JP2011044643A - 半導体発光素子アレイ装置、画像露光装置、画像形成装置、及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】規則的に配列された複数の半導体発光素子の内の一部の半導体発光素子のみを交換可能にした半導体発光素子アレイ装置、並びに、この半導体発光素子アレイ装置を備えた画像露光装置、画像形成装置、及び画像表示装置を提供する。
【解決手段】集積基板１０１と、集積基板１０１上に備えられた複数のリムーバブル層１０８と、複数のリムーバブル層１０８上に備えられ、集積基板１０１の表面材料とは異なる材料から構成され、ＬＥＤを備える半導体発光素子薄膜１０２とを有し、複数のリムーバブル層１０８は、ケミカルエッチングによって選択的にエッチング可能な材料で構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、規則的に配列された複数の半導体発光素子を有する半導体発光素子アレイ装置、この半導体発光素子アレイ装置を備えた画像露光装置、この画像露光装置を備えた電子写真式の画像形成装置、及び前記半導体発光素子アレイ装置を備えた画像表示装置に関するものである。

一般に、半導体発光素子を異種材料基板上に集積する際には、ダイシング又は劈開によってチップ化された半導体発光素子チップ（例えば、２５０〜３００μｍ厚）をダイボンディングペースト又は接着剤などを用いて異種材料基板上に固定し、半導体発光素子チップの接続パッドと異種材料基板上の電気配線とをＡｕボンディングワイヤを用いて接続している。また、異種材料基板上に半導体発光素子チップ及び駆動回路チップを接着し、両チップ間をＡｕボンディングワイヤを用いて接続する技術も知られている。しかし、これらの方法では、ダイシング又は劈開によって半導体発光素子チップを製造しているので、チップサイズの十分なシュリンクが困難であった。また、半導体発光素子チップ及び駆動回路チップには、Ａｕボンディングワイヤを結線するための接続パッド（例えば、５０μｍ×５０μｍ以上）を備える必要があり、この点からもチップサイズの十分なシュリンクは困難であった。

そこで、半導体発光素子を含む半導体発光素子薄膜であるＬＥＤエピタキシャルフィルム（例えば、５μｍ厚以下）を基板上に密着固定し、半導体発光素子薄膜の電極層と基板上の電気配線とを、ホトリソグラフィ技術と蒸着法又はスパッタ法を組み合わせることにより形成可能な配線層によって接続する技術の提案がある（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、ダイシング及び劈開を用いずに半導体発光素子薄膜を形成でき、且つ、ボンディングワイヤ接続用の接続パッドが不要になるので、半導体発光素子薄膜のサイズの十分なシュリンクが可能である。

特許第３８１３１２３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、基板上に密着固定された複数の半導体発光素子薄膜の内の一部（例えば、１個）に不具合（例えば、位置ずれ又は外観異常など）が発見された場合であっても、不具合箇所のみを修理することが難しく、通常は、装置全体を廃棄する必要があった。

この理由は、基板上に密着固定される半導体発光素子薄膜の材料として、選択的にケミカルエッチングが困難な材料、例えば、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ、ＧａＰ、ＧａＮ、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＮなどを用い、この半導体発光素子薄膜を、ＳｉＯ_２又はＳｉＮなどの無機材料から成る接合面上、Ａｕ又はＰｄなどのメタル材料から成る接合面上、又は、ポリイミド、アクリル、ＳＯＧ、ノボラックなどの有機材料から成る接合面上に接着した場合には、接合面に損傷を与えずに半導体発光素子薄膜を基板からの除去することが困難になるからである。

また、他の理由は、たとえ半導体発光素子薄膜の材料として、選択的にケミカルエッチングが可能な材料、例えば、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ、ＧａＡｓなどを用いたとしても、ケミカルエッチングで半導体発光素子薄膜を除去した後の基板表面は、除去工程によって荒らされて粗面になっており、再度、その上に半導体発光素子薄膜を密着固定させることが困難だからである。

そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、規則的に配列された複数の半導体発光素子の内の一部の半導体発光素子のみを交換可能にした半導体発光素子アレイ装置、この半導体発光素子アレイ装置を備えた画像露光装置、画像形成装置、及び画像表示装置を提供することである。

本発明に係る半導体発光素子アレイ装置は、基板と、前記基板上に備えられた複数のリムーバブル層と、前記複数のリムーバブル層上に備えられ、前記基板の表面材料とは異なる材料から構成され、半導体発光素子を備える半導体発光素子薄膜とを有し、前記複数のリムーバブル層は、ケミカルエッチングによって選択的にエッチング可能な材料で構成されていることを特徴としている。

また、本発明に係る画像露光装置は、前記半導体発光素子アレイ装置を含む画像露光部を有することを特徴としている。

さらに、本発明に係る画像形成装置は、前記画像露光装置と、前記画像露光装置によって静電潜像が形成される感光体とを有することを特徴としている。

さらにまた、本発明に係る画像表示装置は、前記半導体発光素子アレイ装置を含む画像表示部を有することを特徴としている。

本発明によれば、半導体発光素子アレイ装置の基板と半導体発光素子薄膜との間に、ケミカルエッチングにより選択的にエッチング可能なリムーバブル層を設けているので、半導体発光素子薄膜がケミカルエッチングの困難な材料から構成されている場合であっても、基板の表面材料に損傷を与えずに、一旦固定された半導体発光素子薄膜を基板上から除去することが可能である。このため、基板に固定された半導体発光素子薄膜に接合不良や外形異常などの不具合が発見された場合には、不具合のある半導体発光素子薄膜のみを新しい半導体発光素子薄膜に交換することができ、最終的な完全良品の製造歩留まりを高めることができる。

本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置の要部の構造（配線層形成前）を概略的に示す縦断面図である。 図１の半導体発光素子アレイ装置の要部の構造を概略的に示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置の要部の構造（配線層形成後）を概略的に示す縦断面図である。 図３の半導体発光素子アレイ装置の要部の構造を概略的に示す平面図である。 第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置を含む画像露光装置の構造を概略的に示す平面図である。 図５の要部の一例を拡大して示す平面図である。 図５の要部の他の例を拡大して示す平面図である。 第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置を含む画像表示装置の構造を概略的に示す平面図である。 図８の要部の一例を拡大して示す平面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置の不具合箇所の半導体発光素子薄膜の交換処理を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置の要部の構造（配線層形成前）を概略的に示す縦断面図である。 図１１の半導体発光素子アレイ装置の要部の構造を概略的に示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置の要部の構造（配線層形成後）を概略的に示す縦断面図である。 図１３の半導体発光素子アレイ装置の要部の構造を概略的に示す平面図である。 本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置の要部の構造（配線層形成前）を概略的に示す縦断面図である。 図１５の半導体発光素子アレイ装置の要部の構造を概略的に示す平面図である。 本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置の要部の構造（配線層形成後）を概略的に示す縦断面図である。 図１３の半導体発光素子アレイ装置の要部の構造を概略的に示す平面図である。

第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置の要部の構造（配線層形成前）を概略的に示す縦断面図であり、図２は、図１の半導体発光素子アレイ装置の要部の構造を概略的に示す平面図である。なお、図１は、図２をＳ_１−Ｓ_１線で切る断面を示している。

図１及び図２に示されるように、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置は、集積基板１０１と、集積基板１０１上に備えられた複数のリムーバブル層１０８（図１及び図２には、１個のリムーバブル層１０８のみを示す）と、複数のリムーバブル層１０８の各々の上に備えられ、集積基板１０１の表面材料とは異なる材料から構成された半導体発光素子薄膜１０２とを有している。

図１に示されるように、半導体発光素子薄膜１０２は、上から順に、上側コンタクト層１０３、上側クラッド層１０４、活性層１０５、下側クラッド層１０６、及び下側コンタクト層１０７を有している。半導体発光素子薄膜１０２は、例えば、ＩｎＰ、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＰ、ＧａＡｓ、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ、ＧａＰ、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ、Ａｌ_ｘＩｎ_１−ｘＰ、ＧａＮ、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＮ、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ、ＡｌＮなどの化合物半導体のいずれかにより構成することができる。半導体発光素子薄膜１０２の膜厚は、例えば、５μｍ以下とすることができる。なお、０＜ｘ＜１であり、０＜ｙ＜１である。

半導体発光素子薄膜１０２の作製及び取付けは、例えば、以下のプロセスにより行われる。半導体発光素子作製用の基板（例えば、図示しない、エピタキシャル成長基板）の上に、例えば、有機金属化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ法）、又は、有機金属化学気相エピタキシ一法（ＭＯＶＰＥ法）、又は、分子線エピタキシ一法（ＭＢＥ法）などによって、上側コンタクト層１０３、上側クラッド層１０４、活性層１０５、下側クラッド層１０６、及び下側コンタクト層１０７を順に成膜することによって半導体発光素子薄膜を作製し、例えば、化学リフトオフ法又はレーザリフトオフ法によって半導体発光素子作製用の基板（図示せず）から半導体発光素子薄膜を剥がし、必要に応じて研磨プロセスを経て、半導体発光素子薄膜を集積基板１０１上のリムーバブル層１０８上に取付ける。

半導体発光素子薄膜１０２と集積基板１０１の間には、集積基板１０１を構成する材料又はその集積基板の表面を構成するパッシベーション膜（図示せず）に損傷を与えることなく、選択的にケミカルエッチング可能な材料によって構成されるリムーバブル層１０８が形成されている。リムーバブル層１０８は、集積基板１０１上に、分割された状態で複数形成されており、そのサイズは半導体発光素子薄膜１０２よりも一回り大きく形成されている。リムーバブル層１０８の膜厚は、５０ｎｍから１０００ｎｍまでの範囲内にすることが望ましい。リムーバブル層１０８を５０ｎｍ以上にする理由は、リムーバブル層１８を５０ｎｍより薄くすると、リムーブ（除去）する際に、エッチャントの浸透が困難になり、リムーブ時間が長くなってしまうからである。また、リムーバブル層１０８を１０００ｎｍ以下にする理由は、リムーバブル層１８を１０００ｎｍより厚くする場合には、リムーバブル層１８の表面ラフネスを５ｎｍ以下に形成することが困難になり、十分な分子間力が得られなくなることが想定されるからである。

例えば、集積基板１０１又は集積基板１０１の表面を構成するパッシベーション膜（図示せず）がＳｉＮ又はＳｉＯ_２によって構成されている場合には、リムーバブル層１０８を構成する材料を、ＡｌＮ又はＡｌ_２Ｏ_３などの絶縁材料、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔｉ、及びＡｕなどのメタル材料とすることができる。そして、リムーバブル層１０８がＡｌＮ又はＡｌ_２Ｏ_３である場合には、エッチャントとして、熱した熱リン酸を用いることができる。また、リムーバブル層１０８がＡｌ又はＮｉである場合には、エッチャントとして、リン酸、硝酸、酢酸、純水の混合液を用いることができる。また、リムーバブル層１０８がＣｕである場合には、エッチャントとして、酢酸、過酸化水素水、純水の混合液を用いることができる。また、リムーバブル層１０８がＣｒ又はＴｉである場合には、エッチャントとして、フッ酸（若しくは緩衝フッ酸）、又は、塩酸、硝酸、純水の混合液を用いることができる。また、リムーバブル層１０８がＡｕである場合には、エッチャントとして、ヨウ素系エッチャントを用いることができる。

また、例えば、集積基板１０１又は集積基板１０１の表面を構成するパッシベーション膜（図示せず）がＡｌＮ又はＡｌ_２Ｏ_３によって構成されている場合には、リムーバブル層１０８を構成する材料を、ＳｉＮ又はＳｉＯ_２などの絶縁材料、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔｉ、及びＡｕなどのメタル材料とすることができる。そして、リムーバブル層１０８がＳｉＮ又はＳｉＯ_２である場合には、エッチャントとして、フッ酸（若しくは緩衝フッ酸）を用いることができる。また、リムーバブル層１０８がＡｌ又はＮｉである場合には、エッチャントとして、リン酸、硝酸、酢酸、純水の混合液を用いることができる。また、リムーバブル層１０８がＣｕである場合には、エッチャントとして、酢酸、過酸化水素水、純水の混合液を用いることができる。また、リムーバブル層１０８がＣｒ又はＴｉである場合には、エッチャントとして、塩酸、硝酸、純水の混合液を用いることができる。また、リムーバブル層１０８がＡｕである場合には、エッチャントとして、ヨウ素系エッチャントを用いることができる。

なお、リムーバブル層１０８の半導体発光素子薄膜１０２が備えられる側の表面ラフネスは、５ｎｍ以下であることが望ましい。そして、半導体発光素子薄膜１０２はリムーバブル層１０８上に、分子間力接合、水素結合、陽極接合、又はエポキシなどによる接着剤により密着接合される。

図３は、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置の要部の構造（配線層形成後）を概略的に示す縦断面図であり、図４は、図１の半導体発光素子アレイ装置の要部の構造を概略的に示す平面図である。なお、図３は、図４をＳ_３−Ｓ_３線で切る断面を示している。

図１及び図２に示される素子構造に問題（例えば、位置ずれ又は形状異常などの不具合）がない場合は、図３及び図４に示されるように、下側コンタクト層１０７上に下側電極パッド１１０を形成する。ここでは、主に半導体発光素子薄膜１０２を集積基板１０１上に集積する以前、すなわち、エピタキシャル成長基板（図示せず）上において下側コンタクト層１０７が表面に露出するように上側コンタクト層１０３から下側クラッド層１０６までの層をエッチングした半導体発光素子薄膜１０２を集積化する場合を説明したが、集積基板１０１上に備えた後に、上記形状を形成することもできる。また、下側電極パッド１１０は薄膜化を行う以前、すなわち、エピタキシャル成長基板（図示せず）上において半導体発光素子薄膜１０２上の所定位置に形成することもできる。

下側電極パッド１１０を形成した後に、ＳｉＮ若しくはＳｉＯ_２などの無機絶縁膜、又は、ポリイミド、ノボラック、アクリルなどの有機絶縁膜から成る層間絶縁膜１１３を半導体発光素子薄膜１０２上に形成し、その後に、上側電極接続配線１１１及び下側電極接続配線１１２を層間絶縁膜１１３上に形成することにより、上側コンタクト層１０３や下側電極パッド１１０を集積基板１０１上に予め形成された共通配線（図示せず）と結線する。或いは、接続用パッドを集積基板１０１上に形成する。なお、上側電極接続配線１１１、下側電極接続配線１１２、又は下側電極パッド１１０は、公知の蒸着法、スパッタ法などにより形成することができる。

図５は、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置を含む画像露光装置の構造を概略的に示す平面図である。図５に示される画像露光装置は、集積基板１０１上に複数の半導体発光素子薄膜１０２を１次元アレイ状に配列した構造を有する。この画像露光装置は、電子写真方式の画像形成装置において、感光体（図示せず）の表面に静電潜像を形成するための装置であり、例えば、ＬＥＤプリンタ用のＬＥＤプリントヘッドである。なお、感光体（図示せず）の表面に形成された静電潜像は、現像装置（図示せず）によってトナー像となり、転写器（図示せず）によってトナー像を記録用紙に転写し、定着器（図示せず）による加熱及び加圧によってトナー像を記録用紙に定着させる。

図６は、図５の要部Ｐ_６の一例を拡大して示す平面図である。図６に示されるように、１次元アレイ状に複数の半導体発光素子薄膜１０２を集積基板１０１上に備える場合には、発光ドット毎に半導体発光素子薄膜１０２を形成し、１つのリムーバブル層１０８上に１つの半導体発光素子薄膜１０２を備えている。この場合には、半導体発光素子薄膜１０２を１個単位で交換可能である。

また、図７は、図５の要部Ｐ_７の他の例を拡大して示す平面図である。図７に示されるように、１次元アレイ状に複数の半導体発光素子薄膜１０２を集積基板１０１上に備える場合には、発光ドット毎に半導体発光素子薄膜１０２を形成し、１つのリムーバブル層１０８ａ上に複数の半導体発光素子薄膜１０２を備えてもよい。この場合には、半導体発光素子薄膜１０２を複数個単位（図７においては６個単位）で交換可能である。

図８は、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置を含む画像表示装置の構造を概略的に示す平面図であり、図９は、図８の要部Ｐ_９の一例を拡大して示す平面図である。図８及び図９に示されるように、集積基板１０１上に複数の半導体発光素子薄膜１０２を二次元アレイ状に備えることより、ＬＥＤディスプレイなどの画像表示装置を構成することができる。まず、半導体発光素子薄膜１０２を集積基板１０１上に二次元アレイ状に取付け、集積基板１０１上に形成した上側電極共通配線１２１と半導体発光素子薄膜１０２上に形成した上側コンタクト層１０３とを上側電極接続配線１３１によって接続し、下側電極共通配線１２２と半導体発光素子薄膜１０２上に形成した下側電極パッド１１０とを下側電極接続配線１３２によって接続する。なお、上側電極共通配線１２１と上側電極接続配線１３１を一体形成することもでき、また、下側電極共通配線１２２と下側接続配線１３２は一体形成することもできる。

図１０（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置の不具合箇所の半導体発光素子薄膜の交換処理を示す平面図である。半導体発光素子薄膜１０２が、ケミカルエッチング困難な材料、例えば、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ、ＧａＡｓ、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、及びＩｎＧａＮのいずれかの材料により構成されている場合であっても、集積基板１０１と半導体発光素子薄膜１０２との間に、選択的にケミカルエッチング可能なリムーバブル層１０８を設けておくことにより、半導体発光素子薄膜１０２に位置ずれが生じた場合又は半導体発光素子薄膜１０２の形状に異常を確認した場合に、リムーバブル層１０８を選択的に除去することにより、その上層である半導体発光素子薄膜１０２を除去することができる。また、半導体発光素子薄膜１０２がケミカルエッチング可能な材料、例えば、ＧａＡｓ又はＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＡｓで構成されている場合においても、接合により変質又は変形した接合面を除去するプロセスと並行して、半導体発光素子薄膜１０２を除去することができる。このような手法により半導体発光素子薄膜１０２を除去した場合には、集積基板１０２の表面（半導体発光素子薄膜１０２を除去した部分の表面）に平坦な状態が再現されるため、その上に、再度リムーバブル層１０８を形成し、さらにその上に、半導体発光素子薄膜１０２を密着固定することができる。

例えば、図１０（ａ）に示されるように、位置ずれが生じた半導体発光素子薄膜（「集積不良ドット」とも言う）１４１及び形状異常が生じた半導体発光素子薄膜（「外形不良ドット」とも言う）１４２と判定された半導体発光素子薄膜のポジションを確認する。次に、図１０（ｂ）に示されるように、ポジ型のフォトレジストで全体を覆い、図１０（ａ）で確認した集積不良ドット１４１及び外形不良ドット１４２の領域のみスポット露光した後、現像する。この工程により図１０（ａ）により確認した集積不良ドット１４１及び外形不良ドット１４２の領域のみ開口（開口部１５２）したマスクレジスト１５１を形成することができる。

次に、リムーバブル層１０８のみを選択的にエッチング可能なエッチャントの中に、図１０（ｂ）により作製した構造体をディップ（浸漬）する。エッチャントとしては、リムーバブル層１０８がＡｌ及びＡｌ_２Ｏ_３で形成され、集積基板１０１又はパッシベーション膜（図示せず）がＳｉＯ_２又はＳｉＮを基本とする材料で構成されている場合は、８５℃に熱したリン酸を用いることができる。また、リムーバブル層１０１がＳｉＯ_２、ＳｉＮ、及びＴｉなのいずれかの材料で構成され、集積基板１０１又はパッシベーション膜（図示せず）がＡｌ_２Ｏ_３で形成されている場合には、エッチャントとして、緩衝ＨＦ（フッ酸系緩衝溶液）又はＨＦを用いることによりリムーバブル層１０８のみを選択的に除去することができる。リムーバブル層１０８を除去することによって、半導体発光素子薄膜が除去された状態は、図１０（ｃ）に示される。

次に、マスクレジスト１５１を除去した後に、図１０（ｄ）に示されるように、半導体発光素子薄膜が除去された位置に、リムーバブル層１０８を再度形成する。最後に、図１０（ｅ）に示されるように、再度形成されたリムーバブル層１０８上に、半導体発光素子薄膜１０２を、取付ける。

以上に説明したように、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置、画像露光装置、画像形成装置、及び画像表示装置においては、半導体発光素子アレイ装置の集積基板１０１と半導体発光素子薄膜１０２との間に、ケミカルエッチングにより選択的にエッチング可能なリムーバブル層１０８を設けているので、半導体発光素子薄膜１０２がケミカルエッチングの困難な材料から構成されている場合であっても、集積基板１０１の表面材料に損傷を与えずに、一旦固定された半導体発光素子薄膜１０２を集積基板１０１上から除去することが可能である。このため、集積基板１０１に固定された半導体発光素子薄膜１０２に接合不良や外形異常などの不具合が発見された場合には、不具合のある半導体発光素子薄膜のみを新しい半導体発光素子薄膜に交換することができ、最終的な完全良品の製造歩留まりを高めることができる。

第２の実施形態
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置の要部の構造（配線層形成前）を概略的に示す縦断面図であり、図１２は、図１１の半導体発光素子アレイ装置の要部の構造を概略的に示す平面図である。なお、図１１は、図１２をＳ_１１−Ｓ_１１線で切る断面を示している。

第２の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置は、平坦化膜２０９が追加されている点において、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置と相違する。第２の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置における集積基板２０１、リムーバブル層２０８、半導体発光素子薄膜２０２は、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置における集積基板１０１、リムーバブル層１０８、半導体発光素子薄膜１０２とそれぞれ同様の構成を有している。また、第２の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置における上側コンタクト層２０３、上側クラッド層２０４、活性層２０５、下側クラッド層２０６、及び下側コンタクト層２０７は、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置における上側コンタクト層１０３、上側クラッド層１０４、活性層１０５、下側クラッド層１０６、及び下側コンタクト層１０７とそれぞれ同様の構成を有している。

平坦化膜２０９は、リムーバブル層２０８上に、表面ラフネスを小さくできる塗布工程により成膜可能であり、感光性又はドライエッチング性を有する有機絶縁膜、例えば、ポリイミド、アクリル、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）又はノボラックからなる形成される。平坦化膜２０９は、リムーバブル層２０８よりも小さく形成する必要があり、平坦化膜２０９が直接、集積基板２０１と接触しないように形成されている。なお、平坦化膜２０９の表面ラフネスは５ｎｍ以下であることが望ましい。平坦化膜２０９とその上の半導体発光素子薄膜２０２とは、分子間力接合、水素結合、陽極接合、又はエポキシなどによる接着剤により接合される。

図１３は、第２の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置の要部の構造（配線層形成後）を概略的に示す縦断面図であり、図１４は、図２の半導体発光素子アレイ装置の要部の構造を概略的に示す平面図である。なお、図１３は、図１４をＳ_１３−Ｓ_１３線で切る断面を示している。

第２の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置における下側電極パッド２１０、上側電極接続配線２１１、下側電極接続配線２１２、及び層間絶縁膜２１３は、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置における下側電極パッド１１０、上側電極接続配線１１１、下側電極接続配線１１２、及び層間絶縁膜１１３とそれぞれ同様の構成を有している。

第２の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置によれば、塗布工程により成膜可能な有機絶縁膜、例えば、ポリイミド、アクリル、ＳＯＧ、又はノボラック、をリムーバブル層２０８上に形成することにより、リムーバブル層２０８上に形成される典型的な表面ラフネスよりも小さい表面ラフネスの平坦化層２０９を形成することができる。その結果、その上に形成される半導体発光素子薄膜１０２との間のより強固な分子間力接合、水素結合、陽極接合を得ることができる。また、公知の蒸着法又はスパッタ法を用いて形成するＴｉ又はＡｌなどのメタル材料をリムーバブル層２０８に用いた場合、表面ラフネスを小さくすることは非常に困難であり、分子間力、水素結合又は陽極接合による集積が困難な場合がある。そのような場合においても、本発明による平坦化膜２０９をリムーバル層２０８と半導体発光素子薄膜２０２の間に挿入することにより、集積可能とすることができる。

また、第２の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置においても、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置と同様に、図１０（ａ）〜（ｅ）に示される手法により、不良ドットの修復を行うことができる。

また、第２の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置を用いて、第１の実施形態の場合と同様に、画像露光装置、画像形成装置、及び画像表示装置を形成することができる。

以上に説明したように、第２の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置、画像露光装置、画像形成装置、及び画像表示装置においては、半導体発光素子アレイ装置の集積基板２０１と半導体発光素子薄膜２０２との間に、ケミカルエッチングにより選択的にエッチング可能なリムーバブル層２０８及び平坦化膜２０９を設けているので、半導体発光素子薄膜２０２がケミカルエッチングの困難な材料から構成されている場合であっても、集積基板２０１の表面材料に損傷を与えずに、一旦固定された半導体発光素子薄膜２０２を集積基板２０１上から除去することが可能である。このため、集積基板２０１に固定された半導体発光素子薄膜２０２に接合不良や外形異常などの不具合が発見された場合には、不具合のある半導体発光素子薄膜のみを新しい半導体発光素子薄膜に交換することができ、最終的な完全良品の製造歩留まりを高めることができる。

なお、第２の実施形態において、上記以外の点は、上記第１の実施形態の場合と同じである。

第３の実施形態
図１５は、本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置の要部の構造（配線層形成前）を概略的に示す縦断面図であり、図１６は、図１５の半導体発光素子アレイ装置の要部の構造を概略的に示す平面図である。なお、図１５は、図１６をＳ_１５−Ｓ_１５線で切る断面を示している。

第３の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置は、裏面電極層３０９が追加されている点において、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置と相違する。第３の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置における集積基板３０１、リムーバブル層３０８、半導体発光素子薄膜３０２は、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置における集積基板１０１、リムーバブル層１０８、半導体発光素子薄膜１０２とそれぞれ同様の構成を有している。また、第３の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置における上側コンタクト層３０３、上側クラッド層３０４、活性層３０５、下側クラッド層３０６、及び下側コンタクト層３０７は、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置における上側コンタクト層１０３、上側クラッド層１０４、活性層１０５、下側クラッド層１０６、及び下側コンタクト層１０７とそれぞれ同様の構成を有している。

裏面電極層３０９は、リムーバブル層３０８上に、半導体発光素子薄膜３０２における下側コンタクト層３０７と電気的に接触可能なメタル材料からなる電極層として形成されている。すなわち、半導体発光素子薄膜３０２の表面に上側電極が形成され、半導体発光素子薄膜３０２の裏面には下側電極が形成されている。したがって、半導体発光素子薄膜３０２は第１及び第２の実施形態に掲載したように下側コンタクト層３０７が露出するようなエッチング工程が必要無く、上側コンタクト層３０３、上側クラッド層３０４、活性層３０５、下側クラッド層３０６、及び下側コンタクト層３０７を同サイズにエッチング形成することができる。裏面電極層３０９のサイズは、リムーバブル層３０８よりも小さく形成されており、裏面電極層３０９は集積基板３０１と直接接触することのないように形成されている。なお、半導体発光素子薄膜３０２は分子間力接合、水素結合、陽極接合又は導電性を有する接着剤により該裏面電極層３０９上に集積化することができる。

図１７は、第３の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置の要部の構造（配線層形成後）を概略的に示す縦断面図であり、図１８は、図１７の半導体発光素子アレイ装置の要部の構造を概略的に示す平面図である。なお、図１７は、図１８をＳ_１７−Ｓ_１７線で切る断面を示している。

第３の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置における上側電極接続配線３１１、下側電極接続配線３１２、及び層間絶縁膜３１３は、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置における上側電極接続配線１１１、下側電極接続配線１１２、及び層間絶縁膜１１３とそれぞれ同様の構成を有している。

第３の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置によれば、集積面を下側コンタクト層３０７と電気的に接触可能なメタル材料からなる裏面電極層３０９とすることにより、半導体発光素子薄膜３０２の下側電極を、半導体発光素子薄膜３０２の裏面に形成することが可能となる。そのため、半導体発光素子薄膜の構造を簡略化することができ、半導体発光素子薄膜のシュリンクが可能となる。

また、第３の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置においても、第１の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置と同様に、図１０（ａ）〜（ｅ）に示される手法により、不良ドットの修復を行うことができる。

また、第３の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置を用いて、第１の実施形態の場合と同様に、画像露光装置、画像形成装置、及び画像表示装置を形成することができる。

以上に説明したように、第３の実施形態に係る半導体発光素子アレイ装置、画像露光装置、画像形成装置、及び画像表示装置においては、半導体発光素子アレイ装置の集積基板３０１と半導体発光素子薄膜３０２下の裏面電極層３０９との間に、ケミカルエッチングにより選択的にエッチング可能なリムーバブル層３０８を設けているので、半導体発光素子薄膜３０２がケミカルエッチングの困難な材料から構成されている場合であっても、集積基板３０１の表面材料に損傷を与えずに、一旦固定された半導体発光素子薄膜３０２を集積基板３０１上から除去することが可能である。このため、集積基板３０１に固定された半導体発光素子薄膜３０２に接合不良や外形異常などの不具合が発見された場合には、不具合のある半導体発光素子薄膜のみを新しい半導体発光素子薄膜に交換することができ、最終的な完全良品の製造歩留まりを高めることができる。

なお、第３の実施形態において、上記以外の点は、上記第１又は第２の実施形態の場合と同じである。

１０１，２０１，３０１ 集積基板、
１０２，２０２，３０２ 半導体発光素子薄膜、
１０３，２０３，３０３ 上側コンタクト層、
１０４，２０４，３０４ 上側クラッド層、
１０５，２０５，３０５ 活性層、
１０６，２０６，３０６ 下側クラッド層、
１０７，２０７，３０７ 下側コンタクト層、
１０８，２０８，３０８ リムーバブル層、
２０９ 平坦化膜、
３０９ 裏面電極層、
１１０，２１０ 下側電極パッド、
１１１，２１１，３１１ 上側電極接続配線、
１１２，２１２，３１２ 下側電極接続配線、
１１３，２１３，３１３ 層間絶縁膜。

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板上に備えられた複数のリムーバブル層と、
   前記複数のリムーバブル層上に備えられ、前記基板の表面材料とは異なる材料から構成され、半導体発光素子を備える半導体発光素子薄膜とを有し、
   前記複数のリムーバブル層は、ケミカルエッチングによって選択的にエッチング可能な材料で構成されている
   ことを特徴とする半導体発光素子アレイ装置。
2. 前記複数のリムーバブル層は、Ａｌ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、Ｔｉの中のいずれかの材料によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子アレイ装置。
3. 前記基板の表面材料は、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、Ｔｉのいずれかの材料によって形成され、
   前記複数のリムーバブル層は、Ａｌ、Ａｌ_２Ｏ_３のいずれかの材料によって形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子アレイ装置。
4. 前記基板の表面材料は、Ａｌ、Ａｌ_２Ｏ_３のいずれかの材料によって形成され、
   前記複数のリムーバブル層は、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、Ｔｉのいずれかの材料によって形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子アレイ装置。
5. 前記半導体発光素子薄膜は、前記リムーバブル層上に分子間力、水素結合、陽極接合、接着剤のいずれかにより固定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体発光素子アレイ装置。
6. 前記リムーバブル層上に備えられた平坦化層をさらに有し、
   前記半導体発光素子薄膜は、前記平坦化層上に分子間力、水素結合、接着剤のいずれかにより固定されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体発光素子アレイ装置。
7. 前記リムーバブル層上に備えられた裏面電極層をさらに有し、
   前記半導体発光素子薄膜は、前記裏面電極層上に分子間力、水素結合、陽極接合、接着剤のいずれかにより固定されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体発光素子アレイ装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体発光素子アレイ装置を含む画像露光部を有することを特徴とする画像露光装置。
9. 請求項８に記載の画像露光装置と、
   前記画像露光装置によって静電潜像が形成される感光体と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体発光素子アレイ装置を含む画像表示部を有することを特徴とする画像表示装置。

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