JP4484039B2 - 発光ダイオードアレイ - Google Patents
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Description
本発明の発光ダイオードアレイを図1〜6を参照して詳細に説明する。図1〜6において、図7〜11に示す発光ダイオードアレイと同じ部位には同じ参照番号を付してあり、特に断りがない限り、同じ参照番号の部位は同じ構造を有するものとする。また本発明の発光ダイオードアレイの断面構造自体は、導電層11の第二の溝21以外図9に示すものと同じである。なお説明の簡略化のために、上面図から絶縁層を省略してある。
基板10は、発光ダイオードに使用し得る導電性又は半絶縁性の基板で良い。導電性基板はn型でもp型でもよく、半絶縁性の場合、例えばn型GaAs基板等が挙げられる。基板10と導電層11との間にアンドープGaAs層等の高抵抗層を設けることにより、基板10と導電層11との絶縁性を向上させることもできる。また基板10と導電層11との間に、導電層11に対して逆の極性を有する半導体層を設けても良い。n型GaAsからなる基板10の場合、導電層11はp型GaAsからなるのが好ましい。
発光部1自体は図9に示すものと同じ構造を有しても良い。導電層11上に積層する化合物半導体の種類や結晶層の厚さは、所望の発光波長及び発光出力により適宜選択する。化合物半導体としては、例えばAlGaAs、AlGaInP等を用いることができる。発光部1は第一導電型のクラッド層、活性層及び第二導電型のクラッド層からなるダブルへテロ構造を有するのが好ましい。各発光部1は導電層11上に形成されたエピタキシャル層をメサエッチング溝19により分割することにより形成することができる。
図9に示すように、発光部1、ボンディング部8及びメサエッチング溝19は全体的に第一絶縁膜17及び第二絶縁膜18で覆われている。また後述するように電極及び配線の上には、ボンディングパッド6a,6cを除いて第三絶縁膜24及び第四絶縁膜25が形成されている。
第一及び第二の電極は一方がカソード電極で他方がアノード電極であればよく、それぞれの電極はカソード電極でもアノード電極でもよい。各電極はボンディング特性、下層とのオーミック接続特性及び密着性が良好であることが要求されるので、複数の金属層で構成されるのが好ましい。例えばアノード電極にAuZn/Ni/AuやTi/Pt/Au等の積層電極を使用し、カソード電極にAuGe/Ni/Au等の積層電極を使用することができる。
個々独立の複数の発光部1及びボンディング部8を形成するため、すなわち発光部1及びボンディング部8を個々独立の島状に分けるために、導電層11又はエッチングストッパ層12まで達するメサエッチング溝19が形成されている。
本発明の発光ダイオードアレイの好ましい製造方法を図1〜図3及び図9を参照して説明する。まず有機金属気相成長法(MOVPE法)により、n型GaAsからなる基板10の上面に、p型GaAs導電層11(キャリア濃度:4×1019cm-3、厚さ:1μm)、AlGaAsエッチングストッパ層12(キャリア濃度:3×1019cm-3、厚さ:0.1μm)、p型AlGaAsクラッド層13(キャリア濃度:1×1018cm-3、厚さ:1μm)、p型AlGaAs活性層14(キャリア濃度:1×1018cm-3、厚さ:1μm)、n型AlGaAsクラッド層15(キャリア濃度:2×1018cm-3、厚さ:3μm)、及びn型GaAsキャップ層16(キャリア濃度:1×1018cm-3、厚さ:0.5μm)を順次成長させる。
2・・・第一の電極(カソード電極)
2a・・・接続部
2b・・・延長部
3・・・第二の電極(アノード電極)
4・・・共通配線
5・・・引き出し配線
5a・・・アノード用引き出し配線
5c・・・カソード用引き出し配線
5k・・・共通配線用引き出し配線
6a・・・第二のボンディングパッド(アノード用)
6c・・・第一のボンディングパッド(カソード用)
7a・・・コンタクト孔(アノード用)
7c・・・コンタクト孔(カソード用)
7k・・・コンタクト孔(共通配線用)
8・・・ボンディング部
8a・・・第二のボンディング部(アノード用)
8c・・・第一のボンディング部(カソード用)
9・・・光取り出し部
10・・・n型GaAs基板
11・・・p型GaAs導電層
12・・・AlGaAsエッチングストッパ層
13・・・p型AlGaAsクラッド層
14・・・p型AlGaAs活性層
15・・・n型AlGaAsクラッド層
16・・・n型GaAsキャップ層
17・・・第一絶縁膜
18・・・第二絶縁膜
19・・・メサエッチング溝
20・・・第一の溝
20a・・・第一の溝の辺(アノード電極から最も遠い側)
20b・・・第一の溝のうち隣接するブロックを分ける溝部
21・・・第二の溝
21a・・・短い第二の溝
21b・・・長い第二の溝
22・・・メサエッチング溝の斜面
23・・・スクライブエリア
24・・・第三絶縁膜
25・・・第四絶縁膜
26a・・・直進電流
26b・・・回り込み電流
B1,B2,・・・B16・・・ブロック
Claims (4)
- 基板上に形成された導電層と、前記導電層上に形成された個々独立の複数の発光部と、前記発光部をブロックに分けるように前記導電層に形成された第一の溝と、各発光部の上面の少なくとも一部に形成された第一の電極と、各ブロック内で前記導電層上に直接形成された1つの第二の電極と、前記第一の電極と個別に接続するスイッチ用共通配線と、前記共通配線の各々に接続する第一のボンディングパッドと、前記第二の電極の各々に接続する第二のボンディングパッドとを有する発光ダイオードアレイにおいて、
各ブロック内にはn(nは4以上の偶数)個の発光部が横方向に配置されており、隣接する発光部間の前記導電層には、前記第一の溝に最も近いものが短く、それから交互に長、短・・・となるように第二の溝が形成され、かつ、各ブロックを四辺形状に囲む前記第一の溝は前記第一の電極側の溝部と、前記第二の電極側の溝部と、隣接するブロックを分ける一対の溝部とからなり、前記第二の溝は前記第一の電極側の溝部に櫛形状に連結し、短い第二の溝は前記発光部の光取り出し部(前記発光部の第一の電極以外の部分)の端部側(前記第二の電極から遠い側)まで形成されており、長い第二の溝は少なくとも前記発光部の端部側(前記第二の電極側)まで形成されていることを特徴とする発光ダイオードアレイ。 - 請求項1に記載の発光ダイオードアレイにおいて、前記共通配線がn本であり、前記第一のボンディングパッドと前記第二のボンディングパッドとの数の比率が1:nであることを特徴とする発光ダイオードアレイ。
- 請求項1〜2のいずれかに記載の発光ダイオードアレイにおいて、前記第一及び第二のボンディングパッドは、前記導電層上に島状に形成された個々独立のボンディング部上に設けられていることを特徴とする発光ダイオードアレイ。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の発光ダイオードアレイにおいて、前記発光部及び前記ボンディング部がメサエッチング溝により個々独立に形成されていることを特徴とする発光ダイオードアレイ。
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