JP3184063B2 - 受発光方法、受発光素子およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ｐｎ接合を有した受
発光素子を駆動して発光或は受光を行なう方法と、その
実施に用いて好適な受発光素子と、該受発光素子の製造
方法とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像の読み書きが可能な装置、例えば電
子写真方式の多機能複写機や多機能ファクシミリなどで
は、画像読み取りのための受光素子と、画像形成のため
に感光体を選択的に露光する発光素子とが必要になる。
そこで、例えば特開昭58-157252 号公報に開示された装
置では、発光ダイオードアレイをこれに順方向に電流を
供給することで発光素子として使用し、また、発光ダイ
オードが受けた光に対応する電気信号を発光ダイオード
から出力する手段を設けて該発光ダイオードアレイを受
光素子としても使用している。ここで発光ダイオード
は、第１導電型の半導体下地に所定の不純物を選択的に
拡散させて第２導電型の半導体領域を形成し、これら半
導体下地および半導体領域で構成されるｐｎ接合を利用
して構成される。また上記不純物拡散は、第１導電型の
半導体下地の一部分を拡散制御膜で覆い、次に、第２導
電型の半導体領域形成予定領域を拡散制御膜で覆った状
態でなされる。形成された第２導電型の半導体領域の拡
散深さは、拡散防止膜に近い部分では他の部分に比べ浅
くなるがそこを除けば一様になる。この拡散深さは、一
般に拡散深さＸｊと称される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、第２導電型
の半導体領域の上方に光を発する型の発光ダイオードい
わゆる上面発光型ＬＥＤでは、上記拡散深さＸｊと発光
強度との間に、図１５（Ａ）に示したごとく所定の関係
があることが知られている（例えば文献：「ＬＥＤプリ
ンタ設計」、トリケップス社（昭和62.8.31 第20頁）。
すなわちＸｊが、あるＸｊａなる拡散深さになるまで発
光強度は増加し、このＸｊａをピークに発光強度が減少
するという関係である。ＬＥＤの作製方法の違いにより
上記Ｘｊａに多少の差異はあるが、上記関係は一般的に
成り立つ。

【０００４】一方、上面発光型ＬＥＤを、これに逆バイ
アスを印加することにより受光素子として使用する場合
は、拡散深さＸｊと受光感度との間に今度は図１５
（Ｂ）に示したごとく、Ｘｊが減少するにつれて受光感
度が増加するという関係が生じる。なお、この図１５
（Ｂ）に示した特性は、この出願に係る発明者による実
験結果であって、赤文字の読み取りに適した波長５５０
ｎｍの照射光に対する感度とＸｊとの関係についての実
験結果である。この関係から、上面発光型ＬＥＤを受光
素子として使用する場合は、拡散深さを比較的浅い適性
値（これを以下、Ｘｊｂともいう）にする必要があるこ
とが分かる。

【０００５】以上述べたように、発光強度を高めるに好
適なＸｊａおよび受光感度を高めるに好適なＸｊｂは異
なる値であるので、１つの上面発光型ＬＥＤで、発光強
度および受光感度を共に満足する素子を構成することは
困難であり、これを解決出来る技術が望まれていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、この出願の第一
発明の受発光方法によれば、第１導電型の半導体下地
と、該半導体下地にその表面から所定深さで形成された
第２導電型の半導体領域とを具え、これら半導体下地お
よび半導体領域で構成されるｐｎ接合を利用して発光ま
たは受光を行なうに当たり、前記第１導電型の半導体下
地の、前記第２導電型の半導体領域の一部端部から所定
距離だけ離れた位置に、該半導体下地の主面と交差する
端面を形成しておく。そして、前記第２導電型の半導体
領域の表面および前記端面のいずれか一方を光取り出し
面として用い他方を受光面として用いる。この第一発明
の実施に当たり、前記所定深さおよび所定距離の一方を
発光強度を考慮した適性寸法とし、他方を受光感度を考
慮した適性寸法としておくのが好適である。

【０００７】また、この出願の第二発明の受発光素子に
よれば、第１導電型の半導体下地と、該半導体下地に形
成され、深さが発光強度を考慮した適性深さとされ表面
が光取り出し面とされる第２導電型の半導体領域と、前
記第２導電型の半導体領域の一部端部から受光感度を考
慮した適性距離だけ離れた位置に前記半導体下地の一部
を除去して形成され受光面とされる端面と、これら第１
導電型の半導体下地および第２導電型の半導体領域で構
成されるｐｎ接合に順バイアスおよび逆バイアスを選択
的に印加するための電極対とを具えたことを特徴とす
る。

【０００８】また、この第二発明における別の態様は、
第１導電型の半導体下地と、該半導体下地に形成され深
さが受光感度を考慮した適性深さとされその表面が受光
面とされる第２導電型の半導体領域と、前記第２導電型
の半導体領域の一部端部から発光強度を考慮した適性距
離だけ離れた位置に前記半導体下地の一部を除去して形
成され光取り出し面とされる端面と、これら第１導電型
の半導体下地および第２導電型の半導体領域で構成され
るｐｎ接合に順バイアスおよび逆バイアスを選択的に印
加するための電極対とを具えたことを特徴とする。

【０００９】なお、この第二発明において、ｐｎ接合に
順バイアスおよび逆バイアスを選択的に印加するとは、
受発光素子を発光動作させる場合と受光動作させる場合
にｐｎ接合へ印加する電圧の極性を切り換える意味であ
る。

【００１０】また、この出願の第三発明の受発光素子の
製造方法によれば、第二発明の受発光素子を製造するに
当たり、第１導電型の半導体下地の、第２導電型の半導
体領域を形成する予定領域に、該第２導電型の拡散領域
を形成するための不純物を、該形成される第２導電型の
半導体領域の深さが発光強度を考慮した適性深さとなる
ように、導入し、該形成された第２導電型の半導体領域
の一部端部から受光感度を考慮した適性距離だけ離れた
位置において前記第１導電型の半導体下地の一部を除去
して前記端面を形成することを特徴とする。

【００１１】またこの第三発明では別の態様として、第
１導電型の半導体下地の、第２導電型の半導体領域を形
成する予定領域に、該第２導電型の拡散領域を形成する
ための不純物を、該形成される第２導電型の半導体領域
の深さが受光感度を考慮した適性深さとなるように、導
入し、該形成された第２導電型の半導体領域の一部端部
から発光強度を考慮した適性距離だけ離れた位置におい
て前記第１導電型の半導体下地の一部を除去して前記端
面を形成する方法も主張する。

【００１２】

【作用】この第一および第二発明の構成によれば、第２
導電型の半導体領域の表面および受発光素子端面の一方
が光取り出し面とされ、他方は受光面とされる。また、
第２導電型の半導体領域の底面において該半導体領域と
第１導電型の半導体下地とで構成されるｐｎ接合部分
（底面ｐｎ接合部分ともいう）の接合深さは、第２導電
型の半導体領域の深さを適正化することで、発光強度
（受光感度）に好適な深さとでき、一方、該第２導電型
の半導体領域の素子端面側の側面において該半導体領域
と第１導電型の半導体下地とで構成されるｐｎ接合部分
（側面ｐｎ接合部分ともいう）の素子端面から見た距離
すなわち素子端面から見た接合深さは、第２導電型の半
導体領域と素子端面との距離を適正化することで、受光
感度（発光強度）に好適な深さとできる。このため、１
つの受発光素子において、発光動作に好適な系と受光動
作に好適な系が成立する。

【００１３】また、第２導電型の半導体領域の前記端面
側の部分の深さを、前記所定深さより深くし、残りの部
分の深さを前記所定の深さとする構成では、側面ｐｎ接
合部分の接合面積の拡大が図れる。

【００１４】また、この出願の第三発明の受発光素子の
製造方法によれば、第二発明の受発光素子を容易に製造
することができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照してこの出願の各発明の実
施例について説明する。しかしながら説明に用いる各図
は、この発明を理解出来る程度に各構成成分の寸法、形
状および配置関係を概略的に示してある。また、説明に
用いる各図において同様な構成成分については同一の番
号を付し、その重複する説明を省略することもある。

【００１６】１．受発光方法および受発光素子の説明 １−１．第１の実施例 図１および図２は第１の実施例の受発光素子の説明に供
する図である。特に図１（Ａ）はその斜視図、図１
（Ｂ）はその上面図、図２（Ａ）はこの受発光素子を図
１（Ａ）中のＳ平面に沿って切った断面図（ただし切り
口の図）、図２（Ｂ）は正面図である。なお、この例で
は３個の受発光素子を具えた受発光素子アレイの例を示
しているが、この発明で言う受発光素子は受発光素子を
１個具える場合およびアレイ状に具える場合いずれも含
むことは理解されたい。

【００１７】図１および図２において、１１は第１導電
型の半導体下地、１３は第２導電型の半導体領域、１５
は端面、１７は上記して底面ｐｎ接合部分（図２（Ａ）
参照）、１９は上記した側面ｐｎ接合部分（図２（Ａ）
参照）、２１は拡散マスク、２３は第１電極、２５は第
２電極をそれぞれ示している。

【００１８】ここで、第１の半導体下地１１は受発光素
子の設計に応じた種々のものを用い得る。典型的には化
合物半導体基板を挙げることが出来、ここでは、ＧａＡ
ｓ基板にＮ型ＧａＡｓＰ層またはＮ型ＧａＡｌＡｓ層を
エピタキシャル成長させた基板いわゆるＮ型ＧａＡｓＰ
エピタキシャル基板またはＮ型ＧａＡｌＡｓエピタキシ
ャル基板を用いる。

【００１９】また、第２導電型の半導体領域１３は、上
記半導体下地１１にその表面から所定深さα（図２
（Ａ）参照。拡散深さαということもある。）で形成さ
れたＰ型拡散領域ここではＺｎドープの拡散領域で構成
してある。以下、第２導電型の半導体領域１３をＰ型拡
散領域１３と称することもある。ただし、この第１の実
施例ではＰ型拡散領域１３の表面を光取り出し面とする
場合（すなわち底面ｐｎ接合部分１７を主に発光部とし
て使用すること）を想定しているので、上記所定深さα
を、発光強度を考慮した適性深さとしてある。この適正
深さとは、これに限られないが、図１５（Ａ）に示した
結果から言えば５〜１０数μｍといえる。

【００２０】また、端面１５は、Ｐ型拡散領域１３の一
部端部から所定距離β（図２（Ａ）参照。）だけ離れた
位置において半導体下地１１の主面１１ａ（図２参照）
と交差する（この例では直交する）面で構成してある。
ただし、この第１の実施例では端面１５を外部光の受光
面とする場合（すなわち側面ｐｎ接合部分１９を主に受
光部として使用すること）を想定しているので、上記所
定距離βを、受光感度を考慮した適性距離としてある。
この適性距離は、第２の受発光部１９近傍に形成される
空乏層幅Ｗとホール拡散長との和で主に規定できる。こ
の空乏層幅は駆動電圧により変わり、ホール拡散長は受
光させる光の波長で変わるが、いずれにしろ適性距離は
数μｍ〜数１０μｍであろうと考える。なお、図１５
（Ｂ）に示したデータはＮ型半導体下地にＰ型拡散領域
を形成したモデルにおいてＰ型拡散領域を経由して光が
受発光素子に入る際のデータであるので、この図１５
（Ｂ）中のＸｊｂをこの第１の実施例の場合の所定距離
βとしてそのまま適用出来ないことは理解されたい。な
お上記端面１５は、半導体下地１１に多数の受発光素子
を作り込んだ後にこの半導体下地１１を受発光素子単位
に分割する工程で形成出来る（詳細は製造方法の項にて
説明する。）。また、ここでは主面１１ａと端面１５と
が直交するよう交差した端面の例を示したが、端面１５
が主面１１ａに対し斜面となるように交差する場合があ
っても良い。

【００２１】また、拡散マスク２１は、Ｐ型拡散領域１
３を形成する際に不純物拡散領域を特定するためのもの
であるが、製造が済んだ後においては第１電極２３をＮ
型半導体下地１１と絶縁する絶縁膜としても用いてい
る。この拡散マスク２１は任意好適な材料で構成出来
る。ここでは、Ａｌ₂ Ｏ₃ 膜により拡散マスク２１を構
成している。

【００２２】第１電極２３および第２電極２５は、Ｐ型
拡散領域１３およびＮ型半導体下地１１で構成されるｐ
ｎ接合に対し、受発光素子を発光動作させるとき順方向
バイアスを印加し、受発光素子を受光動作させるとき或
は逆方向バイアスを印加するためのものである。これら
電極は任意好適な材料で構成出来るが、ここでは、第１
電極２３をＡｌの薄膜により構成し、第２電極２５をＡ
ｕ合金の薄膜で構成している。

【００２３】この第１実施例の受発光素子で発光を行な
う場合は、第１電極２３側が高い電位となるように第１
および第２電極２３，２５間に電圧を印加してこの受発
光素子にキャリアを注入する。すると、Ｎ型半導体下地
１１およびＰ型拡散領域１３の界面に構成されているｐ
ｎ接合付近で電子と正孔との再結合が生じて発光が生じ
る。一方、この第１実施例の受発光素子で受光を行なう
場合は第１電極２３側が低い電位となるように第１およ
び第２電極２３，２５間に電圧を印加する。このような
逆バイアス状態において、端面１５側やＰ型拡散領域１
３の上方から光がこの受発光素子に入るとｐｎ接合付近
でフォトキャリアが発生するので、このｐｎ接合付近に
生じている空乏層領域のＰ側には正孔がＮ側には電子が
蓄えられる。これらは公知の方法で光電流として検出さ
れる。しかし、この第１の実施例では、Ｐ型拡散領域１
３と端面１５との距離β（図２（Ａ）参照）を受光感度
を考慮した適性距離としてあるので、側面ｐｎ接合部分
で光吸収を行なわせた方が受光感度の点で有利である。
そこで、受光動作においては端面１５を受光面として用
いる。この第１の実施例の受発光素子での上記好ましい
使用例を、図３に図示した。

【００２４】１−２．第２の実施例 Ｐ型拡散領域１３の拡散深さαを受光感度を考慮した適
性深さとし、かつ、端面１５とＰ型拡散領域１３との距
離βを発光強度を考慮した適性距離とした受発光素子
（第２の実施例の受発光素子）を構成しても良い。図４
はこの第２の実施例の受発光素子の構造およびその好ま
しい使用例を、図３に対応させて、図示したものであ
る。この第２の実施例の受発光素子では、Ｐ型拡散領域
１３の表面を受光面として用い、端面１５から光取り出
し面として用いるのが良い。

【００２５】１−３．第３の実施例 底面ｐｎ接合部分１７の受発光面積は、Ｐ型拡散領域１
３の平面積を調整することにより調整でき、然も、受発
光面積を広くすることは比較的容易である。しかし、側
面ｐｎ接合部分の受発光面積は、何ら工夫しないと、Ｐ
型拡散領域の所定深さαによって制約を受ける。そこ
で、この第３の実施例では、Ｐ型拡散領域１３の端面１
５側の部分の深さを、前記所定深さαより深くし、残り
の部分の深さを前記所定の深さαとする。この様子を図
５（Ａ）と図５（Ｂ）とに示す。ここで、図５（Ａ）に
示した素子は、第１の実施例の受発光素子にこの第３の
実施例の考えを適用した素子に相当し、図５（Ｂ）に示
した素子は、第２の実施例の受発光素子にこの第３の実
施例の考えを適用した素子に相当する。いずれの場合も
側面ｐｎ接合部分１９の接合面積が拡大するので、それ
ぞれの好適な使用例を考慮した場合、前者にあっては受
光面積の拡大が図れ、後者にあっては発光面積の拡大が
図れることになる。

【００２６】

【００２７】２．製造方法の説明 次に、受発光素子の製造方法の実施例について説明す
る。

【００２８】２−１．製造方法の第１の実施例 先ず、第１の実施例の受発光素子或は、第２の実施例の
受発光素子を製造する方法を説明する。この説明を図６
〜図１１に示した工程図を参照して行なう。なお、各図
において（Ａ）は試料の上面図、（Ｂ）はこの試料を上
面図中のＩ−Ｉ線に沿って切った断面図（ただし切り口
の図）、（Ｃ）はこの試料を上面図中のII−II線に沿っ
て切った断面図（ただし切り口の図）である。

【００２９】先ず、Ｎ型半導体下地１１上に拡散マスク
形成用の膜２１ａを好適な成膜方法で好適な膜厚に形成
する（図６）。次に、この拡散マスク形成用の膜２１ａ
に、Ｐ型拡散領域の形成予定領域を露出するための開口
部２１ｘを、公知のリソグラフィ技術およびエッチング
技術により形成して、拡散マスク２１を得る（図７）。
次に、この試料上全面に拡散制御膜３１を形成する。そ
して、この拡散制御膜を介して不純物例えば亜鉛を、形
成されるＰ型拡散領域の深さが発光強度を考慮した適性
深さ（若しくは受光感度を考慮した適性深さ）となるよ
うに、半導体下地１１内に導入し、当該Ｐ型拡散領域１
３を得る（図８）。なお、拡散制御膜３１は拡散深さの
制御を向上させる目的およびＮ型半導体下地１１からの
砒素抜けを防止する目的で形成されるもので、例えば、
膜厚を適性化したＰＳＧ（Phospho Silicate Glass）
膜、ＳｉＯ₂ 膜、Ａｌ₂ Ｏ₃ 膜或はＳｉＮ膜等で構成出
来る。

【００３０】次に、拡散制御膜３１を好適な方法により
剥離する。次いで、この試料上面に、各Ｐ型拡散領域ご
との第１の電極２３を公知の金属膜成膜技術、リソグラ
フィ技術およびエッチング技術によりそれぞれ形成す
る。また、半導体下地１１裏面には共通な電極として第
２電極２５を公知の金属膜形成技術により形成する（図
９）。

【００３１】次に、この試料を個々の受発光素子（受発
光素子が１個の場合アレイ状の場合いずれもあり得る。
以下、同様。）に分割する処理を行なう。このため、こ
の試料上に試料を除去する領域（除去領域）３３以外を
覆うエッチング防止膜３５を形成する（図１０）。この
エッチング防止膜３５の形成に当っては、受発光素子に
対し除去領域３３が所定関係となるように形成するが、
特に受発光に使用する端面１５を形成するための除去領
域がＰ型拡散領域の一部端部から受光感度を考慮した適
性距離（若しくは発光強度を考慮した適性距離）だけ離
れた位置となるように、このエッチング防止膜３５を形
成する。エッチング防止膜３５は任意好適な材料で構成
出来る。この実施例では、レジストによりエッチング防
止膜３５を構成している。

【００３２】次に、このエッチング防止膜３５の形成が
済んだ試料を好適なウエットエッチング手段或はドライ
エッチング手段によって処理する。このエッチング処理
において、試料の除去領域に当たる部分が除去される。
この除去は半導体下地１１の裏面に達するまで行なって
も良いが、この実施例では、Ｐ型拡散領域１３の拡散深
さαを越えるある程度の深さまで、行なう（図１１）。
その後エッチング防止膜を剥離し、次いで、このエッチ
ングで形成された凹部３７（図１１参照）の底から例え
ばダイシングソーによりこの試料を分割する（図１１
（Ｃ）の点線参照）。これにより、目的の受発光素子が
得られる。ここで、エッチングを所定深さまで行ないそ
の後はダイシングによって切断する処理をとった理由
は、こうするとダイシング時の衝撃が端面１５に及ぶこ
とが軽減されるので特性に優れる受発光素子が得られる
ため、および、下地裏面までエッチングを行なう場合に
比べ分割を短時間で行なうことが出来るためである。

【００３３】２−２．製造方法の第２の実施例 次に、Ｐ型拡散領域１３の一部の拡散深さを残りの部分
より深くして受発光面積の拡大を図った第３の実施例の
受発光素子を製造する例について説明する。図１２、図
１３はその説明に供する要部工程図であり、図６〜図１
１と同様な表記方法で示した工程図である。

【００３４】先ず、製造方法の第１の実施例において説
明した手順で、Ｎ型半導体下地１１上に拡散マスク２１
を形成する。次に、この試料上に第１の拡散制御膜形成
用の膜４１を好適な成膜方法により形成する（図１
２）。この膜４１は、例えば、膜厚を適性化したＰＳＧ
膜、ＳｉＯ₂ 膜、Ａｌ₂ Ｏ₃ 膜或はＳｉＮ膜等で構成出
来る。

【００３５】次に、この第１の拡散制御膜形成用の膜４
１が、半導体下地１１の、Ｐ型拡散領域を形成する予定
領域の一部であって所定深さαとしたい部分上にのみ残
存するように、この膜４１をパターニグする。これによ
り、第１の拡散制御膜４１ａが得られる（図１３）。次
に、この試料上に第２の拡散制御膜４３を好適な成膜方
法により形成する。この結果、半導体下地１１の、Ｐ型
拡散領域を形成する予定領域上に、拡散制御膜であって
その前記端面側に当たる一部の膜厚が他の部分より薄く
された拡散制御膜４５が形成できる。なお、この第２の
拡散制御膜４３は、例えば、膜厚を適性化したＰＳＧ
膜、ＳｉＯ₂ 膜、Ａｌ₂ Ｏ₃ 膜或はＳｉＮ膜等で構成出
来る。もちろん、一部の膜厚が異なる拡散制御膜の形成
方法はこの例に限られない。形成した拡散制御膜の一部
が薄くなるように該当部分を選択的にエッチングするこ
とで、一部の膜厚が異なる拡散制御膜を形成しても良
い。

【００３６】次に、このように形成した一部の膜厚が薄
い拡散制御膜を介して不純物例えば亜鉛を半導体下地１
１に導入する。この際、第１および第２の拡散制御膜４
１ａ，４３が積層されている部分に、拡散深さが発光強
度を考慮した適性深さ（若しくは受光感度を考慮した適
性深さ）の拡散領域が得られる様に、不純物導入条件を
制御する。この不純物導入においては、半導体下地１１
の、第２の拡散制御膜４３のみ設けてある部分では、第
１および第２の拡散制御膜４１ａ，４３が積層されてい
る部分に比べ拡散制御膜の厚さが薄いので、深い拡散深
さのＰ型拡散領域が形成できる（図１３）。

【００３７】その後は、製造方法の第１実施例において
図９〜図１１を参照して説明した手順と同様な手順で、
拡散制御膜の除去、第１および第２電極の形成、個々の
受発光素子への分割を順次行なう。これにより、第３の
実施例の受発光素子が得られる。

【００３８】３．第二発明の受発光素子の利用例 第二発明の各実施例の各受発光素子を用いることで、画
像読み書き用の光学ヘッドさらには画像読み書き装置を
構成することが出来る。これについて図１４（Ａ）およ
び（Ｂ）を参照して簡単に説明する。なお、図１４
（Ｂ）は図１４（Ａ）中のＷ部分を拡大した図である。

【００３９】この図１４において、５１は第３の実施例
の受発光素子すなわちＰ型拡散領域の一部の拡散深さが
残りの部分より深くされた受発光素子であって、然も、
図５（Ａ）を用いて説明した様に端面側を受光部とし、
かつ、Ｐ型拡散領域上方を発光方向として使用して好適
な受発光素子を示す。さらに、この図１４において、５
３は受発光素子駆動用のＩＣ、５５は受発光素子５１お
よびその駆動用ＩＣ５３を搭載している配線基板、５７
は受発光素子５１およびその駆動用ＩＣ５３を電気的に
接続しているワイヤ、５９は受発光素子の発光を感光体
ドラム上に集束させるための光学系例えば集束性ロッド
レンズアレイ、６１は画像を読み取る対象例えば原稿か
らの光を受発光素子５１の端面に集束させるための光学
系例えば集束性ロッドレンズアレイ、６３は原稿を照明
する光源をそれぞれ示す。例えば、これら構成成分５１
〜６３で、画像読み書き用の光学ヘッド６５を構成出来
る。さらに図１４において、６７は感光体ドラム、６９
は帯電器、７１は現像器、７３は転写器、７５はクリー
ナをそれぞれ示す。さらに、図１４において、７７は原
稿、７９は例えばガラス基板から成る原稿支持台、８１
は画像形成用媒体をそれぞれ示す。原稿７７および画像
形成用媒体８１それぞれは図示しない専用の送り機構で
それぞれ移動される。例えば、この送り機構、原稿支持
台７９、感光体ドラム６７、帯電器６９、現像器７１、
転写器７３、クリーナ７５、画像読み書き用の光学ヘッ
ド６５およびこれらを制御する図示しない制御部で、画
像読み書き装置、例えば電子写真方式による多機能複写
機や多機能ファクシミリを構成できる。ただし、受発光
素子５１は、その端面が原稿７７と対向し、かつ、Ｐ型
拡散領域の上面が感光体ドラム６５と対向する様な配置
関係とする。この画像読み書き装置では、光学ヘッドの
機械的な移動なしに原稿７７からの画像の読み取りと感
光体ドラムへの画像の書き込み（静電潜像の形成）が行
なえるので光学ヘッドを移動するための空間および移動
機構を不要とできるから、小型かつ耐久性に優れる画像
読み書き装置が得られる。

【００４０】なお、上述の各実施例では、第１導電型の
半導体下地をＮ型基板とし、第２導電型半導体領域をＰ
型拡散領域とした例を説明したが、反対導電型の構成と
してももちろん良い。

【００４１】

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
出願の第一発明によれば、第１導電型の半導体下地とこ
れに形成された第２導電型の半導体領域とで構成される
ｐｎ接合を利用して発光または受光を行なうに当たり、
前記第２導電型の半導体領域の一部端部から所定距離だ
け離れた位置に、該半導体下地の主面と交差する端面を
形成しておく。そして、前記第２導電型の半導体領域の
表面および前記端面のいずれか一方を光取り出し面とし
て用い他方を受光面として用いる。このため、発光動作
時の光取り出し面、受光動作時の受光面を、発光効率お
よび受光効率を考慮し、別々にできる。したがって、受
発光効率に優れかつ発光量および受光量の多い受発光動
作が行なえる。

【００４２】また、この出願の第二発明の受発光素子に
よれば、第１導電型の半導体下地と、この下地に適性深
さで形成され表面が光取り出し面（受光面）とされる第
２導電型の半導体領域と、この第２導電型の半導体領域
の一部端部から適性距離だけ離れた位置に前記半導体下
地の一部を除去して形成され受光面（光取り出し面）と
される端面と、これら第１導電型の半導体下地および第
２導電型の半導体領域で構成されるｐｎ接合に順バイア
スおよび逆バイアスを選択的に印加するための電極対と
を具える。このため、第一発明の実施を容易とする。

【００４３】また、この出願の第三発明によれば、第二
発明の受発光素子を容易に製造出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の受発光素子の説明図（その１）
である。

【図２】第１の実施例の受発光素子の説明図（その２）
である。

【図３】第１の実施例の受発光素子の好ましい使用例の
説明図である。

【図４】第２の実施例の受発光素子及びその好ましい使
用例の説明図である。

【図５】第３の実施例の受発光素子及びその好ましい使
用例の説明図である。

【図６】製造方法の第１の実施例の説明図である。

【図７】製造方法の第１の実施例の図６に続く説明図で
ある。

【図８】製造方法の第１の実施例の図７に続く説明図で
ある。

【図９】製造方法の第１の実施例の図８に続く説明図で
ある。

【図１０】製造方法の第１の実施例の図９に続く説明図
である。

【図１１】製造方法の第１の実施例の図１０に続く説明
図である。

【図１２】製造方法の第２の実施例の要部説明図であ
る。

【図１３】製造方法の第２の実施例の図１２に続く要部
説明図である。

【図１４】応用例の説明図である。

【図１５】課題の説明に供する図である。

【符号の説明】

１１：第１導電型の半導体下地 １３：第２導電型の半導体領域（例えばＰ型拡散領域） １５：端面 １７：底面ｐｎ接合部分 １９：側面ｐｎ接合部分 ２１：拡散マスク（層間絶縁膜も兼ねる） ２３：第１電極 ２５：第２電極 ４５：一部の膜厚が他の部分より薄くされた拡散制御膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 登 正治 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 平７−66454（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−314820（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−74190（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−100987（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 31/00 - 33/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１導電型の半導体下地と、該半導体下
   地にその表面から所定深さで形成された第２導電型の半
   導体領域とを具え、これら半導体下地および半導体領域
   で構成されるｐｎ接合を利用して受光または発光を行な
   うに当たり、 前記第１導電型の半導体下地の、前記第２導電型の半導
   体領域の一部端部から所定距離だけ離れた位置に、該半
   導体下地の主面と交差する端面を形成しておき、 前記第２導電型の半導体領域の表面および前記端面のい
   ずれか一方を光取り出し面として用い他方を受光面とし
   て用いることを特徴とする受発光方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の受発光方法において、 前記所定深さおよび所定距離の一方を発光強度を考慮し
   た適性寸法とし、他方を受光感度を考慮した適性寸法と
   しておくことを特徴とする受発光方法。
3. 【請求項３】 第１導電型の半導体下地と、 該半導体下地に形成され、深さが発光強度を考慮した適
   性深さとされ表面が光取り出し面とされる第２導電型の
   半導体領域と、 該第２導電型の半導体領域の一部端部から受光感度を考
   慮した適性距離だけ離れた位置に前記半導体下地の一部
   を除去して形成され受光面とされる端面と、 これら第１導電型の半導体下地および第２導電型の半導
   体領域で構成されるｐｎ接合に順バイアスおよび逆バイ
   アスを選択的に印加するための電極対とを具えたことを
   特徴とする受発光素子。
4. 【請求項４】 第１導電型の半導体下地と、 該半導体下地に形成され、深さが受光感度を考慮した適
   性深さとされその表面が受光面とされる第２導電型の半
   導体領域と、 該第２導電型の半導体領域の一部端部から発光強度を考
   慮した適性距離だけ離れた位置に前記半導体下地の一部
   を除去して形成され光取り出し面とされる端面と、 これら第１導電型の半導体下地および第２導電型の半導
   体領域で構成されるｐｎ接合に順バイアスおよび逆バイ
   アスを選択的に印加するための電極対とを具えたことを
   特徴とする受発光素子。
5. 【請求項５】 請求項３または４に記載の受発光素子に
   おいて、 前記第２導電型の半導体領域の前記端面側の部分の深さ
   を、前記適性深さより深くしてあり、残りの部分の深さ
   を前記適性深さとしてあることを特徴とする受発光素
   子。
6. 【請求項６】 請求項３に記載の受発光素子を製造する
   に当たり、 第１導電型の半導体下地の、第２導電型の半導体領域を
   形成する予定領域に、該第２導電型の半導体領域を形成
   するための不純物を、該形成される第２導電型の半導体
   領域の深さが発光強度を考慮した適性深さとなるよう
   に、導入し、 該形成された第２導電型の半導体領域の一部端部から受
   光感度を考慮した適性距離だけ離れた位置において前記
   第１導電型の半導体下地の一部を除去して前記端面を形
   成することを特徴とする受発光素子の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項４に記載の受発光素子を製造する
   に当たり、 第１導電型の半導体下地の、第２導電型の半導体領域を
   形成する予定領域に、該第２導電型の半導体領域を形成
   するための不純物を、該形成される第２導電型の半導体
   領域の深さが受光感度を考慮した適性深さとなるよう
   に、導入し、 該形成された第２導電型の半導体領域の一部端部から発
   光強度を考慮した適性距離だけ離れた位置において前記
   第１導電型の半導体下地の一部を除去して前記端面を形
   成することを特徴とする受発光素子の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項６または７に記載の受発光素子の
   製造方法において、 前記第１導電型の半導体下地の、前記第２導電型の半導
   体領域を形成する予定領域上に、拡散制御膜であってそ
   の前記端面側に当たる一部の膜厚が他の部分より薄くさ
   れた拡散制御膜を形成した後に、前記不純物の導入を行
   なうことを特徴とする受発光素子の製造方法。