
選択的にドープすることにより、複数の素子領域を形成
し、隣接する素子領域の境界に、第2導電型の不純物を
選択的にドープすることにより、両素子領域のオーバー
ラップ部を全て含むように、第2導電型の分離領域を形
成したことを特微とするものである。According to another aspect of the present invention, there is provided an element isolation structure in which a plurality of element regions which are insulated and separated from each other are formed in a semiconductor layer, wherein the semiconductor layer is semi-insulating. A plurality of element regions by selectively doping a conductive semiconductor layer with a first conductivity type impurity, and selectively doping a second conductivity type impurity at a boundary between adjacent element regions. The feature is that an isolation region of the second conductivity type is formed so as to include all the overlapping portions of both element regions.
【0011】また、本発明のさらに他の素子分離構造
は、半導体層に、互いに絶縁分離された複数の素子領域
を形成した素子分離構造において、前記半導体層が、半
絶縁性であり、この半絶縁性半導体層に、不純物を選択
的にドープすることにより、複数の素子領域を形成し、
隣接する素子領域の境界に、両素子領域のオーバーラッ
プ部を全て含むように、分離溝を形成したことを特徴と
するものである。According to still another aspect of the present invention, there is provided an element isolation structure in which a plurality of element regions insulated and separated from each other are formed in a semiconductor layer, wherein the semiconductor layer is semi-insulating. By selectively doping impurities into the insulating semiconductor layer, a plurality of element regions are formed,
An isolation groove is formed at a boundary between adjacent element regions so as to include all the overlapped portions of both element regions.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】第1の実施形態 図1は本発明の第1の実施形態の素子分離構造を示す図
である。図1に示す素子分離構造は、半絶縁性半導体層
2に、第1導電型の不純物を選択的に熱拡散させること
により、互いの境界に半絶縁性領域からなる素子分離領
域3が残留するように、第1導電型の拡散領域からなる
複数の素子領域ブロック4を形成したものである。第1
の実施形態では、素子分離領域の幅を非常に狭くするこ
とができるとともに、プレーナ型で素子分離できる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment FIG. 1 is a diagram showing an element isolation structure according to a first embodiment of the present invention. In the element isolation structure shown in FIG. 1, the element of the first conductivity type is selectively thermally diffused into the semi-insulating semiconductor layer 2, so that an element isolation region 3 composed of a semi-insulating region remains at the boundary between the two. In this manner, a plurality of element region blocks 4 each formed of a diffusion region of the first conductivity type are formed. First
In the embodiment, the width of the element isolation region can be made very narrow, and the element can be isolated in a planar type.
【0013】図1のように、第1の実施形態では、半導
体基板層1上に半絶縁性半導体層2を形成した半導体基
板を使用する。例えば、GaAs基板層に半絶縁性のA
lGaAs層をエピタキシャル成長した半導体基板を使
用する。なお、半導体基板層1は、半絶縁性、n型、p
型のいずれでも良い。また、半絶縁性半導体層2は、所
望する発光波長に応じて半絶縁性GaAs層でも良く、
また発光強度を上げるためにクラッド層−活性層−クラ
ッド層からなる積層構造のAlGaAs層でも良い。ま
た、上記の半導体基板は、基板層と半絶縁性層の2層構
造ではなく、単なる半絶縁性半導体基板でも良い。この
場合、半導体基板全体が半絶縁性半導体層に相当する。As shown in FIG. 1, in the first embodiment, a semiconductor substrate having a semi-insulating semiconductor layer 2 formed on a semiconductor substrate layer 1 is used. For example, a semi-insulating A
A semiconductor substrate obtained by epitaxially growing an lGaAs layer is used. The semiconductor substrate layer 1 is semi-insulating, n-type, p-type.
Any of the types may be used. Further, the semi-insulating semiconductor layer 2 may be a semi-insulating GaAs layer according to a desired emission wavelength,
Alternatively, an AlGaAs layer having a laminated structure of a clad layer, an active layer, and a clad layer may be used to increase the light emission intensity. Further, the semiconductor substrate described above may be a simple semi-insulating semiconductor substrate instead of the two-layer structure of the substrate layer and the semi-insulating layer. In this case, the entire semiconductor substrate corresponds to a semi-insulating semiconductor layer.
【0014】半絶縁性半導体層2に第1導電型の不純物
を拡散マスクを介して選択的に熱拡散させ、サイド拡散
部が互いにオーバーラップ(接続)しない条件で第1導
電型の拡散領域からなる複数の素子領域ブロック4を形
成する。例えば、第1導電型をn形半導体で形成する場
合には、不純物としてSn(スズ)またはSe(セレ
ン)またはTe(テルル)等を拡散させる。An impurity of the first conductivity type is selectively thermally diffused into the semi-insulating semiconductor layer 2 via a diffusion mask, and the first diffusion region is diffused from the first conductivity type diffusion region under the condition that the side diffusion portions do not overlap (connect) with each other. The plurality of element region blocks 4 are formed. For example, when the first conductivity type is formed of an n-type semiconductor, Sn (tin), Se (selenium), Te (tellurium), or the like is diffused as an impurity.
【0015】不純物を拡散マスクを介して半導体層に選
択的に熱拡散した場合、図2のように、半導体層2に対
する垂直方向への拡散距離(以後、接合深さと称する)
Xjと、拡散マスク5の端部からの横方向への拡散距離
(以後、サイド拡散と称する)dsとの関係は、ほぼd
s/Xj=1.3となり、ds>Xjの関係が成り立
つ。拡散領域4の横方向拡散部分による接合面は、横方
向に拡がるほど浅くなる。When the impurity is selectively thermally diffused into the semiconductor layer through the diffusion mask, as shown in FIG. 2, the diffusion distance in the vertical direction to the semiconductor layer 2 (hereinafter referred to as junction depth).
The relationship between Xj and the lateral diffusion distance ds (hereinafter referred to as side diffusion) from the end of the diffusion mask 5 is approximately d
s / Xj = 1.3, and the relationship of ds> Xj holds. The junction surface formed by the lateral diffusion portion of the diffusion region 4 becomes shallower as it spreads in the lateral direction.
【0016】図3は本発明の第1の実施形態の素子分離
構造の形成工程の一例を説明する図である。図3におい
て、(a)〜(e)は断面図、(B)および(E)は上
面図であり、(b)は(B)のA−A’間の断面図、
(e)は(E)のA−A’間の断面図である。FIG. 3 is a view for explaining an example of a step of forming an element isolation structure according to the first embodiment of the present invention. 3, (a) to (e) are cross-sectional views, (B) and (E) are top views, (b) is a cross-sectional view taken along line AA 'of (B),
(E) is a sectional view taken along line AA 'of (E).
【0017】まず図3(a)では、半導体基板層1上に
半絶縁性半導体層2をエピタキシャル成長させる。例え
ば、GaAs基板上に半絶縁性AIGaAsエピタキシ
ャル層を形成する。First, in FIG. 3A, a semi-insulating semiconductor layer 2 is epitaxially grown on a semiconductor substrate layer 1. For example, a semi-insulating AIGaAs epitaxial layer is formed on a GaAs substrate.
【0018】次に図3(b)および(B)では、半絶縁
性半導体層2上に、第1導電型の不純物を選択的に拡散
させるための拡散マスク5を形成する。例えば、SiN
膜を拡散マスク5に使用し、ホトリソ法およびエッチン
グ法により、素子領域ブロックになる領域上に開口部が
形成されるようにSiN膜をパターニングする。Next, in FIGS. 3B and 3B, a diffusion mask 5 for selectively diffusing first conductivity type impurities is formed on the semi-insulating semiconductor layer 2. For example, SiN
Using the film as the diffusion mask 5, the SiN film is patterned by the photolithography method and the etching method so that an opening is formed on a region to be an element region block.
【0019】次に図3(c)では、図3(b)の半絶縁
性半導体層2上に、第1導電型の不純物を含む拡散源6
を形成し、その上にアニールキャップ7を形成する。例
えば、拡散源6としてSn−SiO2膜、アニールキャ
ップ7としてSiO2膜を使用する。Next, in FIG. 3C, a diffusion source 6 containing an impurity of the first conductivity type is formed on the semi-insulating semiconductor layer 2 of FIG.
Is formed, and an annealing cap 7 is formed thereon. For example, Sn-SiO 2 film as a diffusion source 6 uses a SiO 2 film as annealing cap 7.
【0020】次に図3(d)では、アニールを行い、半
絶縁性半導体層2内に、互いの境界に素子分離領域3に
なる半絶縁性半導体領域が残留するように、第1導電型
の複数の拡散領域(素子領域ブロック)4を形成する。
例えば、開管アニール炉を使用して熱拡散を行い、サイ
ド拡散部が互いにオーバーラップしないように、拡散源
6の第1導電型不純物を拡散マスク5の開口部から半絶
縁性半導体層2内に選択的に拡散させる。Next, in FIG. 3D, annealing is performed so that the first conductive type is left in the semi-insulating semiconductor layer 2 so that the semi-insulating semiconductor region which becomes the element isolation region 3 is left at the boundary between each other. Are formed as the plurality of diffusion regions (element region blocks) 4.
For example, thermal diffusion is performed using an open-tube annealing furnace, and the first conductivity type impurity of the diffusion source 6 is introduced from the opening of the diffusion mask 5 into the semi-insulating semiconductor layer 2 so that the side diffusion portions do not overlap each other. To selectively diffuse.
【0021】次に図3(e)および(E)では、アニー
ルキャップ7、拡散源6、および拡散マスク5を全て剥
離する。以上により、第1導電型の拡散領域からなる複
数の素子領域ブロック4を半絶縁性半導体領域からなる
素子分離領域3によって互いに絶縁分離した第1の実施
形態の素子分離構造が形成される。Next, in FIGS. 3E and 3E, the annealing cap 7, the diffusion source 6, and the diffusion mask 5 are all removed. As described above, the element isolation structure of the first embodiment in which the plurality of element region blocks 4 formed of the diffusion regions of the first conductivity type are insulated from each other by the element isolation regions 3 formed of the semi-insulating semiconductor region is formed.
【0022】このように第1の実施形態によれば、半絶
縁性半導体層2に、第1導電型の不純物を選択的に拡散
させ、互いの境界に半絶縁性領域からなる素子分離領域
3が残留するように、第1導電型の拡散領域からなる複
数の素子領域4を形成したことにより、素子分離領域3
の幅を狭くすることができる。また、プレーナ型で素子
分離でき、素子分離領域3に溝が形成されない。従っ
て、素子分離領域近傍での素子特性および素子分離領域
上での配線形成の信頼性が向上する。As described above, according to the first embodiment, the first conductivity type impurity is selectively diffused into the semi-insulating semiconductor layer 2, and the element isolation region 3 composed of the semi-insulating region is formed at the boundary between the two. Are formed, so that the element isolation region 3 is formed by forming the plurality of element regions 4 including the diffusion regions of the first conductivity type.
Can be narrowed. Further, the element can be separated in a planar type, and no groove is formed in the element isolation region 3. Therefore, the device characteristics near the device isolation region and the reliability of wiring formation on the device isolation region are improved.
【0023】なお、上記第1の実施形態では、熱拡散法
により第1導電型の素子領域ブロックを形成したが、こ
の素子領域ブロックをイオン注入法により形成しても良
い。図4はイオン注入法により素子領域ブロックを形成
した第1の実施形態の素子分離構造を示す図である。イ
オン注入法により素子領域ブロックを形成すれば、図4
に示すように、素子領域ブロック4の側面(従って素子
分離領域3の側面)を急峻にでき、素子領域ブロックと
素子分離領域の境界位置をより正確に制御することがで
きるため、素子分離領域の幅をさらに狭く形成すること
ができる。 第2の実施形態 図5は本発明の第2の実施形態の素子分離構造を示す図
である。また、図6は図5(a)の素子分離領域周辺の
拡大図である。図5および図6に示す素子分離構造は、
半絶縁性半導体層2に、第1導電型の不純物を選択的に
熱拡散させることにより第1導電型の拡散領域からなる
複数の素子領域ブロック14を形成し、隣接する素子領
域ブロック14の境界に、第2導電型の不純物を熱拡散
させることにより、両素子領域ブロック14のオーバー
ラップ部を全て含むように、第2導電型の拡散領域から
なる分離領域13を形成したものである。第2の実施形
態では、素子分離領域の幅を従来よりも狭くすることが
できるとともに、プレーナ型で素子分離できる。In the first embodiment, the first conductivity type element region block is formed by the thermal diffusion method. However, the element region block may be formed by the ion implantation method. FIG. 4 is a view showing an element isolation structure according to the first embodiment in which an element region block is formed by an ion implantation method. If an element region block is formed by ion implantation, FIG.
As shown in (1), the side surface of the element region block 4 (therefore, the side surface of the element isolation region 3) can be made steeper, and the boundary position between the element region block and the element isolation region can be more accurately controlled. The width can be further reduced. Second Embodiment FIG. 5 is a diagram showing an element isolation structure according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is an enlarged view around the element isolation region of FIG. The element isolation structure shown in FIGS.
A plurality of element region blocks 14 composed of diffusion regions of the first conductivity type are formed by selectively thermally diffusing impurities of the first conductivity type into the semi-insulating semiconductor layer 2, and boundaries between adjacent element region blocks 14 are formed. Then, an isolation region 13 composed of a diffusion region of the second conductivity type is formed by thermally diffusing the impurity of the second conductivity type so as to include all the overlapping portions of the two element region blocks 14. In the second embodiment, the width of the element isolation region can be made narrower than before, and the element can be isolated in a planar type.
【0024】図5のように、第2の実施形態では、上記
第1の実施形態と同様に、半導体基板層1上に半絶縁性
半導体層2を形成した半導体基板を使用する。なお、上
記の半導体基板は、基板層と半絶縁性層の2層構造では
なく、単なる半絶縁性半導体基板でも良い。この場合、
半導体基板全体が半絶縁性半導体層に相当する。As shown in FIG. 5, in the second embodiment, a semiconductor substrate having a semi-insulating semiconductor layer 2 formed on a semiconductor substrate layer 1 is used as in the first embodiment. Note that the semiconductor substrate described above may be a simple semi-insulating semiconductor substrate instead of a two-layer structure of a substrate layer and a semi-insulating layer. in this case,
The entire semiconductor substrate corresponds to a semi-insulating semiconductor layer.
【0025】半絶縁性半導体層2に、第1導電型の不純
物を拡散マスクを介して選択的に熱拡散させ、第1導電
型の拡散領域からなる複数の素子領域ブロック14を形
成する。このとき、上記第1の実施形態とは異なり、隣
接する素子領域ブロック14のサイド拡散部がオーバー
ラップしても良い。さらに、隣接する素子領域ブロック
14の境界に、素子領域ブロック14のオーバーラップ
部を全て含むような条件で第2導電型の不純物を拡散マ
スクを介して熱拡散させ、第2導電型の拡散領域からな
る素子分離領域13を形成する。例えば、第1導電型を
n形半導体で形成する場合には、不純物としてSnまた
はSeまたはTeを拡散させ、また第2導電型をp型半
導体で形成する場合には、Zn(亜鉛)を拡散させる。An impurity of the first conductivity type is selectively thermally diffused into the semi-insulating semiconductor layer 2 via a diffusion mask to form a plurality of element region blocks 14 each including a diffusion region of the first conductivity type. At this time, different from the first embodiment, the side diffusion portions of the adjacent element region blocks 14 may overlap. Further, a second conductivity type impurity is thermally diffused at a boundary between adjacent device region blocks 14 through a diffusion mask under conditions that include all the overlapped portions of the device region blocks 14, thereby forming a second conductivity type diffusion region. Is formed. For example, when the first conductivity type is formed of an n-type semiconductor, Sn, Se, or Te is diffused as an impurity. When the second conductivity type is formed of a p-type semiconductor, Zn (zinc) is diffused. Let it.
【0026】また、図6のように、第2の実施形態で
は、第2導電型拡散領域(素子分離領域)13の接合深
さXj2を、第1導電型拡散領域(素子領域ブロック)
14の接合深さXj1よりも浅くすることができる。つ
まり、Xj2<Xj1が成り立つ。As shown in FIG. 6, in the second embodiment, the junction depth Xj2 of the second conductivity type diffusion region (element isolation region) 13 is changed to the first conductivity type diffusion region (element region block).
14 can be made shallower than the junction depth Xj1. That is, Xj2 <Xj1 holds.
【0027】図7および図8は本発明の第2の実施形態
の素子分離構造の形成工程の一例を説明する図である。
図7および図8において、(a)〜(i)は断面図、
(B),(E),(F),(I)は上面図であり、
(b),(e),(f),(i)は、それぞれ(B),
(E),(F),(I)のA−A’間の断面図である。FIGS. 7 and 8 are views for explaining an example of a process for forming an element isolation structure according to the second embodiment of the present invention.
7 and 8, (a) to (i) are cross-sectional views,
(B), (E), (F), (I) are top views,
(B), (e), (f), and (i) are (B),
It is sectional drawing between AA 'of (E), (F), (I).
【0028】まず図7(a)では、半導体基板層1上に
半絶縁性半導体層2をエピタキシャル成長させる。例え
ば、GaAs基板上に半絶縁性AIGaAsエピタキシ
ャル層を形成する。First, in FIG. 7A, a semi-insulating semiconductor layer 2 is epitaxially grown on a semiconductor substrate layer 1. For example, a semi-insulating AIGaAs epitaxial layer is formed on a GaAs substrate.
【0029】次に図7(b)および(B)では、半絶縁
性半導体層2上に、第1導電型の不純物を選択的に拡散
させるための拡散マスク15を形成する。例えば、Si
N膜を拡散マスク15に使用し、ホトリソ法およびエッ
チング法により、素子領域ブロックになる領域上に開口
部が形成されるようにSiN膜をパターニングする。Next, in FIGS. 7B and 7B, a diffusion mask 15 for selectively diffusing impurities of the first conductivity type is formed on the semi-insulating semiconductor layer 2. For example, Si
Using the N film as the diffusion mask 15, the SiN film is patterned by a photolithography method and an etching method so that an opening is formed on a region to be an element region block.
【0030】次に図7(c)では、図7(b)の半絶縁
性半導体層2上に、第1導電型の不純物を含む拡散源6
を形成し、その上にアニールキャップ7を形成する。例
えば、拡散源6としてSn−SiO2膜、アニールキャ
ップ7としてSiO2膜を使用する。Next, in FIG. 7C, a diffusion source 6 containing an impurity of the first conductivity type is formed on the semi-insulating semiconductor layer 2 of FIG.
Is formed, and an annealing cap 7 is formed thereon. For example, Sn-SiO 2 film as a diffusion source 6 uses a SiO 2 film as annealing cap 7.
【0031】次に図7(d)では、アニールを行い、半
絶縁性半導体層2内に、第1導電型の複数の拡散領域
(素子領域ブロック)14を形成する。このとき、隣接
する第1導電型拡散領域14のサイド拡散部がオーバー
ラップし、オーバーラップ部14aが形成されても良
い。例えば、開管アニール炉を使用して熱拡散を行い、
拡散源6の第1導電型不純物を拡散マスク15の開口部
から半絶縁性半導体層2内に選択的に拡散させる。Next, in FIG. 7D, annealing is performed to form a plurality of diffusion regions (element region blocks) 14 of the first conductivity type in the semi-insulating semiconductor layer 2. At this time, the side diffusion portions of the adjacent first conductivity type diffusion regions 14 may overlap to form an overlap portion 14a. For example, thermal diffusion is performed using an open tube annealing furnace,
The first conductivity type impurity of the diffusion source 6 is selectively diffused from the opening of the diffusion mask 15 into the semi-insulating semiconductor layer 2.
【0032】次に図7(e)および(E)では、アニー
ルキャップ7、拡散源6、および拡散マスク15を全て
剥離する。Next, in FIGS. 7E and 7E, the annealing cap 7, the diffusion source 6, and the diffusion mask 15 are all removed.
【0033】次に図8(f)および(F)では、図7
(e)の半絶縁性半導体層2上に、素子分離ブロック1
4の境界に第2導電型の不純物を拡散させるための拡散
マスク18を形成する。例えば、SiN膜を拡散マスク
18に使用し、ホトリソ法およびエッチング法により、
素子分離ブロック14の境界領域上に開口部が形成され
るようにSiN膜をパターニングする。Next, in FIGS. 8F and 8F, FIG.
(E) An element isolation block 1 is formed on the semi-insulating semiconductor layer 2.
A diffusion mask 18 for diffusing impurities of the second conductivity type is formed at the boundary of No. 4. For example, a SiN film is used for the diffusion mask 18 and a photolithography method and an etching method are used.
The SiN film is patterned so that an opening is formed on the boundary region of the element isolation block.
【0034】次に図8(g)では、図8(f)の半絶縁
性半導体層2上に、第2導電型の不純物を含む拡散源1
6を形成し、その上にアニールキャップ17を形成す
る。例えば、拡散源16としてZnO−SiO2膜、ア
ニールキャップ17としてAlN膜を使用する。Next, in FIG. 8G, the diffusion source 1 containing the impurity of the second conductivity type is formed on the semi-insulating semiconductor layer 2 of FIG.
6 and an annealing cap 17 is formed thereon. For example, a ZnO—SiO 2 film is used as the diffusion source 16 and an AlN film is used as the annealing cap 17.
【0035】次に図8(h)では、アニールを行い、第
1導電型拡散領域(素子領域ブロック)14の境界領域
に、第2導電型の拡散領域(素子分離領域)13を形成
する。例えば、開管アニール炉を使用して熱拡散を行
い、第1導電型拡散領域14のオーバーラップ14aを
全て含むように、拡散源16の第2導電型不純物を拡散
マスク18の開口部から上記の境界領域に拡散させる。Next, in FIG. 8H, annealing is performed to form a second conductivity type diffusion region (element isolation region) 13 in the boundary region of the first conductivity type diffusion region (element region block) 14. For example, thermal diffusion is performed using an open-tube annealing furnace, and the second conductivity type impurity of the diffusion source 16 is diffused through the opening of the diffusion mask 18 so as to include all the overlaps 14 a of the first conductivity type diffusion region 14. To the boundary region of.
【0036】次に図8(i)および(I)では、アニー
ルキャップ17、拡散源16、および拡散マスク18を
全て剥離する。以上により、半絶縁性半導体層2に第1
導電型の拡散領域からなる複数の素子領域ブロック14
を形成し、この素子領域ブロック14を第2導電型拡散
領域からなる素子分離領域13および半絶縁性領域によ
って互いに絶縁分離した第2の実施形態の素子分離構造
が形成される。Next, in FIGS. 8I and 8I, the annealing cap 17, the diffusion source 16, and the diffusion mask 18 are all stripped. As described above, the first semi-insulating semiconductor layer 2
Plural element region blocks 14 composed of conductive diffusion regions
Is formed, and the element isolation block of the second embodiment is formed in which the element region block 14 is insulated and isolated from each other by the element isolation region 13 composed of the diffusion region of the second conductivity type and the semi-insulating region.
【0037】このように第2の実施形態によれば、半絶
縁性半導体層2に、第1導電型の不純物を選択的に拡散
させ、第1導電型の拡散領域からなる複数の素子領域ブ
ロック14を形成し、隣接する素子領域ブロック14の
境界に、第2導電型の不純物を熱拡散させ、両素子領域
ブロック14のオーバーラップ部を全て含むように、第
2導電型の拡散領域からなる素子分離領域13を形成し
たことにより、素子分離領域13の幅を狭くすることが
できるとともに、歩留まり良く素子分離することができ
る。また、プレーナ型で素子分離でき、素子分離領域1
3に溝が形成されない。従って、素子分離領域近傍での
素子特性および素子分離領域上での配線形成の信頼性が
向上する。As described above, according to the second embodiment, the first conductivity type impurity is selectively diffused into the semi-insulating semiconductor layer 2 to form a plurality of element region blocks each including the first conductivity type diffusion region. 14 is formed, and a second conductivity type impurity is thermally diffused at a boundary between adjacent element region blocks 14, and is formed of a second conductivity type diffusion region so as to include all the overlapped portions of both element region blocks 14. By forming the element isolation region 13, the width of the element isolation region 13 can be reduced, and the elements can be isolated with a high yield. In addition, the element can be separated by a planar type, and the element isolation region 1
No groove is formed in 3. Therefore, the device characteristics near the device isolation region and the reliability of wiring formation on the device isolation region are improved.
【0038】なお、上記第2の実施形態では、熱拡散法
により第2導電型の素子分離領域を形成したが、素子分
離領域をイオン注入法により形成しても良い。図9はイ
オン注入法により形成した第2の実施形態の素子分離構
造を示す図である。また、図10は図9(a)の素子分
離領域周辺の拡大図である。イオン注入法により素子分
離領域を形成すれば、図9および図10に示すように、
素子分離領域13の側面を急峻にできるため、素子分離
領域の幅をさらに狭く形成することができる。 第3の実施形態 図11は本発明の第3の実施形態の素子分離構造を示す
図である。また、図12は図11(a)の素子分離領域
周辺の拡大図である。図11および図12に示す素子分
離構造は、半絶縁性半導体層2に、第1導電型の不純物
を選択的に熱拡散させることにより第1導電型の拡散領
域からなる複数の素子領域ブロック24を形成し、隣接
する素子領域ブロック24の境界を両素子領域ブロック
24のオーバーラップ部を全て含むようにエッチングす
ることにより素子分離溝23を形成したものである。第
3の実施形態では、素子分離溝の幅を従来よりも狭くす
ることができ、素子分離溝の深さを従来よりも浅くする
ことができる。In the second embodiment, the second conductivity type element isolation region is formed by the thermal diffusion method. However, the element isolation region may be formed by the ion implantation method. FIG. 9 is a diagram showing an element isolation structure of the second embodiment formed by an ion implantation method. FIG. 10 is an enlarged view around the element isolation region of FIG. If the element isolation region is formed by the ion implantation method, as shown in FIGS. 9 and 10,
Since the side surface of the element isolation region 13 can be made steeper, the width of the element isolation region can be further reduced. Third Embodiment FIG. 11 is a view showing an element isolation structure according to a third embodiment of the present invention. FIG. 12 is an enlarged view around the element isolation region of FIG. The element isolation structure shown in FIGS. 11 and 12 includes a plurality of element region blocks 24 each formed of a diffusion region of the first conductivity type by selectively thermally diffusing an impurity of the first conductivity type into the semi-insulating semiconductor layer 2. Are formed, and the element isolation groove 23 is formed by etching the boundary between the adjacent element region blocks 24 so as to include all the overlapping portions of the both element region blocks 24. In the third embodiment, the width of the element isolation groove can be made smaller than before, and the depth of the element isolation groove can be made smaller than before.
【0039】図11のように、第3の実施形態では、上
記第1の実施形態と同様に、半導体基板層1上に半絶縁
性半導体層2を形成した基板を使用する。なお、上記の
半導体基板は、基板層と半絶縁性層の2層構造ではな
く、単なる半絶縁性半導体基板でも良い。この場合、半
導体基板全体が半絶縁性半導体層に相当する。As shown in FIG. 11, in the third embodiment, a substrate having a semi-insulating semiconductor layer 2 formed on a semiconductor substrate layer 1 is used as in the first embodiment. Note that the semiconductor substrate described above may be a simple semi-insulating semiconductor substrate instead of a two-layer structure of a substrate layer and a semi-insulating layer. In this case, the entire semiconductor substrate corresponds to a semi-insulating semiconductor layer.
【0040】半絶縁性半導体層2に、第1導電型の不純
物を拡散マスクを介して選択的に熱拡散させ、第1導電
型の拡散領域からなる複数の素子領域ブロック24を形
成する。このとき、隣接する素子領域ブロック24のサ
イド拡散部がオーバーラップしても良い。さらに、隣接
する素子領域ブロック24の境界領域を、素子領域ブロ
ック24のオーバーラップ部を全て含むような条件でエ
ッチングし、素子分離溝23を形成する。An impurity of the first conductivity type is selectively thermally diffused into the semi-insulating semiconductor layer 2 via a diffusion mask to form a plurality of element region blocks 24 each including a diffusion region of the first conductivity type. At this time, the side diffusion portions of the adjacent element region blocks 24 may overlap. Further, the boundary region between the adjacent element region blocks 24 is etched under such a condition that all the overlapping portions of the element region blocks 24 are included, thereby forming the element isolation grooves 23.
【0041】また、図12のように、第3の実施形態で
は、素子分離溝23の深さdjを、第1導電型拡散領域
(素子領域ブロック)24の接合深さXj1よりも浅く
することができる。つまり、dj<Xj1が成り立つ。As shown in FIG. 12, in the third embodiment, the depth dj of the element isolation groove 23 is made smaller than the junction depth Xj1 of the first conductivity type diffusion region (element region block) 24. Can be. That is, dj <Xj1 holds.
【0042】図13および図14は本発明の第3の実施
形態の素子分離構造の形成工程の一例を説明する図であ
る。図13および図14において、(a)〜(h)は断
面図、(B)および(E)〜(H)は上面図であり、
(b)および(e)〜(h)は、それぞれ(B)および
(E)〜(H)のA−A’間の断面図である。FIGS. 13 and 14 are diagrams illustrating an example of a process of forming an element isolation structure according to the third embodiment of the present invention. 13 and 14, (a) to (h) are cross-sectional views, (B) and (E) to (H) are top views,
(B) and (e) to (h) are cross-sectional views taken along line AA ′ of (B) and (E) to (H), respectively.
【0043】まず図13(a)では、半導体基板層1上
に半絶縁性半導体層2をエピタキシャル成長させる。例
えば、GaAs基板上に半絶縁性AIGaAsエピタキ
シャル層を形成する。First, in FIG. 13A, a semi-insulating semiconductor layer 2 is epitaxially grown on a semiconductor substrate layer 1. For example, a semi-insulating AIGaAs epitaxial layer is formed on a GaAs substrate.
【0044】次に図13(b)および(B)では、半絶
縁性半導体層2上に、第1導電型の不純物を選択的に拡
散させるための拡散マスク15を形成する。例えば、S
iN膜を拡散マスク15に使用し、ホトリソ法およびエ
ッチング法により、素子領域ブロックの予定領域上のS
iN膜を除去する。Next, in FIGS. 13B and 13B, a diffusion mask 15 for selectively diffusing impurities of the first conductivity type is formed on the semi-insulating semiconductor layer 2. For example, S
The iN film is used as the diffusion mask 15, and the S
The iN film is removed.
【0045】次に図13(c)では、図13(b)の半
絶縁性半導体層2上に、第1導電型の不純物を含む拡散
源6を形成し、その上にアニールキャップ7を形成す
る。例えば、拡散源6としてSn−SiO2膜、アニー
ルキャップ7としてSiO2膜を使用する。Next, in FIG. 13C, a diffusion source 6 containing an impurity of the first conductivity type is formed on the semi-insulating semiconductor layer 2 of FIG. 13B, and an annealing cap 7 is formed thereon. I do. For example, Sn-SiO 2 film as a diffusion source 6 uses a SiO 2 film as annealing cap 7.
【0046】次に図13(d)では、アニールを行い、
半絶縁性半導体層2内に、第1導電型の複数の拡散領域
(素子領域ブロック)24を形成する。このとき、隣接
する第1導電型拡散領域24のサイド拡散部がオーバー
ラップし、オーバーラップ部24aが形成されても良
い。例えば、開管アニール炉を使用して熱拡散を行い、
拡散源6の第1導電型不純物を拡散マスク15の開口部
から半絶縁性半導体層2内に選択的に拡散させる。Next, in FIG. 13D, annealing is performed,
In the semi-insulating semiconductor layer 2, a plurality of diffusion regions (element region blocks) 24 of the first conductivity type are formed. At this time, the side diffusion portions of the adjacent first conductivity type diffusion regions 24 may overlap to form an overlap portion 24a. For example, thermal diffusion is performed using an open tube annealing furnace,
The first conductivity type impurity of the diffusion source 6 is selectively diffused from the opening of the diffusion mask 15 into the semi-insulating semiconductor layer 2.
【0047】次に図13(e)および(E)では、アニ
ールキャップ7、拡散源6、および拡散マスク15を全
て剥離する。Next, in FIGS. 13E and 13E, the annealing cap 7, the diffusion source 6, and the diffusion mask 15 are all removed.
【0048】次に図14(f)および(F)では、素子
分離ブロック24の境界に素子分離溝を形成するための
エッチングマスク25を形成する。例えば、ホトレジス
トをエッチングマスク25に使用し、ホトリソ法によ
り、素子分離ブロック24の境界領域上に開口部が形成
されるようにホトレジストをパターニングする。Next, in FIGS. 14F and 14F, an etching mask 25 for forming an element isolation groove is formed at the boundary of the element isolation block 24. For example, using photoresist as the etching mask 25, the photoresist is patterned by the photolithography method so that an opening is formed on the boundary region of the element isolation block 24.
【0049】次に図14(g)および(G)では、ウエ
ットエッチングにより、第1導電型拡散領域(素子領域
ブロック)24の境界領域に、素子分離溝23を形成す
る。例えば、りん酸過水をエッチャントに使用し、第1
導電型拡散領域24のオーバーラップ24aを全て含む
ように、エッチングマスク25の開口部から上記の境界
領域をエッチングする。Next, in FIGS. 14G and 14G, an element isolation groove 23 is formed in the boundary region of the first conductivity type diffusion region (element region block) 24 by wet etching. For example, using phosphoric acid peroxide as an etchant,
The above-described boundary region is etched from the opening of the etching mask 25 so as to include the entire overlap 24a of the conductivity type diffusion region 24.
【0050】次に図14(h)および(H)では、エッ
チングマスク25を全て剥離する。以上により、半絶縁
性半導体層2に第1導電型の拡散領域からなる複数の素
子領域ブロック24を形成し、この素子領域ブロック2
4を素子分離溝23によって互いに絶縁分離した第3の
実施形態の素子分離構造が形成される。Next, in FIGS. 14H and 14H, the etching mask 25 is completely removed. As described above, a plurality of element region blocks 24 each composed of a diffusion region of the first conductivity type are formed in the semi-insulating semiconductor layer 2.
4 are insulated from each other by element isolation grooves 23 to form an element isolation structure of the third embodiment.
【0051】このように第3の実施形態によれば、半絶
縁性半導体層2に、第1導電型の不純物を選択的に拡散
させ、第1導電型の拡散領域からなる複数の素子領域2
4を形成し、隣接する素子領域ブロック24の境界をエ
ッチングし、両素子領域ブロック24のオーバーラップ
部を全て含むように素子分離溝23を形成したことによ
り、素子分離溝23の幅を狭くすることができるととも
に、歩留まり良く素子分離することができる。また、素
子分離溝23の深さを従来よりも浅くすることができ
る。従って、素子分離領域近傍での素子特性および素子
分離領域上での配線形成の信頼性が向上する。As described above, according to the third embodiment, the first conductivity type impurity is selectively diffused into the semi-insulating semiconductor layer 2, and the plurality of element regions 2 composed of the first conductivity type diffusion region are formed.
4 is formed, the boundaries between adjacent element region blocks 24 are etched, and the element isolation grooves 23 are formed so as to include all the overlapping portions of the two element region blocks 24, thereby reducing the width of the element isolation grooves 23. And device isolation can be performed with good yield. Further, the depth of the element isolation groove 23 can be made shallower than before. Therefore, the device characteristics near the device isolation region and the reliability of wiring formation on the device isolation region are improved.
【0052】なお、上記第3の実施形態では、等方性の
ウエットエッチングにより素子分離溝を形成したが、素
子分離溝を異方性のドライエッチングにより形成しても
良い。図15はドライエッチングにより形成した第3の
実施形態の素子分離構造を示す図である。また、図16
は図15(a)の素子分離領域周辺の拡大図である。ド
ライエッチングにより素子分離溝を形成すれば、図15
および図16に示すように、素子分離溝の側壁を急峻に
できるため、素子分離幅をさらに狭く形成することがで
きる。 第4の実施形態 図17は本発明の第4の実施形態のLEDアレイの構造
を示す図であり、(a)は全体上面図、(b)は(a)
のA−A’断面図、(c)は(a)のB−B’断面図で
ある。図17のLEDアレイは、上記第1の実施形態の
素子分離構造を適用した多層配線型LEDアレイであ
る。In the third embodiment, the element isolation groove is formed by isotropic wet etching. However, the element isolation groove may be formed by anisotropic dry etching. FIG. 15 is a view showing an element isolation structure of the third embodiment formed by dry etching. FIG.
FIG. 15 is an enlarged view around the element isolation region of FIG. If an element isolation groove is formed by dry etching, FIG.
As shown in FIG. 16 and FIG. 16, the side wall of the element isolation groove can be made steeper, so that the element isolation width can be further reduced. Fourth Embodiment FIGS. 17A and 17B are diagrams showing a structure of an LED array according to a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 17A is an overall top view, and FIG.
3A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. The LED array of FIG. 17 is a multilayer wiring type LED array to which the element isolation structure of the first embodiment is applied.
【0053】図17のLEDアレイにおいては、半導体
基板層1(ここではGaAs基板層)上に半絶縁性半導
体層2(ここでは半絶縁性AlGaAsエピタキシャル
層)を形成した上記第1の実施形態と同様の半導体基板
を用い、半絶縁性半導体層2に上記第1の実施形態の素
子分離構造を形成している。つまり、半絶縁性半導体層
2に、半絶縁性半導体領域からなる素子分離領域3が残
留するように選択的にn型不純物を拡散させ、n型拡散
領域からなる複数の素子形成ブロック4を形成してい
る。そして、このn型素子形成ブロック4に、p型拡散
領域(発光部)31、2層目配線32、p側電極配線3
3、p側電極パッド34、n側電極パッド35、層間絶
縁膜36等を形成している。In the LED array shown in FIG. 17, the first embodiment has a semi-insulating semiconductor layer 2 (here, a semi-insulating AlGaAs epitaxial layer) formed on a semiconductor substrate layer 1 (here, a GaAs substrate layer). Using the same semiconductor substrate, the element isolation structure of the first embodiment is formed in the semi-insulating semiconductor layer 2. That is, an n-type impurity is selectively diffused in the semi-insulating semiconductor layer 2 so that the element isolation region 3 composed of the semi-insulating semiconductor region remains, and a plurality of element forming blocks 4 composed of n-type diffusion regions are formed. are doing. The n-type element forming block 4 includes a p-type diffusion region (light emitting portion) 31, a second-layer wiring 32, and a p-side electrode wiring 3.
3, a p-side electrode pad 34, an n-side electrode pad 35, an interlayer insulating film 36 and the like are formed.
【0054】上記第1の実施形態の素子分離構造を適用
すれば、狭い素子分離幅でかつプレーナ型で容易に素子
分離が可能であり、高密度にLEDが形成される半導体
層を、発光特性や配線形成の信頼性を向上させることが
できる複数の素子領域ブロックに素子分離することがで
きる。When the element isolation structure of the first embodiment is applied, a semiconductor element with a narrow element isolation width and a planar type can be easily isolated, and a high density LED is formed on the semiconductor layer. And a plurality of element region blocks which can improve the reliability of wiring formation.
【0055】半絶縁性半導体層2には、M(Mは正の整
数)個のn型素子領域ブロック4が一列に配置されてい
る(図17には、その内の2個の素子領域ブロック4を
図示してある)。それぞれのn型素子領域ブロック4に
は、p型拡散領域(発光部)31が一列にN(Nは正の
整数)個ずつ形成されている(図17ではN=5であ
る)。p型拡散領域31と素子領域ブロック4のn型半
導体領域とのpn接合面は、それぞれ個別のLEDを構
成しており、1個の素子領域ブロック4にはN個のLE
Dが形成されている。In the semi-insulating semiconductor layer 2, M (M is a positive integer) n-type element region blocks 4 are arranged in a line (in FIG. 17, two element region blocks are shown). 4 is shown). In each of the n-type element region blocks 4, N (N is a positive integer) p-type diffusion regions (light-emitting portions) 31 are formed in a line (N = 5 in FIG. 17). Each pn junction surface between the p-type diffusion region 31 and the n-type semiconductor region of the element region block 4 constitutes an individual LED, and one element region block 4 has N LEs.
D is formed.
【0056】第1層間絶縁膜36aおよび第2層間絶縁
膜36bからなる層間絶縁膜36には、発光部31を露
出させる発光開口部36cと、n型素子領域ブロック4
の表面を露出させるn側電極パッド開口部36dとが設
けられている。また、第2層間絶縁膜36bは、p側電
極パッドを露出させるp側電極パッド開口部36eと、
p側電極配線33の一部を露出させるビアホール36f
とがさらに設けられている。In the interlayer insulating film 36 composed of the first interlayer insulating film 36a and the second interlayer insulating film 36b, a light emitting opening 36c for exposing the light emitting portion 31 and an n-type element region block 4
And an n-side electrode pad opening 36d for exposing the surface of the substrate. The second interlayer insulating film 36b includes a p-side electrode pad opening 36e that exposes the p-side electrode pad,
Via hole 36f exposing a part of p-side electrode wiring 33
Are further provided.
【0057】第1層間絶縁膜36a上には、p側電極配
線33およびp側電極パッド34が形成されている。p
側電極配線33は、発光開口部36cにおいて発光部3
1に個別にコンタクトしている。p側電極パッド34
は、所定のp側電極配線33に一体形成されている。n
側電極パッド35は、n側電極開口部36d内に形成さ
れ、n型素子領域ブロック4にコンタクトしている。ま
た、第2層間絶縁膜36b上には、L(Lは正の整数)
本の2層目配線32が形成されている(図17ではL=
5である)。2層目配線32は、全てのn型素子領域ブ
ロック4上および素子分離領域3上に渡って形成されて
おり、ビアホール36fにおいて所定のp側電極配線3
3にコンタクトしている。図17の多層配線型LEDア
レイにおいて、所望のLEDを発光させるには、そのL
EDのアノードに接続しているp側電極パッド34と、
そのLEDのカソードにコンタクトしているn側電極パ
ッド35の間に電圧を印加する。On the first interlayer insulating film 36a, a p-side electrode wiring 33 and a p-side electrode pad 34 are formed. p
The side electrode wiring 33 is connected to the light emitting portion 3 at the light emitting opening 36c.
1 individually. p-side electrode pad 34
Are formed integrally with a predetermined p-side electrode wiring 33. n
The side electrode pad 35 is formed in the n-side electrode opening 36d, and is in contact with the n-type element region block 4. L (L is a positive integer) is formed on the second interlayer insulating film 36b.
Two second-layer wirings 32 are formed (L = L in FIG. 17).
5). The second-layer wiring 32 is formed over all the n-type element region blocks 4 and over the element isolation regions 3, and a predetermined p-side electrode wiring 3 is formed in the via hole 36f.
Contact 3 In order to make a desired LED emit light in the multilayer wiring type LED array of FIG.
A p-side electrode pad 34 connected to the anode of the ED;
A voltage is applied between the n-side electrode pads 35 in contact with the cathode of the LED.
【0058】次に、製造工程について説明する。図18
〜図21は、図17の多層配線型LEDアレイの製造工
程の一例を説明する図である。図18〜図21におい
て、(A)〜(K)は上面図、(a)〜(k)はそれぞ
れ(A)〜(K)におけるA−A’間の断面図である。
なお、図17では素子領域ブロック4ごとにp側電極パ
ッド34を1個ずつ形成しており、図20および図21
では1個の素子領域ブロック4ごとにp側電極パッド3
4を2個ずつ形成しているが、1個の素子領域ブロック
4に対するp側電極パッド34の個数は任意であり、例
えば2個の素子領域ブロック4ごとにp側電極パッド3
4を1個ずつ形成しても良い。Next, the manufacturing process will be described. FIG.
21 are diagrams illustrating an example of a manufacturing process of the multilayer wiring LED array of FIG. 18 to 21, (A) to (K) are top views, and (a) to (k) are cross-sectional views taken along AA ′ in (A) to (K), respectively.
In FIG. 17, one p-side electrode pad 34 is formed for each element region block 4, and FIGS.
Then, the p-side electrode pad 3 is provided for each element region block 4.
4 are formed two by two, but the number of the p-side electrode pads 34 for one element region block 4 is arbitrary. For example, the p-side electrode pads 3 are provided for every two element region blocks 4.
4 may be formed one by one.
【0059】(1)半導体基板[図18(a),(A)
参照] まず、半導体基板に、上記第1の実施形態の素子分離構
造(図3の工程による素子分離構造)を形成する。つま
り、半導体基板層1上に半絶縁性半導体層2を形成した
半導体基板を用い、半絶縁性半導体層2に、n型不純物
を選択的に熱拡散させることにより、互いの境界に半絶
縁性領域からなる素子分離領域3が残留するように、n
型拡散領域からなる複数の素子領域ブロック4を形成す
る。例えば、半導体基板層1にGaAs基板層を使用
し、半絶縁性半導体層2に半絶縁性AlGaAsエピタ
キシャル層を使用する。(1) Semiconductor substrate [FIGS. 18A and 18A]
First, an element isolation structure of the first embodiment (an element isolation structure by the process of FIG. 3) is formed on a semiconductor substrate. That is, by using a semiconductor substrate having a semi-insulating semiconductor layer 2 formed on a semiconductor substrate layer 1 and selectively thermally diffusing an n-type impurity into the semi-insulating semiconductor layer 2, a semi-insulating semiconductor layer 2 N so that the element isolation region 3 including the region remains.
A plurality of element region blocks 4 each including a mold diffusion region are formed. For example, a GaAs substrate layer is used for the semiconductor substrate layer 1 and a semi-insulating AlGaAs epitaxial layer is used for the semi-insulating semiconductor layer 2.
【0060】(2)拡散マスク(第1層間絶縁膜)の形
成[図18(b),(B)参照] 次に、図18(a),(A)の半絶縁性半導体層2上に
拡散マスク(第1層間絶縁膜)36aを成膜し、この拡
散マスク36aに発光開口部36cを形成する。素子分
離領域3は、拡散マスク36aで被覆される。例えば、
拡散マスク36にCVD法による膜厚500〜3000
[Å]のSiN膜を使用し、このSiN膜にホトリソ法
およびエッチング法により発光開口部36cを形成す
る。(2) Formation of Diffusion Mask (First Interlayer Insulating Film) [See FIGS. 18B and 18B] Next, on the semi-insulating semiconductor layer 2 shown in FIGS. 18A and 18A. A diffusion mask (first interlayer insulating film) 36a is formed, and a light emitting opening 36c is formed in the diffusion mask 36a. The element isolation region 3 is covered with a diffusion mask 36a. For example,
A film thickness of 500 to 3000 is formed on the diffusion mask 36 by the CVD method.
Using the SiN film of [形成], a light emitting opening 36c is formed in the SiN film by photolithography and etching.
【0061】(3)拡散源の形成[図18(c),
(C)参照] 次に、図18(b),(B)の拡散マスク36a上およ
びn型素子領域ブロック4上に、p型不純物を含む拡散
源41を成膜する。例えば、拡散源41に、スパッタ法
による膜厚500〜3000[Å]のZnO−SiO2
膜を使用する。(3) Formation of diffusion source [FIG. 18 (c),
Next, a diffusion source 41 containing a p-type impurity is formed on the diffusion mask 36a and the n-type element region block 4 in FIGS. 18B and 18B. For example, the diffusion source 41 is provided with ZnO—SiO 2 having a thickness of 500 to 3000 [〜] by sputtering.
Use a membrane.
【0062】(4)アニールキャップの形成[図19
(d),(D)参照] 次に、図18(c),(C)の拡散源41上に、アニー
ルキャップ42を成膜する。例えば、アニールキャップ
42に、スパッタ法による膜厚500〜3000[Å]
のAlN膜を使用する。(4) Formation of Anneal Cap [FIG. 19]
(See (d) and (D)] Next, an annealing cap 42 is formed on the diffusion source 41 shown in FIGS. 18 (c) and 18 (C). For example, a film thickness of 500 to 3000 [Å] is formed on the annealing cap 42 by a sputtering method.
Is used.
【0063】(5)拡散アニール[図19(e),
(E)参照] 次に、図19(d),(D)の基板にアニールを施し、
発光開口部36cにおいて拡散源41からn型素子領域
ブロック4にp型不純物を拡散させ、p型拡散領域(発
光部)31を形成する。例えば、窒素大気圧下650
[℃]で約1時間アニールし、接合深さ約1.0[μ
m]のp型拡散領域31を形成する。(5) Diffusion annealing [FIG. 19 (e),
(E)] Next, the substrates shown in FIGS. 19D and 19D are annealed,
A p-type impurity is diffused from the diffusion source 41 to the n-type element region block 4 in the light-emitting opening 36c to form a p-type diffusion region (light-emitting portion) 31. For example, 650 under nitrogen atmospheric pressure
Annealed at [° C] for about 1 hour to obtain a junction depth of about 1.0 [μ
[m] is formed.
【0064】(6)アニールキャップおよび拡散源の剥
離[図19(f),(F)参照] 次に、アニールキャップ42および拡散源41を選択エ
ッチング法により全て剥離し、p型拡散領域31表面を
露出させる。拡散マスク36aは残され、第1層間絶縁
膜になる。(6) Separation of Annealing Cap and Diffusion Source [See FIGS. 19 (f) and 19 (F)] Next, the annealing cap 42 and the diffusion source 41 are all stripped by a selective etching method, and the surface of the p-type diffusion region 31 is removed. To expose. The diffusion mask 36a is left and becomes the first interlayer insulating film.
【0065】(7)n側電極パッド開口部の形成[図2
0(g),(G)参照] 次に、第1層間絶縁膜36aにホトリソ法およびエッチ
ング法によりn側電極パッド開口部36dを形成し、n
型素子領域ブロック4表面を露出させる。(7) Formation of n-side electrode pad opening [FIG.
0 (g), (G)] Next, an n-side electrode pad opening 36d is formed in the first interlayer insulating film 36a by a photolithography method and an etching method.
The surface of the mold element region block 4 is exposed.
【0066】(8)p側電極配線およびp側電極パッド
の形成[図20(h),(H)参照] 次に、図20(g),(G)の拡散マスク36a上およ
び発光部(p型拡散領域)31上にp側電極配線33お
よびp側電極パッド34となる導電膜を成膜し、この導
電膜をリフトオフ法によりパターニングしてp側電極配
線33およびp側電極パッド34からなるp側電極を形
成する。例えば、p側電極にはAlを使用する。このあ
と、p側電極配線33を発光部31にオーミックコンタ
クトさせるためにシンターする。(8) Formation of p-side electrode wiring and p-side electrode pad [Refer to FIGS. 20 (h) and (H)] Next, on the diffusion mask 36a and the light emitting portion (FIG. 20 (g) and (G)). A conductive film to be a p-side electrode wiring 33 and a p-side electrode pad 34 is formed on the p-type diffusion region 31, and the conductive film is patterned by a lift-off method so that the p-side electrode wiring 33 and the p-side electrode pad 34 Is formed. For example, Al is used for the p-side electrode. Thereafter, the p-side electrode wiring 33 is sintered to make ohmic contact with the light emitting section 31.
【0067】(9)n側電極パッドの形成[図20
(i),(I)参照] 次に、図20(h),(H)の拡散マスク36a上およ
びn型素子領域ブロック4上にn側電極パッド35とな
る導電膜を成膜し、この導電膜をリフトオフ法によりパ
ターニングし、n側電極パッド開口部36d内にn側電
極パッド35を形成する。例えば、n側電極パッド15
にはAu合金を使用する。(9) Formation of n-side electrode pad [FIG.
(I), (I)] Next, a conductive film to be the n-side electrode pad 35 is formed on the diffusion mask 36a and the n-type element region block 4 in FIGS. The conductive film is patterned by a lift-off method to form an n-side electrode pad 35 in the n-side electrode pad opening 36d. For example, the n-side electrode pad 15
Use an Au alloy.
【0068】(10)第2層間絶縁膜の形成[図21
(j),(J)参照] 次に、図20(i),(I)の第1層間絶縁膜36a上
およびp側電極上に第2層間絶縁膜36bを成膜し、こ
の第2層間絶縁膜36bに、ホトリソ法およびエッチン
グ法により、発光開口部36c、n側電極パッド開口部
36d、p側電極パッド開口部36e、およびビアホー
ル36fを形成する。例えば、第2層間絶縁膜36bに
はポリイミドを使用する。(10) Formation of Second Interlayer Insulating Film [FIG.
(J), (J)] Next, a second interlayer insulating film 36b is formed on the first interlayer insulating film 36a and the p-side electrode in FIGS. 20 (i) and (I), and the second interlayer insulating film 36b is formed. A light emitting opening 36c, an n-side electrode pad opening 36d, a p-side electrode pad opening 36e, and a via hole 36f are formed in the insulating film 36b by photolithography and etching. For example, polyimide is used for the second interlayer insulating film 36b.
【0069】(11)2層目配線の形成[図21
(k),(K)参照] 次に、図20(j),(J)の第2層間絶縁膜36b上
に、2層目配線32となる導電膜を成膜し、この導電膜
をリフトオフ法によりパターニングして2層目配線32
を形成する。例えば、2層目配線32にAlを使用す
る。以上のようにして図17の多層配線型LEDアレイ
が製造される。(11) Formation of Second Layer Wiring [FIG.
(K), (K)] Next, a conductive film to be the second-layer wiring 32 is formed on the second interlayer insulating film 36b in FIGS. 20 (j) and (J), and the conductive film is lifted off. The second layer wiring 32 by patterning by the method
To form For example, Al is used for the second-layer wiring 32. As described above, the multilayer wiring type LED array of FIG. 17 is manufactured.
【0070】このように第4の実施形態によれば、多層
配線型LEDアレイに上記第1の実施形態の素子分離構
造を適用したことにより、素子分離領域3の幅の狭くで
きかつ素子分離領域3をプレーナ型にできるため、素子
分離領域3での発光特性や配線形成の信頼性が向上した
高密度のLEDアレイを製造できる。 第5の実施形態 図22は本発明の第5の実施形態のLEDアレイの構造
を示す図であり、(a)は全体上面図、(b)は(a)
のA−A’断面図、(c)は(a)のB−B’断面図で
ある。図22のLEDアレイは、上記第2の実施形態の
素子分離構造を適用した多層配線型LEDアレイであ
る。なお、図22において、図17と同じものには同じ
符号を付してある。As described above, according to the fourth embodiment, the width of the element isolation region 3 can be reduced and the element isolation region can be reduced by applying the element isolation structure of the first embodiment to the multilayer wiring type LED array. 3 can be made planar, so that a high-density LED array with improved light emission characteristics in the element isolation region 3 and reliability of wiring formation can be manufactured. Fifth Embodiment FIGS. 22A and 22B are diagrams showing a structure of an LED array according to a fifth embodiment of the present invention, wherein FIG. 22A is an overall top view, and FIG.
3A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. The LED array of FIG. 22 is a multilayer wiring type LED array to which the element isolation structure of the second embodiment is applied. In FIG. 22, the same components as those in FIG. 17 are denoted by the same reference numerals.
【0071】図22のLEDアレイにおいては、半導体
基板層1上に半絶縁性半導体層2を形成し、この半絶縁
性半導体層2に上記第2の実施形態の素子分離構造を形
成している。つまり、半絶縁性半導体層2に選択的にn
型不純物を拡散させ、n型拡散領域からなる複数の素子
形成ブロック14を形成し、隣接する素子領域ブロック
14の境界にp型不純物を熱拡散させ、両素子領域ブロ
ック14のオーバーラップ部を全て含むようにp型拡散
領域からなる素子分離領域13を形成している。そし
て、このn型素子領域ブロック14に、p型拡散領域
(発光部)31、2層目配線32、p側電極配線33、
p側電極パッド34、n側電極パッド35、層間絶縁膜
36等を形成している。In the LED array shown in FIG. 22, a semi-insulating semiconductor layer 2 is formed on a semiconductor substrate layer 1, and the element isolation structure of the second embodiment is formed on the semi-insulating semiconductor layer 2. . That is, n is selectively added to the semi-insulating semiconductor layer 2.
A plurality of element forming blocks 14 each including an n-type diffusion region are formed by diffusing the n-type impurity, and a p-type impurity is thermally diffused at a boundary between adjacent element region blocks 14 to completely remove an overlap portion between the two element region blocks 14. An element isolation region 13 composed of a p-type diffusion region is formed so as to include the same. In the n-type element region block 14, a p-type diffusion region (light emitting portion) 31, a second layer wiring 32, a p-side electrode wiring 33,
A p-side electrode pad 34, an n-side electrode pad 35, an interlayer insulating film 36 and the like are formed.
【0072】上記第2の実施形態の素子分離構造を適用
すれば、狭い素子分離幅でかつプレーナ型で容易に素子
分離が可能であり、高密度にLEDが形成される半導体
層を、発光特性や配線形成の信頼性を向上させることが
できる複数の素子領域ブロックに素子分離することがで
きる。When the element isolation structure of the second embodiment is applied, a semiconductor element having a narrow element isolation width and a planar type can be easily isolated, and a semiconductor layer on which an LED is formed at a high density can be formed with a light emitting characteristic. And a plurality of element region blocks which can improve the reliability of wiring formation.
【0073】半絶縁性半導体層2には、Mのn型素子領
域ブロック14が一列に配置されている(図22には、
その内の2個の素子領域ブロック4を図示してある)。
それぞれのn型素子領域ブロック14には、p型拡散領
域(発光部)31が1列にN個ずつ形成されている(図
22ではN=5である)。p型拡散領域31と素子領域
ブロック14のn型半導体領域とのpn接合面は、それ
ぞれ個別のLEDを構成しており、1個の素子領域ブロ
ック14にはN個のLEDが形成されている。In the semi-insulating semiconductor layer 2, M n-type element region blocks 14 are arranged in a line (FIG.
Two of the element region blocks 4 are illustrated).
In each of the n-type element region blocks 14, N-type p-type diffusion regions (light emitting portions) 31 are formed in one column (N = 5 in FIG. 22). Each pn junction surface between the p-type diffusion region 31 and the n-type semiconductor region of the element region block 14 constitutes an individual LED, and N LEDs are formed in one element region block 14. .
【0074】次に、製造工程について説明する。図23
〜図26は、図22の多層配線型LEDアレイの製造工
程の一例を説明する図である。図23〜図26におい
て、(A)〜(K)は上面図、(a)〜(k)はそれぞ
れ(A)〜(K)におけるA−A’間の断面図である。
なお、図23〜図26において、図18〜図21と同じ
ものには同じ符号を付してある。また、図22では素子
領域ブロック4ごとにp側電極パッド34を1個ずつ形
成しており、図25および図26では1個の素子領域ブ
ロック4ごとにp側電極パッド34を2個ずつ形成して
いるが、1個の素子領域ブロック4に対するp側電極パ
ッド34の個数は任意であり、例えば2個の素子領域ブ
ロック4ごとにp側電極パッド34を1個ずつ形成して
も良い。Next, the manufacturing process will be described. FIG.
26A to 26 are diagrams illustrating an example of a manufacturing process of the multilayer wiring LED array in FIG. 23 to 26, (A) to (K) are top views, and (a) to (k) are cross-sectional views taken along AA 'in (A) to (K), respectively.
23 to 26, the same components as those in FIGS. 18 to 21 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 22, one p-side electrode pad 34 is formed for each element region block 4, and in FIGS. 25 and 26, two p-side electrode pads 34 are formed for each element region block 4. However, the number of p-side electrode pads 34 for one element region block 4 is arbitrary. For example, one p-side electrode pad 34 may be formed for every two element region blocks 4.
【0075】(1)半導体基板[図23(a),(A)
参照] まず、半導体基板に、上記第2の実施形態の素子分離構
造(図7および図8の工程による素子分離構造)を形成
する。つまり、半導体基板層1上に半絶縁性半導体層2
を形成した半導体基板を用い、半絶縁性半導体層2に、
n型不純物を選択的に熱拡散させることによりn型拡散
領域からなる複数の素子領域ブロック14を形成し、隣
接する素子領域ブロック14の境界にp型不純物を熱拡
散させることにより、両素子領域ブロック14のオーバ
ーラップ部を全て含むように、p型拡散領域からなる素
子分離領域13を形成する。(1) Semiconductor substrate [FIG. 23 (a), (A)
First, an element isolation structure of the second embodiment (an element isolation structure obtained by the steps shown in FIGS. 7 and 8) is formed on a semiconductor substrate. That is, the semi-insulating semiconductor layer 2 is formed on the semiconductor substrate layer 1.
Is formed on a semi-insulating semiconductor layer 2 using a semiconductor substrate on which
A plurality of element region blocks 14 composed of n-type diffusion regions are formed by selectively thermally diffusing n-type impurities, and p-type impurities are thermally diffused at the boundaries between adjacent element region blocks 14 to thereby form both element regions. The element isolation region 13 made of a p-type diffusion region is formed so as to include all the overlap portions of the block 14.
【0076】(2)拡散マスク(第1層間絶縁膜)の形
成[図23(b),(B)参照] 次に、図23(a),(A)の半絶縁性半導体層2上に
拡散マスク(第1層間絶縁膜)36aを成膜し、この拡
散マスク36aに発光開口部36cを形成する。素子分
離領域13は、拡散マスク36aで被覆される。(2) Formation of Diffusion Mask (First Interlayer Insulating Film) [See FIGS. 23 (b) and 23 (B)] Next, on the semi-insulating semiconductor layer 2 of FIGS. 23 (a) and 23 (A). A diffusion mask (first interlayer insulating film) 36a is formed, and a light emitting opening 36c is formed in the diffusion mask 36a. The element isolation region 13 is covered with a diffusion mask 36a.
【0077】(3)拡散源の形成[図23(c),
(C)参照] 次に、図23(b),(B)の拡散マスク36a上およ
びn型素子領域ブロック14上に、p型不純物を含む拡
散源41を成膜する。(3) Formation of diffusion source [FIG.
Next, a diffusion source 41 containing a p-type impurity is formed on the diffusion mask 36a and the n-type element region block 14 in FIGS. 23 (b) and 23 (B).
【0078】(4)アニールキャップの形成[図24
(d),(D)参照] 次に、図23(c),(C)の拡散源41上に、アニー
ルキャップ42を成膜する。(4) Formation of Annealing Cap [FIG.
(See (d) and (D).) Next, an annealing cap 42 is formed on the diffusion source 41 shown in FIGS. 23 (c) and 23 (C).
【0079】(5)拡散アニール[図24(e),
(E)参照] 次に、図24(d),(D)の基板にアニールを施し、
発光開口部36cにおいて拡散源41からn型素子領域
ブロック14にp型不純物を拡散させ、p型拡散領域
(発光部)31を形成する。(5) Diffusion annealing [FIG. 24 (e),
(E)] Next, the substrates of FIGS. 24 (d) and (D) are annealed,
A p-type impurity is diffused from the diffusion source 41 into the n-type element region block 14 in the light-emitting opening 36c to form a p-type diffusion region (light-emitting portion) 31.
【0080】(6)アニールキャップおよび拡散源の剥
離[図24(f),(F)参照] 次に、アニールキャップ42および拡散源41を選択エ
ッチング法により全て剥離し、p型拡散領域31表面を
露出させる。拡散マスク36aは残され、第1層間絶縁
膜になる。(6) Separation of Annealing Cap and Diffusion Source [Refer to FIGS. 24 (f) and (F)] Next, the annealing cap 42 and the diffusion source 41 are all stripped by the selective etching method, and the surface of the p-type diffusion region 31 is removed. To expose. The diffusion mask 36a is left and becomes the first interlayer insulating film.
【0081】(7)n側電極パッド開口部の形成[図2
5(g),(G)参照] 次に、第1層間絶縁膜36aにホトリソ法およびエッチ
ング法によりn側電極パッド開口部36dを形成し、n
型素子領域ブロック4表面を露出させる。(7) Formation of n-side electrode pad opening [FIG.
5 (g), (G)] Next, an n-side electrode pad opening 36d is formed in the first interlayer insulating film 36a by a photolithography method and an etching method.
The surface of the mold element region block 4 is exposed.
【0082】(8)p側電極配線およびp側電極パッド
の形成[図25(h),(H)参照] 次に、図25(g),(G)の拡散マスク36a上およ
び発光部(p型拡散領域)31上にp側電極配線33お
よびp側電極パッド34となる導電膜を成膜し、この導
電膜をリフトオフ法によりパターニングしてp側電極配
線33およびp側電極パッド34からなるp側電極を形
成し、そのあとシンターする。(8) Formation of p-side electrode wiring and p-side electrode pad [see FIGS. 25 (h) and (H)] Next, on the diffusion mask 36a and the light emitting portion (FIG. 25 (g) and (G)). A conductive film to be a p-side electrode wiring 33 and a p-side electrode pad 34 is formed on the p-type diffusion region 31, and the conductive film is patterned by a lift-off method so that the p-side electrode wiring 33 and the p-side electrode pad 34 A p-side electrode is formed, and then sintering is performed.
【0083】(9)n側電極パッドの形成[図25
(i),(I)参照] 次に、図25(h),(H)の拡散マスク36a上およ
びn型素子領域ブロック4上にn側電極パッド35とな
る導電膜を成膜し、この導電膜をリフトオフ法によりパ
ターニングし、n側電極パッド開口部36d内にn側電
極パッド35を形成する。(9) Formation of n-side electrode pad [FIG.
(I) and (I)] Next, a conductive film to be the n-side electrode pad 35 is formed on the diffusion mask 36a and the n-type element region block 4 in FIGS. 25 (h) and 25 (H). The conductive film is patterned by a lift-off method to form an n-side electrode pad 35 in the n-side electrode pad opening 36d.
【0084】(10)第2層間絶縁膜の形成[図26
(j),(J)参照] 次に、図25(i),(I)の第1層間絶縁膜36a上
およびp側電極上に第2層間絶縁膜36bを成膜し、こ
の第2層間絶縁膜36bに、ホトリソ法およびエッチン
グ法により、発光開口部36c、n側電極パッド開口部
36d、p側電極パッド開口部36e、およびビアホー
ル36fを形成する。(10) Formation of Second Interlayer Insulating Film [FIG.
(J), (J)] Next, a second interlayer insulating film 36b is formed on the first interlayer insulating film 36a and the p-side electrode in FIGS. 25 (i) and 25 (I), and the second interlayer insulating film 36b is formed. A light emitting opening 36c, an n-side electrode pad opening 36d, a p-side electrode pad opening 36e, and a via hole 36f are formed in the insulating film 36b by photolithography and etching.
【0085】(11)2層目配線の形成[図26
(k),(K)参照] 次に、図26(j),(J)の第2層間絶縁膜36b上
に、2層目配線32となる導電膜を成膜し、この導電膜
をリフトオフ法によりパターニングして2層目配線32
を形成する。以上のようにして図22の多層配線型LE
Dアレイが製造される。(11) Formation of Second Layer Wiring [FIG. 26
(K), (K)] Next, a conductive film to be the second-layer wiring 32 is formed on the second interlayer insulating film 36b in FIGS. 26J and 26J, and the conductive film is lifted off. The second layer wiring 32 by patterning by the method
To form As described above, the multilayer wiring type LE of FIG.
A D array is manufactured.
【0086】このように第5の実施形態によれば、多層
配線型LEDアレイに上記第2の実施形態の素子分離構
造を適用したことにより、素子分離領域13の幅の狭く
できかつ素子分離領域3をプレーナ型にできるため、素
子分離領域13での発光特性や配線形成の信頼性が向上
した高密度のLEDアレイを製造できる。 第6の実施形態 図27は本発明の第6の実施形態のLEDアレイの構造
を示す図であり、(a)は全体上面図、(b)は(a)
のA−A’断面図、(c)は(a)のB−B’断面図で
ある。図27のLEDアレイは、上記第2の実施形態の
素子分離構造を適用した多層配線型LEDアレイであ
る。なお、図27において、図17と同じものには同じ
符号を付してある。As described above, according to the fifth embodiment, the width of the element isolation region 13 can be reduced and the element isolation region can be reduced by applying the element isolation structure of the second embodiment to the multilayer wiring type LED array. 3 can be of a planar type, so that a high-density LED array with improved light emission characteristics in the element isolation region 13 and reliability of wiring formation can be manufactured. Sixth Embodiment FIGS. 27A and 27B are views showing the structure of an LED array according to a sixth embodiment of the present invention, wherein FIG. 27A is an overall top view, and FIG.
3A is a cross-sectional view taken along line AA ′, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. The LED array of FIG. 27 is a multilayer wiring type LED array to which the element isolation structure of the second embodiment is applied. 27, the same components as those in FIG. 17 are denoted by the same reference numerals.
【0087】図27のLEDアレイにおいては、上記第
5の実施形態のLEDアレイと同様に、半導体基板層1
上に半絶縁性半導体層2を形成し、この半絶縁性半導体
層2に上記第2の実施形態の素子分離構造を形成してい
る。つまり、半絶縁性半導体層2に選択的にn型不純物
を拡散させ、n型拡散領域からなる複数の素子形成ブロ
ック14を形成し、隣接する素子領域ブロック14の境
界にp型不純物を熱拡散させ、両素子領域ブロック14
のオーバーラップ部を全て含むようにp型拡散領域から
なる素子分離領域13を形成している。そして、このn
型素子領域ブロック14に、p型拡散領域(発光部)3
1、2層目配線32、p側電極配線33、p側電極パッ
ド34、n側電極パッド35、層間絶縁膜36等を形成
している。In the LED array of FIG. 27, similar to the LED array of the fifth embodiment, the semiconductor substrate layer 1
The semi-insulating semiconductor layer 2 is formed thereon, and the element isolation structure of the second embodiment is formed on the semi-insulating semiconductor layer 2. That is, an n-type impurity is selectively diffused into the semi-insulating semiconductor layer 2 to form a plurality of element forming blocks 14 each including an n-type diffusion region, and the p-type impurity is thermally diffused at a boundary between adjacent element region blocks 14. And both element region blocks 14
Is formed so as to include all of the overlapped portions. And this n
The p-type diffusion region (light emitting portion) 3
The first and second layer wiring 32, the p-side electrode wiring 33, the p-side electrode pad 34, the n-side electrode pad 35, the interlayer insulating film 36 and the like are formed.
【0088】この第6の実施形態は、上記第5の実施形
態において、p型素子分離領域13と発光部(p型拡散
領域)31とを、同じp型不純物ドープ工程により同時
に形成することにより、製造工程の簡略化を図ったもの
である。従って、第6の実施形態では、素子分離領域1
3と発光部31の接合深さは同じである。The sixth embodiment is different from the fifth embodiment in that the p-type element isolation region 13 and the light-emitting portion (p-type diffusion region) 31 are simultaneously formed by the same p-type impurity doping process. This simplifies the manufacturing process. Therefore, in the sixth embodiment, the element isolation region 1
3 and the light emitting part 31 have the same junction depth.
【0089】次に、製造工程について説明する。図28
〜図31は、図27の多層配線型LEDアレイの製造工
程の一例を説明する図である。図28〜図31におい
て、(A)〜(K)は上面図、(a)〜(k)はそれぞ
れ(A)〜(K)におけるA−A’間の断面図である。
なお、図28〜図31において、図23〜図26と同じ
ものには同じ符号を付してある。また、図27では素子
領域ブロック4ごとにp側電極パッド34を1個ずつ形
成しており、図30および図31では1個の素子領域ブ
ロック4ごとにp側電極パッド34を2個ずつ形成して
いるが、1個の素子領域ブロック4に対するp側電極パ
ッド34の個数は任意であり、例えば2個の素子領域ブ
ロック4ごとにp側電極パッド34を1個ずつ形成して
も良い。Next, the manufacturing process will be described. FIG.
FIG. 31 to FIG. 31 are diagrams illustrating an example of a manufacturing process of the multilayer wiring LED array of FIG. 28 to 31, (A) to (K) are top views, and (a) to (k) are cross-sectional views taken along AA 'in (A) to (K), respectively.
28 to 31, the same components as those in FIGS. 23 to 26 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 27, one p-side electrode pad 34 is formed for each element region block 4, and in FIGS. 30 and 31, two p-side electrode pads 34 are formed for each element region block 4. However, the number of p-side electrode pads 34 for one element region block 4 is arbitrary. For example, one p-side electrode pad 34 may be formed for every two element region blocks 4.
【0090】(1)半導体基板[図28(a),(A)
参照] まず、半導体基板に、上記第2の実施形態の素子分離構
造において、素子分離領域13を形成する前の構造を形
成する。つまり、半導体基板層1上に半絶縁性半導体層
2を形成し、この半絶縁性半導体層2に、n型不純物を
選択的に熱拡散させることによりn型拡散領域からなる
複数の素子領域ブロック14を形成する。隣接する素子
領域ブロック14のサイド拡散部はオーバーラップして
いても良い。(1) Semiconductor substrate [FIGS. 28A and 28A]
First, a structure before forming the element isolation region 13 in the element isolation structure of the second embodiment is formed on a semiconductor substrate. In other words, a semi-insulating semiconductor layer 2 is formed on the semiconductor substrate layer 1, and n-type impurities are selectively thermally diffused into the semi-insulating semiconductor layer 2 to form a plurality of element region blocks each including an n-type diffusion region. 14 is formed. Side diffusion portions of adjacent element region blocks 14 may overlap.
【0091】(2)拡散マスク(第1層間絶縁膜)の形
成[図28(b),(B)参照] 次に、図28(a),(A)の半絶縁性半導体層2上に
拡散マスク(第1層間絶縁膜)36aを成膜し、この拡
散マスク36aに発光開口部36cを形成するととも
に、この拡散マスク36aのn型素子領域ブロック14
の境界領域に対応する位置に素子分離領域開口部51を
形成する。(2) Formation of Diffusion Mask (First Interlayer Insulating Film) [See FIGS. 28 (b) and (B)] Next, on the semi-insulating semiconductor layer 2 of FIGS. 28 (a) and 28 (A). A diffusion mask (first interlayer insulating film) 36a is formed, a light emitting opening 36c is formed in the diffusion mask 36a, and the n-type element region block 14 of the diffusion mask 36a is formed.
Is formed at a position corresponding to the boundary region of FIG.
【0092】(3)拡散源の形成[図28(c),
(C)参照] 次に、図28(b),(B)の拡散マスク36a上およ
びn型素子領域ブロック14上に、p型不純物を含む拡
散源41を成膜する。(3) Formation of diffusion source [FIG.
Next, a diffusion source 41 containing a p-type impurity is formed on the diffusion mask 36a and the n-type element region block 14 in FIGS. 28 (b) and 28 (B).
【0093】(4)アニールキャップの形成[図29
(d),(D)参照] 次に、図28(c),(C)の拡散源41上に、アニー
ルキャップ42を成膜する。(4) Formation of Anneal Cap [FIG. 29]
(D), (D)] Next, an annealing cap 42 is formed on the diffusion source 41 shown in FIGS. 28 (c) and 28 (C).
【0094】(5)拡散アニール[図29(e),
(E)参照] 次に、図29(d),(D)の基板にアニールを施し、
発光開口部36cにおいて拡散源41からn型素子領域
ブロック14にp型不純物を拡散させ、p型拡散領域
(発光部)31を形成すると同時に、素子分離領域開口
部51において拡散源41からn型素子領域ブロック1
4の境界領域にp型不純物を拡散させ、両素子領域ブロ
ック14のオーバーラップ部を全て含むように、p型拡
散領域からなる素子分離領域13を形成する。(5) Diffusion annealing [FIG. 29 (e),
(E)] Next, the substrates of FIGS. 29D and 29D are annealed,
The p-type impurity is diffused from the diffusion source 41 into the n-type element region block 14 in the light-emitting opening 36c to form the p-type diffusion region (light-emitting portion) 31. At the same time, the n-type impurity is diffused from the diffusion source 41 in the element separation region opening 51. Element area block 1
A p-type impurity is diffused in the boundary region of No. 4 to form an element isolation region 13 made of a p-type diffusion region so as to include all the overlapped portions of both element region blocks.
【0095】(6)アニールキャップおよび拡散源の剥
離[図29(f),(F)参照] 次に、アニールキャップ42および拡散源41を選択エ
ッチング法により全て剥離し、p型拡散領域31表面を
露出させる。拡散マスク36aは残され、第1層間絶縁
膜になる。(6) Separation of Annealing Cap and Diffusion Source [See FIGS. 29 (f) and 29 (F)] Next, the annealing cap 42 and the diffusion source 41 are all stripped by a selective etching method, and the surface of the p-type diffusion region 31 is removed. To expose. The diffusion mask 36a is left and becomes the first interlayer insulating film.
【0096】(7)n側電極パッド開口部の形成[図3
0(g),(G)参照] 次に、第1層間絶縁膜36aにホトリソ法およびエッチ
ング法によりn側電極パッド開口部36dを形成し、n
型素子領域ブロック4表面を露出させる。(7) Formation of n-side electrode pad opening [FIG.
0 (g), (G)] Next, an n-side electrode pad opening 36d is formed in the first interlayer insulating film 36a by a photolithography method and an etching method.
The surface of the mold element region block 4 is exposed.
【0097】(8)p側電極配線およびp側電極パッド
の形成[図30(h),(H)参照] 次に、図30(g),(G)の拡散マスク36a上およ
び発光部(p型拡散領域)31上にp側電極配線33お
よびp側電極パッド34となる導電膜を成膜し、この導
電膜をリフトオフ法によりパターニングしてp側電極配
線33およびp側電極パッド34からなるp側電極を形
成し、そのあとシンターする。(8) Formation of p-side electrode wiring and p-side electrode pad [see FIGS. 30 (h) and (H)] Next, on the diffusion mask 36a and the light emitting portion (FIG. 30 (g) and (G)). A conductive film to be a p-side electrode wiring 33 and a p-side electrode pad 34 is formed on the p-type diffusion region 31, and the conductive film is patterned by a lift-off method so that the p-side electrode wiring 33 and the p-side electrode pad 34 A p-side electrode is formed, and then sintering is performed.
【0098】(9)n側電極パッドの形成[図30
(i),(I)参照] 次に、図30(h),(H)の拡散マスク36a上およ
びn型素子領域ブロック4上にn側電極パッド35とな
る導電膜を成膜し、この導電膜をリフトオフ法によりパ
ターニングし、n側電極パッド開口部36d内にn側電
極パッド35を形成する。(9) Formation of n-side electrode pad [FIG.
(I), (I)] Next, a conductive film to be the n-side electrode pad 35 is formed on the diffusion mask 36a and the n-type element region block 4 in FIGS. The conductive film is patterned by a lift-off method to form an n-side electrode pad 35 in the n-side electrode pad opening 36d.
【0099】(10)第2層間絶縁膜の形成[図31
(j),(J)参照] 次に、図30(i),(I)の第1層間絶縁膜36a上
およびp側電極上に第2層間絶縁膜36bを成膜し、こ
の第2層間絶縁膜36bに、ホトリソ法およびエッチン
グ法により、発光開口部36c、n側電極パッド開口部
36d、p側電極パッド開口部36e、およびビアホー
ル36fを形成する。(10) Formation of second interlayer insulating film [FIG.
(J), (J)] Next, a second interlayer insulating film 36b is formed on the first interlayer insulating film 36a and the p-side electrode in FIGS. 30 (i) and 30 (I), and the second interlayer insulating film 36b is formed. A light emitting opening 36c, an n-side electrode pad opening 36d, a p-side electrode pad opening 36e, and a via hole 36f are formed in the insulating film 36b by photolithography and etching.
【0100】(11)2層目配線の形成[図31
(k),(K)参照] 次に、図31(j),(J)の第2層間絶縁膜36b上
に、2層目配線32となる導電膜を成膜し、この導電膜
をリフトオフ法によりパターニングして2層目配線32
を形成する。以上のようにして図27の多層配線型LE
Dアレイが製造される。(11) Formation of Second Layer Wiring [FIG.
(K), (K)] Next, a conductive film to be the second wiring 32 is formed on the second interlayer insulating film 36b in FIGS. 31 (j) and (J), and the conductive film is lifted off. The second layer wiring 32 by patterning by the method
To form As described above, the multilayer wiring type LE of FIG.
A D array is manufactured.
【0101】このように第6の実施形態によれば、多層
配線型LEDアレイに上記第2の実施形態の素子分離構
造を適用したことにより、素子分離領域13の幅の狭く
できかつ素子分離領域3をプレーナ型にできるため、素
子分離領域13での発光特性や配線形成の信頼性が向上
した高密度のLEDアレイを製造できる。また、p型素
子分離領域13と発光部(p型拡散領域)31とを、同
じp型不純物ドープ工程により同時に形成することによ
り、上記第5の実施形態よりも製造工程を簡略化でき
る。 第7の実施形態 図32は本発明の第7の実施形態のLEDアレイの構造
を示す図であり、(a)は全体上面図、(b)は(a)
のA−A’断面図、(c)は(a)のB−B’断面図で
ある。図32のLEDアレイは、上記第3の実施形態の
素子分離構造を適用した多層配線型LEDアレイであ
る。なお、図32において、図17と同じものには同じ
符号を付してある。As described above, according to the sixth embodiment, the width of the element isolation region 13 can be reduced and the element isolation region can be narrowed by applying the element isolation structure of the second embodiment to the multilayer wiring type LED array. 3 can be of a planar type, so that a high-density LED array with improved light emission characteristics in the element isolation region 13 and reliability of wiring formation can be manufactured. Further, by simultaneously forming the p-type element isolation region 13 and the light-emitting portion (p-type diffusion region) 31 by the same p-type impurity doping process, the manufacturing process can be simplified as compared with the fifth embodiment. Seventh Embodiment FIGS. 32A and 32B are views showing the structure of an LED array according to a seventh embodiment of the present invention, wherein FIG. 32A is an overall top view, and FIG.
3A is a cross-sectional view taken along line AA ′, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. The LED array of FIG. 32 is a multilayer wiring type LED array to which the element isolation structure of the third embodiment is applied. In FIG. 32, the same components as those in FIG. 17 are denoted by the same reference numerals.
【0102】図32のLEDアレイにおいては、半導体
基板層1上に半絶縁性半導体層2を形成し、この半絶縁
性半導体層2に上記第3の実施形態の素子分離構造を形
成している。つまり、半絶縁性半導体層2に選択的にn
型不純物を拡散させ、n型拡散領域からなる複数の素子
形成ブロック24を形成し、隣接する素子領域ブロック
24の境界を両素子領域ブロック24のオーバーラップ
部を全て含むようにエッチングすることにより素子分離
溝23を形成している。そして、このn型素子領域ブロ
ック24に、p型拡散領域(発光部)31、2層目配線
32、p側電極配線33、p側電極パッド34、n側電
極パッド35、層間絶縁膜36等を形成している。In the LED array of FIG. 32, a semi-insulating semiconductor layer 2 is formed on a semiconductor substrate layer 1, and the element isolation structure of the third embodiment is formed on the semi-insulating semiconductor layer 2. . That is, n is selectively added to the semi-insulating semiconductor layer 2.
A plurality of element forming blocks 24 each formed of an n-type diffusion region, and etching the boundary between adjacent element region blocks 24 so as to include all the overlapping portions of both element region blocks 24. A separation groove 23 is formed. In the n-type element region block 24, a p-type diffusion region (light emitting portion) 31, a second layer wiring 32, a p-side electrode wiring 33, a p-side electrode pad 34, an n-side electrode pad 35, an interlayer insulating film 36, and the like Is formed.
【0103】上記第3の実施形態の素子分離構造を適用
すれば、狭い素子分離幅でかつ浅い素子分離溝で容易に
素子分離が可能であり、高密度にLEDが形成される半
導体層を、発光特性や断線形成の信頼性を向上させるこ
とができる複数の素子領域ブロックに素子分離すること
ができる。If the element isolation structure of the third embodiment is applied, element isolation can be easily performed with a narrow element isolation width and a shallow element isolation groove, and a semiconductor layer on which an LED is formed at a high density can be used. The element can be separated into a plurality of element region blocks which can improve the light emission characteristics and the reliability of forming a disconnection.
【0104】半絶縁性半導体層2には、Mのn型素子領
域ブロック14が一列に配置されている(図32には、
その内の2個の素子領域ブロック4を図示してある)。
それぞれのn型素子領域ブロック24には、p型拡散領
域(発光部)31が1列にN個ずつ形成されている(図
32ではN=5である)。p型拡散領域31と素子領域
ブロック24のn型半導体領域とのpn接合面は、それ
ぞれ個別のLEDを構成しており、1個の素子領域ブロ
ック24にはN個のLEDが形成されている。In the semi-insulating semiconductor layer 2, M n-type element region blocks 14 are arranged in a line (in FIG. 32,
Two of the element region blocks 4 are illustrated).
In each of the n-type element region blocks 24, N-type p-type diffusion regions (light-emitting portions) 31 are formed in one column (N = 5 in FIG. 32). Each pn junction surface between the p-type diffusion region 31 and the n-type semiconductor region of the element region block 24 forms an individual LED, and N LEDs are formed in one element region block 24. .
【0105】次に、製造工程について説明する。図33
〜図36は、図32の多層配線型LEDアレイの製造工
程の一例を説明する図である。図33〜図36におい
て、(A)〜(K)は上面図、(a)〜(k)はそれぞ
れ(A)〜(K)におけるA−A’間の断面図である。
なお、図33〜図36において、図18〜図21と同じ
ものには同じ符号を付してある。また、図32では素子
領域ブロック4ごとにp側電極パッド34を1個ずつ形
成しており、図35および図36では1個の素子領域ブ
ロック4ごとにp側電極パッド34を2個ずつ形成して
いるが、1個の素子領域ブロック4に対するp側電極パ
ッド34の個数は任意であり、例えば2個の素子領域ブ
ロック4ごとにp側電極パッド34を1個ずつ形成して
も良い。Next, the manufacturing process will be described. FIG.
FIG. 36 to FIG. 36 are diagrams illustrating an example of a manufacturing process of the multilayer wiring type LED array of FIG. 32. 33 to 36, (A) to (K) are top views, and (a) to (k) are cross-sectional views taken along AA 'in (A) to (K), respectively.
33 to 36, the same components as those in FIGS. 18 to 21 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 32, one p-side electrode pad 34 is formed for each element region block 4, and in FIGS. 35 and 36, two p-side electrode pads 34 are formed for each element region block 4. However, the number of p-side electrode pads 34 for one element region block 4 is arbitrary. For example, one p-side electrode pad 34 may be formed for every two element region blocks 4.
【0106】(1)半導体基板[図33(a),(A)
参照] まず、半導体基板に、上記第3の実施形態の素子分離構
造(図13および図14の工程による素子分離構造)を
形成する。つまり、半導体基板層1上に半絶縁性半導体
層2を形成した半導体基板を用い、半絶縁性半導体層2
に、n型不純物を選択的に熱拡散させることによりn型
拡散領域からなる複数の素子領域ブロック24を形成
し、隣接する素子領域ブロック24の境界をウエットエ
ッチングすることにより、両素子領域ブロック24のオ
ーバーラップ部を全て含むように素子分離溝23を形成
する。(1) Semiconductor substrate [FIG. 33 (a), (A)
First, an element isolation structure according to the third embodiment (an element isolation structure obtained by the steps shown in FIGS. 13 and 14) is formed on a semiconductor substrate. That is, a semiconductor substrate having a semi-insulating semiconductor layer 2 formed on a semiconductor substrate layer 1 is used.
Then, a plurality of element region blocks 24 each composed of an n-type diffusion region are formed by selectively thermally diffusing an n-type impurity, and the boundaries between adjacent element region blocks 24 are wet-etched to form both element region blocks 24. The element isolation groove 23 is formed so as to include all the overlapped portions.
【0107】(2)拡散マスク(第1層間絶縁膜)の形
成[図33(b),(B)参照] 次に、図33(a),(A)の半絶縁性半導体層2上に
拡散マスク(第1層間絶縁膜)36aを成膜し、この拡
散マスク36aに発光開口部36cを形成する。素子分
離溝23は、拡散マスク36aで被覆される。(2) Formation of Diffusion Mask (First Interlayer Insulating Film) [See FIGS. 33 (b) and (B)] Next, on the semi-insulating semiconductor layer 2 of FIGS. 33 (a) and 33 (A). A diffusion mask (first interlayer insulating film) 36a is formed, and a light emitting opening 36c is formed in the diffusion mask 36a. The element isolation groove 23 is covered with a diffusion mask 36a.
【0108】(3)拡散源の形成[図33(c),
(C)参照] 次に、図33(b),(B)の拡散マスク36a上およ
びn型素子領域ブロック24上に、p型不純物を含む拡
散源41を成膜する。(3) Formation of diffusion source [FIG. 33 (c),
Next, a diffusion source 41 containing a p-type impurity is formed on the diffusion mask 36a and the n-type element region block 24 in FIGS. 33 (b) and 33 (B).
【0109】(4)アニールキャップの形成[図34
(d),(D)参照] 次に、図33(c),(C)の拡散源41上に、アニー
ルキャップ42を成膜する。(4) Formation of Anneal Cap [FIG. 34]
(See (d) and (D).) Next, an annealing cap 42 is formed on the diffusion source 41 shown in FIGS. 33 (c) and 33 (C).
【0110】(5)拡散アニール[図34(e),
(E)参照] 次に、図34(d),(D)の基板にアニールを施し、
発光開口部36cにおいて拡散源41からn型素子領域
ブロック24にp型不純物を拡散させ、p型拡散領域
(発光部)31を形成する。(5) Diffusion annealing [FIG. 34 (e),
(E)] Next, the substrates of FIGS. 34 (d) and (D) are annealed,
A p-type impurity is diffused from the diffusion source 41 into the n-type element region block 24 in the light-emitting opening 36c to form a p-type diffusion region (light-emitting portion) 31.
【0111】(6)アニールキャップおよび拡散源の剥
離[図34(f),(F)参照] 次に、アニールキャップ42および拡散源41を選択エ
ッチング法により全て剥離し、p型拡散領域31表面を
露出させる。拡散マスク36aは残され、第1層間絶縁
膜になる。(6) Peeling of Annealing Cap and Diffusion Source [See FIGS. 34 (f) and (F)] Next, the annealing cap 42 and the diffusion source 41 are all stripped by a selective etching method, and the surface of the p-type diffusion region 31 is removed. To expose. The diffusion mask 36a is left and becomes the first interlayer insulating film.
【0112】(7)n側電極パッド開口部の形成[図2
5(g),(G)参照] 次に、第1層間絶縁膜36aにホトリソ法およびエッチ
ング法によりn側電極パッド開口部36dを形成し、n
型素子領域ブロック4表面を露出させる。(7) Formation of n-side electrode pad opening [FIG.
5 (g), (G)] Next, an n-side electrode pad opening 36d is formed in the first interlayer insulating film 36a by a photolithography method and an etching method.
The surface of the mold element region block 4 is exposed.
【0113】(8)p側電極配線およびp側電極パッド
の形成[図35(h),(H)参照] 次に、図35(g),(G)の拡散マスク36a上およ
び発光部(p型拡散領域)31上にp側電極配線33お
よびp側電極パッド34となる導電膜を成膜し、この導
電膜をリフトオフ法によりパターニングしてp側電極配
線33およびp側電極パッド34からなるp側電極を形
成し、そのあとシンターする。(8) Formation of p-side electrode wiring and p-side electrode pad [see FIGS. 35 (h) and (H)] Next, on the diffusion mask 36a and the light emitting portion (FIG. 35 (g) and (G)). A conductive film to be a p-side electrode wiring 33 and a p-side electrode pad 34 is formed on the p-type diffusion region 31, and the conductive film is patterned by a lift-off method so that the p-side electrode wiring 33 and the p-side electrode pad 34 A p-side electrode is formed, and then sintering is performed.
【0114】(9)n側電極パッドの形成[図35
(i),(I)参照] 次に、図35(h),(H)の拡散マスク36a上およ
びn型素子領域ブロック4上にn側電極パッド35とな
る導電膜を成膜し、この導電膜をリフトオフ法によりパ
ターニングし、n側電極パッド開口部36d内にn側電
極パッド35を形成する。(9) Formation of n-side electrode pad [FIG.
Next, a conductive film to be the n-side electrode pad 35 is formed on the diffusion mask 36a and the n-type element region block 4 in FIGS. The conductive film is patterned by a lift-off method to form an n-side electrode pad 35 in the n-side electrode pad opening 36d.
【0115】(10)第2層間絶縁膜の形成[図36
(j),(J)参照] 次に、図35(i),(I)の第1層間絶縁膜36a上
およびp側電極上に第2層間絶縁膜36bを成膜し、こ
の第2層間絶縁膜36bに、ホトリソ法およびエッチン
グ法により、発光開口部36c、n側電極パッド開口部
36d、p側電極パッド開口部36e、およびビアホー
ル36fを形成する。(10) Formation of second interlayer insulating film [FIG. 36
(J), (J)] Next, a second interlayer insulating film 36b is formed on the first interlayer insulating film 36a and the p-side electrode in FIGS. 35 (i) and (I), and the second interlayer insulating film 36b is formed. A light emitting opening 36c, an n-side electrode pad opening 36d, a p-side electrode pad opening 36e, and a via hole 36f are formed in the insulating film 36b by photolithography and etching.
【0116】(11)2層目配線の形成[図36
(k),(K)参照] 次に、図36(j),(J)の第2層間絶縁膜36b上
に、2層目配線32となる導電膜を成膜し、この導電膜
をリフトオフ法によりパターニングして2層目配線32
を形成する。以上のようにして図32の多層配線型LE
Dアレイが製造される。(11) Formation of Second Layer Wiring [FIG. 36
(K), (K)] Next, a conductive film to be the second wiring 32 is formed on the second interlayer insulating film 36b in FIGS. 36 (j) and (J), and the conductive film is lifted off. The second layer wiring 32 by patterning by the method
To form As described above, the multilayer wiring type LE shown in FIG.
A D array is manufactured.
【0117】このように第7の実施形態によれば、多層
配線型LEDアレイに上記第3の実施形態の素子分離構
造を適用したことにより、素子分離溝23の幅の狭くで
きかつ素子分離溝3を従来よりも浅くできるため、素子
分離溝23での発光特性や配線形成の信頼性が向上した
高密度のLEDアレイを製造できる。As described above, according to the seventh embodiment, by applying the element isolation structure of the third embodiment to a multilayer wiring type LED array, the width of the element isolation groove 23 can be reduced and the element isolation groove can be narrowed. 3 can be made shallower than before, so that a high-density LED array with improved light emission characteristics in the element isolation groove 23 and reliability of wiring formation can be manufactured.
【0118】[0118]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
絶縁性半導体層に第1導電型の不純物を選択的にドープ
し、互いの境界に半絶縁性領域が残留するように複数の
素子領域を形成したことにより、あるいは、半絶縁性半
導体層に第1導電型の不純物を選択的にドープし、複数
の素子領域を形成し、隣接する素子領域の境界に第2導
電型の不純物を選択的にドープし、両素子領域のオーバ
ーラップ部を全て含むように第2導電型の分離領域を形
成したことにより、あるいは、半絶縁性半導体層に第1
導電型の不純物を選択的にドープし、複数の素子領域を
形成し、隣接する素子領域の境界に両素子領域のオーバ
ーラップ部を全て含むように分離溝を形成したことによ
り、素子分離領域のサイズ(幅および深さ)を小さくで
きる。これにより、多層配線型LEDアレイに適用した
場合に、素子分離領域での発光特性および配線形成の信
頼性が向上するという効果がある。As described above, according to the present invention, the semi-insulating semiconductor layer is selectively doped with impurities of the first conductivity type, and a plurality of semi-insulating semiconductor layers are formed so that the semi-insulating regions remain at their boundaries. A plurality of element regions are formed by forming the element regions or selectively doping the semi-insulating semiconductor layer with a first conductivity type impurity, and forming a second conductivity type impurity at a boundary between adjacent element regions. Is selectively doped, and the second conductivity type isolation region is formed so as to include all the overlapped portions of the two device regions, or the first region is formed in the semi-insulating semiconductor layer.
By selectively doping impurities of the conductivity type, forming a plurality of element regions, and forming an isolation groove at the boundary between adjacent element regions so as to include all the overlap portions of both element regions, Size (width and depth) can be reduced. Thereby, when applied to a multilayer wiring type LED array, there is an effect that the light emission characteristics in the element isolation region and the reliability of wiring formation are improved.
【図1】本発明の第1の実施形態の素子分離構造を示す
図である。FIG. 1 is a diagram showing an element isolation structure according to a first embodiment of the present invention.
【図2】接合深さおよびサイド拡散を説明する図であるFIG. 2 is a diagram illustrating junction depth and side diffusion.
【図3】本発明の第1の実施形態の素子分離構造の形成
工程の一例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a process of forming an element isolation structure according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施形態の素子分離構造の変形
例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a modification of the element isolation structure according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第2の実施形態の素子分離構造を示す
図である。FIG. 5 is a diagram showing an element isolation structure according to a second embodiment of the present invention.
【図6】図5(a)の素子分離領域周辺の拡大図であ
る。FIG. 6 is an enlarged view around the element isolation region in FIG.
【図7】本発明の第2の実施形態の素子分離構造の形成
工程の一例を説明する図である(その1)。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a process of forming an element isolation structure according to a second embodiment of the present invention (part 1).
【図8】本発明の第2の実施形態の素子分離構造の形成
工程の一例を説明する図である(その2)。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a step of forming the element isolation structure according to the second embodiment of the present invention (part 2).
【図9】本発明の第2の実施形態の素子分離構造の変形
例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a modification of the element isolation structure according to the second embodiment of the present invention.
【図10】図9(a)の素子分離領域周辺の拡大図であ
る。FIG. 10 is an enlarged view around the element isolation region of FIG.
【図11】本発明の第3の実施形態の素子分離構造を示
す図である。FIG. 11 is a diagram showing an element isolation structure according to a third embodiment of the present invention.
【図12】図11(a)の素子分離領域周辺の拡大図で
ある。FIG. 12 is an enlarged view around the element isolation region in FIG.
【図13】本発明の第3の実施形態の素子分離構造の形
成工程の一例を説明する図である(その1)。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a step of forming the element isolation structure according to the third embodiment of the present invention (part 1).
【図14】本発明の第3の実施形態の素子分離構造の形
成工程の一例を説明する図である(その2)。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a step of forming the element isolation structure according to the third embodiment of the present invention (part 2).
【図15】本発明の第3の実施形態の素子分離構造の変
形例を示す図である。FIG. 15 is a view showing a modification of the element isolation structure according to the third embodiment of the present invention.
【図16】図15(a)の素子分離領域周辺の拡大図で
ある。FIG. 16 is an enlarged view around the element isolation region of FIG.
【図17】本発明の第4の実施形態のLEDアレイの構
造を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a structure of an LED array according to a fourth embodiment of the present invention.
【図18】本発明の第4の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その1)。FIG. 18 is a diagram illustrating an example of the manufacturing process of the LED array according to the fourth embodiment of the present invention (part 1).
【図19】本発明の第4の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その2)。FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of the LED array according to the fourth embodiment of the present invention (part 2).
【図20】本発明の第4の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その3)。FIG. 20 is a view illustrating an example of a manufacturing process of the LED array according to the fourth embodiment of the present invention (part 3).
【図21】本発明の第4の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その4)。FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of the LED array according to the fourth embodiment of the present invention (part 4).
【図22】本発明の第5の実施形態のLEDアレイの構
造を示す図である。FIG. 22 is a diagram illustrating a structure of an LED array according to a fifth embodiment of the present invention.
【図23】本発明の第5の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その1)。FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of the LED array according to the fifth embodiment of the present invention (part 1).
【図24】本発明の第5の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その2)。FIG. 24 is a diagram illustrating an example of the manufacturing process of the LED array according to the fifth embodiment of the present invention (part 2).
【図25】本発明の第5の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その3)。FIG. 25 is a view illustrating an example of a manufacturing process of the LED array according to the fifth embodiment of the present invention (part 3).
【図26】本発明の第5の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その4)。FIG. 26 is a view illustrating an example of the manufacturing process of the LED array according to the fifth embodiment of the present invention (part 4).
【図27】本発明の第6の実施形態のLEDアレイの構
造を示す図である。FIG. 27 is a diagram illustrating a structure of an LED array according to a sixth embodiment of the present invention.
【図28】本発明の第6の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その1)。FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of the LED array according to the sixth embodiment of the present invention (part 1).
【図29】本発明の第6の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その2)。FIG. 29 is a view illustrating an example of the manufacturing process of the LED array according to the sixth embodiment of the present invention (part 2).
【図30】本発明の第6の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その3)。FIG. 30 is a view illustrating an example of a manufacturing step of the LED array according to the sixth embodiment of the present invention (part 3).
【図31】本発明の第6の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その4)。FIG. 31 is a diagram illustrating an example of the manufacturing process of the LED array according to the sixth embodiment of the present invention (part 4).
【図32】本発明の第7の実施形態のLEDアレイの構
造を示す図である。FIG. 32 is a diagram illustrating a structure of an LED array according to a seventh embodiment of the present invention.
【図33】本発明の第7の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その1)。FIG. 33 is a view illustrating an example of the manufacturing process of the LED array according to the seventh embodiment of the present invention (part 1).
【図34】本発明の第7の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その2)。FIG. 34 is a view illustrating an example of the manufacturing process of the LED array according to the seventh embodiment of the present invention (part 2).
【図35】本発明の第7の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その3)。FIG. 35 is a view illustrating an example of the manufacturing process of the LED array according to the seventh embodiment of the present invention (part 3).
【図36】本発明の第7の実施形態のLEDアレイの製
造工程の一例を説明する図である(その4)。FIG. 36 is a view illustrating an example of the manufacturing process of the LED array according to the seventh embodiment of the present invention (part 4).
【図37】従来のLEDアレイの構造の一例を示す図で
ある。FIG. 37 is a diagram showing an example of the structure of a conventional LED array.
1 半絶縁性半導体基板、 2 半絶縁性半導体層、
3,13 素子分離領域、 4,14,24 素子領域
ブロック、 23 素子分離溝、 31 p型拡散領域
(発光部)。1 semi-insulating semiconductor substrate, 2 semi-insulating semiconductor layer,
3,13 device isolation region, 4,14,24 device region block, 23 device isolation groove, 31 p-type diffusion region (light emitting portion).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜野 広 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 清水 孝篤 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内 Fターム(参考) 5F041 AA31 CA02 CA35 CA38 CA71 CA72 CA74 CA75 CB22 CB23 CB24 CB25 5F073 AB05 DA12 DA14 DA21 DA34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Hiroshi Hamano 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd. (72) Takaatsu Shimizu 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd. F term (reference) 5F041 AA31 CA02 CA35 CA38 CA71 CA72 CA74 CA75 CB22 CB23 CB24 CB25 5F073 AB05 DA12 DA14 DA21 DA34
Claims (10)
導電型の複数の素子領域を形成した素子分離構造におい
て、 前記半導体層が、半絶縁性であり、 この半絶縁性半導体層に、不純物を選択的にドープする
ことにより、互いの境界に半絶縁性領域が残留するよう
に、複数の素子領域を形成したことを特徴とする素子分
離構造。1. A semiconductor device, comprising:
In the element isolation structure in which a plurality of conductive element regions are formed, the semiconductor layer is semi-insulating, and the semi-insulating semiconductor layer is selectively doped with an impurity, so that a semi-insulating material is formed at a boundary between the semiconductor layers. An element isolation structure, wherein a plurality of element regions are formed so that a conductive region remains.
の素子領域を形成した素子分離構造において、 前記半導体層が、半絶縁性であり、 この半絶縁性半導体層に、第1導電型の不純物を選択的
にドープすることにより、複数の素子領域を形成し、 隣接する素子領域の境界に、第2導電型の不純物をドー
プすることにより、両素子領域のオーバーラップ部を全
て含むように、第2導電型の分離領域を形成したことを
特微とする素子分離構造。2. An element isolation structure in which a plurality of element regions insulated and isolated from each other are formed in a semiconductor layer, wherein the semiconductor layer is semi-insulating, and the semi-insulating semiconductor layer has a first conductivity type. By selectively doping impurities, a plurality of element regions are formed, and a boundary of an adjacent element region is doped with an impurity of the second conductivity type so as to include all the overlapped portions of both element regions. And an element isolation structure characterized in that an isolation region of the second conductivity type is formed.
注入法により形成されたものであることを特徴とする請
求項2記載の素子分離構造。3. The element isolation structure according to claim 2, wherein said isolation region is formed by a thermal diffusion method or an ion implantation method.
の素子領域を形成した素子分離構造において、 前記半導体層が、半絶縁性であり、 この半絶縁性半導体層に、不純物を選択的にドープする
ことにより、複数の素子領域を形成し、 隣接する素子領域の境界に、両素子領域のオーバーラッ
プ部を全て含むように、分離溝を形成したことを特徴と
する素子分離構造。4. An element isolation structure in which a plurality of element regions insulated from each other are formed in a semiconductor layer, wherein the semiconductor layer is semi-insulating, and an impurity is selectively added to the semi-insulating semiconductor layer. An element isolation structure, wherein a plurality of element regions are formed by doping, and an isolation groove is formed at a boundary between adjacent element regions so as to include all overlapping portions of both element regions.
ッチング法により形成されたものであることを特徴とす
る請求項4記載の素子分離構造。5. The element isolation structure according to claim 4, wherein said isolation groove is formed by an isotropic or anisotropic etching method.
層表面からの深さは、前記素子領域の深さ以下であるこ
とを特徴とする請求項2または4に記載の素子分離構
造。6. The element isolation structure according to claim 2, wherein a depth of the isolation region or the isolation trench from a surface of the semiconductor layer is equal to or less than a depth of the element region.
注入法により形成されたものであることを特徴とする請
求項1、2、または4のいずれかに記載の素子分離構
造。7. The element isolation structure according to claim 1, wherein said element region is formed by a thermal diffusion method or an ion implantation method.
1、2、または4のいずれかに記載の素子分離構造によ
り複数の素子領域を形成し、前記素子領域にそれぞれ複
数の発光素子を形成したことを特微とする発光素子アレ
イ。8. A plurality of device regions are formed in a semi-insulating semiconductor layer of a semiconductor substrate by the device isolation structure according to claim 1, and a plurality of light emitting devices are respectively formed in the device regions. A light emitting element array characterized by being formed.
2記載の素子分離構造により複数の素子領域を形成し、
前記素子領域にそれぞれ複数の発光素子を形成した発光
素子アレイであって、 前記発光素子は、前記半導体層に前記分離領域を形成す
る第2導電型不純物ドープ工程のときに、前記素子領域
に第2導電型の不純物を選択的にドープすることにより
前記分離領域と同時に形成されたものであることを特徴
とする発光素子アレイ。9. A plurality of device regions are formed in a semi-insulating semiconductor layer of a semiconductor substrate by the device isolation structure according to claim 2.
A light-emitting element array in which a plurality of light-emitting elements are formed in each of the element regions, wherein the light-emitting element has a second conductive type impurity doping step in which the isolation region is formed in the semiconductor layer. A light-emitting element array formed simultaneously with the isolation region by selectively doping two-conductivity-type impurities.
層上に設けられた半導体層、 あるいは半絶縁性半導体基板であることを特徴とする請
求項8または9に記載の発光素子アレイ。10. The semi-insulating semiconductor layer is a semiconductor layer provided on a first conductivity type, a second conductivity type, or a semi-insulating semiconductor substrate layer, or a semi-insulating semiconductor substrate. The light emitting element array according to claim 8 or 9, wherein
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9475099A JP2000294881A (en) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | Element isolation structure and light emitting element array |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9475099A JP2000294881A (en) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | Element isolation structure and light emitting element array |
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---|---|
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ID=14118811
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2000294881A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014086562A (en) * | 2012-10-24 | 2014-05-12 | Fuji Xerox Co Ltd | Surface emission semiconductor laser, surface emission semiconductor laser device, optical transmission device and information processing device |
-
1999
- 1999-04-01 JP JP9475099A patent/JP2000294881A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014086562A (en) * | 2012-10-24 | 2014-05-12 | Fuji Xerox Co Ltd | Surface emission semiconductor laser, surface emission semiconductor laser device, optical transmission device and information processing device |
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