JP2001077431A - 発光素子アレイ - Google Patents

発光素子アレイ

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JP2001077431A
JP2001077431A JP24994899A JP24994899A JP2001077431A JP 2001077431 A JP2001077431 A JP 2001077431A JP 24994899 A JP24994899 A JP 24994899A JP 24994899 A JP24994899 A JP 24994899A JP 2001077431 A JP2001077431 A JP 2001077431A
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light emitting
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wiring
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JP24994899A
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Hiroshi Hamano
広 浜野
Mitsuhiko Ogiwara
光彦 荻原
Masumi Yanaka
真澄 谷中
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動電圧が小さく、半導体ブロック内の発光
素子に対して均一な駆動電力で駆動でき、また、発光素
子アレイチップの幅を細くし、ウェハーから取れるチッ
プ数を増やすことができる発光素子アレイを提供する。 【解決手段】 共通電極9を、発光部4の並びに対し略
平行にかつ近接して配置する。発光部4から共通電極9
までの距離が全ての発光素子に対して同一で短距離とな
り、基板抵抗による電圧降下を小さくでき、発光素子の
駆動電圧を小さくできる。また、共通電極9を、共通配
線12、個別配線15、引出し配線16,18、及び電
極パッド17,19と同じ片側に配置する。これによ
り、アレイチップ幅が細く、ウェハーあたりのチップの
生産量が増やすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光プリンタの光源
等として使用する発光素子アレイに関するものである。
【0002】
【従来の技術】光プリンタの光源として使用される発光
素子アレイについては、例えば,文献:[「光プリンタ
設計」武木田義祐 監修、トリケプス、昭和60年10月31
日]に解説されている。従来、この種のLEDアレイ
は、その124頁に開示されているように、例えば、G
aAs基板上に成長させたn型GaAsP層にZnを拡
散させることによって、発光部となるp型拡散領域を1
列状に形成した構成となっている。このような発光素子
アレイの構成において、発光素子の高密度化を達成する
ために、共通電極であるn型電極と個別電極であるp型
電極とを共に表面側に設け、個別電極に対してマトリク
ス配線を施し、マトリクス駆動(時分割駆動)可能な構
成とする発光素子アレイが提案されている。そして、多
くの場合、個別電極の配線と共通電極とは発光部アレイ
の両側に分割して配置した構成としている。このような
発光素子アレイの場合、複数個の発光素子に対して、電
極パッドを共通配線を通じて共有しているので、電極パ
ッド数を低減でき、駆動ICとの接続を容易にすること
ができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成においては、IC駆動回路と接続するための電
極パッドも、発光部アレイの両側に配置する必要があ
り、発光素子アレイチップの幅が広くなってしまう。し
たがって、本発明の目的は、駆動電圧が小さく、半導体
ブロック内の発光素子に対して均一な駆動電圧で駆動で
きるマトリクス型の発光素子アレイを提供することにあ
り、また、発光素子アレイチップの幅を細くし、ウェハ
ーから取れるチップ数を増やすことによって、低価格な
発光素子アレイチップを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の発光部
が電気的に分離された各半導体ブロック中に1列状に配
置して形成され、各発光部の表面に設けられた各個別電
極に個別配線を介して電気的に接続された共通配線と、
共通配線に個別電極引出し配線を介して電気的に接続さ
れた個別電極パッドと、各半導体ブロック毎にその表面
に設けられた共通電極に引出し配線を介して電気的に接
続された共通電極パッドとが、発光部の並びに対して同
じ片側に配置された、マトリクス型の発光素子アレイに
関する。請求項1の発明は、共通電極が、発光部の並び
方向に対し略平行に、かつ発光部に近接して設けられ、
かつ、発光部の並びに対して、共通配線や電極パッドと
同じ片側に配置されている、ことを特徴とする。
【0005】この構成において、個別電極用電極パッド
とそれに接続された引出し配線及び個別配線とは、同一
材料からなり且つ一体的に形成することができる。ま
た、個別電極と個別配線とは同一材料からなり且つ一体
的に形成することができる。また、共通配線は、個別電
極および共通電極の一方と同一材料で構成することがで
きる。請求項1の発明によれば、共通電極を発光部の近
くに配置してあるので、発光部から共通電極までの距離
が短く、電圧降下を小さくでき、駆動電圧を小さくする
ことができる。また、発光部の並び方向に対し、略平行
に共通電極が設置されているので、各発光素子に対する
駆動電圧が均一化されるというメリットがある。また、
電極パッドが発光部アレイの片側に配置してあるため、
素子アレイチップ幅が細く、ウェハーから取れるチップ
数を増やすことができるので、低価格な発光素子アレイ
を得ることが可能となる。
【0006】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第1の実施の形態
を図1〜図6を用いて説明する。図1は本発明の第1の
実施の形態の発光素子アレイを示す要部平面図、図2は
要部断面図であって図2(A)は図1のA−A’線にお
ける断面図、図2(B)は図1のB−B’線における断
面図、図2(C)は図1のC−C’線における断面図、
図3〜図6は製造工程を説明するための平面図であり、
1は半導体基板であって半絶縁性のGaAs基板2とn
型半導体層3からなるもの、4は発光部、5は半導体ブ
ロック、6は分離溝、7は表面絶縁膜、8は個別電極、
9は共通電極、10,11は表面絶縁膜7の開口、12
は共通配線、13は層間絶縁膜、14はコンタクト穴、
15は個別配線、16は共通電極引出し配線、17は電
極パッド、18は個別電極引出し配線、19は電極パッ
ドである。なお、この実施形態は、64ドット(単位)
からなる発光素子アレイであるが、図は16ドット分に
ついて示している。
【0007】この実施形態の発光素子アレイの構成を、
製造工程に沿って説明する。まず、1列状の発光部を形
成する。すなわち、図2に示すよう半絶縁性GaAs基
板2上にn型半導体層3をエピタキシャル成長させた半
導体基板1を用い、1列状に開けた拡散マスクの開口か
ら、Znを拡散させることにより、p型拡散領域の発光
部4を形成する。次に、図3に示すように、所定数(図
では8個)の発光部毎に電気的に分離するために、半導
体基板1に電気的に分離された半導体ブロック5を形成
する。半導体ブロック5の形成は、n型半導体層3に分
離溝6を形成することによって行い、半絶縁性基板2内
まで到達するエッチングで形成する。例えば、過水りん
酸系のエッチャントを用いたウエットエッチングによっ
てエッチングをする。
【0008】次に、図4に示すように、全面に表面絶縁
膜7を形成した後、発光部4へオーミック接続をとるた
めのp型コンタクト電極である個別電極8を形成する。
個別電極8は、図2に示すように表面絶縁膜7の開口1
0を介して形成され、発光部4であるp型半導体領域に
のみコンタクトがとられる。次に、同じく図4に示すよ
うに、n型コンタクト電極である共通電極9を、発光部
4の並び方向と略平行に帯状に形成する。共通電極9
は、表面絶縁膜7の開口11を介してn型半導体層2に
オーミック接続する。さらに、マトリクス配線のための
共通配線12を、複数(この実施形態では8個)の半導
体ブロック5に跨って、発光部4の並び方向と略平行に
形成する。なお、この実施形態では、共通配線12の材
料を共通電極9と同じ材料とし、同時に形成している。
他方、共通配線12は、その材料を個別電極8と同じ材
料とし、個別電極8と同時に形成することもできる。
【0009】次に、図5に示すように、層間絶縁膜13
を形成し、その後、マトリクス配線のために共通配線1
2と後述の個別配線15とを接続するためのコンタクト
穴14(14-1)、個別電極8と個別配線15とを接続
するためのコンタクト穴14(14-2)、さらに、共通
電極9と後述の共通電極引出し配線16とを接続するた
めのコンタクト穴14(14-3)を形成する。次に、図
6に示すように、共通電極9に接続される共通電極引出
し配線16、及びそれに接続される共通電極パッド17
を形成する。また、個別電極8に接続される個別配線1
5、それに接続される個別電極引出し配線18、及びそ
れに接続される電極パッド19を形成する。ここで、こ
れらの配線15,16,18及び電極パッド17,19
に同一材料を用い、同時に形成した。
【0010】以上の製造工程によって、図1及び図2に
示すように、発光部4(411〜428)が、電気的に分離
された各半導体ブロック5(51,52)中に1列状に配
置して形成され、個別電極8(811〜828)が、当該各
発光部4の表面に設けられ、且つ、共通電極9(91,
92)が、前記各半導体ブロック5毎にその表面に、発
光部4に近接し且つその並び方向に対し略平行に配置し
て設けられた、発光素子アレイが作成される。この実施
形態の発光素子アレイは、図1及び図2に示すように、
共通配線12(121〜128)が全ての半導体ブロック
5(51,52)に跨ってその表面絶縁膜7上に、発光部
4の並び方向と略平行に且つ共通電極9側に配置して設
けられている。また、これら共通配線12及び前記共通
電極9を覆って層間絶縁膜が設けられ、この層間絶縁膜
13上に、個別配線15(1511〜1528)、引出し配
線16(161,162)、18(181,182)、及び
電極パッド17(171,172),19(191,19
2)が設けられ、層間絶縁膜13のコンタクト穴14を
介して、マトリクス配線のための個別配線15と共通配
線12とが接続され、さらに、共通電極9とその引出し
配線16とが接続されている。個別配線15(1511〜
1528)と共通配線12(121〜128)との接続は非
重複的に行う。従って、通常のマトリクス駆動により、
所望の発光部を点灯させることができる。例えば、発光
部411を点灯する場合、各ブロックの1番目の発光部4
11が接続されている個別電極パッド191と、その発光
部411が設置されている半導体ブロック51の共通電極
パッド171とを選択し、順方向電流を流せばよい。こ
の実施形態によれば、共通電極の配置を発光部の並び方
向に対し、略平行にかつ近接して配置してあるので、発
光部からnコンタクト(共通電極)までの距離が全ての
発光部に対して同一であり、しかも距離が短いので、基
板抵抗による電圧降下を小さくできる。したがって、発
光素子の駆動電圧を小さく、均一化することができる。
さらに、電極パッドを共通電極を設置した片側に設置し
てあるので、アレイチップ幅が細く、ウェハーあたりの
チップの生産量が増え、安価なマトリクス型発光素子ア
レイを得ることができる。
【0011】図7は、本発明の第2の実施の形態を示す
発光素子アレイの平面図である。この実施形態は、第1
の実施形態とほぼ同じ構造であるが、個別電極8の製造
工程において相違する。この実施形態では、共通電極
5、共通配線12、及び層間絶縁膜13を形成した後、
個別電極8と、個別配線15、引出し配線16,18、
及び電極パッド17,19とを同一材料とし、ここで
は、Ti/Pt/Auを用い、同時に形成する。発光部
4と個別配線15の接続は、表面絶縁膜7及び層間絶縁
膜13にコンタクト穴を開け、そのコンタクト穴を介し
て行う。この工程によると、個別電極8と個別配線と1
5との間にコンタクト部分がないので、素子の信頼性が
より向上するというメリットもある。さらに、共通電極
9と共通配線12とを、同一材料で構成すれば、同時に
形成することができ、製造工程がより簡易化される。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、共通電極の配置を
発光部の並び方向に対し、略平行にかつ近接して配置し
てあるので、発光部から共通電極までの距離が全ての発
光部に対して同一、かつ短距離であるので、基板抵抗に
よる電圧降下を小さくできる。したがって、発光素子の
駆動電圧を小さく、均一化することができる。さらに、
電極パッドを共通電極を設置した片側に設置してあるの
で、アレイチップ幅が細く、ウェハーあたりのチップの
生産量が増え、安価な発光素子アレイを得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の発光素子アレイを
示す要部平面図
【図2】図1の発光素子アレイの要部断面図であって図
2(A)は図1のA−A’線における断面図、図2
(B)は図1のB−B’線における断面図、図2(C)
は図1のC−C’線における断面図
【図3】図1の発光素子アレイの製造工程を説明するた
めの平面図
【図4】図1の発光素子アレイの製造工程を説明するた
めの平面図
【図5】図1の発光素子アレイの製造工程を説明するた
めの平面図
【図6】図1の発光素子アレイの製造工程を説明するた
めの平面図
【図7】本発明の第2の実施の形態の発光素子アレイを
示す要部平面図
【符号の説明】
1 半導体基板 2 半絶縁性GaAs基板、半絶縁性基板 3 n型半導体層 4 発光部 5 半導体ブロック 6 分離溝 7 表面絶縁膜 8 個別電極 9 共通電極 10,11 開口 12 共通配線 13 層間絶縁膜 14 コンタクト穴 15 個別配線 16 引出し配線 17 電極パッド 18 引出し配線 19 電極パッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷中 真澄 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) 2C162 AH06 AH30 AH63 AH68 FA17 FA23 5F041 AA42 AA47 CA02 CA35 CA49 CA53 CA72 CA82 CA92 CA93 CB22 CB25 FF13

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の発光部が電気的に分離された各半
    導体ブロック中に1列状に配置して形成され、 当該各発光部の表面に設けられた各個別電極に個別配線
    を介して電気的に接続された共通配線と、当該共通配線
    に個別電極引出し配線を介して電気的に接続された個別
    電極パッドと、前記各半導体ブロック毎にその表面に設
    けられた共通電極に引出し配線を介して電気的に接続さ
    れた共通電極パッドとが、前記発光部の並びに対して同
    じ片側に配置された、マトリクス型の発光素子アレイに
    おいて、 前記共通電極が、発光部の並び方向に対し略平行に、か
    つ発光部に近接して設けられ、かつ、前記発光部の並び
    に対して、前記片側と同じ片側に配置されている、こと
    を特徴とする発光素子アレイ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の発光素子アレイにおい
    て、共通電極と共通配線との上に層間絶縁膜が形成して
    あり、当該層間絶縁膜の上に、個別配線、個別電極引出
    し配線、および共通電極引出し配線とが形成されてい
    る、ことを特徴とする発光素子アレイ。
  3. 【請求項3】 個別電極パッドと、当該個別電極パッド
    に接続される個別電極引出し配線と、および当該個別電
    極引出し配線に接続される個別配線とが一体的に形成さ
    れている、ことを特徴とする請求項1または2に記載の
    発光素子アレイ。
  4. 【請求項4】 個別電極パッドと、当該個別電極パッド
    に接続される個別電極引出し配線と、当該個別電極引出
    し配線に接続される個別配線と、および当該個別配線に
    接続される個別電極とが、一体的に形成されている、こ
    とを特徴とする請求項1または2に記載の発光素子アレ
    イ。
  5. 【請求項5】 共通配線の材料は、個別電極と同一材料
    である、ことを特徴とする請求項1または2に記載の発
    光素子アレイ。
  6. 【請求項6】 共通配線の材料は、共通電極と同一材料
    である、ことを特徴とする請求項1または2に記載の発
    光素子アレイ。
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