JP2001156334A - Ledアレイ - Google Patents

Ledアレイ

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JP2001156334A
JP2001156334A JP33671499A JP33671499A JP2001156334A JP 2001156334 A JP2001156334 A JP 2001156334A JP 33671499 A JP33671499 A JP 33671499A JP 33671499 A JP33671499 A JP 33671499A JP 2001156334 A JP2001156334 A JP 2001156334A
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JP
Japan
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led array
conductivity type
semiconductor layer
wire
substrate
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JP33671499A
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Tomoiku Honjiyou
智郁 本城
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Kyocera Corp
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Kyocera Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
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    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48464Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area also being a ball bond, i.e. ball-to-ball

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボンディングワイヤーによる反射により、画
質が低下するという問題があった。 【解決手段】 基板上に一導電型半導体層と逆導電型半
導体層を積層して形成した複数の島状半導体層を列状に
配設し、それぞれの一導電型半導体層と逆導電型半導体
層に電極を接続して設けたLEDアレイにおいて、前記
電極パッドに外部回路と接続するワイヤーを斜めにボン
ディングしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はLEDアレイに関
し、特にページプリンタ用感光ドラムの露光用光源など
に用いられるLEDアレイに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
LEDアレイを図4および図5に示す。図4は従来のL
EDアレイを示す断面図、図5は平面図である。図4お
よび図5において、21は半導体基板、22は一導電型
半導体層、23は逆導電型半導体層、24は個別電極、
25は共通電極である。
【0003】半導体基板21上に、一導電型半導体層2
2と逆導電型半導体層23を設けると共に、この一導電
型半導体層22の露出部Rに共通電極25(25a、2
5b)を接続して設け、逆導電型半導体層23に個別電
極24を接続して設けている。なお、図4において、2
6は窒化シリコン膜などから成る保護膜である。
【0004】共通電極25(25a、25b)は、図5
に示すように、隣接する島状半導体層22、23ごとに
異なる群に属するように二群に分けて接続して設けら
れ、隣接する島状半導体層22、23が同じ個別電極2
4に接続されている。
【0005】このようなLEDアレイでは、個別電極2
4と共通電極25(25a、25b)の組み合わせを選
択して電流を流すことによって、各発光ダイオードを選
択的に発光させることができる。
【0006】このようなLEDアレイをダイシング等の
方法で、チップ状に切断した後、図6に示すように、切
断したチップ20を実装用基板28に搭載し、ボンディ
ングワイヤー27などで外部回路30と接続している。
LEDアレイチップ20を実装した基板28上にレンズ
29を配設し、LEDヘッドとして組み立てる。このL
EDヘッドはLEDアレイ20によって発光した光を実
装用基板28上部のレンズ29によって集光して、感光
体ドラム(不図示)へ結像する役目を果たしている。
【0007】このようなLEDヘッドではボンディング
ワイヤー27による反射により、画質を低下させてしま
うという問題がある。このため、ボンディングワイヤー
27のボール27aを小さくし、ワイヤー27のループ
を低くするといった手法を用いて画質の低下を防いでい
る。ところが、ワイヤー27のループを低くすれば、ワ
イヤー27が共通電極25bに接触する。そのため、共
通電極25(25a、25b)上にSiO2やSiNx
どから成る絶縁膜(不図示)を形成しているが、この絶
縁膜の絶縁不良によってショート不良が発生するという
問題があった。
【0008】このような問題は、LEDアレイの高精細
化と小型化に伴って、顕著な問題となる。
【0009】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、ワイヤーと共通電極が物理的に接触する
ことを防止することによって、この部分でショートする
ことを防止し、ボンディングワイヤーによる光反射によ
って画質が低下するという問題を解消したLEDアレイ
を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るLEDアレイでは、基板上に一導電型
半導体層と逆導電型半導体層を積層して形成した複数の
島状半導体層を列状に配設し、それぞれの一導電型半導
体層と逆導電型半導体層にパッドを有する電極を接続し
て設けたLEDアレイにおいて、前記電極パッドに外部
回路と接続するワイヤーを副走査方向に対して傾けてボ
ンディングしたことを特徴とする。
【0011】上記LEDアレイでは、前記電極パッドを
前記副走査方向に対して傾けて設けたことが望ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づき詳細に説明する。図1は本発明に係るLE
Dアレイの一実施形態を示す断面図、図2は平面図であ
る。
【0013】図1および図2において、1は基板、2は
一導電型半導体層、3は逆導電型半導体層、4は個別電
極、4aは電極パッド、5(5a、5b)は共通電極、
6は絶縁膜である。
【0014】基板1はシリコン(Si)などの単結晶半
導体基板やサファイア(Al23)などの単結晶絶縁基
板から成る。単結晶半導体基板の場合、(100)面を
<011>方向に2〜7°オフさせた基板などが好適に
用いられる。サファイアの場合、C面基板が好適に用い
られる。
【0015】一導電型半導体層2は、バッファ層2a、
オーミックコンタクト層2b、電子の注入層2cで構成
される。バッファ層2aは2〜4μm程度の厚みに形成
され、オーミックコンタクト層2bは0.1〜1.0μ
m程度の厚みに形成され、電子の注入層2cは0.2〜
0.4μm程度の厚みに形成される。
【0016】バッファ層2aとオーミックコンタクト層
2bはガリウム砒素などで形成され、電子の注入層2c
はアルミニウムガリウム砒素などで形成される。オーミ
ックコンタクト層2bはシリコンなどの一導電型半導体
不純物を1×1016〜1019atoms/cm3程度含
有し、電子の注入層2cはシリコンなどの一導電型半導
体不純物を1×1016〜1017atoms/cm3程度
含有する。また、このとき電子注入層2cのAlの組成
はx=0.24〜0.5程度に形成する。
【0017】バッファ層2aは基板1と半導体層との格
子定数の不整合に基づくミスフィット転位を防止するた
めに設けるものであり、半導体不純物を含有させる必要
はない。
【0018】逆導電型半導体層3は、発光層3a、第2
のクラッド層3b、および第2のオーミックコンタクト
層3cで構成される。発光層3aと第2のクラッド層3
bは0.2〜0.4μm程度の厚みに形成され、オーミ
ックコンタクト層3cは0.01〜0.1μm程度の厚
みに形成される。第2のオーミックコンタクト層3cは
ガリウム砒素などから成る。
【0019】発光層3aと第2のクラッド層3bは、電
子の閉じ込め効果と光の取り出し効果を考慮してアルミ
ニウム砒素(AlAs)とガリウム砒素(GaAs)と
の混晶比を異ならしめる。発光層3aと第2のクラッド
層3bは亜鉛(Zn)などの逆導電型半導体不純物を1
×1016〜1018atoms/cm3程度含有し、第2
のオーミックコンタクト層3cは亜鉛などの逆導電型半
導体不純物を1×10 19〜1020atoms/cm3
度含有する。
【0020】絶縁膜6は窒化シリコンなどから成り、厚
み3000〜5000Å程度に形成される。また、個別
電極4と共通電極5(5a、5b)は金/クロム(Au
/AuGe/Cr)などから成り、厚み1μm程度に形
成される。
【0021】本発明のLEDアレイでは、図2に示すよ
うに、一導電型半導体層2と逆導電型半導体層3から成
る島状半導体層2、3を基板1上に一列状に並べて、隣
接する島状半導体層2、3毎に同じ個別電極4に接続
し、同じ個別電極4に接続された下の一導電型半導体層
2が異なる共通電極5に接続されるように二群に分けて
接続される。個別電極4を選択して電流を流すことによ
ってページプリンタ用感光ドラムの露光用光源として用
いられる。
【0022】前記電極パッド4aは副走査方向に対して
傾けて設けられ、この電極パッド4aに外部回路と接続
するワイヤー7を傾けてボンディングしている。このよ
うに、電極パッド4aを副走査方向に対して傾けて設
け、この電極パッド4aに外部回路と接続するワイヤー
7を副走査方向に対して傾けてボンディングすると、電
極パッド4aと共通電極5(5a、5b)間の物理的な
距離を大きくすることが可能となり、ワイヤーボンディ
ングを行なう際、ワイヤー7と共通電極5(5a、5
b)が接触することを防止できる。もって、ワイヤー7
のループを低くできる。
【0023】次に、上述のようなLEDアレイの製造方
法を説明する。まず、単結晶基板1上に、一導電型半導
体層2、逆導電型半導体層3をMOCVD法などで順次
積層して形成する。
【0024】これらの半導体層2、3を形成する場合、
基板温度をまず400〜500℃に設定して200〜2
000Åの厚みにアモルファス状のガリウム砒素膜を形
成した後、基板温度を700〜900℃に上げて所望厚
みの半導体層2、3を形成する。
【0025】この場合、原料ガスとしてはTMG((C
33Ga)、TEG((C25 3Ga)、アルシン
(AsH3)、TMA((CH33Al)、TEA
((C253Al)などが用いられ、導電型を制御す
るためのガスとしては、シラン(SiH4)、セレン化
水素(H2Se)、TMZ((CH33Zn)などが用
いられ、キャリアガスとしては、H2などが用いられ
る。
【0026】次に、隣接する素子同志が電気的に分離さ
れるように、半導体層2、3が島状にパターニングされ
る。このエッチングは、硫酸過酸化水素系のエッチング
液を用いたウエットエッチングやCCl22ガスを用い
たドライエッチングなどで行われる。
【0027】次に、一導電型半導体層2の一端部側の一
部を露出させるためにエッチングする。さらに、表面の
半導体層3cの一部をエッチングする。それぞれのエッ
チングも硫酸過酸化水素系のエッチング液を用いたウェ
ットエッチングやCCl22ガスを用いたドライエッチ
ングなどで行なわれる。
【0028】次に、プラズマCVD法で、シランガス
(SiH4)とアンモニアガス(NH3)を用いて窒化シ
リコンから成る絶縁膜を形成してパターニングする。
【0029】次に、AuGeなどを蒸着法やスパッタリ
ング法で形成して電極4、5をパターニングする。この
際に、通常は副走査方向に平行に電極パッド4aを配置
するが、電極パッド4aを副走査方向に対して傾けて配
置し、その方向へワイヤーボンディングを行なう。ま
た、電極パッド4aを傾けずにボンディングワイヤー7
のみを副走査方向に対して傾けて接続してもよい。以上
の手法を用いて、図2中の距離Aを大きく取ることが可
能となる。
【0030】次に、PVD法、CVD法、塗布法または
ゾル−ゲル法などの手段を用いてSiNxやSiO2など
から成る保護層(不図示)を形成する。その後、LED
アレイをダイシング等の方法で、チップ状に切断した
後、切断したチップを実装用基板に配置し、ボンディン
グワイヤーなどで外部回路と接続する。
【0031】図3は本発明に係るLEDアレイの他の実
施形態を示す平面図である。この実施形態では、電極パ
ッド4aを副走査方向と同じ方向に設けているが、この
電極パッド4aに外部回路と接続するワイヤー7は副走
査方向に対して傾けてボンディングしている。このよう
に、電極パッド4aを副走査方向と同じ方向に設けて
も、この電極パッド4aに外部回路と接続するワイヤー
7を傾けてボンディングすると、電極パッド4aと共通
電極5(5a、5b)間の物理的な距離を大きくするこ
とが可能となり、ワイヤーボンディングを行なう際、ワ
イヤー7と共通電極5(5a、5b)が接触することを
防止できる。
【0032】
【発明の効果】以上のように、本発明に係るLEDアレ
イでは、電極パッドに外部回路と接続するワイヤーを副
走査方向に対して傾けてボンディングしたことから、電
極パッドと共通電極配線間の物理的な距離を大きくする
ことが可能となり、ワイヤーボンディングを行なう際
に、ワイヤーと共通電極が接触することを防止できる。
その結果、ワイヤーと共通電極間のショート不良を極力
低減できるとともに、ワイヤーのループを低くすること
ができ、ボンディングワイヤーによる反射を防止して、
画質の低下を低減できる。
【0033】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るLEDアレイの一実施形態を示す
断面図である。
【図2】本発明に係るLEDアレイの一実施形態を示す
平面図である。
【図3】本発明に係るLEDアレイのその他の一実施形
態を示す平面図である。
【図4】従来のLEDアレイを示す断面図である。
【図5】従来のLEDアレイを示す平面図である。
【図6】従来のLEDアレイの一使用方法を示す図であ
る。
【符号の説明】
1………基板、2………一導電型半導体層、3………逆
導電型半導体層、4………個別電極、5………共通電
極、6………絶縁膜、7………ボンディングワイヤー、
8………実装用基板、9………レンズ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に一導電型半導体層と逆導電型半
    導体層を積層して形成した複数の島状半導体層を列状に
    配設し、それぞれの一導電型半導体層と逆導電型半導体
    層にパッドを有する電極を接続して設けたLEDアレイ
    において、前記電極パッドに外部回路と接続するワイヤ
    ーを副走査方向に対して傾けてボンディングしたことを
    特徴とするLEDアレイ。
  2. 【請求項2】 前記電極パッドを前記副走査方向に対し
    て傾けて設けたことを特徴するLEDアレイ。
JP33671499A 1999-11-26 1999-11-26 Ledアレイ Pending JP2001156334A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101279225B1 (ko) * 2011-01-13 2013-06-26 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 발광 다이오드용 마이크로 배선

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