JP2001210869A - Light emitting element array and manufacturing method therefor - Google Patents

Light emitting element array and manufacturing method therefor

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JP2001210869A
JP2001210869A JP2000021855A JP2000021855A JP2001210869A JP 2001210869 A JP2001210869 A JP 2001210869A JP 2000021855 A JP2000021855 A JP 2000021855A JP 2000021855 A JP2000021855 A JP 2000021855A JP 2001210869 A JP2001210869 A JP 2001210869A
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silicon substrate
silicon
driving
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Hisashi Sakai
久 坂井
Genichi Ogawa
元一 小川
Kota Nishimura
剛太 西村
Shigeo Aono
重雄 青野
Hideyoshi Tanabe
英義 田辺
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that a driving element constituted of silicon is deteriorated, the light emitting intensity of a light emitting element is weak, a life is short, material cost and the mounting cost of a wire bonding process cannot be reduced, printing speed cannot be speeded up, an optical printer head cannot be miniaturized and a printing range cannot be extended. SOLUTION: In a light emitting element array, the light emitting element constituted of a compound semiconductor is installed on the surface of a silicon substrate and the driving element for driving the light emitting element is installed on the surface of the silicon substrate, the oxygen elements of 2×1017 to 1×1019 atom/cm3 are caused to exist in an area where the light emitting element on the surface of the silicon substrate is formed, and the light emitting element constituted of a compound semiconductor is formed on the surface part of the silicon substrate. In the manufacturing method of the light emitting array for forming a driving element driving the light emitting element on the surface part of the silicon substrate, the driving element is formed, the surface of the silicon substrate is pre-processed at a temperature below 850 deg.C, and the compound semiconductor is formed at a temperature below 850 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は発光素子アレイとそ
の製造方法に関し、特にシリコン基板上に化合物半導体
から成る発光素子とシリコンから成る駆動素子を形成し
た発光素子アレイとその製造方法に関する。
The present invention relates to a light emitting element array and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a light emitting element array in which a light emitting element made of a compound semiconductor and a driving element made of silicon are formed on a silicon substrate, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】GaAsやInPなどの化合物半導体基
板は、機械的に脆く、取り扱いが難しい。また、良質で
大面積の結晶基板が得られ難いなどの問題がある。
2. Description of the Related Art Compound semiconductor substrates such as GaAs and InP are mechanically brittle and difficult to handle. In addition, there is a problem that it is difficult to obtain a high-quality large-area crystal substrate.

【0003】その問題を解決するため、安価で、大面積
で、高強度のシリコン基板上にGaAsなどの化合物半
導体を結晶成長させる方法が提案されている。
In order to solve the problem, there has been proposed a method of growing a compound semiconductor such as GaAs on a low-cost, large-area, high-strength silicon substrate.

【0004】また、従来、図9や図10に示すように、
シリコン基板上に化合物半導体から成る発光素子とシリ
コンから成る駆動素子を設けた光電子集積回路素子(O
EIC:OptoElectronic Integrated Circuits)も提案
されている。この光電子集積回路素子は、素子の小型
化、高速化、低コスト化および実装コストの低減などに
より高性能、新機能の発現が期待できる。
Conventionally, as shown in FIGS. 9 and 10,
An optoelectronic integrated circuit device (O) in which a light emitting element made of a compound semiconductor and a driving element made of silicon are provided on a silicon substrate.
EIC (OptoElectronic Integrated Circuits) has also been proposed. This optoelectronic integrated circuit device can be expected to exhibit high performance and exhibit new functions due to downsizing, high speed, low cost, and low mounting cost of the device.

【0005】すなわち、図9に示す発光素子アレイは、
シリコン基板24上にシリコンから成る駆動素子25を
形成した後、保護層34の一部をエッチング除去し、発
光素子24を選択的に形成し、最後に金属電極41、4
2を形成する(米国特許第4774205号)。この発
光素子24の開口部の大きさは50μm角で、100m
Aにおいて出力6.5μWである。
That is, the light emitting element array shown in FIG.
After the driving element 25 made of silicon is formed on the silicon substrate 24, a part of the protective layer 34 is removed by etching to selectively form the light emitting element 24. Finally, the metal electrodes 41 and 4 are formed.
2 (US Pat. No. 4,774,205). The size of the opening of the light emitting element 24 is 50 μm square and 100 m
At A, the output is 6.5 μW.

【0006】また、図10に示す発光素子アレイは、シ
リコン基板上に、化合物半導体から成る発光素子45を
形成した後、発光素子45の駆動用回路である出力回路
46および信号処理回路47を形成し、最後に配線48
を形成する(米国特許第4587717号)。
In the light emitting element array shown in FIG. 10, a light emitting element 45 made of a compound semiconductor is formed on a silicon substrate, and then an output circuit 46 and a signal processing circuit 47, which are driving circuits for the light emitting element 45, are formed. And finally wiring 48
(US Pat. No. 4,587,717).

【0007】このような駆動素子と発光素子を集積した
発光素子アレイは、ワイヤボンディングのパッド数を大
幅に低減でき、ワイヤボンディングなどの実装工程の削
減や外付けの駆動用ICの削減ができるため、光プリン
タヘッドの大幅な低価格が図れる。また、ワイヤボンデ
ィングおよび部品数の削減により光プリンタヘッドの小
型化が図れる。
A light emitting element array in which such a driving element and a light emitting element are integrated can greatly reduce the number of pads for wire bonding, and can reduce the number of mounting steps such as wire bonding and the number of external driving ICs. The optical printer head can be significantly reduced in price. Further, the size of the optical printer head can be reduced by wire bonding and the reduction in the number of components.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ンから成る駆動素子を先に形成する従来の方法では、シ
リコン基板上にGaAsなどの化合物半導体を結晶成長
させる際に、両材料の格子定数差および熱膨張係数差に
起因して、化合物半導体に転位などの結晶欠陥が発生す
る。
However, according to the conventional method of forming a driving element made of silicon in advance, when a compound semiconductor such as GaAs is grown on a silicon substrate, the difference in lattice constant between the two materials and the thermal conductivity are increased. Crystal defects such as dislocations occur in the compound semiconductor due to the difference in expansion coefficient.

【0009】この転位(結晶欠陥)は、電子と正孔との
再結合過程の効率を低下させるため、光デバイスの発光
素子の発光強度は低下し、また、電流注入による転位の
増加により、デバイス寿命も低下するため、実用化する
ことができない。
The dislocations (crystal defects) decrease the efficiency of the process of recombination of electrons and holes, so that the luminous intensity of the light emitting element of the optical device decreases. Since the service life is shortened, it cannot be put to practical use.

【0010】この転位密度を低減させる方法も従来から
種々提案されている。例えばシリコン基板上にホログラ
フィックフォトリソグラフィによって形成した200n
m間隔ののこぎり歯状のグレーティングを形成し、その
周期的な表面凹凸パターンに誘導させて基板上にGaA
sを2段階成長法によりグラフォエピタキシャル成長さ
せる方法がある(Appl. Phys. Lett. 59,2418(1991))。
しかしながら、200nmのパターンを形成するフォト
リソグラフィは、シリコン基板上にパターンとして窒化
膜、酸化膜および反射防止膜を形成し、ホログラフィッ
クフォトリソグラフィ、反応性イオンエッチングのドラ
イエッチングおよびウエットエッチングなど複雑な工程
を必要とする。
Various methods have been proposed for reducing the dislocation density. For example, 200n formed by holographic photolithography on a silicon substrate
A saw-toothed grating at intervals of m is formed, and GaAs is formed on the substrate by guiding the grating to its periodic surface unevenness pattern.
There is a method of growing s by grapho-epitaxial growth by a two-step growth method (Appl. Phys. Lett. 59, 2418 (1991)).
However, photolithography for forming a 200 nm pattern involves forming a nitride film, an oxide film, and an anti-reflection film as patterns on a silicon substrate, and performing complicated processes such as holographic photolithography, dry etching of reactive ion etching, and wet etching. Need.

【0011】また、化合物半導体の形成中に、高温と低
温を繰り返す熱サイクルアニール法もある。この方法
は、高温において転位同士を結合させて転位を低減す
る。Material Research Society Vol.116,p-79では、熱
サイクルアニールだけを5回繰り返した場合、転位密度
は5×106cm-2となると報告されている。そして、
熱サイクルアニールと化合物半導体の形成を4回繰り返
した場合、転位密度は2.5×106cm-2となる。し
かしながら、熱サイクルアニール法だけでは、転位密度
は2×106cm-2以下にはならない。また、前処理温
度は900〜950℃、熱サイクルアニールの最高温度
は930℃まで必要とし、このような高温プロセスで
は、シリコンから成る駆動素子中の不純物の熱拡散が著
しく起こり、シリコンから成る駆動素子のリーク電流が
増加し、正常に動作しないため、実用性がない。例え
ば、シリコン中の熱拡散が大きいリンは、900℃、1
0分間で熱拡散距離16nmまで拡散する。この距離
は、フォトリソの加工精度以上であるため、シリコンか
ら成る駆動素子は正常に動作しない。
There is also a thermal cycle annealing method in which high and low temperatures are repeated during formation of a compound semiconductor. This method combines dislocations at high temperature to reduce dislocations. Material Research Society Vol. 116, p-79 reports that when only thermal cycle annealing is repeated five times, the dislocation density is 5 × 10 6 cm −2 . And
When the thermal cycle annealing and the formation of the compound semiconductor are repeated four times, the dislocation density becomes 2.5 × 10 6 cm −2 . However, the dislocation density does not become 2 × 10 6 cm −2 or less only by the thermal cycle annealing method. Further, the pretreatment temperature needs to be 900 to 950 ° C. and the maximum temperature of the thermal cycle annealing needs to be 930 ° C. In such a high-temperature process, thermal diffusion of impurities in the drive element made of silicon occurs remarkably, and the drive element made of silicon Since the leak current of the device increases and the device does not operate normally, it is not practical. For example, phosphorus having high thermal diffusion in silicon is 900 ° C., 1
It diffuses to a thermal diffusion distance of 16 nm in 0 minutes. Since this distance is greater than the processing accuracy of the photolithography, the driving element made of silicon does not operate normally.

【0012】さらに、他の転位低減方法として、Materi
al Research Society Vol.116,p-91に示すように、In
GaAsとGaAsの超格子構造を挿入する方法があ
る。InGaAs層とGaAs層の間に格子定数の差が
あるため、その界面に応力が働く。この応力によって界
面近傍から貫通してくる転位を横に曲げて能動層中の転
位を減少できる。このとき、使用するInGaAs層の
In組成比および膜厚は、その膜厚を超えると転位が生
じる膜厚の臨界膜厚以下に設定する必要がある。また、
逆に臨界膜厚を超えたInGaAs層を挿入した場合、
GaAs中の転位をInGaAs層中で減少させてい
る。これは、転位の多くがInGaAs層とGaAs層
の界面に集中しており、上方に貫通しないことによる。
これらのInGaAs層の挿入により、転位は2×10
7cm-2までしか低減できない。
As another dislocation reduction method, Materi
al Research Society Vol. 116, p-91, In
There is a method of inserting GaAs and a GaAs superlattice structure. Since there is a difference in lattice constant between the InGaAs layer and the GaAs layer, stress acts on the interface. By this stress, dislocations penetrating from near the interface can be bent laterally to reduce dislocations in the active layer. At this time, the In composition ratio and the film thickness of the InGaAs layer to be used need to be set to be equal to or less than the critical film thickness at which dislocation occurs if the film thickness exceeds the film thickness. Also,
Conversely, when an InGaAs layer exceeding the critical thickness is inserted,
Dislocations in GaAs are reduced in the InGaAs layer. This is because most of the dislocations are concentrated at the interface between the InGaAs layer and the GaAs layer and do not penetrate upward.
By inserting these InGaAs layers, dislocations are 2 × 10
It can only be reduced to 7 cm -2 .

【0013】さらに、両転位低減方法を組み合わせた方
法として、特開平6−69136号に示すように、熱サ
イクルアニール4回およびInGaAsとGaAsから
なる超格子を多段に積層することによって、転位密度を
3×105cm-2まで低減させている。しかしながら、
超格子を多段に積層するには、多くのプロセス時間が必
要となり、コスト増加となる。また、膜厚が4μm程度
必要となり、エピタキシャル基板が反ったり、エピタキ
シャル膜にクラックが発生するなどの問題があり、実用
化は困難である。また、この場合でも、熱サイクルアニ
ールの最高温度は850℃以上を必要とし、シリコンか
ら成る駆動素子中の不純物の熱拡散が起こり、シリコン
から成る駆動素子のリーク電流が増加し、正常に動作で
きない。
Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-69136, as a method combining the two dislocation reduction methods, the dislocation density can be reduced by performing thermal cycle annealing four times and stacking a superlattice composed of InGaAs and GaAs in multiple stages. It has been reduced to 3 × 10 5 cm −2 . However,
Stacking superlattices in multiple stages requires a lot of processing time and increases costs. Further, the thickness is required to be about 4 μm, and there are problems such as the warpage of the epitaxial substrate and the occurrence of cracks in the epitaxial film, so that practical use is difficult. Also in this case, the maximum temperature of the thermal cycle annealing needs to be 850 ° C. or more, and thermal diffusion of impurities in the drive element made of silicon occurs, and the leak current of the drive element made of silicon increases, so that normal operation cannot be performed. .

【0014】また、化合物半導体から成る発光素子を形
成した後にシリコンから成る駆動素子を形成する方法で
は、砒化ガリウム(GaAs)、砒化アルミニウムガリ
ウム(AlGaAs)、燐化インジウムアルミニウムガ
リウム(InAlGaP)などの直接遷移型の効率の良
い発光素子が形成できる化合物半導体は、シリコンより
も融点が低いため、シリコンから成る駆動素子を形成し
たときのイオン注入やゲート酸化膜を形成する800℃
以上の高温プロセスに耐えることができず、発光特性が
大幅に劣化し、実用に供しない。
In the method of forming a driving element made of silicon after forming a light emitting element made of a compound semiconductor, a method of forming a driving element made of silicon, such as gallium arsenide (GaAs), aluminum gallium arsenide (AlGaAs), or indium aluminum gallium phosphide (InAlGaP), is used. Since a compound semiconductor capable of forming a transition-type efficient light-emitting element has a lower melting point than silicon, it is used at 800 ° C. for ion implantation and gate oxide film formation when a driving element made of silicon is formed.
It cannot withstand the high temperature process described above, and its light emitting characteristics are significantly deteriorated, so that it cannot be put to practical use.

【0015】[0015]

【課題を解するための手段】請求項1に係る発明の発光
素子アレイは、このような従来技術の問題に鑑みてなさ
れたものであり、その特徴とするところは、シリコン基
板の表面部に化合物半導体から成る発光素子を設けると
共に、この発光素子を駆動する駆動素子を設けた発光素
子アレイにおいて、前記シリコン基板表面の前記発光素
子が形成される領域部に2×1017〜1×1019ato
m/cm3の酸素元素を存在させた点にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The light emitting element array according to the first aspect of the present invention has been made in view of such a problem of the prior art. In a light emitting element array provided with a light emitting element made of a compound semiconductor and a driving element for driving the light emitting element, 2 × 10 17 to 1 × 10 19 in a region of the silicon substrate surface where the light emitting element is formed. ato
This is in that m / cm 3 of oxygen element was present.

【0016】この発光素子アレイでは、前記発光素子
が、膜厚2〜3μmの砒化ガリウム、膜厚0.02〜
0.2μmで、インジウム組成xが0.05〜0.2の
砒化インジウムガリウム(InxGa1-xAs)、砒化ア
ルミニウムガリウムを順次積層した構造を有することが
望ましい。
In this light emitting element array, the light emitting elements are gallium arsenide having a thickness of 2 to 3 μm,
It is desirable to have a structure in which indium gallium arsenide (In x Ga 1 -x As) having an indium composition x of 0.2 to 0.2 μm and an aluminum gallium arsenide are sequentially laminated.

【0017】また、請求項3に係る発明の発光素子アレ
イの製造方法は、シリコン基板の表面部に化合物半導体
から成る発光素子を形成すると共に、この発光素子を駆
動する駆動素子を形成する発光素子アレイの製造方法に
おいて、前記駆動素子を形成した後に、前記シリコン基
板の表面部を850℃未満の温度で前処理し、しかる後
前記化合物半導体を850℃未満の温度で形成すること
を特徴とする。
According to a third aspect of the invention, there is provided a method for manufacturing a light emitting element array, comprising: forming a light emitting element made of a compound semiconductor on a surface of a silicon substrate; and forming a driving element for driving the light emitting element. In the method of manufacturing an array, after forming the driving element, a surface portion of the silicon substrate is pre-treated at a temperature of less than 850 ° C., and thereafter, the compound semiconductor is formed at a temperature of less than 850 ° C. .

【0018】この発光素子アレイの製造方法では、前記
発光素子が、膜厚2〜3μmの砒化ガリウム、膜厚0.
02〜0.2μmで、インジウム組成xが0.05〜
0.2の砒化インジウムガリウム(InxGa1-x
s)、砒化アルミニウムガリウムを順次積層した構造を
有することが望ましい。
In this method of manufacturing a light-emitting element array, the light-emitting element is formed of gallium arsenide having a thickness of 2 to 3 μm and a thickness of 0.1 μm.
02 to 0.2 μm, and the indium composition x is 0.05 to
0.2 indium gallium arsenide (In x Ga 1-x A
s) It is desirable to have a structure in which aluminum gallium arsenide is sequentially laminated.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1お
よび図2を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0020】図1は、本発明に係る発光素子アレイの一
実施例を示す図であり、1はp型シリコン基板、2はn
ウェル、3はp+領域、4はゲート電極、5はゲート酸
化膜、6は酸化膜、7はソース領域、8はドレイン領
域、9は絶縁性保護膜、10は砒化ガリウム(n+Ga
As)、11は砒化インジウムガリウム(n+InxGa
1 -xAs)、12は砒化ガリウム(n+GaAs)、13
は砒化アルミニウムガリウム(nAlyGa1-yAs)、
14は砒化アルミニウムガリウム(pAlzGa1 -z
s)、15は絶縁膜、16は金属配線、17はアノード
電極、18はカソード電極、19は保護膜、20はワイ
ヤボンディングパッド、21はシリコンから成る駆動素
子、22は発光素子である。
FIG. 1 is a view showing one embodiment of a light emitting element array according to the present invention, wherein 1 is a p-type silicon substrate, and 2 is an n-type silicon substrate.
Well 3, 3 is a p + region, 4 is a gate electrode, 5 is a gate oxide film, 6 is an oxide film, 7 is a source region, 8 is a drain region, 9 is an insulating protective film, and 10 is gallium arsenide (n + Ga
As) and 11 are indium gallium arsenide (n + In x Ga).
1 -x As), 12 is gallium arsenide (n + GaAs), 13
Aluminum gallium arsenide (nAl y Ga 1-y As ) is
14 is aluminum gallium arsenide (pAl z Ga 1 -z A)
s) and 15 are insulating films, 16 is a metal wiring, 17 is an anode electrode, 18 is a cathode electrode, 19 is a protective film, 20 is a wire bonding pad, 21 is a driving element made of silicon, and 22 is a light emitting element.

【0021】シリコンから成る駆動素子21の形成は、
従来公知の方法を用いる。この駆動素子21は発光素子
22の駆動回路を模式化したものであり、駆動素子21
が集積したシフトレジスタ1段と出力トランジスタから
なる駆動回路を示す。
The drive element 21 made of silicon is formed by:
A conventionally known method is used. The driving element 21 is a schematic diagram of a driving circuit of the light emitting element 22.
Shows a drive circuit including one integrated shift register and an output transistor.

【0022】発光素子22を構成する化合物半導体の形
成方法は以下の如くである。
The method of forming the compound semiconductor constituting the light emitting element 22 is as follows.

【0023】図2(A)に示すように、シリコンから成
る駆動素子21を形成したシリコン基板表面に絶縁性保
護膜9を形成する。
As shown in FIG. 2A, an insulating protective film 9 is formed on the surface of the silicon substrate on which the driving element 21 made of silicon is formed.

【0024】次に、図2(B)に示すように、シリコン
から成る駆動素子21を形成する領域以外の絶縁性保護
膜9をエッチング除去し、開口領域を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, the insulating protective film 9 other than the region where the driving element 21 made of silicon is formed is removed by etching to form an opening region.

【0025】シリコンから成る駆動素子21を形成する
領域以外の開口領域のシリコン基板1上の自然酸化膜の
部分的除去を行なうために、シリコン基板21をアルシ
ン雰囲気、基板温度770℃にて前処理を行なう。この
ときのシリコン基板1の表面の酸素濃度は2×1018
tom/cm3である。
In order to partially remove the natural oxide film on the silicon substrate 1 in the opening region other than the region where the driving element 21 made of silicon is formed, the silicon substrate 21 is pretreated in an arsine atmosphere at a substrate temperature of 770 ° C. Perform At this time, the oxygen concentration on the surface of the silicon substrate 1 is 2 × 10 18 a
tom / cm 3 .

【0026】上記シリコン基板表面の酸素濃度範囲(2
×1017〜1×1019atom/cm3)はシリコン基
板の前処理温度を700℃〜850℃にすることによっ
て得ることができる。図3に二次イオン質量分析による
シリコン基板と砒化ガリウム界面における酸素濃度の前
処理温度依存性を示す。ここで、シリコン基板の酸素元
素のバックグランド濃度は1×1017atom/cm3
である。前処理温度が高いほど、酸素濃度が減少し、自
然酸化膜が除去されていることがわかる。
The oxygen concentration range (2
(× 10 17 to 1 × 10 19 atoms / cm 3 ) can be obtained by setting the pretreatment temperature of the silicon substrate to 700 ° C. to 850 ° C. FIG. 3 shows the pretreatment temperature dependence of the oxygen concentration at the interface between the silicon substrate and gallium arsenide by secondary ion mass spectrometry. Here, the background concentration of the oxygen element in the silicon substrate is 1 × 10 17 atoms / cm 3.
It is. It can be seen that the higher the pretreatment temperature, the lower the oxygen concentration and the more the natural oxide film is removed.

【0027】次に、MOCVD法の2段階成長法を用い
て、砒化ガリウム(n+GaAs)10を成長する。
Next, gallium arsenide (n + GaAs) 10 is grown by using the two-stage MOCVD method.

【0028】次に、砒化ガリウム(n+GaAs)10
の転位密度を低減するために、350℃と800℃の熱
サイクルアニールを4回程度行なう。これにより、砒化
ガリウム(n+GaAs)10の転位密度は5×106
-2となる。
Next, gallium arsenide (n + GaAs) 10
Thermal annealing at 350 ° C. and 800 ° C. is performed about four times in order to reduce the dislocation density. Thus, the dislocation density of gallium arsenide (n + GaAs) 10 is 5 × 10 6 c
m -2 .

【0029】その後、さらに砒化ガリウム(n+GaA
s)10を形成し、膜厚を3μmにする。
Thereafter, gallium arsenide (n + GaAs)
s) Form 10 and make the film thickness 3 μm.

【0030】次に、貫通転位をさらに低減させるため
に、In組成xが0.12の砒化インジウムガリウム
(n+InxGa1-xAs)11を0.02μm形成し
た。
Next, in order to further reduce threading dislocations, indium gallium arsenide (n + In x Ga 1 -x As) 11 having an In composition x of 0.12 was formed to a thickness of 0.02 μm.

【0031】図6に砒化インジウムガリウム(Inx
1-xAs)11のIn組成xおよび膜厚と砒化ガリウ
ム12の転位密度の関係を示す。この層は、In組成が
大きくなるほどGaAsとの格子定数差が大きくなり、
また膜厚が大きいほど、GaAsとの界面の歪みが大き
くなる。転位密度が2×106cm-2以下となるInx
1-xAs11の膜厚はx=0.06と0.12ともに
0.05μm付近であることがわかる。この膜厚付近
が、貫通転位を効率よくGaAsとの界面に閉じ込める
歪みを有していると考えられる。
FIG. 6 shows indium gallium arsenide (In x G
The relationship between the In composition x and film thickness of a 1-x As) 11 and the dislocation density of gallium arsenide 12 is shown. In this layer, as the In composition increases, the lattice constant difference from GaAs increases,
Also, as the film thickness increases, the strain at the interface with GaAs increases. In x G with a dislocation density of 2 × 10 6 cm −2 or less
It can be seen that the film thickness of a 1-x As11 is around 0.05 μm for both x = 0.06 and 0.12. It is considered that the vicinity of this film thickness has a strain that efficiently confines threading dislocations to the interface with GaAs.

【0032】その後、砒化ガリウム(n+GaAs)1
2を1μm形成させることによって、転位密度が2×1
6cm-2以下の結晶性の良好な化合物半導体バッファ
層を形成する。
Thereafter, gallium arsenide (n + GaAs) 1
2 having a dislocation density of 2 × 1
0 6 cm -2 or less of forming a crystalline compound having good semiconductor buffer layer.

【0033】砒化ガリウム12の転位密度の熱サイクル
アニールの最高温度依存性を図5に示す。最高温度75
0℃〜850℃で転位密度を2×106cm-2以下まで
低減することができる。最高温度が高いほど、転位の移
動が容易で、転位同士が結合しやすくなるが、熱膨張係
数の差異も顕著になることや高温時の真空装置内不純物
の混入が多くなるため、850℃以上の高温では転位が
増加していると考えられる。熱サイクルアニールの最高
温度が800℃の時、最も砒化ガリウム12の転位密度
を低減することができた。
FIG. 5 shows the maximum temperature dependence of the dislocation density of gallium arsenide 12 in thermal cycle annealing. Maximum temperature 75
At 0 ° C. to 850 ° C., the dislocation density can be reduced to 2 × 10 6 cm −2 or less. The higher the maximum temperature is, the easier the dislocations are to move and the dislocations are easily bonded to each other. However, the difference in thermal expansion coefficient becomes remarkable and impurities in the vacuum device at high temperature become more mixed, so that the temperature is 850 ° C. or more. It is thought that the dislocations increased at high temperatures. When the maximum temperature of the thermal cycle annealing was 800 ° C., the dislocation density of gallium arsenide 12 could be reduced most.

【0034】上記砒化ガリウム12の転位密度の前処理
温度依存性を図4に示す。前処理温度700℃〜850
℃において、転位密度を2×106cm-2以下にするこ
とができる。前処理温度850℃以上では、シリコン基
板上の自然酸化膜が完全に除去され、砒化ガリウムのグ
ラフォエピタキシャル成長できないため、転位密度が増
加し、表面モホロジも荒れたりする。また、700℃以
下では、シリコン基板上の自然酸化膜が除去できないた
め、シリコン基板上に砒化ガリウムがエピタキシャル成
長できない。自然酸化膜は数原子層であることから、前
処理温度700℃〜850℃では、部分的に自然酸化膜
が除去し、砒化ガリウムはグラフォエピタキシャル成長
しているために、転位密度が最も低減できていると考え
られる。
FIG. 4 shows the dependence of the dislocation density of the gallium arsenide 12 on the pretreatment temperature. Pretreatment temperature 700 ° C-850
At ℃, the dislocation density can be reduced to 2 × 10 6 cm −2 or less. At a pretreatment temperature of 850 ° C. or higher, the natural oxide film on the silicon substrate is completely removed, and the gallium arsenide cannot be subjected to grapho-epitaxial growth, so that the dislocation density increases and the surface morphology becomes rough. At a temperature of 700 ° C. or less, gallium arsenide cannot be epitaxially grown on the silicon substrate because the natural oxide film on the silicon substrate cannot be removed. Since the natural oxide film is a few atomic layers, the natural oxide film is partially removed at a pretreatment temperature of 700 ° C. to 850 ° C., and the dislocation density can be reduced most because gallium arsenide is grown by grapho-epitaxial growth. It is thought that it is.

【0035】続いて、発光素子22の発光層として砒化
アルミニウムガリウム(nAlyGa1-yAs)13を
0.2μm形成する。Al組成yは0.2、キャリヤ密
度は、n型2×1017cm-3である。その後、砒化アル
ミニウムガリウム(pAlzGa1-zAs)14を0.2
μm形成させPN接合を形成する。Al組成zは0.
2、キャリヤ密度は、p型2×1018cm-3である。
Subsequently, aluminum gallium arsenide (nAl y Ga 1 -y As) 13 is formed to a thickness of 0.2 μm as a light emitting layer of the light emitting element 22. The Al composition y is 0.2, and the carrier density is n-type 2 × 10 17 cm −3 . Thereafter, aluminum gallium arsenide (pAl z Ga 1 -z As) 14 is
to form a PN junction. Al composition z is 0.
2. The carrier density is p-type 2 × 10 18 cm −3 .

【0036】このとき、絶縁性保護膜9の開口端から1
00μm程度の領域の露出したシリコン基板表面に選択
エピタキシャル成長する化合物半導体は、図2(C)の
ように成長速度が通常エピタキシャル成長よりも2倍程
度大きくなり、選択エピタキシャル成長領域の端部で盛
り上がる異常成長部23が発生する。これは、選択エピ
タキシャル成長において、絶縁性保護膜9上で分解した
化合物半導体の原料から生成した反応中間体はすぐに絶
縁性保護膜9上で結晶化することなく、絶縁性保護膜9
上を移動し、シリコン基板上に形成した化合物半導体表
面にて結晶化すると考えられている。この異常成長は、
膜厚を不均一にし、後工程のホトリソグラフィ工程やエ
ッチング工程に支障となり、歩留まりの低下を引き起こ
す。
At this time, one point from the opening end of the insulating protective film 9
As shown in FIG. 2C, the compound semiconductor that grows selectively epitaxially on the exposed surface of the silicon substrate in the region of about 00 μm has a growth rate that is about twice as large as that of normal epitaxial growth, and an abnormal growth part that rises at the end of the selective epitaxial growth area. 23 occurs. This is because, during the selective epitaxial growth, the reaction intermediate generated from the raw material of the compound semiconductor decomposed on the insulating protective film 9 does not immediately crystallize on the insulating protective film 9 but the insulating protective film 9
It is thought that it moves upward and crystallizes on the surface of the compound semiconductor formed on the silicon substrate. This abnormal growth
This makes the film thickness non-uniform, hinders the subsequent photolithography and etching processes, and lowers the yield.

【0037】次に、図2(D)のように、発光素子形成
領域が発光素子後工程のエッチング工程に影響のない膜
厚分布になるように、この異常成長部23をメサエッチ
ングにより除去する。
Next, as shown in FIG. 2D, the abnormally grown portion 23 is removed by mesa etching so that the light emitting element formation region has a film thickness distribution that does not affect the etching step after the light emitting element. .

【0038】さらに、図2(D)のように発光素子22
の素子分離および共通電極であるカソード電極となる砒
化ガリウム(n+GaAs)12を露出させるために段
差エッチングを行なう。
Further, as shown in FIG.
In order to expose the element isolation and the gallium arsenide (n + GaAs) 12 serving as a cathode electrode as a common electrode, step etching is performed.

【0039】次に、絶縁膜15を形成し、シリコンから
成る駆動素子21および発光素子22上の絶縁膜15に
コンタクトホールをエッチング形成した。そして、Al
の金属配線18を形成することによって、発光素子22
の砒化ガリウム(n+GaAs)12と接合したカソー
ド電極18とワイヤボンディングパッド20、発光素子
22の砒化アルミニウムガリウム(pAlzGa1-z
s)16と接合したアノード電極17とシリコンから成
る駆動素子21のドレイン領域、シリコンから成る駆動
素子21とワイヤボンディングパッド20およびシリコ
ンから成る駆動素子21内の信号線を接続する。各電極
と半導体間にオーミック接合を形成するために、アノー
ド電極17にはCr/Au電極、カソード電極18には
AuGe/Ni/Au電極、シリコンから成る駆動素子
のソース領域7およびドレイン領域8上には、Si/A
lを接合させる。
Next, an insulating film 15 was formed, and a contact hole was formed in the insulating film 15 on the driving element 21 and the light emitting element 22 made of silicon by etching. And Al
By forming the metal wiring 18 of FIG.
Electrode 18 bonded to gallium arsenide (n + GaAs) 12, a wire bonding pad 20, and aluminum gallium arsenide (pAl z Ga 1 -z A
s) The anode electrode 17 bonded to 16 and the drain region of the drive element 21 made of silicon, the drive element 21 made of silicon, the wire bonding pad 20, and the signal line in the drive element 21 made of silicon are connected. In order to form an ohmic junction between each electrode and the semiconductor, a Cr / Au electrode is formed on the anode 17, an AuGe / Ni / Au electrode is formed on the cathode 18, and a source region 7 and a drain region 8 of a driving element made of silicon are formed. Contains Si / A
1 are joined.

【0040】ここで、各発光素子のカソード電極18
は、砒化ガリウム(n+GaAs)14により互いに共
通電極として接続されている。
Here, the cathode electrode 18 of each light emitting element
Are connected to each other by gallium arsenide (n + GaAs) 14 as a common electrode.

【0041】次に、図2(E)に示すように、シリコン
から成る駆動素子21および発光素子22上にSiNに
よる保護膜19を形成し、ワイヤボンディングパッド2
0上の保護膜19をエッチング除去し、ワイヤボンディ
ングパッド20を露出させる。
Next, as shown in FIG. 2E, a protective film 19 made of SiN is formed on the driving element 21 and the light emitting element 22 made of silicon, and the wire bonding pad 2 is formed.
The protective film 19 on the substrate 0 is removed by etching to expose the wire bonding pad 20.

【0042】その後、上記オーミック電極のオーミック
接合を形成するために、400℃の熱アニールを行な
う。
Thereafter, thermal annealing at 400 ° C. is performed to form an ohmic junction of the ohmic electrode.

【0043】[0043]

【実施例】次に、実験結果を示す。Next, the experimental results will be shown.

【0044】従来のようにシリコン基板の前処理温度を
860℃以上にして、発光素子の駆動素子であるシリコ
ンから成る駆動素子21が形成され、自然酸化膜を完全
に除去するシリコン基板上にIII-V族化合物半導体を成
長し、転位密度2×106cm-2の発光素子22をシリ
コンから成る駆動素子21が形成されたシリコン基板を
用いて形成した場合、シリコンから成る駆動素子21の
リーク電流は50μAとなり、発光素子アレイの駆動素
子として用いることができなかった。
As in the prior art, by setting the pretreatment temperature of the silicon substrate to 860 ° C. or higher, a driving element 21 made of silicon, which is a driving element of the light emitting element, is formed. When a -V group compound semiconductor is grown and a light emitting element 22 having a dislocation density of 2 × 10 6 cm −2 is formed using a silicon substrate on which a driving element 21 made of silicon is formed, leakage of the driving element 21 made of silicon is caused. The current was 50 μA, and it could not be used as a driving element of the light emitting element array.

【0045】一方、770℃の前処理および熱サイクル
アニールと砒化インジウムガリウム(InxGa1-x
s)層の挿入により、シリコン基板表面の酸素濃度を1
×10 18atom/cm3存在させることおよび転位の
結合と転位伝播を抑制することによって、発光素子の駆
動素子であるシリコンから成る駆動素子21が形成され
たシリコン基板を用いて、III-V族化合物半導体の成長
時の最高温度を850℃未満にし、転位密度を2×10
6cm-2の発光素子22を形成した場合、シリコンから
成る駆動素子21のリーク電流は5μAで通常のシリコ
ンから成る駆動素子と同等であり、発光素子22形成時
の熱履歴によりシリコンから成る駆動素子21が劣化し
ていなかった。
On the other hand, pretreatment at 770 ° C. and heat cycle
Annealing and indium gallium arsenide (In)xGa1-xA
s) By inserting the layer, the oxygen concentration on the silicon substrate surface is reduced to 1
× 10 18atom / cmThreeOf existence and dislocation
By suppressing coupling and dislocation propagation, the driving of light-emitting
A driving element 21 made of silicon as a driving element is formed.
Of III-V compound semiconductors using a silicon substrate
The maximum temperature is less than 850 ° C and the dislocation density is 2 × 10
6cm-2When the light emitting element 22 is formed, silicon
Current of the driving element 21 is 5 μA and is
When the light emitting element 22 is formed.
Drive element 21 made of silicon deteriorates due to heat history of
I didn't.

【0046】したがって、本発明により、シリコンから
成る駆動素子を劣化させない850℃未満のIII-V族化
合物半導体成長プロセスによって、III-V族化合物半導
体の転位密度を2×106cm-2以下にでき、実用的な
発光素子アレイを製造することができる。
Therefore, according to the present invention, the dislocation density of a III-V compound semiconductor is reduced to 2 × 10 6 cm −2 or less by a III-V compound semiconductor growth process at a temperature lower than 850 ° C. which does not deteriorate a silicon drive element. As a result, a practical light-emitting element array can be manufactured.

【0047】各発光素子22の開口部の大きさは、幅2
0μm、長さ40μm角を有する。
The size of the opening of each light emitting element 22 is 2 width.
It has 0 μm and a length of 40 μm square.

【0048】図7に発光素子の光出力と電流の関係を示
す。光プリンタヘッドに必要な発光出力として、7mA
の直流電流に対し、発光素子の発光出力は80μWであ
り、従来例1よりも2桁以上発光出力が高い。
FIG. 7 shows the relationship between the light output of the light emitting element and the current. The light output required for the optical printer head is 7 mA.
The light emission output of the light-emitting element is 80 μW with respect to the DC current of

【0049】この発光出力の差異は、従来例1の発光素
子の転位密度が1×107cm-2程度と高く、本発明の
発光素子の転位密度は2×106cm-2まで低減されて
いることによる。すなわち、転位密度が低いほど、キャ
リヤがトラップされる転位欠陥が減少し、電子−ホール
の再結合効率が増加し、発光効率が向上することによ
る。
The difference between the light emission outputs is that the dislocation density of the light emitting device of Conventional Example 1 is as high as about 1 × 10 7 cm −2, and the dislocation density of the light emitting device of the present invention is reduced to 2 × 10 6 cm −2. It depends. That is, as the dislocation density is lower, the number of dislocation defects in which carriers are trapped decreases, the efficiency of electron-hole recombination increases, and the luminous efficiency improves.

【0050】連続直流通電試験(10mA)において、
発光強度が10%低下する寿命時間と転位密度の関係を
図8に示す。プリンタヘッドの場合、発光素子アレイは
通常パルス点灯させているため、連続直流通電試験にお
いて劣化寿命が102時間以上あれば、発光素子アレイ
は十分に実用レベルとなる。転位密度は2×106cm
-2以下になると、劣化寿命は102時間以上になり、信
頼性の点で実用的であることがわかる。
In the continuous direct current test (10 mA),
FIG. 8 shows the relationship between the lifetime at which the emission intensity decreases by 10% and the dislocation density. In the case of a printer head, since the light emitting element array is normally pulsed, if the deterioration life is 10 2 hours or more in the continuous DC conduction test, the light emitting element array is at a practical level. Dislocation density is 2 × 10 6 cm
When the value is less than -2 , the deterioration life becomes 10 2 hours or more, which indicates that it is practical in terms of reliability.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上のように、請求項1に係る発光素子
アレイによれば、シリコン基板の表面部に化合物半導体
から成る発光素子を設けると共に、このシリコン基板上
の表面部に前記発光素子を駆動する駆動素子を設けた発
光素子アレイにおいて、前記シリコン基板表面の前記発
光素子が形成される領域部に2×1017〜1×1019
tom/cm3の酸素元素を存在させことから、発光素
子の形成プロセス温度を850℃未満にでき、シリコン
から成る駆動素子を劣化させずに発光素子を形成でき
る。
As described above, according to the light emitting device array of the first aspect, the light emitting device made of the compound semiconductor is provided on the surface of the silicon substrate, and the light emitting device is provided on the surface of the silicon substrate. In a light emitting element array provided with a driving element to be driven, 2 × 10 17 to 1 × 10 19 a is formed on a region of the surface of the silicon substrate where the light emitting element is formed.
Since the oxygen element of tom / cm 3 is present, the process temperature for forming the light-emitting element can be lower than 850 ° C., and the light-emitting element can be formed without deteriorating the driving element made of silicon.

【0052】また、請求項2に係る発光素子アレイによ
れば、前記発光素子が、膜厚2〜3μmの砒化ガリウ
ム、膜厚0.02〜0.2μmで、インジウム組成xが
0.05〜0.2の砒化インジウムガリウム(Inx
1-xAs)、および砒化アルミニウムガリウムを順次
積層した構造を有することから、発光素子の形成プロセ
ス温度を850℃未満で、シリコンから成る駆動素子を
劣化させず、転位密度2×106cm-2以下の発光素子
を形成できる。
According to the light emitting element array of the second aspect, the light emitting element has a gallium arsenide having a thickness of 2 to 3 μm, a thickness of 0.02 to 0.2 μm, and an indium composition x of 0.05 to 0.2 μm. 0.2 indium gallium arsenide (In x G
a 1-x As) and aluminum gallium arsenide are sequentially laminated, so that the process temperature of forming the light emitting element is lower than 850 ° C., the driving element made of silicon is not deteriorated, and the dislocation density is 2 × 10 6 cm. -2 or less light emitting elements can be formed.

【0053】また、請求項3に係る発光素子アレイの製
造方法よれば、シリコン基板の表面部に化合物半導体か
ら成る発光素子を形成すると共に、このシリコン基板の
表面部に前記発光素子を駆動する駆動素子を形成する発
光素子アレイの製造方法において、前記駆動素子を形成
した後に、前記シリコン基板の表面部を850℃未満の
温度で前処理し、しかる後前記化合物半導体を850℃
未満の温度で形成することから、シリコンから成る駆動
素子を劣化させずに発光素子を形成できる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a light emitting element array, comprising forming a light emitting element made of a compound semiconductor on a surface of a silicon substrate and driving the light emitting element on the surface of the silicon substrate. In the method for manufacturing a light emitting element array for forming an element, after forming the driving element, a surface portion of the silicon substrate is pre-treated at a temperature of less than 850 ° C., and then the compound semiconductor is heated to 850 ° C.
Since the light-emitting element is formed at a temperature lower than the above, the light-emitting element can be formed without deteriorating the driving element made of silicon.

【0054】さらに、請求項4に係る発光素子アレイの
製造方法によれば、発光素子が、膜厚2〜3μmの砒化
ガリウム、膜厚0.02〜0.2μmで、インジウム組
成xが0.05〜0.2の砒化インジウムガリウム(I
xGa1-xAs)、および砒化アルミニウムガリウムを
順次積層した構造を有することから、発光素子の形成プ
ロセス温度を850℃未満で、シリコンからなる駆動素
子を劣化させずに、転位密度2×106cm-2以下の発
光素子を形成できる。
Further, according to the method of manufacturing a light emitting element array according to the fourth aspect, the light emitting element is gallium arsenide having a thickness of 2 to 3 μm, a thickness of 0.02 to 0.2 μm, and an indium composition x of 0.1 to 0.2 μm. Indium gallium arsenide (I-I)
n x Ga 1-x As) , and since it has a sequentially stacked structure of aluminum gallium arsenide, the formation process temperature of the light emitting element is less than 850 ° C., without deteriorating the driving element composed of silicon, dislocation density 2 × A light emitting element of 10 6 cm -2 or less can be formed.

【0055】したがって、本発明により、シリコンから
成る駆動素子を劣化させず、発光素子の転位密度を2×
106cm-2以下まで低減させることによって、発光素
子の発光強度を増大させ、発光素子寿命をプリンタ実用
化レベル(連続点灯102時間以上)まで延ばすことが
でき、シリコンから成る駆動素子によって発光素子を直
接駆動させることができる。
Therefore, according to the present invention, the dislocation density of the light emitting element is reduced by 2 × without deteriorating the driving element made of silicon.
By reducing the light emission to 10 6 cm -2 or less, the light emission intensity of the light emitting element can be increased, and the life of the light emitting element can be extended to a printer practical use level (continuous lighting of 10 2 hours or more). The element can be driven directly.

【0056】また、上記シリコンから成る駆動素子が形
成されたシリコン基板上に化合物半導体の発光素子アレ
イを形成することによって、光プリンタヘッドの外付け
のシリコン半導体素子や発光素子アレイ実装基板などの
材料コストの低減、ワイヤボンディング工程などの実装
コストの低減、印刷速度の高速化、光プリンタへっどの
小型化、印刷範囲の長尺化を図ることができる。
Further, by forming a light emitting element array of a compound semiconductor on a silicon substrate on which a driving element made of silicon is formed, a material such as a silicon semiconductor element externally attached to an optical printer head or a light emitting element array mounting substrate can be obtained. The cost can be reduced, the mounting cost such as a wire bonding process can be reduced, the printing speed can be increased, the size of the optical printer can be reduced, and the printing range can be lengthened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の発光素子アレイの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a light emitting element array according to the present invention.

【図2】本発明の発光素子アレイのプロセス図である。FIG. 2 is a process diagram of a light emitting element array according to the present invention.

【図3】シリコンー砒化ガリウム界面の酸素濃度の前処
理温度依存性そ示す。
FIG. 3 shows the dependence of the oxygen concentration at the silicon-gallium arsenide interface on the pretreatment temperature.

【図4】前処理温度と転位密度の関係である。FIG. 4 is a relationship between pretreatment temperature and dislocation density.

【図5】熱サイクルアニールの最高温度と転位密度の関
係である。
FIG. 5 shows the relationship between the maximum temperature of thermal cycle annealing and dislocation density.

【図6】InxGa1-xAsのIn組成xおよび膜厚と転
位密度の関係である。
FIG. 6 shows the relationship between the In composition x and film thickness of In x Ga 1-x As and dislocation density.

【図7】発光素子の発光出力と電流の関係である。FIG. 7 shows a relationship between a light emitting output of a light emitting element and a current.

【図8】発光素子寿命時間と転位密度の関係である。FIG. 8 shows the relationship between the lifetime of a light emitting element and the dislocation density.

【図9】従来例1の駆動回路集積型発光素子を示す断面
図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a driving circuit integrated type light emitting device of Conventional Example 1.

【図10】従来例2の駆動回路集積型発光素子アレイを
示す上面図である。
FIG. 10 is a top view showing a drive circuit integrated type light emitting element array of Conventional Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:シリコン基板、10:砒化ガリウム(n+GaA
s)、11:n+InxGa1 -xAs、12:砒化ガリウ
ム(n+GaAs)、13:nAlyGa1- yAs、1
4:pAlzGa1- zAs、21:シリコンから成る駆動
素子、22:発光素子
1: silicon substrate, 10: gallium arsenide (n + GaAs)
s), 11: n + In x Ga 1 -x As, 12: gallium arsenide (n + GaAs), 13: nAl y Ga 1- y As, 1
4: pAl z Ga 1- z As , 21: driving device made of silicon, 22: light-emitting element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青野 重雄 京都府相楽郡精華町光台3丁目5番地 京 セラ株式会社中央研究所内 (72)発明者 田辺 英義 京都府相楽郡精華町光台3丁目5番地 京 セラ株式会社中央研究所内 Fターム(参考) 4H001 CA02 CA05 XA13 XA31 XA33 XA49 5F041 AA04 AA31 CA12 CA34 CA36 CA54 CA65 CB22 CB33  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shigeo Aono 3-5 Koikodai, Seika-cho, Soraku-gun, Kyoto Prefecture Inside the Central Research Laboratory, Kyocera Corporation (72) Inventor Hideyoshi Tanabe 3-chome, Koikadai, Soraku-gun, Kyoto No. 5 Kyocera Corporation Central Research Laboratory F-term (reference) 4H001 CA02 CA05 XA13 XA31 XA33 XA49 5F041 AA04 AA31 CA12 CA34 CA36 CA54 CA65 CB22 CB33

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン基板の表面部に化合物半導体か
ら成る発光素子を設けると共に、このシリコン基板上の
表面部に前記発光素子を駆動する駆動素子を設けた発光
素子アレイにおいて、前記シリコン基板表面の前記発光
素子が形成される領域部に2×1017〜1×1019at
om/cm3の酸素元素を存在させたことを特徴とする
発光素子アレイ。
1. A light emitting element array in which a light emitting element made of a compound semiconductor is provided on a surface of a silicon substrate and a driving element for driving the light emitting element is provided on a surface of the silicon substrate. 2 × 10 17 to 1 × 10 19 at is formed in a region where the light emitting element is formed.
A light-emitting element array in which om / cm 3 of oxygen element is present.
【請求項2】 前記発光素子が、膜厚2〜3μmの砒化
ガリウム、膜厚0.02〜0.2μmで、インジウム組
成xが0.05〜0.2の砒化インジウムガリウム(I
xGa1-xAs)、および砒化アルミニウムガリウムを
順次積層した構造を有することを特徴とする請求項1に
記載の発光素子アレイ。
2. The light-emitting device according to claim 1, wherein the light-emitting element is gallium arsenide having a thickness of 2 to 3 μm, a thickness of 0.02 to 0.2 μm, and an indium composition x of 0.05 to 0.2.
n x Ga 1-x As) , and the light emitting element array according to claim 1, characterized in that it comprises a sequentially laminated structure of the aluminum gallium arsenide.
【請求項3】 シリコン基板の表面部に化合物半導体か
ら成る発光素子を形成すると共に、このシリコン基板の
表面部に前記発光素子を駆動する駆動素子を形成する発
光素子アレイの製造方法において、前記駆動素子を形成
した後に、前記シリコン基板の表面部を850℃未満の
温度で前処理し、しかる後前記化合物半導体を850℃
未満の温度で形成することを特徴とする発光素子アレイ
の製造方法。
3. The method of manufacturing a light emitting element array, wherein a light emitting element made of a compound semiconductor is formed on a surface of a silicon substrate and a driving element for driving the light emitting element is formed on the surface of the silicon substrate. After forming the device, the surface of the silicon substrate is pre-treated at a temperature lower than 850 ° C., and then the compound semiconductor is heated at 850 ° C.
A method for manufacturing a light-emitting element array, wherein the method is performed at a temperature of less than.
【請求項4】 前記発光素子が、膜厚2〜3μmの砒化
ガリウム、膜厚0.02〜0.2μmで、インジウム組
成xが0.05〜0.2の砒化インジウムガリウム(I
xGa1-xAs)、および砒化アルミニウムガリウムを
順次積層した構造を有することを特徴とする請求項3に
記載の発光素子アレイの製造方法。
4. The light-emitting device according to claim 1, wherein the light-emitting element is gallium arsenide having a thickness of 2 to 3 μm, a thickness of 0.02 to 0.2 μm, and an indium composition x of 0.05 to 0.2.
n x Ga 1-x As) , and a manufacturing method of a light-emitting element array according to claim 3, characterized in that it comprises a sequentially laminated structure of the aluminum gallium arsenide.
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