JP3784267B2

JP3784267B2 - Ｌｅｄアレイ

Info

Publication number: JP3784267B2
Application number: JP2001088135A
Authority: JP
Inventors: 智郁本城; 勝信北田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2021-03-26
Also published as: JP2002289919A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＥＤアレイに関し、特にページプリンタ用感光ドラムの露光用光源などに用いられるＬＥＤアレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ページプリンタ用感光ドラムの露光用光源などのＬＥＤアレイに対し、発光素子の高密度化や、その小型化が市場のニーズとしてある。
すなわち、このＬＥＤアレイにおいては、外部接続点である電極パッドの数を減らしたり、外部回路との接続電極サイズを小さくしたり、チップサイズを小さくすることが求められていた。
【０００３】
このような市場のニーズに応えるために、マトリクス配線電極で層間絶縁膜を介して設ける多層電極構造のＬＥＤアレイが提案されている（特開平９−２７７５９２号と特開平１１−４０８４２号参照）。
【０００４】
しかしながら、この提案のＬＥＤアレイにおいては、各発光ダイオードの個別電極の形成と、それら発光ダイオードをグループに分け、各グループから重複無く１つずつ選択するためのマトリクス配線を形成する工程を２回行い、加えてそれぞれを絶縁膜等を介することで電気的に分離する工程とを含み、そのため多層電極構造でもってしか構成することができず、これにより、工程が複雑化し、製造コストがあがっていた。
【０００５】
また、多くの発光素子を配列するに当り、各発光素子の発光強度にばらつきが生じないようにすることが望まれるが、いまだ満足し得る程度にまで向上していなかった。
【０００６】
かかる課題を解消すべく、本願出願人は下記のような構成のＬＥＤアレイを提案し、各発光素子の発光強度を均等にして、高性能かつ高信頼性のＬＥＤアレイを提供した（特願平１２−２５１３７８号参照）。
【０００７】
このＬＥＤアレイを図４と図５によって示す。
図４はＬＥＤアレイの平面図であり、図５は図４にて切断面線Ａ−Ａ’による断面図である。
【０００８】
１１は単結晶基板であり、単結晶基板１１上において、１２は一導電型半導体層、１３は逆導電型半導体層、１４は個別電極、１５は共通電極、１６は外部接続用電極、１７は窒化ケイ素やポリイミド膜などから成る保護膜としての絶縁膜である。なお、共通電極１５は、符号として１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄでもって示し、外部接続用電極１６も符号として１６ａ、１６ｂにて示す。
【０００９】
単結晶基板１１上に、各発光素子ごとに一導電型半導体層１２と逆導電型半導体層１３とが順次積層して形成され、その積層において、一導電型半導体層１２の面積は逆導電型半導体層１３の面積に比べて大きくして、一導電型半導体層１２を引き出すことで、一導電型半導体層１２と同一材からなる延在部１８を設けている。
【００１０】
一導電型半導体層１２の上に絶縁膜１７を被覆しているが、その露出部に共通電極１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）を接続して設けている。
【００１１】
また、逆導電型半導体層１３についても、その上に絶縁膜１７を被覆しているが、その露出部に個別電極１４を接続して設けている。
【００１２】
さらに図４に示すように、共通電極１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）は隣接する各発光素子ごとに（島状半導体層１２、１３ごとに）異なる群に属するように４群に分けて接続して設けられ、隣接する発光素子（島状半導体層１２、１３）が同じ個別電極１４に接続されている。
【００１３】
かくして、この発光ダイオードアレイ構造によれば、個別電極１４と共通電極１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）の組み合わせを選択して電流を流すことによって、各発光素子を選択的に発光させることで、各発光素子の発光強度を均等にして、高性能かつ高信頼性のＬＥＤアレイが提供できた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成のＬＥＤアレイによれば、市場のニ−ズに十分に応じられるためには、製造コストのさらなる低減が求められているが、いまだ満足し得る程度にまで至っていなかった。
【００１５】
この点を詳しく述べると、前記絶縁膜１７においては、窒化ケイ素などの無機絶縁膜や電気的絶縁性の合成樹脂からなるポリイミド膜などの有機絶縁膜でもって保護膜としているが、双方の材質を比べた場合、無機絶縁膜を用いると、真空装置などを用いるなど製造装置や製造プロセスにて高コスト化を招きやすい。
【００１６】
したがって、この無機絶縁膜に代えて、塗布工程という比較的容易なプロセスにて形成できる有機絶縁膜を用いる技術が提案されている。
【００１７】
しかしながら、この有機絶縁膜の上に金属電極を接合させようとした場合、その密着性は低く、そのために、外部接続点との接着にワイヤーボンディングを用いると、接着不良が多発するという課題があった。
【００１８】
この課題を解消すべく、有機絶縁膜の膜厚を薄くすることや、電極膜厚を厚くすることが考えられるが、何れも有効な手段とはなり得なかった。
【００１９】
本発明は叙上に鑑みて案出されたものであり、その目的は外部回路との接続点において、その接続電極の密着性を大きくして、ワイヤーボンディング性能を高め、これによって製造歩留まりを高め、製造コストを下げ、その結果、低コストならびに高品質かつ高信頼性のＬＥＤアレイを提供することにある。
【００２０】
本発明の他の目的は各発光素子の発光強度を均等にして、高性能かつ高信頼性のＬＥＤアレイを提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明のＬＥＤアレイは、シリコン単結晶基板上に一導電型半導体層と逆導電型半導体層と一方電極とを順次積層し、この一導電型半導体層を引き出した延在部の上に他方電極を形成して成る発光素子を複数個配列して発光素子群と成し、さらにこれら一導電型半導体層と逆導電型半導体層との双方を覆う合成樹脂からなる電気的絶縁性の絶縁膜を単結晶基板の非半導体被膜面にまで成膜せしめた構成において、一方電極および／または他方電極を絶縁膜上を通して延在して、その端部を外部回路との接続電極と成し、この接続電極をシリコン単結晶基板にて予め酸素又は窒素のイオン注入した拡散領域に直に設けたことを特徴とする。
【００２３】
しかも、上記の如く、接続電極を、単結晶基板にて予め酸素又は窒素のイオン注入した部分の非半導体被膜面上における絶縁膜の非成膜部分に設けたことで、素子間での漏れ電流が低減し、これによって各発光素子間にて発光バラツキが小さくなり、もしくはそのようなバラツキがなくなり、その結果、均等が発光強度が得られる。
【００２４】
また、本発明の他のＬＥＤアレイは、発光素子群内における各発光素子の延在部における他方電極に至る電極間隔が異なるとともに、一方の発光素子の電極間隔と他方の発光素子の電極間隔とを同じにして、双方の他方電極を通電せしめるように成したことで、発光素子の高密度化や小型化が達成される。
【００２５】
この点については、下記のとおりである。
複数の一方電極に対し共通に成した電極パッドを配設し、さらに複数の他方電極に対し共通に成した他の電極パッドを配設したことで、電極パッド数が少なくなり、その配設面積が小さくなり、これにより、発光素子の高密度化ならびにＬＥＤアレイの小型化が達成される。
【００２６】
また、特開平９−２７７５９２号や特開平1１−４０８４２号にて提案されているような多層電極構造のＬＥＤアレイと比べても、工程数が少なくなり、層間絶縁膜を介した多層電極構造を用いないことで、製造コストが下がり、発光素子の高密度化や小型化を達成したＬＥＤアレイが得られる。
【００２７】
また、本発明のＬＥＤアレイにおいては、さらに前記電極間隔を同じにした各発光素子の他方電極を通電すべく、一導電型半導体層の延在部に形成した絶縁膜をまたがるように、接続線を発光素子の配列ラインと平行に形成している。
【００２８】
したがって、従来のＬＥＤアレイにおいて、周知のとおり形成されていた絶縁膜以外に、配線同士の電気的絶縁のために不可欠な層間絶縁膜を形成することもなくなり、これによって製造コストが下がり、低コストなＬＥＤアレイが提供される。
【００２９】
また、本発明のＬＥＤアレイにおいては、さらに一方の発光素子群と他方の発光素子群に対し、発光素子群内にて個々の電極間隔を配列順に違えることで、対称的な電極間隔パターンにしており、そのように規則的なパターンにしたことで、ＬＥＤヘッド搭載時の発光順番の信号処理を比較的容易にし、これにより、搭載基板の設計をも容易にすることができる。
【００３０】
そして、その規則的パターンをＬＥＤアレイに整然と設けることで、それ以外の領域に電極パッドを設けることが設計上容易になり、対称的な電極間隔のもっとも短い部分でのスペースが大きく取ることができ、これにより、ＬＥＤアレイチップサイズの縮小化ならびにＬＥＤアレイを搭載する際のワイヤーボンディングパッドを大きく取ることができ、その結果、ＬＥＤアレイのチップ縮小化ならびにＬＥＤヘッドの製造上の歩留りが向上する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
図１〜図３は本発明のＬＥＤアレイの一実施形態を示す。
図１はＬＥＤアレイの要部拡大の平面図であり、図２は図１に示すＡ−Ａ’線による断面図、図３は図１に示すＢ−Ｂ’線による断面図である。なお、図２および図３には、参照符号として、Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’を明示することでもって、その断面図の方向を示す。
【００３２】
１は単結晶基板であり、この単結晶基板１上に各発光素子ごとに一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３とが順次積層して形成され、その積層において、一導電型半導体層２の面積は逆導電型半導体層３の面積に比べて大きくして、一導電型半導体層２を引き出すことで、一導電型半導体層２と同一材からなる延在部８を設けている。
【００３３】
また、図２に示すように一導電型半導体層２の上にポリイミド膜などから成る保護膜としての電気的絶縁性の絶縁膜７を被覆しているが、その露出部に前記他方電極である共通電極５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）を接続して設けている。この絶縁膜７は単結晶基板１の非半導体被膜面にまで成膜している。
【００３４】
さらに逆導電型半導体層３の上にも絶縁膜７を被覆しているが、その露出部に前記一方電極である個別電極４を接続して設けている。
【００３５】
そして、本発明においては、個別電極４と共通電極５を絶縁膜７上を通して延在して、その端部を外部回路との接続電極である外部接続用電極６（６ａ、６ｂ）と成し、この外部接続用電極６を単結晶基板１にて予め酸素又は窒素のイオン注入した部分、すなわち拡散領域９の非半導体被膜面上における絶縁膜７の非成膜部分に設けている。
【００３６】
この拡散領域９には酸素および／または窒素をイオン注入して形成する。これらの含有率は、双方合わせて１０¹⁸〜１０²²ｃｍ^-3にするとよく、これによって高抵抗層が形成される。
【００３７】
次に各構成部材を図３により詳述する。
単結晶基板１は半導体乃至絶縁性の基板からなり、高抵抗シリコン単結晶でもって構成した場合には、（１００）面を＜０１１＞方向に２〜７°オフさせた基板などが好適である。
【００３８】
一導電型半導体層２はバッファ層２ａ、オーミックコンタクト層２ｂおよび電子注入層２ｃで構成される。
【００３９】
バッファ層２ａとオーミックコンタクト層２ｂはガリウム砒素などで形成され、電子注入層２ｃはアルミニウムガリウム砒素などで形成される。
【００４０】
オーミックコンタクト層２ｂにはシリコンなどの一導電型半導体不純物を１×１０¹⁶〜１０¹⁹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³ 程度含有し、電子注入層２ｃにはシリコンなどの一導電型半導体不純物を１×１０¹⁵〜１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³程度含有する。
【００４１】
バッファ層２ａは単結晶基板１と半導体層との格子定数の不整合に基づくミスフィット転位を防止するために設けるものであり、半導体不純物を１×１０¹⁵〜１０¹⁷ａｔｏｍｓ／ｃｍ³含有させる。
【００４２】
バッファ層２ａは２〜４μｍ程度の厚みに形成され、オーミックコンタクト層２ｂは０．１〜１．０μｍ程度の厚みに形成され、電子注入層２ｃは０．２〜０．４μｍ程度の厚みに形成される。
【００４３】
逆導電型半導体層３は発光層３ａ、クラッド層３ｂおよび他のオーミックコンタクト層３ｃで構成される。
【００４４】
発光層３ａとクラッド層３ｂはアルミニウムガリウム砒素などから成り、オーミックコンタクト層３ｃはガリウム砒素などから成る。
【００４５】
発光層３ａ、クラッド層３ｂおよびオーミックコンタクト層３ｃは、電子の閉じ込め効果と光の取り出し効果を考慮して、各層の間にてアルミニウム砒素（ＡｌＡｓ）とガリウム砒素（ＧａＡｓ）との混晶比を異ならしめる。
【００４６】
発光層３ａとクラッド層３ｂは亜鉛（Ｚｎ）などの逆導電型半導体不純物を１×１０¹⁶〜１０²¹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³ 程度含有し、オーミックコンタクト層３ｃは亜鉛などの逆導電型半導体不純物を１×１０¹⁹〜１０²¹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³ 程度含有する。
【００４７】
発光層３ａとクラッド層３ｂは０．２〜０．４μｍ程度の厚みに形成され、オーミックコンタクト層３ｃの膜厚ｄについては、膜厚ｄ＞（０．１５μｍ−オーミックコンタクト層膜厚）程度の厚みに形成される。
【００４８】
また、絶縁膜７は、たとえばポリイミド合成樹脂、オレフィン系樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フッ素系樹脂などから成り、厚み０．５〜２μｍ程度に形成される。
【００４９】
個別電極４と共通電極５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）は金／クロム／金ゲルマニウム合金／クロム（Ａｕ／Ｃｒ／ＡｕＧｅ／Ｃｒ）などから成り、厚み１μｍ程度に形成される。
【００５０】
かくして本発明のＬＥＤアレイによれば、個別電極４と共通電極５の各端部を外部回路との接続電極である外部接続用電極６（６ａ、６ｂ）と成し、この外部接続用電極６を単結晶基板１の拡散領域９の上に直に設けたことで、その外部接続用電極６の密着性を大きくして、ワイヤーボンディング性能を高めることができた。
【００５１】
しかも、単結晶基板１に拡散領域９を形成したことで、素子間での漏れ電流が低減し、ＬＥＤアレイの製造歩留まりおよび品質が向上する。
【００５２】
これは以下の理由による。
各発光素子間で漏れ電流が存在すると、発光させようとする発光素子以外の素子が、その漏れ電流によって発光する。また、発光しなくとも、漏れ電流によって各素子中に流れる電流が各発光素子により異なり、これにより、発光バラツキが発生し、その度合が大きくなるという課題もある。よって、素子間での漏れ電流が低減することによって各発光素子間にて発光バラツキが小さくなり、もしくはそのようなバラツキがなくなり、その結果、均等な発光強度が得られる。
【００５３】
（ＬＥＤアレイの製造方法）
次に本発明のＬＥＤアレイの製造方法を説明する。
【００５４】
高抵抗シリコン単結晶基板１に対し拡散領域９を設ける。
【００５５】
酸素や窒素をイオン注入する方法として、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、ヘテロバイボーラトランジスタ（ＨＢＴ）などの素子間分離のために熱安定性に優れた酸素イオン注入をイオン注入装置を用いて行われている。
【００５６】
本発明においては、酸素イオンあるいは窒素イオンをイオン注入することによって、高抵抗基板上にＧａＡｓ（ガリウム砒素）のような化合物半導体膜を成長する過程で基板中に拡散するＡｓ原子による基板の抵抗減が防止される。
【００５７】
イオン注入条件は、たとえば加速電圧３０〜６０ｋｅＶ、ドーズ量１×１０¹⁴〜５×１０¹⁶個/cm^-2の条件でおこなう。このような条件でイオン注入を行うことで高抵抗シリコン基板表面付近に高濃度の酸素あるいは窒素のドーピングができる。
【００５８】
次に高抵抗シリコン単結晶基板１上に、一導電型半導体層２、逆導電型半導体層３をＭＯＣＶＤ法などで順次積層して形成する。
【００５９】
これらの半導体層２、３を形成する場合、基板温度を４００〜５００℃に設定し、これによって２００〜２０００Åの厚みでもってアモルファス状のガリウム砒素膜を形成した後、基板温度を７００〜９００℃に上げて所望とおりの厚みの一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３と成す。
【００６０】
この成膜において、原料ガスとしてはＴＭＧ（（ＣＨ₃ ）₃ Ｇａ）、ＴＥＧ（（Ｃ₂ Ｈ₅ ）₃ Ｇａ）、アルシン（ＡｓＨ₃ ）、ＴＭＡ（（ＣＨ₃ ）₃ Ａｌ）、ＴＥＡ（（Ｃ₂ Ｈ₅ ）₃ Ａｌ）などが用いられ、導電型を制御するためのガスとしては、シラン（ＳｉＨ₄ ）、セレン化水素（Ｈ₂ Ｓｅ）、ＤＭＺ（（ＣＨ₃ ）₂ Ｚｎ）などが用いられ、キャリアガスとしては、Ｈ₂などが用いられる。
【００６１】
次いで、隣接する素子同志が電気的に分離されるように、半導体層２、３が島状にパターニングされる。そのためのエッチングは、硫酸過酸化水素系のエッチング液を用いたウエットエッチングやＣＣｌ₂ Ｆ₂ ガスを用いたドライエッチングなどで行われる。
【００６２】
その後、一導電型半導体層２の一端部側に延在部８を設け、この延在部８の上にその一部が露出し、かつこの一導電型半導体層２の隣接する基板領域部分が露出するようにエッチングする。
【００６３】
このようなエッチングも硫酸過酸化水素系のエッチング液を用いたウェットエッチングやＣＣｌ₂ Ｆ₂ ガスを用いたドライエッチングなどで行なわれる。
【００６４】
次に、隣接する発光素子が基板上でも電気的に分離されるように、基板をエッチングする。たとえばアルカリ性水溶液で５０００Å程度エッチングする。このとき、基板のみをエッチングするように素子をレジストによってカバーしてからエッチングを行うか、基板のみを選択的にエッチングするエッチング液を使用してエッチングを行うようにする。
【００６５】
次にスピンコート法などで塗布したポリイミドなどから成る絶縁膜７を形成してパターニングする。この際、ポリイミドから成る絶縁膜７は、電極とのコンタクトをとるための小孔を逆導電型半導体層３上と、一導電型半導体層２の延在部８上に設ける。その際、同時に拡散領域９についても同様に、ポリイミドから成る絶縁膜７をパターンニングして除去する。
【００６６】
この除去は次のとおりである。
ポリイミド絶縁膜上にポジ型フォトレジストを塗布し、所定の取り除きたい部分をフォトマスクを使ってを露光する。アルカリ現像液を用いてフォトレジストの感光された部分を取り除くと同時に、アルカリ現像液に溶けるポリイミド絶縁層も同時に、すなわち正確にはレジストが溶けた後、引き続き取り除く。最後にレジストを剥離すると所定の場所のみポリイミドが除去できる。
【００６７】
最後に、クロムと金、金ゲルマニウムを蒸着法やスパッタリング法で形成してパターニングすることで個別電極４と共通電極５ならびにこれらの接続線、外部接続用電極６（６ａ、６ｂ）を形成する。
【００６８】
次に、ＰＶＤ、ＣＶＤ、塗布またはゾル−ゲルなどの手段を用いて保護層を形成する。
その後、ＬＥＤアレイをダイシング等の方法で、チップ状に切断した後、切断したチップを実装用基板に配置し、ワイヤーボンディングなどで外部回路と接続する。
【００６９】
かくして上記の製造方法により得られたＬＥＤアレイは、外部回路との接続電極部６ａ，６ｂについても、その部分に対しポリイミドから成る絶縁膜７がパターンニングして除去され、そして、かかる接続電極部６ａ，６ｂ部に対しワイヤーボンディングをおこなった場合、そのワイヤーボンディング強度が向上した。
【００７０】
【実施例】
本発明者は、上記のようなワイヤーボンディング強度でもって電極の密着性を測定した。
【００７１】
まず図７に示すような測定用のサンプルを作製した。同図（ａ）は本発明のサンプルであり、高抵抗シリコン単結晶基板１に相当するシリコン（Ｓｉ）基板の上に、すなわち拡散領域９の上に個別電極４や共通電極５に相当する電極をＡｕＣｒ合金にて１μｍの層厚にて形成し、そして、この電極上に対しワイヤーボンディングをおこなった。
【００７２】
図７の（ｂ）は比較例のサンプルであり、シリコン（Ｓｉ）基板の上にポリイミド合成樹脂層を１〜３μｍの厚みにて成膜し、この樹脂層の上に電極をＡｕＣｒ合金にて１μｍの層厚にて形成し、そして、この電極上に対しワイヤーボンディングをおこなった。
【００７３】
本発明のサンプルについては、３個作成し、比較例のサンプルは４個作成し、これらサンプルに対するワイヤーボンディング強度の測定には、バネばかりであるマイクロゲージを使って、ワイヤーボンディングのループを引っ掛けてワイヤー接着強度を測定した。剥がれるまで引っ張り上げることで、マイクロゲージに表示される値をワイヤー強度とした。
【００７４】
その測定結果を図６に示す。同図の横軸における「電極／ポリイミド」は比較例であり、「電極／Ｓｉ」は本発明である。縦軸はワイヤー強度（ｇ）である。
【００７５】
同図に示すボンディングワイヤーの引っ張り強度試験の結果から明かなとおり、本発明での電極密着性は比較例に比べ２倍程度大きくなっていることがわかる。
【００７６】
また、本発明者は、上述にしたがって下記のような構成のＬＥＤアレイを作製した。そして、このＬＥＤアレイについて、素子間での漏れ電流特性を測定した。
【００７７】
まず、この実験に使用したＬＥＤアレイは、次のとおりである。
バッファ層２ａ、オーミックコンタクト層２ｂはそれぞれガリウム砒素を３μｍ、０．８μｍ、電子注入層２ｃはアルミガリウム砒素を０．４μｍの厚みに形成し、オーミックコンタクト層２ｂにはシリコンの半導体不純物を５×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³ 含有させ、電子注入層２ｃにはシリコンなどの一導電型半導体不純物を５×１０¹⁷ａｔｏｍｓ／ｃｍ³含有させた。
【００７８】
発光層３ａ、クラッド層３ｂおよびオーミックコンタクト層３ｃは、アルミガリウム砒素からなり、発光層３ａとクラッド層３ｂは膜厚０．４μｍ、オーミックコンタクト層３ｃについては、膜厚０．１５μｍにて形成し、発光層３ａとクラッド層３ｂは亜鉛（Ｚｎ）をそれぞれ１×１０¹⁷、５×１０¹⁹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³ 含有し、オーミックコンタクト層３ｃは亜鉛を１×１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³ 含有させた。
【００７９】
また、絶縁膜７は、ポリイミド合成樹脂を厚み１μｍに形成した。
【００８０】
そして、電極パットの下部にあたる部分には酸素を１０²⁰ｃｍ^-3程度の濃度になるようにイオン注入して拡散領域９を形成した。
【００８１】
このようにした作製したＬＥＤアレイに対し、漏れ電流特性を測定したところ、図８に示すようなＩ-Ｖ曲線が得られた。
【００８２】
この曲線は隣接する電極パット（６ｂ）間のＩ-Ｖ曲線を示し、図１中の▲１▼、▲２▼の電極パットにプローブを立てて、この間に流れる電流-電圧特性を測定して得られた。
【００８３】
横軸は、その印加電圧であり、３ボルト単位にて目盛られている。縦軸は電流値であり、２．００ｍＡ単位にて目盛られている。
【００８４】
イは本発明のＬＥＤアレイであり、ロは、比較例であり、拡散領域９を形成しないで、その他の構成は同じにしたＬＥＤアレイである。
【００８５】
図８から明かなとおり、本発明であるイの曲線によれば、イオン注入を行うことで素子間のリークが小さくなっていることが分かる。１０Ｖ付近で立ち上がっているのはＬＥＤのブレイクダウンによるものである。
【００８６】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更や改良等はなんら差し支えない。
【００８７】
たとえばこの例では、個別電極４と共通電極５を絶縁膜７上を通して延在して、その端部を外部回路との接続電極である外部接続用電極６と成し、この外部接続用電極６を単結晶基板１の非半導体被膜面上における絶縁膜７の非成膜部分に設けているが、それら個別電極４と共通電極５のうち一方だけを、かかる外部接続用電極６と接続して単結晶基板１の非半導体被膜面上における絶縁膜７の非成膜部分に設けてもよい。
【００８８】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明のＬＥＤアレイによれば、一導電型半導体層と逆導電型半導体層との双方ならびに単結晶基板の非半導体被膜面を覆う絶縁膜に対し電気的絶縁性の合成樹脂を用いるとともに、一方電極および／または他方電極を絶縁膜上を通して延在して、その端部を外部回路との接続電極と成し、この接続電極を単結晶基板にて予め酸素又は窒素のイオン注入した部分に直に設けたことで、従来のように有機絶縁膜上に接続電極を設けたものと比べて、その接続電極の密着性を大きくして、ワイヤーボンディング性能を高められる。これによって製造歩留まりを高め、製造コストを下げ、その結果、低コストならびに高品質かつ高信頼性のＬＥＤアレイが提供できた。
【００８９】
また、本発明のＬＥＤアレイにおいては、発光素子群内における各発光素子の延在部における他方電極に至る電極間隔が異なるとともに、一方の発光素子の電極間隔と他方の発光素子の電極間隔とを同じにして、双方の他方電極を通電せしめるように成したことで、発光素子の高密度化や小型化が達成された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＬＥＤアレイの一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ’線による断面図である。
【図３】図１に示すＢ−Ｂ’線による断面図である。
【図４】従来のＬＥＤアレイの一実施形態を示す平面図である。
【図５】図４に示すＡ−Ａ’線による断面図である。
【図６】本発明の接着強度効果を説明する図である。
【図７】（ａ）と（ｂ）は接着強度テスト用サンプルの構成を示す説明図である。
【図８】ＬＥＤアレイの漏れ電流特性を測定したＩ-Ｖ曲線図である。
【符号の説明】
１・・・単結晶基板
２・・・一導電型半導体層
３・・・逆導電型半導体層
４・・・個別電極
５・・・共通電極
６・・・外部回路との接続用電極
７・・・絶縁膜
８・・・延在部
９・・・拡散領域

Claims

シリコン単結晶基板上に一導電型半導体層と逆導電型半導体層と一方電極とを順次積層し、この一導電型半導体層を引き出した延在部の上に他方電極を形成して成る発光素子を複数個配列して発光素子群と成し、さらにこれら一導電型半導体層と逆導電型半導体層との双方を覆う合成樹脂からなる電気的絶縁性の絶縁膜を単結晶基板の非半導体被膜面にまで成膜せしめたＬＥＤアレイであって、
一方電極および／または他方電極を絶縁膜上を通して延在して、その端部を外部回路との接続電極と成し、この接続電極をシリコン単結晶基板にて予め酸素又は窒素のイオン注入した拡散領域に直に設けたことを特徴とするＬＥＤアレイ。