JP2904686B2 - Ｌｅｄアレイ - Google Patents
ＬｅｄアレイInfo
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- Japan
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Description
【０００１】
【発明の利用分野】この発明は、ＬＥＤヘッドに用いる
ＬＥＤアレイの改良に関し、特にアレイ両端での発光出
力の低下の防止に関する。
ＬＥＤアレイの改良に関し、特にアレイ両端での発光出
力の低下の防止に関する。
【０００２】
【従来技術】ＬＥＤアレイはＬＥＤヘッドの主要部品
で、ＧａＡｓ等の基板上にＳｉ3Ｎ4等の拡散マスク層を
設け、マスク層に設けた窓（マスク層の穴）からＺｎ等
の不純物を注入し、不純物注入部と不純物が注入されて
いない部分との界面で発光させる。
で、ＧａＡｓ等の基板上にＳｉ3Ｎ4等の拡散マスク層を
設け、マスク層に設けた窓（マスク層の穴）からＺｎ等
の不純物を注入し、不純物注入部と不純物が注入されて
いない部分との界面で発光させる。
【０００３】ＬＥＤアレイで重要なことは全ての発光体
の出力を均一にすることであるが、両端の発光体の出力
が異常に低下し易いことが指摘されている。例えば特開
平３−８１１６４号公報は、ＬＥＤアレイの両端で発光
体の出力が低下することを指摘し、その対策として、両
端の発光体の発光面積を他の発光体よりも大きくするこ
とを提案している。両端で発光体の出力が低下する原因
としては、ダイシング時の衝撃が集中する、あるいはボ
ンディングの衝撃がアレイの両端に集中し易い等のこと
が指摘されている。しかしながらこれらの対策を全て施
しても、なお両端での出力低下が解消しないことが判明
した。また特開平３−８１１６４号公報のように両端の
発光体の発光面積を大きくすることは一種の自己矛盾
で、両端の発光体の出力を異常に増加させる危険性があ
る。即ち両端での出力低下の程度にはばらつきがあり、
これを抑制することが課題である。ここで両端の発光体
の面積を一律に増加させると、両端の発光体が他よりも
出力が大きくなる可能性があり、発光面積を増加させて
もばらつき自体は解消しない。
の出力を均一にすることであるが、両端の発光体の出力
が異常に低下し易いことが指摘されている。例えば特開
平３−８１１６４号公報は、ＬＥＤアレイの両端で発光
体の出力が低下することを指摘し、その対策として、両
端の発光体の発光面積を他の発光体よりも大きくするこ
とを提案している。両端で発光体の出力が低下する原因
としては、ダイシング時の衝撃が集中する、あるいはボ
ンディングの衝撃がアレイの両端に集中し易い等のこと
が指摘されている。しかしながらこれらの対策を全て施
しても、なお両端での出力低下が解消しないことが判明
した。また特開平３−８１１６４号公報のように両端の
発光体の発光面積を大きくすることは一種の自己矛盾
で、両端の発光体の出力を異常に増加させる危険性があ
る。即ち両端での出力低下の程度にはばらつきがあり、
これを抑制することが課題である。ここで両端の発光体
の面積を一律に増加させると、両端の発光体が他よりも
出力が大きくなる可能性があり、発光面積を増加させて
もばらつき自体は解消しない。
【０００４】発明者は、両端の発光体の出力が低下する
原因を解明するため、図６，図７のＬＥＤアレイ０２を
試作した。Ｓｉ3Ｎ4から成る拡散マスク層６に６４個の
窓を設けて不純物を注入し、発光体８−１〜８−６４と
した。発光体８−１〜８−６４にはＡｌ電極１０を真空
蒸着し、ボンディングパッド１２に接続した。ボンディ
ングパッド１２はアレイ０２の両端から遠ざけ、ボンデ
ィング時の衝撃が両端の発光体８−１，８−６４に集中
することを防止した。ダイシング時の衝撃で拡散マスク
層６が剥離するのを防止するため、常法に従ってソース
トリート０３には拡散マスク層６を設けず、その両端に
切断ライン２８，３０を設けた。しかしながらこのよう
にしても、両端の発光体８−１，８−６４の出力低下を
防止することはできなかった。
原因を解明するため、図６，図７のＬＥＤアレイ０２を
試作した。Ｓｉ3Ｎ4から成る拡散マスク層６に６４個の
窓を設けて不純物を注入し、発光体８−１〜８−６４と
した。発光体８−１〜８−６４にはＡｌ電極１０を真空
蒸着し、ボンディングパッド１２に接続した。ボンディ
ングパッド１２はアレイ０２の両端から遠ざけ、ボンデ
ィング時の衝撃が両端の発光体８−１，８−６４に集中
することを防止した。ダイシング時の衝撃で拡散マスク
層６が剥離するのを防止するため、常法に従ってソース
トリート０３には拡散マスク層６を設けず、その両端に
切断ライン２８，３０を設けた。しかしながらこのよう
にしても、両端の発光体８−１，８−６４の出力低下を
防止することはできなかった。
【０００５】次に発明者は、発光体８−１〜８−６４の
配列ラインに沿った不純物濃度の分布を検討した。図７
に結果を示す。拡散マスク層６の窓から注入した不純物
は横方向にも広がり、図のような不純物注入層１６が形
成される。不純物注入層１６は、発光体と発光体との間
の拡散マスク層６の下部にも広がるが、発光体と発光体
との間では拡散マスク層６に２０〜３０μｍ程度の幅が
あるため、不純物注入層１６は重ならない。ところでソ
ーストリート０３にはダイシング時の拡散マスク層６の
剥離を防止するため、拡散マスク層６が無く表面が露出
している。そこでこの部分にも不純物が注入される。一
方両端の拡散マスク層６−１，６−６５は幅が１０μｍ
程度しかなく、ソーストリート０３から注入された不純
物と両端の発光体８−１，８−６４から注入された不純
物とが重なり、ショート部０４が発生することが判明し
た。電極１０からの発光電流は、不純物拡散層１６に沿
って広がり、不純物が拡散していない領域との界面で発
光する。従って、発光体８−１と８−６４は、拡散面積
が他の発光体（８−２〜８−６３）よりも広くなること
となり、他の発光体と発光形態が異なって印画品質に悪
影響を与えることとなる。そこでアレイ０２両端での発
光出力の低下を防止するのに必要なことは、両端の拡散
マスク層６−１，６−６５の下部に不純物のショート部
０４が生じないようにすることである。
配列ラインに沿った不純物濃度の分布を検討した。図７
に結果を示す。拡散マスク層６の窓から注入した不純物
は横方向にも広がり、図のような不純物注入層１６が形
成される。不純物注入層１６は、発光体と発光体との間
の拡散マスク層６の下部にも広がるが、発光体と発光体
との間では拡散マスク層６に２０〜３０μｍ程度の幅が
あるため、不純物注入層１６は重ならない。ところでソ
ーストリート０３にはダイシング時の拡散マスク層６の
剥離を防止するため、拡散マスク層６が無く表面が露出
している。そこでこの部分にも不純物が注入される。一
方両端の拡散マスク層６−１，６−６５は幅が１０μｍ
程度しかなく、ソーストリート０３から注入された不純
物と両端の発光体８−１，８−６４から注入された不純
物とが重なり、ショート部０４が発生することが判明し
た。電極１０からの発光電流は、不純物拡散層１６に沿
って広がり、不純物が拡散していない領域との界面で発
光する。従って、発光体８−１と８−６４は、拡散面積
が他の発光体（８−２〜８−６３）よりも広くなること
となり、他の発光体と発光形態が異なって印画品質に悪
影響を与えることとなる。そこでアレイ０２両端での発
光出力の低下を防止するのに必要なことは、両端の拡散
マスク層６−１，６−６５の下部に不純物のショート部
０４が生じないようにすることである。
【０００６】
【発明の課題】この発明の課題は、ＬＥＤアレイの発光
出力の均一化にあり、特にアレイ両端の発光体の出力を
他の発光体の出力に等しくすることにある。
出力の均一化にあり、特にアレイ両端の発光体の出力を
他の発光体の出力に等しくすることにある。
【０００７】この発明のＬＥＤアレイは、半導体基板上
に設けた拡散マスク層の窓から不純物を注入して多数の
発光体を形成したＬＥＤアレイにおいて、両端の発光体
と該アレイの端部との間の拡散マスク層下部での不純物
濃度を、発光体と発光体間の拡散マスク層下部の不純物
濃度とほぼ同等としたことを特徴とする。
に設けた拡散マスク層の窓から不純物を注入して多数の
発光体を形成したＬＥＤアレイにおいて、両端の発光体
と該アレイの端部との間の拡散マスク層下部での不純物
濃度を、発光体と発光体間の拡散マスク層下部の不純物
濃度とほぼ同等としたことを特徴とする。
【０００８】この発明では、ＬＥＤアレイの端部と両端
の発光体との間の拡散マスク層下部での不純物濃度を、
発光体と発光体間の拡散マスク層下部の不純物濃度とほ
ぼ同等とする。このようにすれば、両端の発光体から拡
散マスク層を介してアレイの端面側へと流れる発光電流
（以下この種の無効な発光電流をショート電流と呼ぶ）
はなくなり、両端の発光体の出力が他の部分の発光体の
出力に等しくなることになる。両端以外の発光体では、
発光体と発光体との間の拡散マスク層に大きな幅をとる
ことができるため、注入した不純物分布の重なりはな
く、ショート電流はなくなる。このため両端の発光体と
アレイ端面との間の拡散マスク層下部の不純物濃度は、
発光体／発光体間の拡散マスク層下部の不純物濃度と同
等となる。
の発光体との間の拡散マスク層下部での不純物濃度を、
発光体と発光体間の拡散マスク層下部の不純物濃度とほ
ぼ同等とする。このようにすれば、両端の発光体から拡
散マスク層を介してアレイの端面側へと流れる発光電流
（以下この種の無効な発光電流をショート電流と呼ぶ）
はなくなり、両端の発光体の出力が他の部分の発光体の
出力に等しくなることになる。両端以外の発光体では、
発光体と発光体との間の拡散マスク層に大きな幅をとる
ことができるため、注入した不純物分布の重なりはな
く、ショート電流はなくなる。このため両端の発光体と
アレイ端面との間の拡散マスク層下部の不純物濃度は、
発光体／発光体間の拡散マスク層下部の不純物濃度と同
等となる。
【０００９】
【実施例】図１〜図３に、実施例を示す。図１に製造後
のＬＥＤアレイの構造を示し、図２にその不純物濃度の
分布を示す。また図３に、アレイの両端付近での不純物
濃度の分布を拡大して示す。図１〜図３において、２は
長方形状のＬＥＤアレイで、ここでは３００ＤＰＩ対応
のものとして、サイズを示す。ＬＥＤアレイ２は、Ｇａ
Ａｓ基板４にＳｉ3Ｎ4やＳｉＯ2等の拡散マスク層６
（例えば厚さ１０００オングストロームのＳｉ3Ｎ4）を
設け、拡散マスク層６に設けた窓から亜鉛等の不純物を
注入して発光体８−１〜８−６４を形成したものであ
る。基板４は厚さ３００〜４００μｍ程度のＧａＡｓウ
ェハーに不純物濃度が異なるＧａＡｓ層を２０μｍ程度
エピタキシャル成長させたもので、拡散マスク層６の窓
から注入した不純物は深さ方向にも基板４の水平方向に
も５〜６μｍ程度拡散する。発光体８−１〜８−６４に
は、幅１０μｍ程度のＡｌ電極を接続し、電極１０の引
出し部を中央に寄せてボンディングパッド１２を形成す
る。ボンディングパッド１２をＬＥＤアレイ２の両端か
ら遠ざけるのは、ボンディング時の衝撃で両端の発光体
８−１，８−６４が損傷するのを防止するためである。
またＬＥＤアレイ２には２箇所に位置決めマーカ１４，
１４を設け、これは発光体８−１〜８−６４と同時に形
成した拡散マスク層６の窓に電極材料からなる十字マー
クを形成したものである。ＬＥＤアレイ２は３００ＤＰ
Ｉ対応としたので、発光体８−１〜８−６４の配列ピッ
チは８４．６μｍとなり、このうち発光体８−１〜８−
６４には６０μｍ幅を割り当て、発光体／発光体間の拡
散マスク層６には２４．６μｍ幅を割り当てた。なお各
発光体８−１〜８−６４は、６０μｍ×６０μｍの正方
形状をしている。
のＬＥＤアレイの構造を示し、図２にその不純物濃度の
分布を示す。また図３に、アレイの両端付近での不純物
濃度の分布を拡大して示す。図１〜図３において、２は
長方形状のＬＥＤアレイで、ここでは３００ＤＰＩ対応
のものとして、サイズを示す。ＬＥＤアレイ２は、Ｇａ
Ａｓ基板４にＳｉ3Ｎ4やＳｉＯ2等の拡散マスク層６
（例えば厚さ１０００オングストロームのＳｉ3Ｎ4）を
設け、拡散マスク層６に設けた窓から亜鉛等の不純物を
注入して発光体８−１〜８−６４を形成したものであ
る。基板４は厚さ３００〜４００μｍ程度のＧａＡｓウ
ェハーに不純物濃度が異なるＧａＡｓ層を２０μｍ程度
エピタキシャル成長させたもので、拡散マスク層６の窓
から注入した不純物は深さ方向にも基板４の水平方向に
も５〜６μｍ程度拡散する。発光体８−１〜８−６４に
は、幅１０μｍ程度のＡｌ電極を接続し、電極１０の引
出し部を中央に寄せてボンディングパッド１２を形成す
る。ボンディングパッド１２をＬＥＤアレイ２の両端か
ら遠ざけるのは、ボンディング時の衝撃で両端の発光体
８−１，８−６４が損傷するのを防止するためである。
またＬＥＤアレイ２には２箇所に位置決めマーカ１４，
１４を設け、これは発光体８−１〜８−６４と同時に形
成した拡散マスク層６の窓に電極材料からなる十字マー
クを形成したものである。ＬＥＤアレイ２は３００ＤＰ
Ｉ対応としたので、発光体８−１〜８−６４の配列ピッ
チは８４．６μｍとなり、このうち発光体８−１〜８−
６４には６０μｍ幅を割り当て、発光体／発光体間の拡
散マスク層６には２４．６μｍ幅を割り当てた。なお各
発光体８−１〜８−６４は、６０μｍ×６０μｍの正方
形状をしている。
【００１０】図２に、ＬＥＤアレイ２での不純物濃度の
分布を示す。拡散マスク層６の窓から注入した不純物の
亜鉛は、深さ方向にも水平方向にも５〜６μｍ程度広が
って、不純物注入層１６を形成する。電極１０からの発
光電流は不純物注入層１６に広がり、不純物が注入され
ていない部分との界面で発光する。このうち発光として
有効なものは、発光体８−１〜８−６４の下部で発光し
たもので、拡散マスク層６の下部に広がった部分はマス
ク層６を通して発光する。発光体／発光体間の拡散マス
ク層６には２５μｍ程度の幅があるので、不純物注入層
１６が５〜６μｍ程度広がっても、その間には１０μｍ
程度の幅のギャップが残り、発光体／発光体間のショー
ト電流は生じない。ＬＥＤアレイ２の端面５と両端の発
光体８−１，８−６４との間の拡散マスク層６−１，６
−６５は、アレイ２，２間で発光体の間隔が変動しない
という条件のため、１０μｍ程度の幅となる。そして図
６，図７のＬＥＤアレイ０２では、ソーストリート０３
から拡散した不純物のため、両端の拡散マスク層６−
１，６−６５の下部にショート部０４が生じる。しかし
ながら実施例では、図４，図５に示す手法により、両端
の拡散マスク層６−１，６−６５下部での不純物濃度の
分布を他の発光体／発光体間の不純物濃度の分布と等し
くする。より厳密に表現すると、発光体／発光体間の拡
散マスク層６の中心線からみた不純物濃度の分布と、ア
レイ端面５からみた不純物の分布とを等しくする。
分布を示す。拡散マスク層６の窓から注入した不純物の
亜鉛は、深さ方向にも水平方向にも５〜６μｍ程度広が
って、不純物注入層１６を形成する。電極１０からの発
光電流は不純物注入層１６に広がり、不純物が注入され
ていない部分との界面で発光する。このうち発光として
有効なものは、発光体８−１〜８−６４の下部で発光し
たもので、拡散マスク層６の下部に広がった部分はマス
ク層６を通して発光する。発光体／発光体間の拡散マス
ク層６には２５μｍ程度の幅があるので、不純物注入層
１６が５〜６μｍ程度広がっても、その間には１０μｍ
程度の幅のギャップが残り、発光体／発光体間のショー
ト電流は生じない。ＬＥＤアレイ２の端面５と両端の発
光体８−１，８−６４との間の拡散マスク層６−１，６
−６５は、アレイ２，２間で発光体の間隔が変動しない
という条件のため、１０μｍ程度の幅となる。そして図
６，図７のＬＥＤアレイ０２では、ソーストリート０３
から拡散した不純物のため、両端の拡散マスク層６−
１，６−６５の下部にショート部０４が生じる。しかし
ながら実施例では、図４，図５に示す手法により、両端
の拡散マスク層６−１，６−６５下部での不純物濃度の
分布を他の発光体／発光体間の不純物濃度の分布と等し
くする。より厳密に表現すると、発光体／発光体間の拡
散マスク層６の中心線からみた不純物濃度の分布と、ア
レイ端面５からみた不純物の分布とを等しくする。
【００１１】ここで両端の拡散マスク層６−１，６−６
５の下部での不純物濃度の分布を、発光体／発光体間の
拡散マスク層６の下部での不純物濃度の分布と等しくし
たのは、両端の発光体８−１，８−６４からアレイ端面
５側へと流れるショート電流を、他の部分と完全に等し
くするためである。
５の下部での不純物濃度の分布を、発光体／発光体間の
拡散マスク層６の下部での不純物濃度の分布と等しくし
たのは、両端の発光体８−１，８−６４からアレイ端面
５側へと流れるショート電流を、他の部分と完全に等し
くするためである。
【００１２】図４，図５に、ＬＥＤアレイ２の製造工程
を示す。図４，図５はＬＥＤアレイ２での切断前のウェ
ハーの状態を示し、２０はソーストリートで、２２はソ
ーストリート２０上に設けたダミーの発光体である。ダ
ミーの発光体２２は他の発光体８−１〜８−６４と等し
い形状とし、相違点は電極１０を接続していないことの
みである。ダミーの発光体２２を設けたのは、両端の発
光体８−１，８−６４の周囲での不純物濃度の分布を、
他の発光体と完全に等しくさせるためである。ソースト
リート２０の両側には溝２４，２６を設け、これは発光
体８−１〜８−６４と同時に形成する。このためには拡
散マスク層６のエッチング時のレジストマスクに、溝２
４，２６の上部の位置で幅の狭いスリット状の穴を設
け、発光体８−１〜８−６４を設ける部分のエッチング
と同時にエッチングすれば良い。溝２４，２６はダイシ
ング時のソーの位置決めマークとなり、同時にダイシン
グ時の衝撃によって、拡散マスク層６が剥離するのを防
止する役割を持つ。また溝２４，２６からの不純物注入
は無視し得る。
を示す。図４，図５はＬＥＤアレイ２での切断前のウェ
ハーの状態を示し、２０はソーストリートで、２２はソ
ーストリート２０上に設けたダミーの発光体である。ダ
ミーの発光体２２は他の発光体８−１〜８−６４と等し
い形状とし、相違点は電極１０を接続していないことの
みである。ダミーの発光体２２を設けたのは、両端の発
光体８−１，８−６４の周囲での不純物濃度の分布を、
他の発光体と完全に等しくさせるためである。ソースト
リート２０の両側には溝２４，２６を設け、これは発光
体８−１〜８−６４と同時に形成する。このためには拡
散マスク層６のエッチング時のレジストマスクに、溝２
４，２６の上部の位置で幅の狭いスリット状の穴を設
け、発光体８−１〜８−６４を設ける部分のエッチング
と同時にエッチングすれば良い。溝２４，２６はダイシ
ング時のソーの位置決めマークとなり、同時にダイシン
グ時の衝撃によって、拡散マスク層６が剥離するのを防
止する役割を持つ。また溝２４，２６からの不純物注入
は無視し得る。
【００１３】図５に、図４での不純物濃度の分布を示
す。図の２８，３０は切断ラインで、溝２４，２６の下
部にある。両端の発光体８−１，８−６４の周囲での不
純物濃度分布は、他の発光体８−２〜８−６３の周囲と
完全に等しくなる。これはダミーの発光体２２を加味し
て考えると、全ての発光体８−１〜８−６４が同じ大き
さで等ピッチに配列されているからである。また発光体
／発光体間の拡散マスク層６の幅ｌ1と、ダミーの発光
体２２と両端の発光体８−１，８−６４との間隔ｌ2は
等しくする。なおダミーの発光体２２を設けたのは、両
端の発光体８−１，８−６４とアレイ端面５との間の僅
かなショート電流を、他の発光体８−２〜８−６３につ
いてのショート電流と等しくするためである。
す。図の２８，３０は切断ラインで、溝２４，２６の下
部にある。両端の発光体８−１，８−６４の周囲での不
純物濃度分布は、他の発光体８−２〜８−６３の周囲と
完全に等しくなる。これはダミーの発光体２２を加味し
て考えると、全ての発光体８−１〜８−６４が同じ大き
さで等ピッチに配列されているからである。また発光体
／発光体間の拡散マスク層６の幅ｌ1と、ダミーの発光
体２２と両端の発光体８−１，８−６４との間隔ｌ2は
等しくする。なおダミーの発光体２２を設けたのは、両
端の発光体８−１，８−６４とアレイ端面５との間の僅
かなショート電流を、他の発光体８−２〜８−６３につ
いてのショート電流と等しくするためである。
【００１４】
【発明の効果】この発明では、ＬＥＤアレイの発光出力
を均一化し、特にアレイ両端の発光体の出力を他の発光
体の出力に等しくする。この結果、出力の均一なＬＥＤ
ヘッドが得られ、画像品位が向上する。
を均一化し、特にアレイ両端の発光体の出力を他の発光
体の出力に等しくする。この結果、出力の均一なＬＥＤ
ヘッドが得られ、画像品位が向上する。
【図１】 実施例のＬＥＤアレイの要部平面図
【図２】 実施例のＬＥＤアレイでの不純物分布を示
す断面図
す断面図
【図３】 図２の要部拡大断面図
【図４】 実施例のＬＥＤアレイのダイシング前の状
態を示す図
態を示す図
【図５】 図４での不純物分布を示す拡大断面図
【図６】 従来例のＬＥＤアレイのダイシング前の状
態を示す図
態を示す図
【図７】 図６での不純物分布を示す拡大断面図
０３ ソーストリート ０４ ショート部 ２ ＬＥＤアレイ ４ ＧａＡｓ基板 ５ アレイ端面 ６ 拡散マスク層 ６−１，６−６５ 両端の拡散マスク層 ８−１〜８−６４ 発光体 １０ 電極 １２ ボンディングパッド １４ 位置決めマーカ １６ 不純物注入層 ２０ ソーストリート ２２ ダミーの発光体 ２４，２６ 溝 ２８，３０ 切断ライン
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上に設けた拡散マスク層の窓
から不純物を注入して多数の発光体を形成したＬＥＤア
レイにおいて、 両端の発光体と該アレイの端部との間の拡散マスク層下
部での不純物濃度を、発光体と発光体間の拡散マスク層
下部の不純物濃度とほぼ同等としたことを特徴とするＬ
ＥＤアレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23888193A JP2904686B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | Ｌｅｄアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23888193A JP2904686B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | Ｌｅｄアレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0766449A JPH0766449A (ja) | 1995-03-10 |
| JP2904686B2 true JP2904686B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=17036658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23888193A Expired - Fee Related JP2904686B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | Ｌｅｄアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2904686B2 (ja) |
-
1993
- 1993-08-30 JP JP23888193A patent/JP2904686B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0766449A (ja) | 1995-03-10 |
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