JP3857083B2

JP3857083B2 - Ｌｅｄアレイ

Info

Publication number: JP3857083B2
Application number: JP2001230631A
Authority: JP
Inventors: 哲広大崎; 勝信北田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2021-07-30
Also published as: JP2003046129A

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】
従来のＬＥＤアレイを図５と図６によって示す。図５はＬＥＤアレイの平面図であり、図６はその断面図である。
【０００３】
２１は単結晶基板であり、単結晶基板２１上において、２２は一導電型半導体層、２３は逆導電型半導体層、２４は個別電極、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは共通電極、２６は窒化シリコン膜やポリイミド等の有機材料膜などから成る保護膜としての絶縁膜である。
【０００４】
単結晶基板２１上に、各発光素子ごとに一導電型半導体層２２と逆導電型半導体層２３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２２の面積は逆導電型半導体層２３の面積に比べて大きくしている。
【０００５】
一導電型半導体層２２は、バッファ層２２ａ、オーミックコンタクト層２２ｂおよび電子注入層２２ｃで構成される。
【０００６】
逆導電型半導体層２３は、発光層２３ａ、クラッド層２３ｂおよび他のオーミックコンタクト層２３ｃで構成される。
【０００７】
また、一導電型半導体層２２の上に絶縁膜２６を被覆しているが、その露出部に共通電極２５（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）を接続して設けたことで、絶縁膜２６と共通電極２５とを延在部の上で並設している。
【０００８】
さらに逆導電型半導体層２３の上にも絶縁膜２６を被覆しているが、その露出部に個別電極２４を接続して設けている。
【０００９】
この発光ダイオードアレイ構造では、個別電極２４と共通電極２５（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）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ができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この配線構造ではカソード側の配線において、図５の電極パッドのうちで、パッドＢのようにパッドから共通電極のラインに行くまでの接続の配線が非常に長くなり、その配線部で断線やショートなどの不具合が起きやすくなっていた。
【００１１】
また、配線間のショートが無いように配線間隔を十分に取る必要があるため、設計上電極パッドを配置する空間が非常に狭くなり、実装の際にワイヤーボンディングを打つ領域が非常に狭くなるという課題もあった。
【００１２】
本発明は叙上に鑑みて完成されたものであり、その目的はパッド配列の順番を決定することで、無駄な引き回しを無くし、同じチップ幅でできるだけ大きな電極パッドを設置することで、実装時の不具合を削減した高性能かつ高信頼性のＬＥＤアレイを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のＬＥＤアレイは、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設けて成る発光素子をｓ個（ｓはｓ≧２の自然数）配列し、これらの発光素子の各一方電極に対し共通に成した電極パッドを配設して成る発光素子群を、複数個ライン状に配列せしめ、さらに前記発光素子群内における各発光素子の前記延在部における前記他方電極に至る電極間隔Ｘが異なるとともに、一方の発光素子群の前記発光素子の電極間隔Ｘと他方の発光素子群の前記発光素子の電極間隔Ｘとを同じにして、双方の前記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ＬＥＤアレイであって、前記発光素子群の配列ラインの一方側に前記一方電極に対応した前記電極パッドを配設し、一方および他方の発光素子群の個々の電極間隔Ｘを配列順に長くするかもしくは短くして違えることで、前記一方および他方の発光素子群とそれらに隣接する発光素子群とを互いに対称的な電極間隔パターンにし、かつ電極間隔Ｘを同じにした各発光素子の前記他方電極を通電させるために、前記延在部の上をまたがるように複数の接続線を発光素子群の前記配列ラインと平行に形成するとともに、前記発光素子群の前記配列ラインの他方側には、ｓ個の前記発光素子のうち電極間隔Ｘに対し最も長い電極間隔Ｘｓより順次短くなることに伴って電極間隔をＸ（ｓ−１）・・・Ｘ１と規定して、電極間隔Ｘａ（ただしｓ−１≧ａ≧１）に対応する前記接続線を、電極間隔Ｘｂ（ただしｓ≧ｂ≧ａ＋１）に対応する前記接続線の前記配列ライン側に存在するように配設し、前記複数の接続線において、ｐ番目（ｐは自然数）に長い電極間隔Ｘ（ｓ−ｐ＋１）に対応する接続線をそれぞれ複数本に区切り、前記区切られた接続線全てに対して、２ ^ｐ個の発光素子群のみをそれぞれ接続し、さらに前記他の電極パッドをそれぞれ接続して、前記区切られた接続線同士の切れ目から、より前記配列ラインに近い側に位置する、前記区切られた接続線に接続された前記他の電極パッドを張り出すようにしたことを特徴とするものである。また、本発明のＬＥＤアレイは、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設けて成る発光素子をｓ個（ｓはｓ≧２の自然数）配列し、これらの発光素子の各一方電極に対し共通に成した電極パッドを配設して成る発光素子群を、複数個ライン状に配列せしめ、さらに前記発光素子群内における各発光素子の前記延在部における前記他方電極に至る電極間隔Ｘが異なるとともに、一方の発光素子群の前記発光素子の電極間隔Ｘと他方の発光素子群の前記発光素子の電極間隔Ｘとを同じにして、双方の前記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ＬＥＤアレイであって、前記発光素子群の配列ラインの一方側に前記一方電極に対応した前記電極パッドを配設し、一方および他方の発光素子群の個々の電極間隔Ｘを配列順に長くするかもしくは短くして違えることで、前記一方および他方の発光素子群とそれらに隣接する発光素子群とを互いに対称的な電極間隔パターンにし、かつ電極間隔Ｘを同じにした各発光素子の前記他方電極を通電させるために、前記延在部の上をまたがるように複数の接続線を発光素子群の前記配列ラインと平行に形成するとともに、前記発光素子群の前記配列ラインの他方側には、ｓ個の前記発光素子のうち電極間隔Ｘに対し最も長い電極間隔Ｘｓより順次短くなることに伴って電極間隔をＸ（ｓ−１）・・・Ｘ１と規定して、電極間隔Ｘａ（ただしｓ−１≧ａ≧１）に対応する前記接続線を、電極間隔Ｘｂ（ただしｓ≧ｂ≧ａ＋１）に対応する前記接続線の前記配列ライン側に存在するように配設し、前記複数の接続線において、ｐ番目（ｐは自然数）に長い電極間隔Ｘ（ｓ−ｐ＋１）に対応する接続線をそれぞれ複数本に区切り、前記区切られた接続線全てに対して、２ ^ｐ＋１個の発光素子群のみをそれぞれ接続し、さらに前記他の電極パッドをそれぞれ接続して、前記区切られた接続線同士の切れ目から、より前記配列ラインに近い側に位置する、前記区切られた接続線に接続された前記他の電極パッドを張り出すようにしたことを特徴とするものである。
【作用】
本発明によれば、上記構成のように、発光素子群の配列ラインの一方側に一方電極に対応した電極パッドを配設し、一方および他方の発光素子群の個々の電極間隔Ｘを配列順に長くするかもしくは短くして違えることで前記一方および他方の発光素子群とそれらに隣接する発光素子群とを互いに対称的な電極間隔パターンにし、かつ電極間隔Ｘを同じにした各発光素子の他方電極を通電させるために、延在部の上をまたがるように複数の接続線を発光素子群の配列ラインと平行に形成するとともに、発光素子群の配列ラインの他方側には、ｓ個の発光素子のうち電極間隔Ｘに対し最も長い電極間隔Ｘｓより順次短くなることに伴って電極間隔をＸ（ｓ−１）・・・Ｘ１と規定して、隣接する発光素子群にて最も長い電極間隔Ｘｓに対応する共通の他の電極パッドを配設し、次にｐ番目（ｐはｐ≧２の自然数）に長い電極間隔Ｘ（ｓ−ｐ＋１）に対応する２^ｐ個の発光素子群にて共通の他の電極パッドを配設し、電極間隔Ｘａ（ただしｓ−１≧ａ≧１）に対応する前記接続線を、電極間隔Ｘｂ（ただしｓ≧ｂ≧ａ＋１）に対応する前記接続線の前記配列ライン側に存在するように配設したことで、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。
また、本発明によれば、上記構成のように、発光素子群の配列ラインの一方側に一方電極に対応した電極パッドを配設し、一方および他方の発光素子群の個々の電極間隔Ｘを配列順に長くするかもしくは短くして違えることで前記一方および他方の発光素子群とそれらに隣接する発光素子群とを互いに対称的な電極間隔パターンにし、かつ電極間隔Ｘを同じにした各発光素子の他方電極を通電させるために、延在部の上をまたがるように複数の接続線を発光素子群の配列ラインと平行に形成するとともに、発光素子群の配列ラインの他方側には、ｓ個の発光素子のうち電極間隔Ｘに対し最も長い電極間隔Ｘｓより順次短くなることに伴って電極間隔をＸ（ｓ−１）・・・Ｘ１と規定して、隣接する発光素子群にて最も長い電極間隔Ｘｓに対応する共通の他の電極パッドを配設し、次にｐ番目（ｐはｐ≧２の自然数）に長い電極間隔Ｘ（ｓ−ｐ＋１）に対応する２ ^ｐ＋１個の発光素子群にて共通の他の電極パッドを配設し、電極間隔Ｘａ（ただしｓ−１≧ａ≧１）に対応する前記接続線を、電極間隔Ｘｂ（ただしｓ≧ｂ≧ａ＋１）に対応する前記接続線の前記配列ライン側に存在するように配設したことで、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。
【００１４】
さらに本発明のＬＥＤアレイによれば、各々の共通電極ラインに対し１つ以上の電極パッドを電極ラインにテラス状に設けられるようにすることで、各々の電極パッドと電極ラインの間の配線を太いラインで結ぶことができ、かつ無駄な電極配線を排して断線やショートの発生度合を減らした。
【００１５】
さらにまた、本発明によれば、各々電極パッドの上部には、その電極パッドが接続すべき電極ラインが存在し、これにより、電極パッドからその上部の電極ラインまでの空間を電極パッドとして使用することができ、その結果、発光素子の小型化を実現しながらも実装時のワイヤーボンディングの際のスペースを広くし、実装を容易にし、ＬＥＤヘッドの組み立て歩留りを向上できる。
【００１６】
【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と図２は本発明のＬＥＤアレイの一実施形態を示す。
【００１７】
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Ｖ−Ｖ’線による断面図である。図２には、参照符号として、Ｖ、Ｖ’を明示することでもって、その断面図の方向を示す。
【００１８】
１は単結晶基板であり、単結晶基板１上において、２は一導電型半導体層、３は逆導電型半導体層、４は前記一方電極である個別電極、５は前記他方電極である共通電極、６は窒化シリコン膜などから成る保護膜としての絶縁膜である。
【００１９】
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７を設けている。
【００２０】
また、図２に示されるように、一導電型半導体層２の上に絶縁膜６を被覆しているが、その露出部に共通電極５（５ａ、５ｂ）を接続して設けることで、絶縁膜６と共通電極５とを延在部７の上で並設している。
【００２１】
さらに逆導電型半導体層３の上にも絶縁膜６を被覆しているが、その露出部に個別電極４を接続して設けている。
【００２２】
単結晶基板１は半導体基板からなり、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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、電子の注入層２ｃはアルミニウムガリウム砒素などで形成される。
【００２５】
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１×１０^１６〜１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３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それよりも少なく含有する。
【００２６】
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１×１０^１６〜１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３含有させる。
【００２７】
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０．１〜３．０μｍ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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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１×１０^１６〜１０^２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３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１×１０^１９〜１０^２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３程度含有する。
【００３２】
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。
【００３３】
また、絶縁膜６は、たとえば窒化シリコンなどから成り、厚み２０００Å程度に形成される。
【００３４】
個別電極４と共通電極５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）は金／クロム（Ａｕ／Ｃｒ）などから成り、厚み１μｍ程度に形成される。
【００３５】
各発光素子は、上記のような構成であるが、つぎに図１と図３にて各発光素子に対する電極構造を示す。
【００３６】
本例においては、４個の発光素子でもって発光素子群とする（ｓ＝４）。これら各発光素子の個別電極４に対し共通に成した電極パッド８を配設し、個々の電極パッド８に対応した発光素子群９を設け、さらに前記一方の発光素子群と他方の発光素子群とを交互に配列することで、複数個の発光素子群９をライン状に配列している。
【００３７】
また、発光素子群９内における各発光素子の延在部７における共通電極５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）に至る電極間隔Ｘが異なるとともに、一方の発光素子群９の発光素子の電極間隔と、他方の発光素子群９の発光素子の電極間隔とを同じにして、双方の他方電極に対し共通に成した他の電極パッド１０を配設している。
【００３８】
そして、電極間隔Ｘを同じにした各発光素子の共通電極５を通電させるために、延在部７の上の絶縁膜６をまたがるように、接続線１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）を発光素子の配列ラインと平行に形成している。
【００３９】
さらに一方の発光素子群と他方の発光素子群としての隣接する発光素子群９、９に対し、発光素子群９内にて個々の電極間隔Ｘを配列順に長くするか、もしくは短くして違えることで、対称的な電極間隔パターンにしている。
【００４０】
次に図４にて、電極間隔Ｘを４とおりに違えて、１２８ｂｉｔ（ビット）ＬＥＤアレイのうちの６４ｂｉｔ分のパッド配列図を示す。同図において、Ａ〜Ｄは各カソードラインに相当し、図１のＡ〜Ｄに対応している。また、黒いラインは各５ａ〜５ｄの電極ラインを表し、さらにまた、黒丸はその各５ａ〜５ｄの電極ラインと延在部７との接点を表す。
【００４１】
本発明は、４個の発光素子のうち電極間隔Ｘに対し最も長い電極間隔Ｘ4より順次短くなることに伴って電極間隔をＸ3、Ｘ2、Ｘ1と規定して、隣接する発光素子群にて最も長い電極間隔Ｘ4に対応する共通の他の電極パッドを配設し、次に２番目に短い電極間隔Ｘ3に対応する４個の発光素子群にて共通の他の電極パッドを配設している。
【００４２】
次に３番目に短い電極間隔Ｘ2に対応する８個の発光素子群にて共通の他の電極パッドを配設している。
【００４３】
この点を図３にして詳述すると、電極間隔Ｘがもっとも短いものをＸ11として、そこを端部の発光素子として、順次、Ｘ21、Ｘ31、Ｘ41とし、…Ｘ4n、Ｘ3n、Ｘ2n、Ｘ1nとしている。
【００４４】
１２８ｂｉｔを４種類で３２グループ（３２個の発光素子群９）に分けることで、ｎ＝１〜３２である。
【００４５】
各発光素子群９をグループＧ１、Ｇ２、…Ｇｍとすると、グループＧ１における電極間隔Ｘ11の発光素子と、グループＧ２における電極間隔Ｘ1２の発光素子とを、接続線１１ａでもって接続し、グループＧｎにおける電極間隔Ｘ1nの発光素子と接続している。
【００４６】
グループＧ１における電極間隔Ｘ21の発光素子と、グループＧ２における電極間隔Ｘ22の発光素子と、…グループＧｎにおける電極間隔Ｘ2nの発光素子とを、接続線１１ｂでもって接続している。
【００４７】
同様に、グループＧ１における電極間隔Ｘ31の発光素子と、グループＧ２における電極間隔Ｘ32の発光素子と、…グループＧｎにおける電極間隔Ｘ3nの発光素子とを、接続線１１ｃでもって接続している。
【００４８】
グループＧ１における電極間隔Ｘ41の発光素子と、グループＧ２における電極間隔Ｘ42の発光素子と、…グループＧｎにおける電極間隔Ｘ4nの発光素子とを、接続線１１ｄでもって接続している。
【００４９】
そして、各発光素子群に設けた電極パッド８と、他のグループ化された電極パッド１０とに対し、双方間に選択的に電圧を印加することで、所定の発光素子に電流を流すことができ、その素子を発光せしめる。
【００５０】
かくして本発明のＬＥＤアレイによれば、各発光素子群９（グループＧ１、Ｇ２、…Ｇｎ）ごとに、共通に成した電極パッド８を配設し、そして、発光素子群９（グループＧ１、Ｇ２、…Ｇｎ）内における各発光素子の電極間隔Ｘが異なるとともに、一方の発光素子群の発光素子の電極間隔Ｘと他方の発光素子群の発光素子の電極間隔Ｘとを同じにして、双方の共通電極５に対し共通に成した電極パッド１０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た。
【００５１】
また、本発明においては、さらに電極間隔Ｘを同じにした各発光素子の共通電極５を通電するために、延在部７上の絶縁膜６をまたがるように、接続線１１を発光素子の配列ラインと平行に形成したことで、別の絶縁膜を形成することもなく、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Ｘ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、そのように規則的にパターンしたことで、容易な設計となり、製造上簡略化される。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る。たとえば、図４に示すように、接続線１１ｃに接続した電極パッド１０ａについては、分断した接続線１１ｄの間に設けることで、その面積を広くすることができる。
【００５２】
また、本発明においては、最遠部の電極ラインを２延在部毎に区切り、すなわち最も長い延在部２つ分を１組とし、そして、この前記最遠部の電極ラインの切れ目（前述２つで１組の延在部を結ぶ電極と隣の同様な前述２つで１組の延在部との間の電極が切れる部分）からその内側の電極ラインの電極パッドをラインを外に膨らませるような形で張り出させ、このような形状を繰り返し、同様に各々の共通電極ラインに対し１つ以上の電極パッドを電極ラインにテラス状に、すなわちベランダが外に張り出したような形状に設ける。図３に４カソードの場合のパッド配列図を示す。
【００５３】
このような構成によれば、まず最近部の電極ラインから出る電極パッドを両サイドに配置する。次に最遠部の電極ラインを延在部２つ分をカバーできるように伸ばし、この真下にテラス状に電極パッドを配置する。次に２番目に遠い電極ラインを延在部４つ分をカバーできるように伸ばし、中央にテラス状に電極パッドを配置する。もう一度最遠部の電極パッドを前記のように配置し、２番目に近い電極ラインを延在部８つ分をカバーできるように伸ばす。これを繰り返し、配線抵抗の影響を排すため１つの電極パッドから伸びるラインがチップ全体の半分以下になるように維持しつつ、電極パッドを配置する。これによって各々の電極パッドと電極ラインの間の配線を太いラインで結ぶことができ、かつ無駄な電極配線を排して断線やショートの発生確率を減らした。その結果、製造歩留りが向上し、低コストなＬＥＤアレイが提供された。
【００５４】
さらにまた、各々の電極パッドの上部にはその電極パッドが接続すべき電極ラインが存在するため、電極パッドからその上部の電極ラインまでの空間をすべて電極パッドとして使用することができ、発光素子の小型化を実現しながら実装時のワイヤーボンディングの際のスペースを広くし、実装を容易にし、ＬＥＤヘッドの組み立て歩留りを向上でき、低コストなＬＥＤアレイが提供された。
【００５５】
次に上述のようなＬＥＤアレイの製造方法を説明する。まず、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。
【００５６】
まず、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とを形成する。
【００５７】
この成膜において、原料ガスとしてはＴＭＧ（（ＣＨ_３）_３Ｇａ）、ＴＥＧ（（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｇａ）、アルシン（ＡｓＨ_３）、ＴＭＡ（（ＣＨ_３）_３Ａｌ）、ＴＥＡ（（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ａｌ）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（ＳｉＨ_４）、セレン化水素（Ｈ_２Ｓｅ）、ＤＭＺ（（ＣＨ_３）_２Ｚｎ）などが用いられ、キャリアガスとしては、Ｈ_２などが用いられる。
【００５８】
次に、隣接する素子同士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ＣＣｌ_２Ｆ_２ガスを用いたドライエッチングなどで行われる。
【００５９】
しかる後に、一導電型半導体層２の一端部側に延在部７を設け、この延在部７の上にその一部が露出し、かつこの一導電型半導体層２の隣接する領域部分が露出するようにエッチングする。また、逆導電型半導体層３が一導電型半導体層２よりも幅狭に形成されるように逆導電型半導体層３をエッチングする。
【００６０】
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ＣＣｌ_２Ｆ_２ガスを用いたドライエッチングなどで行なわれる。
【００６１】
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、たとえばアルカリ性水溶液でエッチングする。この時、一導電型半導体層２の延在部７の一部が露出し、かつこの一導電型半導体層２の隣接する領域部分が露出するように、そして、逆導電型半導体層３が一導電型半導体層２よりも幅狭に形成されるように逆導電型半導体層３をエッチングした際に用いたパターンを残したままで行ない、これによって逆導電型半導体層３を一切おかすことなく電気的に分離する。
【００６２】
次にプラズマＣＶＤ法で、シランガス（ＳｉＨ_４）とアンモニアガス（ＮＨ_３）を用いて窒化シリコンから成る絶縁膜６を形成してパターニングする。
【００６３】
最後に、クロムと金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電極パッド９、１０および接続線１１を形成する。
【００６４】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明のＬＥＤアレイによれば、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設けて成る発光素子をｓ個（ｓはｓ≧２の自然数）配列し、これらの発光素子の各一方電極に対し共通に成した電極パッドを配設して成る発光素子群を、複数個ライン状に配列せしめ、さらに前記発光素子群内における各発光素子の前記延在部における前記他方電極に至る電極間隔Ｘが異なるとともに、一方の発光素子群の前記発光素子の電極間隔Ｘと他方の発光素子群の前記発光素子の電極間隔Ｘとを同じにして、双方の前記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ＬＥＤアレイであって、前記発光素子群の配列ラインの一方側に前記一方電極に対応した前記電極パッドを配設し、一方および他方の発光素子群の個々の電極間隔Ｘを配列順に長くするかもしくは短くして違えることで、前記一方および他方の発光素子群とそれらに隣接する発光素子群とを互いに対称的な電極間隔パターンにし、かつ電極間隔Ｘを同じにした各発光素子の前記他方電極を通電させるために、前記延在部の上をまたがるように複数の接続線を発光素子群の前記配列ラインと平行に形成するとともに、前記発光素子群の前記配列ラインの他方側には、ｓ個の前記発光素子のうち電極間隔Ｘに対し最も長い電極間隔Ｘｓより順次短くなることに伴って電極間隔をＸ（ｓ−１）・・・Ｘ１と規定して、電極間隔Ｘａ（ただしｓ−１≧ａ≧１）に対応する前記接続線を、電極間隔Ｘｂ（ただしｓ≧ｂ≧ａ＋１）に対応する前記接続線の前記配列ライン側に存在するように配設し、前記複数の接続線において、ｐ番目（ｐは自然数）に長い電極間隔Ｘ（ｓ−ｐ＋１）に対応する接続線をそれぞれ複数本に区切り、前記区切られた接続線全てに対して、２ ^ｐ個の発光素子群のみをそれぞれ接続し、さらに前記他の電極パッドをそれぞれ接続して、前記区切られた接続線同士の切れ目から、より前記配列ラインに近い側に位置する、前記区切られた接続線に接続された前記他の電極パッドを張り出すようにしたことから、最遠部の電極ラインを２延在部毎に区切り、この前記最遠部の電極ラインの切れ目からその内側の電極ラインの電極パッドを張り出させることを繰り返し、同様に各々の共通電極ラインに対し１つ以上の電極パッドを電極ラインにテラス状に設けられるようにすることで、各々の電極パッドと電極ラインの間の配線を太いラインで結ぶことができ、かつ無駄な電極配線を排して断線やショートの発生確率を減らすことができた。
また、本発明のＬＥＤアレイによれば、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設けて成る発光素子をｓ個（ｓはｓ≧２の自然数）配列し、これらの発光素子の各一方電極に対し共通に成した電極パッドを配設して成る発光素子群を、複数個ライン状に配列せしめ、さらに前記発光素子群内における各発光素子の前記延在部における前記他方電極に至る電極間隔Ｘが異なるとともに、一方の発光素子群の前記発光素子の電極間隔Ｘと他方の発光素子群の前記発光素子の電極間隔Ｘとを同じにして、双方の前記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ＬＥＤアレイであって、前記発光素子群の配列ラインの一方側に前記一方電極に対応した前記電極パッドを配設し、一方および他方の発光素子群の個々の電極間隔Ｘを配列順に長くするかもしくは短くして違えることで、前記一方および他方の発光素子群とそれらに隣接する発光素子群とを互いに対称的な電極間隔パターンにし、かつ電極間隔Ｘを同じにした各発光素子の前記他方電極を通電させるために、前記延在部の上をまたがるように複数の接続線を発光素子群の前記配列ラインと平行に形成するとともに、前記発光素子群の前記配列ラインの他方側には、ｓ個の前記発光素子のうち電極間隔Ｘに対し最も長い電極間隔Ｘｓより順次短くなることに伴って電極間隔をＸ（ｓ−１）・・・Ｘ１と規定して、電極間隔Ｘａ（ただしｓ−１≧ａ≧１）に対応する前記接続線を、電極間隔Ｘｂ（ただしｓ≧ｂ≧ａ＋１）に対応する前記接続線の前記配列ライン側に存在するように配設し、前記複数の接続線において、ｐ番目（ｐは自然数）に長い電極間隔Ｘ（ｓ−ｐ＋１）に対応する接続線をそれぞれ複数本に区切り、前記区切られた接続線全てに対して、２ ^ｐ＋１個の発光素子群のみをそれぞれ接続し、さらに前記他の電極パッドをそれぞれ接続して、前記区切られた接続線同士の切れ目から、より前記配列ラインに近い側に位置する、前記区切られた接続線に接続された前記他の電極パッドを張り出すようにしたことから、最遠部の電極ラインを２延在部毎に区切り、この前記最遠部の電極ラインの切れ目からその内側の電極ラインの電極パッドを張り出させることを繰り返し、同様に各々の共通電極ラインに対し１つ以上の電極パッドを電極ラインにテラス状に設けられるようにすることで、各々の電極パッドと電極ラインの間の配線を太いラインで結ぶことができ、かつ無駄な電極配線を排して断線やショートの発生確率を減らすことができた。
【００６５】
また各々の電極パッドの上部には必ずその電極パッドが接続すべき電極ラインが存在するため、電極パッドからその上部の電極ラインまでの空間をすべて電極パッドとして使用することができ、発光素子の小型化を実現しながら実装時のワイヤーボンディングの際のスペースを広くし、実装を容易にし、ＬＥＤヘッドの組み立て歩留りを向上することができた。
【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Ｖ−Ｖ’線による断面図である。
【図３】本発明のＬＥＤアレイの一実施形態を示す平面図である。
【図４】本発明のパッド配列図を示す概念図である。
【図５】従来のＬＥＤアレイの一実施形態を示す平面図である。
【図６】従来のＬＥＤアレイを示す断面図である。
【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・・・絶縁膜
７・・・延在部
８・・・電極パッド
９・・・発光素子群
１０・・・電極パッド
１１・・・接続線
Ｘ・・・電極間隔

Claims

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設けて成る発光素子をｓ個（ｓはｓ≧２の自然数）配列し、これらの発光素子の各一方電極に対し共通に成した電極パッドを配設して成る発光素子群を、複数個ライン状に配列せしめ、さらに前記発光素子群内における各発光素子の前記延在部における前記他方電極に至る電極間隔Ｘが異なるとともに、一方の発光素子群の前記発光素子の電極間隔Ｘと他方の発光素子群の前記発光素子の電極間隔Ｘとを同じにして、双方の前記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ＬＥＤアレイであって、
前記発光素子群の配列ラインの一方側に前記一方電極に対応した前記電極パッドを配設し、一方および他方の発光素子群の個々の電極間隔Ｘを配列順に長くするかもしくは短くして違えることで、前記一方および他方の発光素子群とそれらに隣接する発光素子群とを互いに対称的な電極間隔パターンにし、
かつ電極間隔Ｘを同じにした各発光素子の前記他方電極を通電させるために、前記延在部の上をまたがるように複数の接続線を発光素子群の前記配列ラインと平行に形成するとともに、
前記発光素子群の前記配列ラインの他方側には、ｓ個の前記発光素子のうち電極間隔Ｘに対し最も長い電極間隔Ｘｓより順次短くなることに伴って電極間隔をＸ（ｓ−１）・・・Ｘ１と規定して、
電極間隔Ｘａ（ただしｓ−１≧ａ≧１）に対応する前記接続線を、電極間隔Ｘｂ（ただしｓ≧ｂ≧ａ＋１）に対応する前記接続線の前記配列ライン側に存在するように配設し、
前記複数の接続線において、ｐ番目（ｐは自然数）に長い電極間隔Ｘ（ｓ−ｐ＋１）に対応する接続線をそれぞれ複数本に区切り、
前記区切られた接続線全てに対して、２ ^ｐ個の発光素子群のみをそれぞれ接続し、さらに前記他の電極パッドをそれぞれ接続して、
前記区切られた接続線同士の切れ目から、より前記配列ラインに近い側に位置する、前記区切られた接続線に接続された前記他の電極パッドを張り出すようにしたことを特徴とするＬＥＤアレイ。
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設けて成る発光素子をｓ個（ｓはｓ≧２の自然数）配列し、これらの発光素子の各一方電極に対し共通に成した電極パッドを配設して成る発光素子群を、複数個ライン状に配列せしめ、さらに前記発光素子群内における各発光素子の前記延在部における前記他方電極に至る電極間隔Ｘが異なるとともに、一方の発光素子群の前記発光素子の電極間隔Ｘと他方の発光素子群の前記発光素子の電極間隔Ｘとを同じにして、双方の前記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ＬＥＤアレイであって、
前記発光素子群の配列ラインの一方側に前記一方電極に対応した前記電極パッドを配設し、一方および他方の発光素子群の個々の電極間隔Ｘを配列順に長くするかもしくは短くして違えることで、前記一方および他方の発光素子群とそれらに隣接する発光素子群とを互いに対称的な電極間隔パターンにし、
かつ電極間隔Ｘを同じにした各発光素子の前記他方電極を通電させるために、前記延在部の上をまたがるように複数の接続線を発光素子群の前記配列ラインと平行に形成し、
前記発光素子群の前記配列ラインの他方側には、ｓ個の前記発光素子のうち電極間隔Ｘに対し最も長い電極間隔Ｘｓより順次短くなることに伴って電極間隔をＸ（ｓ−１）・・・Ｘ１と規定して、
電極間隔Ｘａ（ただしｓ−１≧ａ≧１）に対応する前記接続線を、電極間隔Ｘｂ（ただしｓ≧ｂ≧ａ＋１）に対応する前記接続線の前記配列ライン側に存在するように配設し、
前記複数の接続線において、ｐ番目（ｐは自然数）に長い電極間隔Ｘ（ｓ−ｐ＋１）に対応する接続線をそれぞれ複数本に区切り、前記区切られた接続線全てに対して、
２ ^ｐ＋１個の発光素子群のみをそれぞれ接続し、さらに前記他の電極パッドをそれぞれ接続するとともに、
前記区切られた接続線同士の切れ目から、より前記配列ラインに近い側に位置する、前記区切られた接続線に接続された前記他の電極パッドを張り出すようにしたことを特徴とするＬＥＤアレイ。