JP4704079B2 - 光半導体装置、ledヘッド、及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Description
基板上に配置された第1のメタル層と、前記第1のメタル層上に配置され、発光素子を有して最上層がコンタクト層であり、積層方向から見たときに該コンタクト層が隣接する下層に対して、発光領域に対向する限定された領域に存在する半導体薄膜と、前記半導体薄膜の積層方向から見たとき、前記コンタクト層が存在する領域及びその周囲を除いて、前記下層及びその他の領域を覆う層間絶縁層と、前記半導体薄膜の積層方向から見たとき、前記コンタクト層が存在する領域及びその周囲の表面部と電気的に接続し、前記発光素子の領域外まで延在する透明導電膜層と、前記コンタクト層と前記透明導電膜層との間に形成された第2のメタル層と、前記半導体薄膜の積層方向から見たとき、前記発光素子の領域外で前記透明導電膜層と電気的に接続する電極パッドとを有し、
前記コンタクト層、及び前記コンタクト層と前記透明導電膜層との間に形成された前記第2のメタル層は、複数の領域に分割してストライプパターンに設けられ、
前記ストライプパターンの間隔を発光波長の2倍以上とし、前記第2のメタル層の厚さを10nm以上としたことを特徴とする。
上記した光半導体装置と、前記発光素子から出射した光を導く光学系とを有することを特徴とする。
像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像する現像手段とを有し、前記露光手段として、上記LEDヘッドを用いたことを特徴とする。
図1は、本発明による実施の形態1の光半導体装置10の要部構成を概略的に示す平面図であり、図2は、図1に示す光半導体装置10をA−A線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。尚、図1には、簡単のため、各配線相互、配線と導電層間などのショートを防止するための層間絶縁膜14(図2)については、その開口部14aのみを点線で示す。
1)基板11に、活性層12bを有して最上層がコンタクト層12dである半導体薄膜12を設けている、
2)コンタクト層12dは、コンタクト層に接する上クラッド層12cよりも面積が小さく形成されている、
3)コンタクト層12dは、層間絶縁膜14から完全に露出している、
4)コンタクト層12dを完全に被覆する透明導電膜15を層間絶縁膜14上に設けている、
5)コンタクト層12dを被覆するのは、透明導電膜15のみである、
といった特徴を有する。
・コンタクト層12d直下領域に電流を集中させることができる、
・発光した光を、不透明な構造体で遮蔽することなく効率よく外部に取り出すことができる、といった効果を得ることが出来る。
図3は、本発明による実施の形態2の光半導体装置20の断面を概略的に示す要部断面図である。
・裏面方向に向かう光を反射させて上面から取り出すことができ光取り出し効果を大幅に向上させることができる、
・異種基板上に発光デバイスを設けることができるので、放熱性の向上、コストの削減、支持基板形状の自由度向上、
などの効果を得ることができる。
図4は、本発明による実施の形態3の光半導体装置30の断面を概略的に示す要部断面図である。
図5は、本発明による実施の形態4の光半導体装置40の要部構成を概略的に示す平面図であり、図6は、図5に示す光半導体装置40をB−B線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。尚、図5では、簡単のため、層間絶縁膜44(図6参照)については、その外形及び開口部44aのみ点線で示し、透明導電膜45(図6参照)については、外形のみ実線(一部点線)で示している。
更に、半導体薄膜42を半導体薄膜で形成するため、素子分離のためのエッチング深さを浅くでき、素子分離を容易に行うことができる。
図7は、本発明による実施の形態5の光半導体装置50の要部構成を概略的に示す平面図である。図8は、図7に示す光半導体装置50をC−C線で切る断面を概略的に示す要部断面図であり、図9は、図7に示す光半導体装置50をD−D線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。尚、図7では、簡単のため、層間絶縁膜54(図8参照)については、その外形及び開口部54aのみ点線で示し、透明導電膜55(図8参照)については、外形のみ実線(一部点線)で示している。
(1)透明導電膜55及びコンタクト層52eとオーミックコンタクトを形成する機能、
(2)上面へ射出された光を反射する機能、
を備えている。
・メタル層59と透明導電膜55の間、及びメタル層59とコンタクト層52eの各間でのオーミックコンタクトを低抵抗とすることができる、
・コンタクト層52eの下側で発生する強い光が、上面、下面の各メタル層間での反射による往復で更に増幅されるため、より強くなった光を取り出すことができる、
・パターン化したメタル層間にコンタクト層を有し、その上を透明導電膜で被覆したので、電極全体としてメタル層の作用により抵抗値が減少する、
といった効果を得ることが出来る。
図11は、本発明による実施の形態6の光半導体装置60の要部構成を概略的に示す平面図である。図12は、図11に示す光半導体装置60をE−E線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。尚、図11では、簡単のため、層間絶縁膜54(図12参照)については、その外形及び開口部54aのみ点線で示し、透明導電膜65(図12参照)については、外形のみ実線(一部点線)で示している。
図14は、本発明による実施の形態7の光半導体装置70の要部構成を概略的に示す平面図であり、図15は、図14に示す光半導体装置70をF−F線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。尚、図14では、簡単のため、層間絶縁膜74(図15)については、その外形及び開口部74aのみ点線で示し、透明導電膜75(図15)については、外形のみ実線(一部点線)で示している。
図17は、本発明による実施の形態8の光半導体装置80の要部構成を概略的に示す平面図であり、図18は、図17に示す光半導体装置80をG−G線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。尚、図17では、簡単のため、層間絶縁膜84(図18)については、その外形及び開口部84aのみ点線で示し、透明導電膜85(図18)については、外形のみ実線(一部点線)で示している。
図19は、本発明による実施の形態9の光半導体装置90の要部構成を概略的に示す平面図である。尚、図19では、簡単のため、層間絶縁膜84(図18参照)については、その外形及び開口部84aのみ点線で示し、透明導電膜85(図18参照)については、外形のみ実線(一部点線)で示している。
図20は、本発明による実施の形態10の光半導体装置100の要部構成を概略的に示す平面図であり、図21は、図20に示す光半導体装置100をH−H線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。尚、図20では、簡単のため、層間絶縁膜104(図21参照)については、その外形及び開口部104aのみ点線で示し、透明導電膜105(図21参照)については、外形のみ実線で示している。
更に、半導体薄膜102を半導体薄膜で形成するため、個別電極106の経路上の段差を少なく抑えることが可能となり、電極配線の品質及び信頼性を高めることができる。
図22は、本発明による実施の形態11の光半導体装置120の要部構成を概略的に示す平面図である。
図23は、本発明による実施の形態12の光半導体装置130の要部構成を概略的に示す平面図であり、図24は、図23に示す光半導体装置130をI−I線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。尚、図23では、簡単のため、層間絶縁膜134(図24参照)については、その外形及び開口部134aのみ点線で示し、透明導電膜135(図24参照)については、外形のみ実線で示している。
図25は、本発明の光半導体装置を搭載したLEDヘッドを説明するためのLEDヘッドの横断面図である。
図26は、本発明の光半導体装置を搭載したLEDヘッドを用いた画像形成装置を説明する要部構成図である。
まず、用紙カセット305に堆積した状態で収納されている記録媒体305がホッピングローラ307によって、上から1枚ずつ分離されて搬送される。続いて、この記録媒体305は、レジストローラ310,311及びピンチローラ308,309に挟持されて、プロセスユニット301の感光体ドラム301aと転写ローラ312に搬送される。その後、記録媒体305は、感光体ドラム301a及び転写ローラ312に挟持され、その記録面にトナー像が転写されると同時に感光体ドラム301aの回転によって搬送される。
Claims (11)
- 基板上に配置された第1のメタル層と、
前記第1のメタル層上に配置され、発光素子を有して最上層がコンタクト層であり、積層方向から見たときに該コンタクト層が隣接する下層に対して、発光領域に対向する限定された領域に存在する半導体薄膜と、
前記半導体薄膜の積層方向から見たとき、前記コンタクト層が存在する領域及びその周囲を除いて、前記下層及びその他の領域を覆う層間絶縁層と、
前記半導体薄膜の積層方向から見たとき、前記コンタクト層が存在する領域及びその周囲の表面部と電気的に接続し、前記発光素子の領域外まで延在する透明導電膜層と、
前記コンタクト層と前記透明導電膜層との間に形成された第2のメタル層と、
前記半導体薄膜の積層方向から見たとき、前記発光素子の領域外で前記透明導電膜層と電気的に接続する電極パッドと
を有し、
前記コンタクト層、及び前記コンタクト層と前記透明導電膜層との間に形成された前記第2のメタル層は、複数の領域に分割してストライプパターンに設けられ、
前記ストライプパターンの間隔を発光波長の2倍以上とし、前記第2のメタル層の厚さを10nm以上としたことを特徴とする光半導体装置。 - 前記第2のメタル層は、前記電極パッドまで延在して形成されたことを特徴とする請求項1記載の光半導体装置。
- 前記発光素子は、前記コンタクト層の下層に、クラッド層及び活性層を有することを特徴とする請求項1又は2記載の光半導体装置。
- 前記発光素子は、不純物拡散によって形成されたPN接合領域を有することを特徴とする請求項1又は2記載の光半導体装置。
- 前記発光素子は、第1導電型の半導体エピタキシャル積層構造に第2導電型の不純物を拡散して前記pn接合領域を形成していることを特徴とする請求項4記載の光半導体装置
。 - 前記発光素子は、順に下クラッド層、活性層、上クラッド層、コンタクト層が積層されていることを特徴とする請求項1又は2記載の光半導体装置。
- 前記発光素子は、第1導電型の半導体エピタキシャル積層構造に第2導電型の不純物を拡散して形成した拡散領域が前記上クラッド層及び前記活性層に形成されたことを特徴とする請求項6記載の光半導体装置。
- 前記半導体薄膜は、複数の発光素子を含むことを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の光半導体装置。
- 更に、素子を駆動制御するための駆動集積回路を備え、前記駆動集積回路と前記発光素子とは薄膜配線によって接続されていることを特徴とすることを特徴とする請求項8記載の光半導体装置。
- 請求項8記載の光半導体装置と、
前記発光素子から出射した光を導く光学系と
を有することを特徴とするLEDヘッド。 - 像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電された前記表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像を現像する現像手段と
を有し、
前記露光手段として、請求項10記載のLEDヘッドを用いたことを特徴とする画像形成装置。
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