JP2868693B2 - Method for manufacturing LED array - Google Patents

Method for manufacturing LED array

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JP2868693B2 JP26281793A JP26281793A JP2868693B2 JP 2868693 B2 JP2868693 B2 JP 2868693B2 JP 26281793 A JP26281793 A JP 26281793A JP 26281793 A JP26281793 A JP 26281793A JP 2868693 B2 JP2868693 B2 JP 2868693B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、LEDアレイの製造
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an LED array.

【0002】[0002]

【従来の技術】LEDアレイを製造する場合第一導電形
(N形)の半導体基板に、該基板との間で発光ダイオー
ド(LED)用のpn接合を構成する第二導電形(P
形)不純物拡散領域を、多数アレイ状に形成する必要が
ある。その場合、基板の、p形不純物拡散領域を形成し
た部分は露出しそれ以外は覆う機能を示す拡散防止膜と
して開口部をアレイ状に形成するため、絶縁膜が使用さ
れ、上記不純物拡散がなされる。このような不純物拡散
工程を含むLEDアレイの製造方法の従来例として、文
献Iおよび文献IIに開示されているものがある(文献
I:特開昭56−30776「発光素子アレイの製造方
法」、文献II:「プラズマCVDSiOXY 膜を用
いたZn選択拡散技術の開発」、沖電気研究開発、第1
28号、Vol.52、No.4、昭和60年10月、
PP104〜110)。
2. Description of the Related Art When an LED array is manufactured, a semiconductor substrate of a first conductivity type (N type) is formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type (N type) by forming a pn junction for a light emitting diode (LED) with the substrate.
Shape) It is necessary to form a large number of impurity diffusion regions in an array. In this case, since the openings of the substrate where the p-type impurity diffusion regions are formed are formed as an anti-diffusion film having a function of exposing and covering other portions in an array, an insulating film is used, and the impurity diffusion is performed. You. As a conventional example of a method of manufacturing an LED array including such an impurity diffusion step, there is one disclosed in Documents I and II (Document I: JP-A-56-30776, "Method of Manufacturing Light-Emitting Element Array", Reference II: "Development of Zn selective diffusion technology using plasma CVD SiO X N Y film", Oki Electric R & D, No. 1
No. 28, Vol. 52, no. 4. October 1985,
PP 104-110).

【0003】図7は、文献Iに開示されている従来のL
EDアレイの形成過程の途中の試料における一個のLE
D部分(この部分をアレイ素子部と称する。)を示して
いる。
FIG. 7 shows a conventional L disclosed in Reference I.
One LE in a sample in the process of forming an ED array
D part (this part is called an array element part) is shown.

【0004】この文献Iに開示のLEDアレイの製造方
法では、N形半導体基板30にP形拡散領域32を選択
的に多数形成する際にP型不純物としてZnが用いら
れ、その際の拡散防止膜として開口部を有するアルミナ
(Al2 3 )膜34が用いられ、また低濃度拡散用の
マスクとしてSiO2 膜36が用いられている。アルミ
ナ膜34は、亜鉛拡散によってP形拡散領域32を形成
する場合、亜鉛拡散速度をおそくする性質がある。この
ため、アルミナ膜34は、P形拡散領域の横方向の拡散
を抑制する役目をする。また、アルミナ膜34は、P形
拡散領域32の底面を平坦にすることができるため、L
EDアレイを高密度にすることができると報告されてい
る。また、低濃度拡散用のマスクであるSiO2 膜36
は、一般に、LEDアレイ形成行程では、後工程で除去
される(文献III:「固体発光素子とその応用」、産
報、1971年、P80参照)。
In the method of manufacturing an LED array disclosed in Document I, Zn is used as a P-type impurity when selectively forming a large number of P-type diffusion regions 32 on an N-type semiconductor substrate 30 to prevent diffusion at that time. An alumina (Al 2 O 3 ) film 34 having an opening is used as the film, and an SiO 2 film 36 is used as a low concentration diffusion mask. When forming the P-type diffusion region 32 by zinc diffusion, the alumina film 34 has a property of slowing down the zinc diffusion rate. For this reason, the alumina film 34 serves to suppress the lateral diffusion of the P-type diffusion region. In addition, since the alumina film 34 can make the bottom surface of the P-type diffusion region 32 flat,
It has been reported that ED arrays can be made denser. Further, a SiO 2 film 36 serving as a low concentration diffusion mask is used.
Is generally removed in a post-process in the LED array formation process (see Document III: “Solid-state light-emitting device and its application”, Industrial Report, 1971, p. 80).

【0005】また、図8は、文献IIに開示されている
従来のLEDアレイの形成過程のLEDアレイ素子部の
一例を示す。
FIG. 8 shows an example of an LED array element portion in the process of forming a conventional LED array disclosed in Document II.

【0006】この文献IIに開示のLEDアレイの製造
方法では、N形半導体基板40にP形拡散領域42を選
択的に多数形成する際のP型不純物の拡散防止膜として
開口部43を有するシリコン窒化膜44と開口部45を
有するSiON膜46の積層膜が用いられている。P形
拡散領域42は、図7のときと同様に亜鉛を拡散して形
成される。なお、図7および図8の従来のLEDアレイ
素子部からLEDアレイの最終工程までの製造方法は、
文献IIIに開示されているため、ここでは、詳細な説
明を省略する。
In the method of manufacturing an LED array disclosed in Document II, silicon having an opening 43 as a diffusion preventing film for P-type impurities when selectively forming a large number of P-type diffusion regions 42 on an N-type semiconductor substrate 40 is provided. A laminated film of a nitride film 44 and a SiON film 46 having an opening 45 is used. The P-type diffusion region 42 is formed by diffusing zinc as in FIG. The manufacturing method from the conventional LED array element portion to the final process of the LED array in FIGS. 7 and 8 is as follows.
Since it is disclosed in Reference III, detailed description is omitted here.

【0007】上述した文献I〜IIの各方法いずれも、
図示は省略しているが、拡散防止膜であるアルミナ膜3
4やSiON膜46はそのまま層間絶縁膜相当として使
用され、そしてこれら膜34上や46上には、一端がp
形拡散領域32(42)と接続される配線層が、形成さ
れる。
[0007] Each of the above methods I to II is
Although not shown, an alumina film 3 as a diffusion prevention film is used.
4 and the SiON film 46 are used as they are as an interlayer insulating film, and one end of p
A wiring layer connected to the shaped diffusion region 32 (42) is formed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た文献Iおよび文献IIに開示のLEDアレイの製造方
法では、以下に述べるような問題があった。
However, the LED array manufacturing methods disclosed in the above-mentioned Documents I and II have the following problems.

【0009】文献Iの方法では、N形半導体基板30上
に形成されている絶縁膜(Al23 膜)34は、一層
のみである(SiO2 膜36は、上述した通り、後工程
で除去される)。このため、従来のLEDアレイ素子部
のアルミナ膜34にピンホールが存在している場合、ア
ルミナ膜34に形成されている配線層(図示せず)とN
形半導体基板30とがピンホールを介して電気的に接続
されショート不良となる。このため、基板30の上面お
よび下面に形成されている電極間に信号を印加した状態
であってもLEDアレイの素子のなかに発光しないドッ
トが発生することになる。また、ピンホールの下面にP
形拡散領域32が形成されているとピンホール部分から
も発光し、正規の発光光量が得られないという問題があ
る。このように、アルミナ膜34の一層のみによってピ
ンホールのない膜をN形半導体基板30上に均一に形成
することは難しいという問題があった。
In the method of Document I, there is only one insulating film (Al 2 O 3 film) 34 formed on the N-type semiconductor substrate 30 (the SiO 2 film 36 is formed in a later step as described above). Removed). Therefore, when a pinhole exists in the alumina film 34 of the conventional LED array element portion, the wiring layer (not shown) formed on the alumina
The semiconductor substrate 30 is electrically connected to the semiconductor substrate 30 via a pinhole, resulting in a short circuit. For this reason, even when a signal is applied between the electrodes formed on the upper and lower surfaces of the substrate 30, dots that do not emit light are generated in the elements of the LED array. In addition, P
When the shaped diffusion region 32 is formed, light is emitted also from the pinhole portion, and there is a problem that a regular light emission amount cannot be obtained. As described above, there is a problem that it is difficult to uniformly form a film having no pinhole on the N-type semiconductor substrate 30 using only one of the alumina films 34.

【0010】また、文献IIの方法(絶縁膜としてシリ
コン窒化膜(SiN膜)44とSiON膜46との二層
を用いる例)では、絶縁膜を2層とした分、ピンホール
の問題は軽減出来ると考えられるが、それでもまだピン
ホールの発生要因が内在していると考える。その要因と
は以下のようなものと考える。上層として用いるSiO
N膜46の内部応力はシリコン窒化膜(SiN膜)やア
ルミナ膜(Al2 3膜)に比べて大きく、従ってクラ
ックなどが発生しやすい。また、絶縁膜の成膜時にフレ
ークなどによってピンホールが発生する(図6(A)参
照)。そのため、図6(A)に示したように、SiON
膜46やSiN膜44に開口部45、43を形成するた
めのマスクとして形成したレジストパターン48にもピ
ンホール欠陥50aが生じ易いと考えられる。したがっ
て、SiON膜46とSiN膜44に開口部45、43
を形成するためのエッチングにおいてピンホール50b
が拡大しさらにこのピンホール50を介し下層とされて
いるSiN膜44にピンホール50cが生じてしまう。
このため、上述した文献Iの方法と同様にAl薄膜の配
線層とN形半導体基板40間がショートされ、LEDア
レイの素子部に発光不良を生じる。
In the method of Document II (an example in which two layers of a silicon nitride film (SiN film) 44 and a SiON film 46 are used as an insulating film), the problem of pinholes is reduced by the use of two insulating films. Although it is thought that it can be done, it is still considered that the factors that cause pinholes are inherent. The factors are considered as follows. SiO used as upper layer
The internal stress of the N film 46 is larger than that of a silicon nitride film (SiN film) or an alumina film (Al 2 O 3 film), and therefore, cracks and the like are easily generated. In addition, pinholes are generated due to flakes or the like when the insulating film is formed (see FIG. 6A). Therefore, as shown in FIG.
It is considered that pinhole defects 50a are also likely to occur in the resist pattern 48 formed as a mask for forming the openings 45 and 43 in the film 46 and the SiN film 44. Therefore, the openings 45, 43 are formed in the SiON film 46 and the SiN film 44.
Pinhole 50b in the etching for forming
Is further enlarged, and a pinhole 50c is formed in the underlying SiN film 44 via the pinhole 50.
For this reason, the wiring layer of the Al thin film and the N-type semiconductor substrate 40 are short-circuited similarly to the method of the above-mentioned document I, and light emission failure occurs in the element portion of the LED array.

【0011】この出願は、上述した問題点に鑑み行われ
たものであり、この出願の各発明の目的は、ピンホール
の少ない絶縁膜を具えた優れたLEDアレイを製造出来
る方法を提供することにある。
This application has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of each invention of this application to provide a method capable of manufacturing an excellent LED array having an insulating film with few pinholes. It is in.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この出願の第一発明によれば、N形半導体基板と、
該N形半導体基板に設けられた複数のP形拡散領域と、
該P形拡散領域を露出する開口部を有する絶縁膜と、前
記P形拡散領域の一部に一端が接続された配線層であっ
て前記絶縁膜上に及んでいる配線層とを具えるLEDア
レイを製造するに当たり、(a)N形半導体基板上に前
記絶縁膜の第一層部分としてアルミナ膜(Al23
膜)を形成する工程と、(b)前記アルミナ膜に第一開
口部を形成する工程と、(c)前記開口部形成済の前記
N形半導体基板にP形不純物を選択的に拡散させる工程
と、(d)前記第一開口部形成済のN形半導体基板上に
前記絶縁膜の第二層部分としての第二絶縁膜を形成し、
該第二絶縁膜を選択的にエッチングして該第二絶縁膜に
前記第一開口部と対応する第二開口部を形成する工程と
(ただし、該第二絶縁膜およびそのエッチング手段は第
二絶縁膜をアルミナ膜に対しそれらのエッチングレート
差を利用して選択的にエッチングする材料および手段と
する。)、(e)前記第二開口部形成済みの第二絶縁膜
上に配線層を形成する工程とを含むことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an N-type semiconductor substrate comprising:
A plurality of P-type diffusion regions provided on the N-type semiconductor substrate;
An LED comprising: an insulating film having an opening exposing the P-type diffusion region; and a wiring layer having one end connected to a part of the P-type diffusion region and extending over the insulating film. In manufacturing an array, (a) an alumina film (Al 2 O 3 ) is formed on an N-type semiconductor substrate as a first layer portion of the insulating film.
(B) forming a first opening in the alumina film; and (c) selectively diffusing a P-type impurity into the N-type semiconductor substrate in which the opening has been formed. (D) forming a second insulating film as a second layer portion of the insulating film on the N-type semiconductor substrate on which the first opening has been formed;
Selectively etching the second insulating film to form a second opening corresponding to the first opening in the second insulating film (provided that the second insulating film and its etching means are A material and a means for selectively etching the insulating film with respect to the alumina film by utilizing a difference between the etching rates thereof); (e) forming a wiring layer on the second insulating film in which the second opening is formed; And a step of performing

【0013】この第一発明の実施に当たり、前記第二絶
縁膜のエッチング手段をドライエッチングとし、前記第
二絶縁膜をシリコン窒化膜(SiN膜)およびSiON
膜から選ばれる1種の膜または積層膜とするのが好適で
ある。
In practicing the first invention, the etching means of the second insulating film is dry etching, and the second insulating film is formed of a silicon nitride film (SiN film) and a SiON film.
It is preferable to use one kind of film or a laminated film selected from films.

【0014】さらに、この発明の実施に当たり、第1開
口部形成済のN形半導体基板上全面に拡散保護膜を形成
し、この拡散保護膜の形成された状態で亜鉛の選択拡散
を実施するのが好適である。
Further, in carrying out the present invention, a diffusion protection film is formed on the entire surface of the N-type semiconductor substrate on which the first opening has been formed, and zinc is selectively diffused with the diffusion protection film formed. Is preferred.

【0015】また、この目的の達成を図るため、この出
願の第二発明によれば、N形半導体基板と、該N形半導
体基板に設けられた複数のP形拡散領域と、該P形拡散
領域を露出する開口部を有する絶縁膜と、前記P形拡散
領域の一部に一端が接続された配線層であって前記絶縁
膜上に及んでいる配線層とを具えるLEDアレイを製造
するに当たり、(i) N形半導体基板上に絶縁膜の第一層
部分としてアルミナ膜(Al23 膜)を形成する工程
と、(ii)前記アルミナ膜に第一開口部を形成する工程
と、(iii) 前記第一開口部形成済のこのN形半導体基板
上にPSG膜を形成する工程と、(iv)該PSG膜の形成
された状態で前記N形半導体基板にP形不純物を選択的
に拡散させる工程と、(v) 該P形不純物の拡散の終了し
た試料の前記PSG膜上に前記絶縁膜の第二層部分とし
ての第二のアルミナ膜を形成する工程と、(vi)該第二の
アルミナ膜を熱リン酸を用いそれらのエッチングレート
の差を利用して選択的にエッチングして該第二絶縁膜に
第一開口部と対応する第二開口部を形成する工程と、(v
ii) 該第二開口部を形成したことで露出されたPSG膜
部分をバッファードフッ酸を用い、エッチングして該P
SG膜に第三開口部を形成する工程と、(viii)該第三
開口部形成済みの試料の第二のアルミナ膜上に配線層を
形成する工程とを含むことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, an N-type semiconductor substrate, a plurality of P-type diffusion regions provided in the N-type semiconductor substrate, and a P-type diffusion region are provided. Manufacturing an LED array comprising: an insulating film having an opening exposing a region; and a wiring layer having one end connected to a part of the P-type diffusion region and extending over the insulating film. (I) forming an alumina film (Al 2 O 3 film) as a first layer portion of an insulating film on an N-type semiconductor substrate; and (ii) forming a first opening in the alumina film. (Iii) forming a PSG film on the N-type semiconductor substrate on which the first opening has been formed, and (iv) selecting a P-type impurity for the N-type semiconductor substrate with the PSG film formed. (V) forming a sample on the PSG film of the sample in which the diffusion of the P-type impurity has been completed. Forming a second alumina film as a second layer portion of the insulating film; and (vi) selectively etching the second alumina film using hot phosphoric acid and utilizing the difference in their etching rates. Forming a second opening corresponding to the first opening in the second insulating film by (v)
ii) The PSG film portion exposed by forming the second opening is etched using buffered hydrofluoric acid to form the PSG film.
Forming a third opening in the SG film; and (viii) forming a wiring layer on the second alumina film of the sample in which the third opening has been formed.

【0016】[0016]

【作用】上述したこの出願の第一発明によれば、P形拡
散領域形成時のP形不純物拡散防止膜および後の配線層
とN形半導体基板との層間絶縁膜とされる絶縁膜が、ア
ルミナ膜と所定の第二絶縁膜との積層膜で構成される。
アルミナ膜はP形不純物の横方向拡散を抑制する役目を
する。また、第二絶縁膜はアルミナ膜に比べ選択的にエ
ッチングされる材料、すなわち、アルミナ膜に比べエッ
チングレートの高い材料であるので、第二絶縁膜に第二
開口部を形成するために第二絶縁膜をエッチングする
際、アルミナ膜は実質的にエッチングされないといえ
る。これは、第二絶縁膜にピンホールが存在していたと
してもこのピンホールを介してアルミナ膜がエッチング
されることが実質的に無いことを意味する。即ち、第二
絶縁膜に開口部を形成する際に第二絶縁膜のピンホール
に起因して第二絶縁膜からアルミナ膜まで連なってピン
ホールが生じることが無いといえる。また、アルミナ膜
および第二絶縁膜に各膜の形成時にそれぞれピンホール
が生じていても両方の膜のピンホール同士が重なる確率
は非常に低いといえる。これらのことから、この第一発
明の方法によれば、結果的にピンホールが少ない絶縁膜
が得られる。
According to the first aspect of the present invention, the P-type impurity diffusion preventing film at the time of forming the P-type diffusion region and the insulating film serving as the interlayer insulating film between the subsequent wiring layer and the N-type semiconductor substrate are formed as follows. It is composed of a laminated film of an alumina film and a predetermined second insulating film.
The alumina film serves to suppress the lateral diffusion of the P-type impurity. Further, since the second insulating film is a material which is selectively etched as compared with the alumina film, that is, a material having an etching rate higher than that of the alumina film, the second insulating film is formed by forming a second opening in the second insulating film. When etching the insulating film, it can be said that the alumina film is not substantially etched. This means that even if a pinhole exists in the second insulating film, the alumina film is not substantially etched through the pinhole. That is, it can be said that, when the opening is formed in the second insulating film, the pinhole does not continue from the second insulating film to the alumina film due to the pinhole of the second insulating film. Further, even if pinholes are formed in the alumina film and the second insulating film when the respective films are formed, the probability that the pinholes of both films overlap each other is very low. From these facts, according to the method of the first invention, an insulating film having few pinholes can be obtained as a result.

【0017】また、第1の発明において、工程(b)と
工程(c)との間に、第一開口部形成済のN形半導体基
板上全面にアルミナ膜に比し1/10以下の膜厚のPS
G膜からなる拡散保護膜を形成する工程を具え、該拡散
保護膜の形成された状態で前記工程(c)即ち前記P形
不純物の選択的拡散を実施し、かつ、工程(d)を行っ
たのち、工程(e)を行う前工程として、第二開口部か
ら露出したPSG膜を、このPSG膜とアルミナ膜およ
び第二絶縁膜とのエッチング除去時間の差を利用して、
選択的にエッチング除去することにより、PSG膜に第
三開口部を形成している。なお、PSG膜の機能として
は、N形半導体基板として一般的に使用される化合物半
導体から拡散工程で例えばリンや砒素が抜けることを防
止できることである。
Further, in the first invention, between the step (b) and the step (c), the entire surface of the N-type semiconductor substrate on which the first opening has been formed is 1/10 or less of the alumina film. Thick PS
Forming a diffusion protection film made of a G film; performing the step (c), that is, the selective diffusion of the P-type impurity in a state where the diffusion protection film is formed; and performing the step (d). After that, as a pre-process of performing the process (e), the PSG film exposed from the second opening is formed by utilizing the difference in etching removal time between the PSG film, the alumina film, and the second insulating film.
By selectively etching away, a third opening is formed in the PSG film. The function of the PSG film is to prevent, for example, phosphorus or arsenic from leaking out from a compound semiconductor generally used as an N-type semiconductor substrate in a diffusion step.

【0018】また、第二発明の構成によれば、PSG膜
は第二のアルミナ膜をエッチングするエッチャント(熱
リン酸)によってはエッチングされないので、下層のア
ルミナ膜は、第二のアルミナ膜のエッチングの際、上記
PSG膜により保護される。したがって、第二のアルミ
ナ膜にピンホールが生じていてもこのピンホールを介し
て下層のアルミナ膜にピンホールがつながることは生じ
ない。このため、第一発明同様、ピンホールが少ない絶
縁膜が得られる。また、アルミナ膜は、SiN膜、Si
ON膜やSiO2 膜に比べ膜応力が小さいので、第二発
明の方が第一発明に比べ、膜応力に起因する不具合が生
じにくいといえる。
According to the structure of the second invention, the PSG film is not etched by the etchant (hot phosphoric acid) for etching the second alumina film, so that the lower alumina film is etched by the second alumina film. At this time, it is protected by the PSG film. Therefore, even if a pinhole is formed in the second alumina film, it does not occur that the pinhole is connected to the lower alumina film through the pinhole. Therefore, as in the first invention, an insulating film having few pinholes can be obtained. The alumina film is made of SiN film, Si
Since the film stress is smaller than the ON film and the SiO 2 film, it can be said that the second invention is less likely to cause problems due to the film stress than the first invention.

【0019】[0019]

【実施例】以下、図面を参照してこの発明のLEDアレ
イの製造方法につき説明する。尚、各図は、この発明が
理解できる程度に各構成成分の形状、大きさ、及び配置
を概略的に示してあるにすぎない。LEDアレイの製造
方法に先立ち、この発明のLEDアレイの構造につき簡
単に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing an LED array according to the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the drawings merely schematically show the shape, size, and arrangement of each component so that the present invention can be understood. Prior to the method of manufacturing the LED array, the structure of the LED array of the present invention will be briefly described.

【0020】図1の(A)は、この発明のLEDアレイ
の構造を概略的に示す平面図であり、図1の(B)はA
−A線に沿って切断したときの断面図を示している。
FIG. 1A is a plan view schematically showing the structure of the LED array of the present invention, and FIG.
FIG. 4 shows a cross-sectional view taken along the line A.

【0021】先ず、図1の(A)および(B)を参照し
てこの発明の第一実施例のLEDアレイにつき説明す
る。なお、ここでは、LEDアレイの一つの素子をLE
Dアレイ素子部と称する。この発明のLEDアレイ素子
部は、N形半導体基板10(例えばN形GaAsP基
板)と、このN形GaAsP基板10に複数のP形拡散
領域12を具えている。更に、N形GaAsP基板10
上にP形拡散領域12が露出する第一開口部15を有す
るアルミナ(Al2 3 )膜14、第二絶縁膜として、
第三開口部27を有するPSG膜16および第二開口部
21を有するシリコン窒化膜(SiN膜)18を積層し
て具えてある。ここでは、アルミナ膜14、PSG膜1
6およびシリコン窒化膜18を総称して絶縁膜23と称
する。
First, an LED array according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (A) and 1 (B). In this case, one element of the LED array is LE
This is referred to as a D array element section. The LED array element portion of the present invention includes an N-type semiconductor substrate 10 (for example, an N-type GaAsP substrate) and a plurality of P-type diffusion regions 12 on the N-type GaAsP substrate 10. Further, the N-type GaAsP substrate 10
An alumina (Al 2 O 3 ) film 14 having a first opening 15 on which the P-type diffusion region 12 is exposed, and a second insulating film
A PSG film 16 having a third opening 27 and a silicon nitride film (SiN film) 18 having a second opening 21 are laminated. Here, the alumina film 14, the PSG film 1
6 and the silicon nitride film 18 are collectively referred to as an insulating film 23.

【0022】また、P形拡散領域12からアルミナ膜1
4、PSG膜16およびシリコン窒化膜18の一部の端
部に沿って基板10の表面へ引き出し部20aを具えて
いる。この引き出し部20aは、一方の端面をP形拡散
領域12に固着し、他方の端面をボンデングパッド20
bに電気的に結合してある。そして、引き出し部20a
とボンデングパッド20bとで配線層20を構成してい
る。
Further, the alumina film 1 is removed from the P-type diffusion region 12.
4. A lead portion 20a is provided to the surface of the substrate 10 along a part of the ends of the PSG film 16 and the silicon nitride film 18. The lead portion 20a has one end face fixed to the P-type diffusion region 12 and the other end face bonded to the bonding pad 20.
b. And the drawer 20a
And the bonding pad 20b constitute the wiring layer 20.

【0023】一方、基板10の裏面には、N形電極とな
るAuGeNi膜22とAu膜24を積層して具えてい
る。このAuGeNi膜22とAu膜24とを総称して
下層配線層25と称する。
On the other hand, on the back surface of the substrate 10, an AuGeNi film 22 and an Au film 24 serving as N-type electrodes are laminated. The AuGeNi film 22 and the Au film 24 are collectively referred to as a lower wiring layer 25.

【0024】次に、この発明の第一実施例の変形例のL
EDアレイの構造を図2に示す。
Next, L of the modification of the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 shows the structure of the ED array.

【0025】この発明の第一実施例の変形例の構造は、
N形GaAsP基板10上に設けられた絶縁膜23とし
て、アルミナ膜14とシリコン窒化膜(第二絶縁膜)1
9とを積層した二重構造を具えている。
The structure of a modification of the first embodiment of the present invention is as follows.
As the insulating film 23 provided on the N-type GaAsP substrate 10, an alumina film 14 and a silicon nitride film (second insulating film) 1
9 is laminated.

【0026】次に、この発明の第一実施例のLEDアレ
イを製造する方法につき図3の(A)、(B)および
(C)、図4の(A)、(B)および(C)および図5
の(A)および(B)を参照して説明する。
Next, a method of manufacturing the LED array according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 (A), 3 (B) and 4 (C) and FIGS. 4 (A), 4 (B) and 4 (C). And FIG.
(A) and (B).

【0027】N形半導体基板10としてN形GaAsP
基板(以下、基板と称する。)を用いる。この基板10
の成膜を行うのに先立って、先ず基板10を任意好適な
洗浄液を用いて洗浄し、基板10の表面の汚れを除去し
た後、基板10を乾燥する。
As the N-type semiconductor substrate 10, N-type GaAsP
A substrate (hereinafter, referred to as a substrate) is used. This substrate 10
Prior to the formation of the film, the substrate 10 is first washed with any suitable cleaning liquid to remove dirt on the surface of the substrate 10, and then the substrate 10 is dried.

【0028】この基板10上に例えばスパッタ法を用い
てアルミナ(Al2 3 )膜14を形成する(図3の
(A))。このときアルミナ(Al2 3 )膜14の膜
厚を例えば2000A°〜3000A°(A°の記号
は、オングストロームを表す。)とする。
An alumina (Al 2 O 3 ) film 14 is formed on the substrate 10 by, for example, a sputtering method (FIG. 3A). At this time, the thickness of the alumina (Al 2 O 3 ) film 14 is set to, for example, 2000 A ° to 3000 A ° (the symbol of A ° represents Angstroms).

【0029】次に、フォトリソグラフィ法を用いてアル
ミナ(Al23 )膜14にP形不純物の一例として亜
鉛の拡散領域形成用の第一開口部を形成する(図3の
(B))。アルミナ膜14に開口部を形成するときのエ
ッチング条件は、エッチング液として熱リン酸を用い、
80℃〜85℃の温度範囲で2分のエッチング処理を行
う。
Next, a first opening for forming a diffusion region of zinc as an example of a P-type impurity is formed in the alumina (Al 2 O 3 ) film 14 by photolithography (FIG. 3B). . The etching conditions for forming the openings in the alumina film 14 are as follows: hot phosphoric acid is used as an etchant;
An etching process is performed for 2 minutes in a temperature range of 80 ° C. to 85 ° C.

【0030】次に、第一開口部15を有するアルミナ
(Al2 3 )膜14上に例えばCVD法を用いてPS
G膜16を形成する。このPSG膜16の膜厚を100
A°〜200A°とする。また、PSG膜16の膜厚の
屈折率は、好ましくは約1.4になるように成膜するの
が良い。その後、第一開口部15形成済み基板10に亜
鉛(Zn)を選択的に拡散させてP形拡散領域12を形
成する(図3のC))。なお、PSG膜16は、亜鉛の
拡散を行う際にガリウム(Ga)やヒ素(As)原子が
蒸発するのを防止する役目をする。また、亜鉛の拡散を
行う場合、拡散炉として開管法または封管法のいずれか
の方法を用いても良く、また、拡散条件としては、封管
法の場合、好ましくは加熱温度を700℃〜800℃の
範囲とし、6時間の処理を行う。このとき、基板10上
にはアルミナ膜14が形成されているため、拡散時のP
形拡散領域12の横方向拡散を抑制することができる。
Next, PS is formed on the alumina (Al 2 O 3 ) film 14 having the first opening 15 by using, for example, the CVD method.
A G film 16 is formed. The PSG film 16 has a thickness of 100
A ° to 200 A °. The PSG film 16 is preferably formed so that the refractive index of the film thickness is preferably about 1.4. Thereafter, zinc (Zn) is selectively diffused into the substrate 10 on which the first opening 15 has been formed to form a P-type diffusion region 12 (C in FIG. 3). The PSG film 16 serves to prevent gallium (Ga) and arsenic (As) atoms from evaporating when zinc is diffused. In addition, when performing zinc diffusion, any of an open tube method and a sealed tube method may be used as a diffusion furnace, and as a diffusion condition, in the case of a sealed tube method, the heating temperature is preferably set to 700 ° C. The treatment is performed for 6 hours at a temperature in the range of -800 ° C. At this time, since the alumina film 14 is formed on the substrate 10, P
Lateral diffusion of the shaped diffusion region 12 can be suppressed.

【0031】次に、図3の(C)の構造体を任意好適な
方法を用いて洗浄および乾燥させた後、例えばプラズマ
CVD法を用いて第一開口部15の形成済みの基板10
上に絶縁膜23の第二層部分として、第二絶縁膜(例え
ばシリコン窒化膜(SiN膜))18を形成する(図4
の(A))。
Next, after cleaning and drying the structure shown in FIG. 3C by using any suitable method, the substrate 10 having the first opening 15 formed thereon is formed by using, for example, a plasma CVD method.
A second insulating film (for example, a silicon nitride film (SiN film)) 18 is formed thereon as a second layer portion of the insulating film 23 (FIG. 4).
(A)).

【0032】このシリコン窒化膜(SiN膜)18の膜
厚を約1000A°とする。
The thickness of the silicon nitride film (SiN film) 18 is about 1000 A °.

【0033】次に、フォトリソグラフィ法を用いてシリ
コン窒化膜18に、第一開口部15と対応する部分に第
二開口部21を形成する(図4の(B))。このときの
シリコン窒化膜18のエッチングとしてドライエッチン
グ法を用いる。
Next, a second opening 21 is formed in the silicon nitride film 18 at a portion corresponding to the first opening 15 by photolithography (FIG. 4B). At this time, a dry etching method is used for etching the silicon nitride film 18.

【0034】このシリコン窒化膜18は、アルミナ膜1
4やPSG膜16に比べエッチング速度の大きな材料で
形成してあるため、シリコン窒化膜18がエッチングさ
れてもアルミナ膜14及びPSG膜16はエッチングさ
れない。なお、ドライエッチングを用いる場合、第二絶
縁膜として、SiN膜18の代わりに、SiON膜を用
いても良い。しかし、SiON膜を用いる場合、膜の内
部応力が大きいため、基板にそりを与えることがあるの
で成膜条件には十分気を付ける必要がある。
The silicon nitride film 18 is made of the alumina film 1
4 and the PSG film 16, the alumina film 14 and the PSG film 16 are not etched even when the silicon nitride film 18 is etched. When dry etching is used, a SiON film may be used instead of the SiN film 18 as the second insulating film. However, when an SiON film is used, since the internal stress of the film is large, the substrate may be warped. Therefore, it is necessary to pay close attention to the film formation conditions.

【0035】また、シリコン窒化膜の第二開口部21の
幅L2 は、上述したアルミナ膜の第一開口部15の幅L
1 より大きくしてあるのが望ましい。この理由について
は後述する。また、エッチングマスクとして例えば任意
好適なレジストパターン(図示せず)をシリコン窒化膜
18上に形成してエッチングを行う。このときシリコン
窒化膜18のエッチング方法としてプラズマエッチング
を用いる。このときのプラズマエッチング条件は以下の
通りとする。
The width L 2 of the second opening 21 of the silicon nitride film is equal to the width L 2 of the first opening 15 of the alumina film.
It is desirable to set it larger than 1 . The reason will be described later. Further, for example, an arbitrary suitable resist pattern (not shown) is formed on the silicon nitride film 18 as an etching mask, and etching is performed. At this time, plasma etching is used as a method for etching the silicon nitride film 18. The plasma etching conditions at this time are as follows.

【0036】 エッチングガス:四ふっ化炭素(CF4 )ガス+酸素
(O2 )ガス RF周波数 :13.56MHz パワー :250W エッチング時間:約2分 上述したエッチング条件によってシリコン窒化膜18が
選択的に除去されるが、PSG膜16およびアルミナ膜
14は除去されずにそのまま残存する。
Etching gas: carbon tetrafluoride (CF 4 ) gas + oxygen (O 2 ) gas RF frequency: 13.56 MHz Power: 250 W Etching time: about 2 minutes The silicon nitride film 18 is selectively formed by the above-described etching conditions. Although removed, the PSG film 16 and the alumina film 14 remain without being removed.

【0037】次に、この発明の第二発明の例として、シ
リコン窒化膜の代わりに、第二のアルミナ膜を用いる。
この第二のアルミナ膜は、シリコン窒化膜に比べ、膜の
内部応力が小さいため基板10の反りを抑制できる。第
二のアルミナ膜の場合も第二開口部21の幅L2 は、第
一層部分のアルミナ膜14の第一開口部の幅L1 よりも
大きくするのが望ましい。また、第二のアルミナ膜のエ
ッチングは、ウェットエッチング法を用い、例えば熱リ
ン酸によってPSG膜16上の第二のアルミナ膜をほぼ
選択的にエッチングする。このとき、PSG膜16は、
エッチングされず残存するので、第一層部分としてのア
ルミナ膜14がエッチングされることはない。
Next, as an example of the second invention of the present invention, a second alumina film is used instead of the silicon nitride film.
Since the second alumina film has a smaller internal stress than the silicon nitride film, the warpage of the substrate 10 can be suppressed. Width L 2 of the even second opening 21 when the second alumina film is desirably larger than the width L 1 of the first opening of the alumina film 14 of the first layer portion. Further, the etching of the second alumina film uses a wet etching method, and the second alumina film on the PSG film 16 is almost selectively etched by, for example, hot phosphoric acid. At this time, the PSG film 16
Since the alumina film 14 remains without being etched, the alumina film 14 as the first layer portion is not etched.

【0038】図6の(A)及び(B)は、絶縁膜に形成
されているピンホールの発生状況を説明するための模式
図である。図6の(B)は、第一実施例の模式図であ
り、図6の(A)はこの発明と比較するための従来例の
模式図である。上述したように、従来例では、レジスト
パターン48、SiON膜46およびSiN膜44にピ
ンホール50a、50bおよび50c形成されている場
合、開口部43、45を形成するときシリコン窒化膜4
4とSiON膜46とのエッチング速度がほぼ等しいた
め、SiON膜46はレジストパターン48のピンホー
ルを介してエッチングされ、更に、下面にあるシリコン
窒化膜44までエッチングされる。レジストパターン4
8のピンホール50aとSiON膜46のピンホール5
0bが重なっている場合、ピンホールは、シリコン窒化
膜44を貫通して基板10に到達すると考えられる。こ
れに対して、この発明の実施例では、レジストパターン
48、シリコン窒化膜19およびアルミナ膜14にピン
ホール51a、51b及び51cがあっても、シリコン
窒化膜19はアルミナ膜14に比べエッチング速度が大
きいため、アルミナ膜14はエッチングされない。従っ
て、レジストパターン48とシリコン窒化膜19にある
ピンホール51a、51bが重なりあっている場合でも
ピンホールがアルミナ膜14を貫通して基板10まで到
達する確率は少なくなる。
FIGS. 6A and 6B are schematic diagrams for explaining the occurrence of pinholes formed in the insulating film. FIG. 6B is a schematic diagram of the first embodiment, and FIG. 6A is a schematic diagram of a conventional example for comparison with the present invention. As described above, in the conventional example, when the pin holes 50a, 50b, and 50c are formed in the resist pattern 48, the SiON film 46, and the SiN film 44, the silicon nitride film 4 is formed when forming the openings 43, 45.
Since the etching rates of the SiON film 4 and the SiON film 46 are substantially equal to each other, the SiON film 46 is etched through the pinholes of the resist pattern 48 and further etched to the silicon nitride film 44 on the lower surface. Resist pattern 4
8 pinhole 50a and the SiON film 46 pinhole 5
When 0b overlaps, the pinhole is considered to reach the substrate 10 through the silicon nitride film 44. On the other hand, in the embodiment of the present invention, even if the resist pattern 48, the silicon nitride film 19, and the alumina film 14 have the pinholes 51a, 51b, and 51c, the etching speed of the silicon nitride film 19 is lower than that of the alumina film 14. Since it is large, the alumina film 14 is not etched. Therefore, even when the resist pattern 48 and the pinholes 51a and 51b in the silicon nitride film 19 overlap, the probability that the pinhole penetrates the alumina film 14 and reaches the substrate 10 is reduced.

【0039】次に、再度、工程図に戻って、レジストパ
ターンを任意好適な方法を用いて除去した後、シリコン
窒化膜18をマスクとして用い、例えばバッファフッ酸
によって第二開口部21の下部に形成されているPSG
膜16を除去する。このとき、PSG膜16に第三開口
部27が形成される。
Next, returning to the process chart again, after removing the resist pattern by using any suitable method, the silicon nitride film 18 is used as a mask and the lower portion of the second opening 21 is formed by buffer hydrofluoric acid, for example. PSG being formed
The film 16 is removed. At this time, the third opening 27 is formed in the PSG film 16.

【0040】次に、例えばEB蒸着法を用いて試料の全
面に配線層用予備膜(図示せず)を形成した後、フォト
リソグラフィ法によりP形拡散領域からの引き出し部2
0aを形成する(図4の(C))。この引き出し部20
aをAl膜とし、膜厚を1.5μm〜2.5μmとす
る。また、引き出し部20aとシリコン窒化膜上に形成
されているボンディングパッド(図示せず)とは結合さ
れ、配線層を形成している(図1の(A)参照)。
Next, after forming a preliminary film (not shown) for a wiring layer on the entire surface of the sample using, for example, EB vapor deposition, the lead portion 2 from the P-type diffusion region is formed by photolithography.
0a is formed (FIG. 4C). This drawer 20
a is an Al film, and the film thickness is 1.5 μm to 2.5 μm. Further, the lead portion 20a and a bonding pad (not shown) formed on the silicon nitride film are joined to form a wiring layer (see FIG. 1A).

【0041】また、引き出し部20aのエッチングに
は、ウエットエッチング法を用いる。このとき引き出し
部20aと同様にアルミナ膜14もエッチングされるが
PSG膜16やシリコン窒化膜18がエッチングされる
ことはない。
The etching of the lead portion 20a is performed by a wet etching method. At this time, the alumina film 14 is also etched in the same manner as the lead portion 20a, but the PSG film 16 and the silicon nitride film 18 are not etched.

【0042】また、シリコン窒化膜18の第二開口部2
1の幅L2 は、アルミナ膜14の第一開口部の幅L1
比べ大きくしてある(L2 >L1 )。このため、引き出
し部20aと密着しているアルミナ膜14の部分がオー
バーエッチングされて空隙ができるのを軽減できる。A
l配線層の引き出し部20aのエッチングには例えば熱
リン酸などが用いられるが、このような空隙では熱リン
酸がたとえ洗浄後(エッチャントを取り除くための洗
浄)であったとしても残留してしまうことがある。そし
て、このような配線層とアルミナ膜との間の残留熱リン
酸によって、徐々に配線電極の腐食が進行し、配線層の
断線に到る場合がある。しかし、上述のように、L2
1 としてあると、オーバーエッチングされても空隙が
発生しにくくなり、仮に発生しても小さな空隙となる。
また、L2 >L1 のとき、L2 =L1 の場合に比べ、配
線パターンの膜厚を薄く形成することができるため、電
極の段切れも発生しにくくなる。また、第二開口部を形
成する際に、第二開口部形成用マスクにマスクずれがあ
ったとしても、第二絶縁膜がP形拡散領域にかからない
ようにすることができるため、電極とP形拡散領域との
コンタクト抵抗を一定に保つことができる。
The second opening 2 of the silicon nitride film 18
The width L 2 of 1 is larger than the width L 1 of the first opening of the alumina film 14 (L 2 > L 1 ). For this reason, it is possible to reduce the formation of voids due to the overetching of the portion of the alumina film 14 that is in close contact with the lead portion 20a. A
For example, hot phosphoric acid or the like is used for etching the lead portion 20a of the l-wiring layer. In such a gap, hot phosphoric acid remains even after cleaning (cleaning for removing the etchant). Sometimes. The residual hot phosphoric acid between the wiring layer and the alumina film may cause the corrosion of the wiring electrode to gradually progress, leading to disconnection of the wiring layer. However, as described above, L 2 >
If there as L 1, becomes void hardly occurs is over-etched, even if generated a small air gap.
Further, when L 2 > L 1 , the thickness of the wiring pattern can be reduced compared to the case where L 2 = L 1 , so that disconnection of the electrode is less likely to occur. In addition, when the second opening is formed, even if the second opening forming mask is misaligned, the second insulating film can be prevented from covering the P-type diffusion region. The contact resistance with the shaped diffusion region can be kept constant.

【0043】次に、基板10の裏面を任意好適な方法に
よって研磨した後、例えばEB蒸着法を用いてN形電極
用AuGeNi膜22を形成する(図5の(A))。こ
のN形電極用AuGeNi膜22の膜厚を1000A°
〜2000A°とする。
Next, after the back surface of the substrate 10 is polished by any suitable method, an AuGeNi film 22 for an N-type electrode is formed by, for example, EB evaporation (FIG. 5A). The thickness of the N-type electrode AuGeNi film 22 is set to 1000 A °.
20002000 A °.

【0044】更に、このAuGeNi膜22上にEB蒸
着法を用いてAu膜24を形成する(図5の(B))。
なお、AuGeNi膜22とAu膜24を総称して下部
配線層25と称する。上述した一連の工程を経てこの発
明のLEDアレイの主要構造部が形成される。
Further, an Au film 24 is formed on the AuGeNi film 22 by using the EB evaporation method (FIG. 5B).
Note that the AuGeNi film 22 and the Au film 24 are collectively referred to as a lower wiring layer 25. Through the series of steps described above, the main structure of the LED array of the present invention is formed.

【0045】次に、この発明の第一実施例の変形例の製
造方法を図2を参照して説明する。
Next, a manufacturing method according to a modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0046】上述した第一実施例の図3の(C)工程の
後、PSG膜16を任意好適な方法を用いて完全に除去
する。その後、第一実施例の図4の(A)以降と同一の
工程でLEDアレイを形成する。従って、詳細な説明は
省略する。このように、絶縁膜23をアルミナ膜14と
シリコン窒化膜19の二層構造としても良い。
After the step (C) of FIG. 3 of the first embodiment, the PSG film 16 is completely removed by using any suitable method. Thereafter, an LED array is formed in the same steps as those in FIG. Therefore, detailed description is omitted. Thus, the insulating film 23 may have a two-layer structure of the alumina film 14 and the silicon nitride film 19.

【0047】上述した説明からも理解できるように、こ
の発明では、絶縁膜23に発生するピンホールの数を異
種の材料を用い、エッチング速度を変えることによって
減少させることができるので、配線層20と基板10の
ショート不良は少なくなり、製品の歩留りが向上する。
この発明者等の実験結果によると、従来の歩留りが70
%〜80%であったのに比べ、この発明の歩留りは10
0%に近い結果が得られている。したがって、この発明
の実施例によって形成されたLEDアレイは、歩留りの
良い高品質なLEDアレイを提供することができること
がわかった。
As can be understood from the above description, according to the present invention, the number of pinholes generated in the insulating film 23 can be reduced by using different materials and changing the etching rate. In addition, short-circuit defects of the substrate 10 are reduced, and the yield of products is improved.
According to the experimental results of the present inventors, the conventional yield is 70%.
% To 80%, the yield of the present invention is 10%.
A result close to 0% has been obtained. Therefore, it was found that the LED array formed according to the embodiment of the present invention can provide a high-quality LED array with good yield.

【0048】また、この発明は、N形半導体基板上に第
一層部分としてアルミナ膜を具えているため、従来の優
れた性質、すなわち、P形拡散領域の横方向拡散を抑制
できるという性質をそのまま継承できるという利点もあ
る。
Further, since the present invention has the alumina film as the first layer portion on the N-type semiconductor substrate, the present invention has the excellent property of the prior art, that is, the property that the lateral diffusion of the P-type diffusion region can be suppressed. There is also an advantage that it can be inherited as it is.

【0049】また、この発明は、N形半導体基板上に内
部応力の小さいアルミナ膜やシリコン窒化膜を積層して
あるため、従来のSiON膜やSiO2 膜に比べ基板の
反りを軽減できるという利点もある。
Also, the present invention has an advantage that the warpage of the substrate can be reduced as compared with a conventional SiON film or SiO 2 film because an alumina film or a silicon nitride film having small internal stress is laminated on the N-type semiconductor substrate. There is also.

【0050】[0050]

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の出願の第一および第二発明のLEDアレイの製造方法
によれば、拡散防止膜としておよび層間絶縁膜として兼
用できる絶縁膜であって、アルミナ膜が有するP形不純
物(例えば、Zn)の横方向拡散を抑制するという特性
を有しかつピンホールが従来より少ない絶縁膜が得られ
る。このため、P形不純物の横方向拡散を防止できるの
で各LEDの発光強度が高くかつ高密度なLEDアレイ
が得られると共に、ピンホールが従来より少ないのでピ
ンホールに起因する基板と配線層とのショートおよび各
LEDドット間のショートを防止できる。また、ピンホ
ールが少ない分、発光ロスも低減できる。
As is clear from the above description, according to the LED array manufacturing methods of the first and second aspects of the present invention, the insulating film can be used both as a diffusion preventing film and as an interlayer insulating film. An insulating film having characteristics of suppressing lateral diffusion of a P-type impurity (for example, Zn) contained in an alumina film and having fewer pinholes than before can be obtained. For this reason, the lateral diffusion of the P-type impurity can be prevented, so that a high-density LED array with high light emission intensity of each LED can be obtained. Shorts and shorts between LED dots can be prevented. In addition, light emission loss can be reduced because the number of pinholes is small.

【0051】また、第二発明の構成では、アルミナ膜
は、SiN膜やSiON膜に比べ膜応力が小さいので、
第二絶縁膜としてSiN膜やSiON膜を用いる場合に
比べウェハ反りが生じにくい。従って、ウェハ反りに起
因するLEDアレイの特性劣化の軽減が期待出来る。
In the structure of the second invention, the alumina film has a smaller film stress than the SiN film or the SiON film.
Wafer warpage is less likely to occur than when a SiN film or a SiON film is used as the second insulating film. Therefore, it is possible to reduce the deterioration of the characteristics of the LED array due to the warpage of the wafer.

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

【図1】(A)は、この発明の第一実施例のLEDアレ
イの平面図であり、(B)はA−A線に沿って切断した
ときの断面図である。
FIG. 1A is a plan view of an LED array according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA.

【図2】この発明の第一実施例の変形例を説明するため
に供するLEDアレイの構造断面図である。
FIG. 2 is a structural sectional view of an LED array provided for explaining a modification of the first embodiment of the present invention.

【図3】(A)〜(C)は、この発明の第一実施例の製
造方法を説明するために供する製造工程図である。
FIGS. 3A to 3C are manufacturing process diagrams provided for explaining a manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図4】(A)〜(C)は、図3に続く、この発明の第
一実施例の製造方法を説明するために供する製造工程図
である。
4 (A) to 4 (C) are manufacturing process diagrams following FIG. 3 for explaining the manufacturing method of the first embodiment of the present invention.

【図5】(A)及び(B)は、図4に続く、この発明の
第一実施例の製造方法を説明するために供する製造工程
図である。
FIGS. 5A and 5B are manufacturing process diagrams following FIG. 4 for explaining the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention;

【図6】(A)は、従来の絶縁膜に形成させたピンホー
ルの発生状況を説明するための模式図であり、(B)は
この発明の第一実施例のピンホールの発生状況を説明す
るための模式図である。
FIG. 6A is a schematic diagram for explaining a state of occurrence of a pinhole formed in a conventional insulating film, and FIG. 6B is a schematic view of a state of occurrence of a pinhole according to the first embodiment of the present invention. It is a schematic diagram for description.

【図7】従来のLEDアレイ素子部の構造を説明するた
めの断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a structure of a conventional LED array element unit.

【図8】従来のLEDアレイ素子部の構造を説明するた
めの断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a structure of a conventional LED array element unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:N形GaAsP基板 12:P形拡散領域 14:アルミナ膜 15:第一開口部16:PSG膜 18:SIN膜 19:第二絶縁膜 20a:P形拡散領域からの引き出し部 20b:ワイヤボンディングパッド 20:配線層 21:第二開口部 22:AuGeNi膜 23:絶縁膜 24:Au膜 25:下層配線層 27:第三開口部 10: N-type GaAsP substrate 12: P-type diffusion region 14: Alumina film 15: First opening 16: PSG film 18: SIN film 19: Second insulating film 20a: Leading portion from P-type diffusion region 20b: Wire bonding Pad 20: Wiring layer 21: Second opening 22: AuGeNi film 23: Insulating film 24: Au film 25: Lower wiring layer 27: Third opening

───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開 昭58−139480(JP,A) 特開 平4−239184(JP,A) 特開 昭63−56967(JP,A) 特開 昭51−140559(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 33/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masumi Yanaka 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-58-139480 (JP, A) JP-A-58-139480 Hei 4-239184 (JP, A) JP-A-63-56967 (JP, A) JP-A-51-140559 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 33 / 00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 N形半導体基板と、該N形半導体基板に
設けられた複数のP形拡散領域と、該P形拡散領域を露
出する開口部を有する絶縁膜と、前記P形拡散領域の一
部に一端が接続された配線層であって前記絶縁膜上に及
んでいる配線層とを具えるLEDアレイを製造するに当
たり、 (a)N形半導体基板上に前記絶縁膜の第一層部分とし
てアルミナ膜(Al23 膜)を形成する工程と、 (b)前記アルミナ膜に第一開口部を形成する工程と、 (c)前記開口部形成済の前記N形半導体基板にP形不
純物を選択的に拡散させる工程と、 (d)前記第一開口部形成済のN形半導体基板上に前記
絶縁膜の第二層部分としての第二絶縁膜を形成し、該第
二絶縁膜を選択的にエッチングして該第二絶縁膜に前記
第一開口部と対応する第二開口部を形成する工程と(た
だし、該第二絶縁膜およびそのエッチング手段は該第二
絶縁膜を前記アルミナ膜に対し、それらのエッチングレ
ート差を利用して選択的にエッチングする材料および手
段とする。)、 (e)前記第二開口部形成済みの第二絶縁膜上に前記配
線層を形成する工程とを含むことを特徴とするLEDア
レイの製造方法。
1. An N-type semiconductor substrate, a plurality of P-type diffusion regions provided in the N-type semiconductor substrate, an insulating film having an opening exposing the P-type diffusion region, In manufacturing an LED array including a wiring layer partially connected at one end and extending over the insulating film, (a) a first layer of the insulating film on an N-type semiconductor substrate; Forming an alumina film (Al 2 O 3 film) as a portion; (b) forming a first opening in the alumina film; and (c) forming a P on the N-type semiconductor substrate after the opening is formed. (D) forming a second insulating film as a second layer portion of the insulating film on the N-type semiconductor substrate in which the first opening has been formed; The film is selectively etched to form a second opening corresponding to the first opening in the second insulating film. Forming step (however, the second insulating film and its etching means are materials and means for selectively etching the second insulating film with respect to the alumina film by utilizing a difference in etching rate between them). (E) forming the wiring layer on the second insulating film on which the second opening has been formed.
【請求項2】 請求項1に記載のLEDアレイの製造方
法において、 前記第二絶縁膜のエッチング手段をドライエッチングと
し、 前記第二絶縁膜をシリコン窒化膜(SiN膜)およびS
iON膜から選ばれる1種の膜または積層膜とすること
を特徴とするLEDアレイの製造方法。
2. The method for manufacturing an LED array according to claim 1, wherein the etching means for the second insulating film is dry etching, and the second insulating film is a silicon nitride film (SiN film) and a silicon nitride film.
A method for manufacturing an LED array, comprising a single film selected from iON films or a laminated film.
【請求項3】 請求項1に記載のLEDアレイの製造方
法において、 前記工程(b)と前記工程(c)との間に、前記第一開
口部形成済のN形半導体基板上全面に前記アルミナ膜に
比し1/10以下の膜厚のPSG膜からなる拡散保護膜
を形成する工程を具え、該拡散保護膜の形成された状態
で前記工程(c)即ち前記P形不純物の選択的拡散を実
施し、かつ、 前記工程(d)を行ったのち、前記工程(e)を行う前
工程として、前記第二開口部から露出した前記PSG膜
を、当該PSG膜と前記アルミナ膜および前記第二絶縁
膜とのエッチング除去時間の差を利用して、選択的にエ
ッチングすることにより、該PSG膜に第三開口部を形
成することを特徴とするLEDアレイの製造方法。
3. The method of manufacturing an LED array according to claim 1, wherein, between the step (b) and the step (c), the entire surface of the N-type semiconductor substrate on which the first opening is formed is formed. A step of forming a diffusion protection film made of a PSG film having a thickness of 1/10 or less as compared with the alumina film, and the step (c), that is, the selective formation of the P-type impurity in a state where the diffusion protection film is formed. After performing the diffusion, and after performing the step (d), as a pre-process of performing the step (e), the PSG film exposed from the second opening portion is subjected to the PSG film, the alumina film, and the A method for manufacturing an LED array, wherein a third opening is formed in the PSG film by selectively etching using a difference in an etching removal time from the second insulating film.
【請求項4】 請求項1に記載のLEDアレイの製造方
法において、 前記第二絶縁膜の前記第二開口の幅L2 がアルミナ膜の
第一開口部の幅L1 よりも大きいことを特徴とするLE
Dアレイの製造方法。
4. The method for manufacturing an LED array according to claim 1, characterized in that the width L 2 of the second opening second insulating film is larger than the width L 1 of the first opening of the alumina film LE
Method for manufacturing D array.
【請求項5】 N形半導体基板と、該N形半導体基板に
設けられた複数のP形拡散領域と、該P形拡散領域を露
出する開口部を有する絶縁膜と、前記P形拡散領域の一
部に一端が接続された配線層であって前記絶縁膜上に及
んでいる配線層とを具えるLEDアレイを製造するに当
たり、 (i )N形半導体基板上に前記絶縁膜の第一層部分とし
てアルミナ膜(Al23 膜)を形成する工程と、 (ii)前記アルミナ膜に第一開口部を形成する工程と、 (iii )前記第一開口部形成済の前記N形半導体基板上
にPSG膜を形成する工程と、 (iv)該PSG膜の形成された状態で前記N形半導体基
板にP形不純物を選択的に拡散させる工程と、 (v )該P形不純物の拡散の終了した試料の前記PSG
膜上に前記絶縁膜の第二層部分としての第二のアルミナ
膜を形成する工程と、 (vi)該第二のアルミナ膜を熱リン酸を用いそれらのエ
ッチングレートの差を利用して選択的にエッチングして
該第二絶縁膜に前記第一開口部と対応する第二開口部を
形成する工程と、 (vii )該第二開口部を形成したことで露出されたPS
G膜部分をバッファードフッ酸を用い、エッチングして
該PSG膜に第三開口部を形成する工程と、 (viii)該第三開口部形成済みの試料の第二のアルミナ
膜上に前記配線層を形成する工程とを含むことを特徴と
するLEDアレイの製造方法。
5. An N-type semiconductor substrate, a plurality of P-type diffusion regions provided in the N-type semiconductor substrate, an insulating film having an opening exposing the P-type diffusion region, In manufacturing an LED array comprising a wiring layer partially connected at one end and extending over the insulating film, (i) a first layer of the insulating film on an N-type semiconductor substrate; Forming an alumina film (Al 2 O 3 film) as a portion; (ii) forming a first opening in the alumina film; and (iii) forming the first opening in the N-type semiconductor substrate. A step of forming a PSG film thereon; (iv) a step of selectively diffusing a P-type impurity into the N-type semiconductor substrate with the PSG film formed; and (v) a step of diffusing the P-type impurity. The PSG of the finished sample
Forming a second alumina film as a second layer portion of the insulating film on the film; and (vi) selecting the second alumina film using hot phosphoric acid and utilizing the difference in their etching rates. Forming a second opening corresponding to the first opening in the second insulating film by selectively etching; and (vii) forming a PS exposed by forming the second opening.
Etching the G film portion using buffered hydrofluoric acid to form a third opening in the PSG film; and (viii) forming the wiring on the second alumina film of the sample in which the third opening has been formed. Forming a layer.
【請求項6】 請求項5に記載のLEDアレイの製造方
法において、 第二のアルミナ膜の第二開口部の幅L2 が第一層部分の
アルミナ膜の第一開口部の幅L1 よりも大きいことを特
徴とするLEDアレイの製造方法。
6. The method for manufacturing an LED array according to claim 5, wherein the width L 2 of the second opening of the second alumina film is larger than the width L 1 of the first opening of the alumina film in the first layer portion. A method for manufacturing an LED array, wherein the LED array is also large.
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