JP2895888B2

JP2895888B2 - 発光ダイオードアレイ

Info

Publication number: JP2895888B2
Application number: JP33160689A
Authority: JP
Inventors: 敦志田尻
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1989-12-20
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 1999-05-24
Anticipated expiration: 2014-05-24
Also published as: JPH03190287A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、複数個の発光領域を直線状に並設した発光
ダイオードアレイに関し、特に、高速で高解像低騒音の
電子写真プリンタの光書込み用光源として、好適な発光
ダイオードアレイに関する。

（ロ）従来の技術従来の発光ダイオードアレイは、GaAs基板上にキャリ
アタイプの異なるGaAsPの層を、VPE法及び拡散法により
形成し、電極プロセスを経て作製されているが、その放
射強度は、最近のプリンタの高速化の要求を満たすには
不十分である。

そこで、GaAsPにかわって、より高い外部量子効率が
得られ、結晶成長も液相成長法（LPE法）により容易に
行えるGaAlAsが高出力発光ダイオードアレイ用発光層材
料として使われるようになった。

この種のGaAlAs発光ダイオードアレイとしては、文献
「LLA（Linear LED Array）の開発」日立電線 No.5（1
985−12）に掲載されている。この素子の構造は、GaAlA
sのシングルヘテロ構造の接合を液相成長法で形成し、
発光点間の分離はメサ構造になっている。

ところで、従来の電極パターンは、解像度の低い240
ドット／インチや300ドット／インチの発光ダイオード
アレイでは、直線状に並んだ発光領域の片側のみに、駆
動用ICと接続するためのワイヤボンド用電極部分を含
む、電極パターンが形成されている。このワイヤボンデ
ィングを行うためには、直径約100〜130μｍ以上の面積
が必要であることから、ワイヤボンド領域は２列、ある
いは３列で設けられていることが多い。

さらに、解像度の高い400ドット／インチ、600ドット
／インチの発光ダイオードアレイでは、第５図および第
６図に示すように、基板１の発光領域10の片側だけでは
足りず、発光領域10の両側にワイヤボンド領域27を設け
なければならなくなっている。

ところで、第６図の発光領域の拡大図に示すように、
GaAlAsのメサ形状発光領域10を有する発光ダイオードア
レイにおいては、発光領域の２辺の順メサＡ、Ａを通る
電極パターン７、７が形成されることになる。

尚、この図において、Ｂは逆メサ部分を示す。

両方の順メサ部分Ａ、Ａに電極金属を十分付着させる
ためには、蒸着源は基板１の真下ではなく、順メサＡの
ある方向にずらした位置に置かれ、そこから蒸着が行わ
れる方法が取られる。従って、両方の順メサＡ、Ａに電
極７を形成するためには、２つの蒸着源が必要である。

一方、電極パターンの形成においては、オーバーハン
グを有するレジストパターンを形成した後、電極金属
（ｐタイプなら、Cr、Auの積層、ｎタイプならCr、Sn、
Auの積層）の蒸着を行い、不要部分の金属をレジストと
共に除去するといういわゆるリフトオフ法が用いられ
る。なぜなら、エッチング法では、電極パターンの細い
部分でエッチャントにより断線や剥離が発生するためで
ある。このリフトオフ法では、基板表面からオーバーハ
ングの高さ以下に電極の厚みを押えなければならない。
オーバーハングが高すぎると、蒸着は斜めから行われる
ので、レジストの壁面にも電極材料が付着してしまい、
レジストを除去出来なくなるとか、壁面に付着した部分
がバリとして残り、後々電極間ショートの原因になるな
どの問題が発生するからである。このため、オーバーハ
ングの高さはあまり高く出来ず、従って、電極の厚みも
あまり厚くできない。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上述したように、メサ形状の発光領域を有する高解像
発光ダイオードアレイでは２方向から電極の蒸着が行な
われるため、基板の平面な部分では、２方向からの蒸着
材料の飛来により電極が形成されるが、順メサの段差部
分では、片一方から飛来した蒸着材料のみが堆積する。
従って、順メサ部分の電極の厚みは、平面な部分の約半
分になってしまう。

一方、発光ダイオードアレイの高出力化を行なうため
に２層目のGaAlAs層を厚くし、電流が発光領域全体に広
がるようにするという方法が効果的であるが、そのため
に順メサの段差はより大きなものとなってしまう。段差
が大きくなると、断線のない電極蒸着は難しさを増す。

以上のことから、メサ発光領域を有する高解像、高出
力GaAlAs発光ダイオードアレイの電極パターン形成にお
いては、その段差部分で、電極の厚みが極めて薄くなっ
ており、そのために断線が発生しやすく、発光ダイオー
ドアレイの歩留りに大きな影響をおよぼしている。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされた
もので、歩留りの良い発光ダイオードアレイを提供する
ことをその課題とする。

（ニ）課題を解決するための手段本発明の発光ダイオードアレイは、メサ形状の発光領
域を複数個直線状に並設してなるものにおいて、前記複
数個の発光領域はその並設方向と垂直に交差する辺が夫
々順メサ状に形成され、且つ前記順メサ状の辺のうち一
側面側の辺上には夫々電極が形成され、前記電極のうち
第１の電極は前記並設方向と直交する方向のうちの一方
の方向に引き出され、第２の電極は前記並設方向と直交
する方向のうちの他方の方向に引き出されていることを
特徴とする。

（ホ）作用本発明の電極は、発光領域の順メサの一辺から引き出
されているため、電極形成の蒸着は、一方向だけから行
なえるので、平面な部分と、メサ部分で、同じ厚さの電
極を形成でき、電極の断線を未然に防止し、その発生率
を低減することができる。しかも、複数の発光領域に形
成される電極は、並設方向と直交する方向のうち一方の
方向に引き出される第１電極と他方の方向に引き出され
る第２電極とに分けられるため、スペースを有効に利用
出来、単位面積当たりの発光領域の数を多くすることが
出来る。

（ヘ）実施例以下、本発明の一実施例を第１図および第２図に従い
説明する。

第１図は本発明による発光領域部分の拡大平面図、第
２図は発光ダイオードアレイの要部断面図である。

先ず、第２図に従い発光ダイオードアレイの構造につ
き説明する。ｎ型GaAs基板１上にLPE法により、第１層
のｎ型GaAlAs3とこの層とはキャリアタイプの異なる第
２層のｐ型GaAlAs4が順次積層形成され、更に、この上
に、オーミックコンタクトをとるためのGaAs層５を成長
後、GaAs層５が電極と接触する部分だけ残してエッチン
グにより除去される。そして、光の取り出し部分となる
第２層GaAlAs4表面を露出し、次に、その第２層のGaAs
層４部分を中心として、エッチングにより各発光領域10
が形成される。そして、この発光領域10の並設方向に対
して、交差する方向の２辺が順メサＡ、Ａに、そして、
残りの２辺が逆メサＢ、Ｂになるように形成されてい
る。最後に上部電極７とオーミックをとる部分以外の表
面全面に絶縁膜６を付けた後、電極パターンが形成され
る。

また、基板１の裏面にも電極２が形成されている。

さて、第１図の平面図に示すように、本発明において
は、順メサＡの１辺の側、本実施例においては、左側面
の側からのみ電極７が引き出されている。すなわち、発
光領域10の左側から中央部に向かって、並設方向に引き
出し用の電極17が伸び中央部で並設方向へ交差するよう
に形成されている。

従って、電極形成の蒸着は、一方向だけから行なえる
ので、電極７の厚さは、平面な部分もメサ部分も4000〜
5000Å程度の同じ厚さに電極が形成される。また、発光
領域10から引き出されている電極の幅は10μｍ前後であ
る。このため、電極の断線を未然に防止し、その発生率
を低減することができる。また、電極７は発光領域10の
並設方向のうち上側の方向（一方の方向）に引き出され
る第１電極と、下側の方向（他方の方向）に引き出され
る第２電極とが交互に形成されており、基板上面のスペ
ースを有効に利用している。

第３図は本発明の他の実施例を示す平面図であり、こ
の実施例においては、発光領域10の左側面側の順メサＡ
部分から斜め方向に引き出し用の電極17を形成したもの
である。

第４図は本発明の異なる実施例を示す平面図であり、
この実施例においては、発光領域10に突出した領域が形
成され、この領域の発光領域10の並設方向と直行する方
向が順メサＡ、並設方向が逆メサＢとなる。そして、こ
の順メサの一側面側から引き出し用電極17が形成されて
いる。

（ト）発明の効果以上説明したように、本発明はメサ形状を有する発光
ダイオードアレイにおいて、電極の厚さを平面部分もメ
サ部分も同じ厚さに形成できるため、電極の断線の発生
を防止し、歩留りを向上することができる。しかも、複
数の発光領域に形成される電極は、並設方向と直交する
方向のうち一方の方向に引き出される第１電極と他方の
方向に引き出される第２電極とに分けられるため、スペ
ースを有効に利用出来、所定面積当たりの発光領域の数
が多くなり、解像度が高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例に関し、第１図
は発光領域部分の拡大平面図、第２図は要部断面図であ
る。第３図および第４図は夫々本発明の異なる実施例を示す
発光領域の拡大平面図である。第５図は従来の発光ダイオードアレイの平面図、第６図
は従来の発光領域の拡大平面図である。１……基板、７……電極、10……発光領域、17……引き
出し用電極、Ａ……順メサ、Ｂ……逆メサ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】メサ形状の発光領域を複数個直線状に並設
してなる発光ダイオードアレイにおいて、前記複数個の発光領域はその並設方向と垂直に交差する
辺が夫々順メサ状に形成され、且つ順メサ状の辺のうち
一側面側の辺上には夫々電極が形成され、前記電極のう
ち第１の電極は前記並設方向と直交する方向のうちの一
方の方向に引き出され、第２の電極は前記並設方向と直
交する方向のうちの他方の方向に引き出されていること
を特徴とする発光ダイオードアレイ。