JP4947945B2 - 発光ダイオードアレイ - Google Patents

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Description

本発明は、LED(発光ダイオード)プリンタのプリンタヘッド等に使用される発光ダイオードアレイに関する。
近時、プリンタは、その用途が広がり、文字や図形に限られず写真印刷にも使用されるようになり、更なる印刷精度の向上が求められている。LEDプリンタのプリンタヘッド等においては、光源として発光ダイオードアレイが用いられるが、上記の印刷精度向上の要求に伴い、発光ダイオードアレイの微細加工、高輝度化が求められている。
図14に、従来の発光ダイオードアレイ201の上面図を示す。発光ダイオードアレイ201は、メサエッチングにより分離独立するように形成された島状の複数個の発光部203と、発光部203ごとに設けられたP電極204と、を有して構成される。複数個の発光部203は、所定の間隔をおいて一列に並ぶように形成される。符号241はコンタクト部を示し、符号244はコンタクトホールを示している。各発光部203において、P電極204が工字状に上面に設けられ、P電極204に覆われていない2つの発光窓205から光が取り出される。
図14の発光ダイオードアレイ201は、600dpi(dots per inch)程度の印刷精度が求められるプリンタに用いられ、隣接する発光部203間の間隔は約42.3μmとなっている。
更なる高精度を実現する、従来の発光ダイオードアレイ301の上面図を図15に示す。発光ダイオードアレイ301は、メサエッチングにより分離独立するように形成された島状の複数個の発光部303と、発光部303ごとに設けられたP電極304と、を有して構成される。複数個の発光部303は、所定の間隔をおいて一列に並ぶように形成される。発光部303において、P電極304が工字状に上面に設けられ、P電極304に覆われていない2つの発光窓305から光が取り出される。
図15の発光ダイオードアレイ301は、1200dpi程度の印刷精度が求められるプリンタに用いられ、隣接する発光部303間の間隔は約21.15μmとなっている。尚、各P電極304は各発光部303の上面から延長してボンディング用の広面積の電極(不図示)につながっている。
要求される印刷精度の向上に伴い発光部間の間隔を狭くする必要がある一方で、各発光部の面積の減少はダイオードの順電圧(V)の増加を招く。そのため、図14と図15との比較からも分かるように、順電圧(V)の増加を抑制すべく、発光部間の間隔の減少に伴って発光部が並ぶ方向と直交する方向の発光部の幅を増大させている。
上記のようなメサエッチングを利用した発光ダイオードアレイは、例えば、下記特許文献1や特許文献2に開示されている。
特公平5−25188号公報 特許第1695964号公報
ところで、P電極304はリフトオフ法等を用いることによって発光部303の上面に形成されるが、その形成の精度の制約等に起因してバリ310が発生する場合がある。このようなP電極のバリは、発光部間の間隔の大小に関係なく発生しうるものであるが、発光部の高密度化に伴い隣接する発光部間の間隔が狭くなってくると、図15に示すごとく、隣接する発光部間でバリ310が接触し、P電極の短絡が生じてしまうこともある。このような短絡が生じると、印刷に不良が生じてしまう。
そこで本発明は、バリの発生等に起因する通電用の電極間の短絡を抑制することができる発光ダイオードアレイを提供することを目的とする。
上記の目的を実現するために本発明に係る第1の発光ダイオードアレイは、PN層が積層された基板の表面に、エッチングにより、分離独立するように形成した複数個の島状の発光部を備えた発光ダイオードアレイにおいて、前記基板の表面に平行な所定の方向を第1方向とし、前記基板の表面に平行であって且つ前記第1方向に直交する方向を第2方向とした場合、各発光部は、光を取り出すための発光窓が設けられた第1領域、及び該第1領域と前記第1方向に隣接した第2領域を備えて構成され、各発光部において、前記第2領域の前記第2方向の幅は前記第1領域の前記第2方向の幅よりも狭くなっていることを特徴とする。
各発光部において、発光窓のない第2領域の第2方向の幅が第1領域の第2方向の幅よりも狭くなっているため、発光部間の間隔を狭くしても、各発光部を覆う通電用の電極が接触しにくくなる。つまり、バリの発生等に起因する通電用の電極間の短絡を抑制することが可能となる。
記基板上に形成された発光層と、該発光層上に形成されたクラッド層と、前記発光窓の部分を除くように前記クラッド層上に設けられたコンタクト部とを含んで各発光部の前記第1領域及び前記第2領域は構成され、各発光部において、前記コンタクト部を覆うように電極が配置され、該電極より前記第1領域及び前記第2領域の双方における前記コンタクト部を介して前記発光層に電流が供給される。
このように、発光窓のない第2領域にも発光層及びコンタクト部を設け、第1領域及び第2領域の双方におけるコンタクト部を介して発光層に電流を供給するようにすれば、第1領域の第2方向の幅が比較的小さくてもダイオードの順電圧(V)の増加を抑えることが可能となる。換言すれば、上記発光ダイオードアレイは発光部の高密度化に対応することが可能である。
具体的には例えば、各発光部において、前記電極は前記発光窓の部分を除く前記第1領域と前記第2領域の全面を覆うように設けられている。
また例えば、各発光部において、前記第2領域は前記第1領域を挟むように配置された第3領域と第4領域とから構成されている。
た例えば、前記第1方向及び前記第2方向は、夫々、逆メサ方向及び順メサ方向である。
上述した通り、本発明に係る発光ダイオードアレイによれば、バリの発生等に起因する通電用の電極間の短絡を抑制することができる。
<<第1実施形態>>
以下、本発明に係る発光ダイオードアレイの第1実施形態につき、図面に沿って具体的に説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る発光ダイオードアレイ1の上面図である。
発光ダイオードアレイ1は、基板、N電極層、バッファ層、分布ブラッグ反射層、絶縁膜を含む基板部2と、該基板部2の上面部に、例えば、メサエッチングにより分離独立するように形成した島状の複数個の発光部3と、発光部3ごとに設けられたP電極(P電極層)4と、を有して構成される。
図1及び後述する図2〜図4において、紙面の左右方向であるX方向は、その方向に沿って基板をメサエッチングした際に順メサのエッチング溝が表れる順メサ方向であり、そのX方向に直交する紙面の上下方向であるY方向は、その方向に沿って基板をメサエッチングした際に逆メサのエッチング溝が表れる逆メサ方向である。順メサ方向及び逆メサ方向は、発光ダイオードアレイ1が形成される基板(後述する図5の基板31)の表面に平行な方向である。
符号11で表される2つの溝は、発光部3が設けられている発光領域αと該発光領域αをY方向で挟むように配置される2つの電極領域βとを分離するために、順メサ方向に平行に形成されたエッチング溝である。符号12で表される発光部3と(略)同数の溝は、複数の発光部3を互いに分離するために逆メサ方向に等間隔で形成されたエッチング溝である。
これらのエッチング溝11及び12で分離独立するように形成された各発光部3は、大きさ及び構成とも同じものであり、順メサ方向(X方向)に一列に配列されている。また、各発光部3には、光を取り出すための2つの発光窓5が所定の間隔をおいてX方向で隣り合うように設けられている。
P電極4は、発光部3の外側に位置し、発光窓5を除く発光部3の上面全てを覆うように設けられている。P電極4は、発光部3に電流を供給して発光させた際に発光窓5以外の部分から出ようとする光を遮光する働きも有しており、発光部3の上面とエッチング溝11及び12の表面とを結ぶ順メサ面51、52、53、54、55及び56をも覆っている。発光時において、P電極4に覆われていない発光窓5から紙面鉛直方向に光が取り出されることになる。各発光部3を覆うP電極4は、Y方向に引き出され、電極領域βに設けられたボンディング用の広面積の電極につながっている。但し、隣り合うP電極4の引き出し方向は、互いに反対となっている。
1つの発光部3の上面図である図2を、図1と共に参照して、発光部3の形状の説明を行う。図2において、図1と同一の部分には同一の符号を付してある。尚、図示の簡略化上、発光部3を上面視した場合に見える順メサ面(図1における順メサ面51〜56)の図示を図2(及び後述する図3及び図4)において省略する。発光部3は、上面視した場合、Y方向に長い+字状の形状を有している。
図2に示すごとく、発光部3は、発光窓5が設けられた第1領域Rと、第1領域以外の部分である第2領域と、からなる。第2領域は、第3領域Rと第4領域Rに分けて考えることができ、第3領域Rと第4領域Rは、第1領域RをY方向で挟むように配置されている。
上面視した場合、第1領域Rの形状はY方向に長い略四角形であり、第3領域Rと第4領域Rの形状も、Y方向に長い略四角形である。第3領域Rを形成する四角形の一辺と第1領域Rを形成する四角形の一辺は共通となっており、第1領域Rを形成する四角形の他の一辺と第4領域Rを形成する四角形の一辺も共通となっている。
上面視した場合における第1領域Rの四角形の中心をCとする。各発光部3の中心Cを結ぶ線は、X方向と平行である。
上面視した場合における第1領域Rの中心Cと、第3領域R及び第4領域Rの四角形の中心はY方向に一直線にならんでおり、それらの中心を結ぶ線L1(この線L1はY方向と平行である)を軸として、発光部3の上面視の形状は線対称となっている。また、中心Cを通り且つ線L1と直交する線L2(この線L2はX方向と平行である)を軸として、発光部3の上面視の形状は線対称となっている。
上面視した場合、2つの発光窓5は共に略四角形となっており、それらは第1領域R内に収まるように第1領域Rの右側中央部と左側中央部にX方向に並んで配置されている。紙面左側から線L2に沿って、順に、一方の発光窓5、第1領域R内のP電極4、他方の発光窓5が配置されており、線L2は2つの発光窓5の四角形の中心を通る。上面視した場合における第1領域R内のP電極4の形状は、工字状(I字状)となっている。工字状(I字状)の形状は、平行する2本の線分と、該2本の線分に直交しつつ該2本の線分の中点間を結ぶ線分と、から形成される。
各発光部3において、上面視した場合における、第3領域Rと第4領域RのX方向の幅W34は、第1領域RのX方向の幅Wよりも狭くなっている。P電極4は、発光窓5の部分を除く発光部3(第1領域R、第3領域R及び第4領域R)の上面の全てを覆うように設けられるが、W34<Wとなっているため、バリの発生等に起因した隣接するP電極4間の短絡は抑制される。
尚、図1に示されるように、電極領域βに設けられたボンディング用の広面積の電極と発光部3上のP電極4を電気的に結ぶ引き出し線のX方向の幅は、幅W34よりも狭くなっている。但し、それらの幅を同じにしても構わない。
図3は、発光部3に備えられたコンタクト部41とコンタクトホール44の配置を示す発光部3の上面図である。図3において、図1及び図2と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
コンタクト部41は、P電極4とオーミックコンタクトをとるためにP電極4の下方(基板側)に設けられる。コンタクトホール44は、コンタクト部41とP電極4との間に介在する絶縁膜が除去された穴であり、その穴を介してP電極4とコンタクト部41は実際に電気的に接続される(比較的低い接触抵抗で接触する)。コンタクト部41とコンタクトホール44は、P電極4に覆われている。
以下、図3を参照して、上面視した場合における、コンタクト部41とコンタクトホール44の形状を説明する。上面視した場合、コンタクト部41とコンタクトホール44は共に工字状(I字状)となっており、コンタクト部41の外周は発光部3の外周の内側に位置し、且つコンタクトホール44の外周は全てコンタクト部41の外周の内側に位置している。2つの発光窓5の部分には、コンタクト部41は存在しない(故に当然コンタクトホール44も存在しない)。
コンタクト部41は、第3領域Rにおいて略四角形の形状を有し、その略四角形の形状は第1領域Rの一部にまで延長されている。コンタクト部41は、第4領域Rにおいても略四角形の形状を有し、その略四角形の形状は第1領域Rの一部にまで延長されている。第1領域Rにおいても、コンタクト部41は略四角形の形状を有しているが、2つの発光窓5の部分にコンタクト部41が配置されないように、そのX方向の幅は第3領域R及び第4領域Rにおけるものよりも狭くなっている。第1領域R、第3領域R及び第4領域Rにおけるそれらの形状は全て結合されており、1つのコンタクト部41を形成している。
コンタクトホール44の上面視の形状は、コンタクト部41のそれと略相似となっているが、上述の説明からも分かるように、その大きさはコンタクト部41のそれよりも小さい。
また、コンタクト面積を更にかせぐために、発光部3を図4に示す発光部3aを置換してもよい。発光部3aでは、第3領域R及び第4領域Rの近傍の第1領域Rにおいて、上面視のコンタクト部(図4におけるコンタクト部41a)のX方向の幅が拡大されている。この拡大に伴って、その部分のコンタクトホール(図4におけるコンタクトホール44a)のX方向の幅も拡大される。尚、図4において、図3と同一の部分には同一の符号を付してある。
次に、発光ダイオードアレイ1の製造プロセスを、図5〜図7を参照して説明する。図5〜図7は、図1中のA−A線に沿った、発光部3の製造プロセスの各段階を表す断面図である。
まず、最初の工程として、図5(a)に示す如く、N型GaAsから成る基板31上に、N型GaAsから成るNバッファ層32、分布ブラッグ反射層(Distributed Bragg Reflector;DBR)33、N型AlGaAsから成るNクラッド層34、P型AlGaAsから成るPクラッド層36、P型GaAsから成るPコンタクト層37を順次エピタキシャル成長させる。このような構造では、Nクラッド層34とPクラッド層36の界面に発光層35(AlGaAs活性層)が形成される。
エピタキシャル成長方法としては、例えば、VPE(気相エピタキシャル)法、MOVDE(有機金属気相エピタキシャル)法、MOCVD(有機金属化学気相デポジション)法、MBE(分子線エピタキシャル)法、MOMBE(有機金属分子線エピタキシャル)法、CBE(化学ビームエピタキシャル)法等を用いることができる。
尚、Nクラッド層34とPクラッド層36におけるAl(アルミニウム)の混晶比は、所望する発光波長に応じて適宜決定される。また、上記内容は一例であり、P型基板を用いることや、AlGaAs以外の材料を用いることも可能である。いずれにせよ、PN接合を形成するべくPN層(上記例では、Nクラッド層34とPクラッド層36)を基板に積層すればよい。
次に、図5(b)に示すごとく、コンタクト部41を形成する。このコンタクト部41は、例えば、フォトリソグラフィ及びエッチング工程により形成される。また、エッチングには、アンモニア系エッチャントを用いる。
次に、メサエッチングにより、図5(c)に示すような発光部を形成する。この発光部(製造プロセス完了時には発光部3となる)は、例えば、フォトリソグラフィ及びエッチング工程により形成される。エッチングには、例えば、燐酸系エッチャントを用いる。また、エッチング条件は、メサエッチングでの異方性エッチングが顕著に現れるように調整する。このエッチング工程を経て、上面視した場合における、+字状の発光部3の外形と工字状(I字状)のコンタクト部41の外形が形成される(図3等参照)。
次に、図6(a)に示すように、上記発光部が形成された基板の表面全体に絶縁膜43を形成する。この絶縁膜43は、例えばSi膜で形成される。但し、絶縁層43として、SiO膜やAl膜などを用いても構わない。
次に、図6(b)に示すように、コンタクトホール44の形成を行う。コンタクトホール44を形成する際には、例えば、フォトリソグラフィ及びエッチング工程を用いる。コンタクトホール44は、例えば、CFプラズマエッチングにより形成される。この工程により、上面視した場合における、工字状(I字状)のコンタクトホール44の外形が形成される(図3等参照)。
次に、図6(c)に示すように、リフトオフ法等を用いてP電極4を形成する。P電極4は、図6(b)で形成したコンタクトホール44の上面にも形成され、このコンタクトホール44を介して電流が流れることになる。P電極4の材料としては、例えば、Ti・Au・Zn・Au(総厚1μm)等のAu合金が使用される。P電極4は、上述したように、発光部3の上面とエッチング溝11(図1参照)の表面とを結ぶ順メサ面51及び52をも覆っている。
次に、図7に示すように、N電極層45を形成する。N電極層45は、基板31の下面に形成され、材料としては、Au・Te・Sn・Au(総厚0.8μm)等のAu合金が使用される。上記のように発光部3を形成し、P電極(P電極層)4とN電極層45との間に電圧を印加すれば、発光層35にて光が発生し、その光が発光窓5より取り出されることになる。
ところで、発光部3の上面とエッチング溝11及び12の表面とを結ぶ順メサ面51〜56は、上述したようにP電極4によって覆われているが(図1参照)、逆メサ面は基板表面(エッチング溝12の表面)からの立ち上がり角度が鋭角である(90度より小さい)ため、逆メサ面にはP電極4は形成されない。このため、その逆メサ面から光漏れが生じ所望のスポット光源を得られない場合がある。
これを考慮し、上面視において略四角形となる第1領域Rのコーナー部(角部)の夫々を面取りするようにしてもよい。
この面取りを施した発光部3の第1領域Rの部分の上面拡大図を、図8に示す。第1領域Rの4つのコーナー部の夫々は角面取りされ、角面取り形状を有している。このため、発光部3の第1領域Rの上面とエッチング溝12の表面は、順メサ面53〜56と逆メサ面73及び74とだけでなく、メサ面63〜66をも介して結合されることになる。P電極4は、図8に示す如く、順メサ面53〜56とメサ面63〜66を覆うことができるように、発光部3の上面部から延長して形成される。
メサ面63は、基板表面(エッチング溝12の表面)からの立ち上がり角度が鈍角の順メサ面53とその角度が鋭角の逆メサ面73との間に位置するメサ面であるため、そのメサ面角度は、順メサ面53側から逆メサ面73側に向かうにつれて、徐々に鈍角から鋭角に変わる。同様に、メサ面64、65及び66は、夫々、順メサ面54と逆メサ面74との間に位置するメサ面であり、順メサ面55と逆メサ面73との間に位置するメサ面であり、順メサ面56と逆メサ面74との間に位置するメサ面であり、それらのメサ面角度は、徐々に鈍角から鋭角に変わる。
このため、P電極4は、順メサ面53〜56だけでなくコーナー部のメサ面63〜66をも回り込んで覆うようになり、コーナー部からの光漏れが抑制される。つまり、所望のスポット光源を得やすくなる。
また、図9に示す如く、第1領域Rの4つのコーナー部の夫々を丸面取りするようにしてもよい。この場合、4つのコーナー部の夫々は丸面取り形状を有することになり、これによってもコーナー部からの光漏れが抑制される。
また、各発光部3において、P電極4の第1領域Rにおける形状を工字状(I字状)とし、2つの発光窓5から光を取り出す構成を示したが、そのようなP電極や発光窓の配置は一例であって、様々な変形が可能である。例えば、図10に示す如く、発光部の中央(第1領域の中央)に上面視の形状が略四角形の発光窓5aを1つ設けるようにし、その発光窓5aの四方を囲むようにロ字状のP電極4aを設けるようにしてもよい。
また、P電極4の内、光漏れ防止を目的として設けられる部分(例えば、図8のメサ面63の部分)を、同一形状を有した遮光性膜に置換するようにしてもよい。
<<第2実施形態>>
次に、本発明に係る発光ダイオードアレイの第2実施形態につき、図面に沿って具体的に説明する。図11は、本発明の第2実施形態に係る発光ダイオードアレイ21の上面図である。
発光ダイオードアレイ21は、不純物の拡散により、分離独立するように形成したプレーナ構造を有する、島状の複数個の発光部23と、発光部23ごとに設けられたP電極(P電極層)24と、を有して構成される。
各発光部23は、大きさ及び構成とも同じものであり、紙面の左右方向であるX方向に一列に配列されている。また、各発光部23には、光を取り出すための1つの発光窓25が設けられている。X方向は、発光ダイオードアレイ21が形成される基板(後述する図13の基板81)の表面に平行な所定の方向である。また、その基板の表面に平行であって且つX方向に直交する方向をY方向と定める。
P電極24は、発光部23の外側に位置し、発光窓25を除く発光部23の上面全てを覆うように設けられている。P電極24は、発光部23に電流を供給して発光させた際に発光窓25以外の部分から出ようとする光を遮光する働きも有している。発光時において、P電極24に覆われていない発光窓25から紙面鉛直方向に光が取り出されることになる。各発光部23を覆うP電極24は、Y方向に引き出され、ボンディング用の広面積の電極につながっている。但し、隣り合うP電極24の引き出し方向は、互いに反対となっている。
1つの発光部23の上面図である図12を、図11と共に参照して、発光部23の形状の説明を行う。図12において、図11と同一の部分には同一の符号を付してある。尚、図12においては、ボンディング用の広面積の電極へと延長されるP電極24の引き出し線部分の図示は省略している。発光部23は、上面視した場合、Y方向に長い+字状の形状を有している。
図12に示すごとく、発光部23は、発光窓25が設けられた第1領域R1Aと、第1領域以外の部分である第2領域からなる。第2領域は、第3領域R3Aと第4領域R4Aに分けて考えることができ、第3領域R3Aと第4領域R4Aは、第1領域R1AをY方向で挟むように配置されている。
上面視した場合、第1領域R1Aの形状はY方向に長い略四角形であり、第3領域R3Aと第4領域R4Aの形状もY方向に長い略四角形である。第3領域R3Aを形成する四角形の一辺と第1領域R1Aを形成する四角形の一辺は共通となっており、第1領域R1Aを形成する四角形の他の一辺と第4領域R4Aを形成する四角形の一辺も共通となっている。
上面視した場合における発光部23の形状は、実際には不純物が拡散されている拡散部26の形状と同じと考えることができる。即ち、不純物が拡散された部分によって、発光部23が形成されていると考えることができる。発光窓25を除き発光部(拡散部)23の上面全体にP電極24が設けられる。コンタクトホール27は、P電極24と拡散部26との間に介在する絶縁膜が除去された穴であり、その穴を介してP電極24と拡散部26は実際に電気的に接続される。
コンタクトホール27の上面視の形状は、発光部23(拡散部26)のそれと略相似となっているが、その大きさは発光部23(拡散部26)のそれよりも若干小さい。また、上面視した場合、コンタクトホール27の外形は発光部23(拡散部26)の外形の内側に位置する。また、上述の説明及び図12の図示からも明らかなように、拡散部26は、第1領域R1A、第3領域R3A及び第4領域R4Aにまたがって形成されており、また、拡散部26の内側に沿うようにコンタクトホール27もまた、第1領域R1A、第3領域R3A及び第4領域R4Aにまたがって形成されている。
このように、発光窓のない第3領域R3A及び第4領域R4Aにも拡散部26が形成されているため、発光部23の高密度化に伴って第1領域R1AのX方向の幅が比較的小さくてもダイオードの順電圧(V)の増加を抑えることができる。
上面視した場合における発光窓25の形状は略四角形となっており、該発光窓25は第1領域R1A内に収まるように第1領域R1Aの中央部に設けられる。上面視した場合、発光窓25の外形は拡散部26の外形の内側に位置する。上面視した場合における第1領域R1Aの四角形の中心をCとする。各発光部23の中心Cを結ぶ線は、X方向と平行である。
上面視した場合における第1領域R1Aの中心Cと、第3領域R3A及び第4領域R4Aの四角形の中心はY方向に一直線にならんでおり、それらの中心を結ぶ線L1(この線L1はY方向と平行である)を軸として、発光窓25、拡散部26及びコンタクトホール27の形状を含む発光部23の上面視の形状は線対称となっている。
P電極24は、発光窓25の部分を除く発光部23(第1領域R1A、第3領域R3A及び第4領域R4A)の上面の全てを覆うように設けられるが、各発光部23において、上面視した場合における、第3領域R3Aと第4領域R4AのX方向の幅W34Aは、第1領域R1AのX方向の幅W1Aよりも狭くなっている。つまり、各発光部23において、第3領域R3Aと第4領域R4AにおけるP電極24のX方向の幅W34Aは、第1領域R1AにおけるP電極24のX方向の幅W1Aよりも狭くなっている。このため、バリの発生等に起因した隣接するP電極24間の短絡は抑制される。
尚、図11に示されるように、ボンディング用の広面積の電極と発光部23上のP電極24を電気的に結ぶ引き出し線のX方向の幅は、幅W34Aよりも狭くなっている。但し、それらの幅を同じにしても構わない。
次に、発光ダイオードアレイ21の製造プロセスを、図13を参照して説明する。図13は、図11中のB−B線に沿った、発光部23の製造プロセスの各段階を表す断面図である。
まず、N型GaAs基板81(以下、基板81と略称する)とN型GaAsP84から成るウエーハの表面全体にSi等の絶縁膜82を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチング工程により、その絶縁膜82にコンタクトホール27を形成する。そして、Zn等の不純物を拡散することによって、図13(a)のように、その穴の開いた部分にP型の拡散部26を形成する。
そして、図13(b)に示すように、リフトオフ法等を用いてP電極24を形成する。P電極24は、コンタクトホール27を介して拡散部26上に形成されるが、上述したように発光窓25の上部にはP電極24は設けられない(除去される)。P電極24の材料としては、例えば、Al(総厚1μm)等が使用される。
次に、図13(c)に示すように、N電極層83を形成する。N電極層83は、基板81の下面に形成され、材料としては、Au・Te・Sn・Au(総厚0.8μm)等のAu合金が使用される。上記のように発光部23を形成し、P電極(P電極層)24とN電極層83との間に電圧を印加すれば、発光窓25より光が取り出されることになる。尚、N電極層83を基板81の下面でなく上面側に設けることも可能である。
また、P型の拡散部26とN型の基板81との界面から下方向(N電極層83側)に出た光を上方向(発光窓25側)へ反射するための分布ブラッグ反射層を、基板81とN型GaAsP84の間に形成するようにしてもよい。
本発明に係る発光ダイオードアレイは、モノリシック発光ダイオードアレイとして好適であり、LED(発光ダイオード)プリンタのプリンタヘッド等の光源として好適である。
本発明の第1実施形態に係る発光ダイオードアレイ1の上面図である。 図1の発光部の上面図である。 図1の発光部の上面図であり、発光部に備えられるコンタクト部とコンタクトホールの配置を示す図である。 図1の発光部の変形例を示す図である。 図1中のA−A線に沿った、発光部の製造プロセスの各段階を表す断面図である。 図1中のA−A線に沿った、発光部の製造プロセスの各段階を表す断面図である。 図1中のA−A線に沿った、発光部の製造プロセスの各段階を表す断面図である。 発光部の第1領域の形状の一例を示す図である。 発光部の第1領域の形状の他の例を示す図である。 発光窓の形状の変形例を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る発光ダイオードアレイの上面図である。 図11の発光部の上面図である。 図11中のB−B線に沿った、発光部の製造プロセスの各段階を表す断面図である。 従来の発光ダイオードアレイの上面図である。 従来の他の発光ダイオードアレイの上面図である。
符号の説明
1、21 発光ダイオードアレイ
2 基板部
3、23 発光部
4、24 P電極
5、25 発光窓
11、12 エッチング溝
26 拡散部
27 コンタクトホール
31、81 基板
32 Nバッファ層
33 分布ブラッグ反射層
34 Nクラッド層
35 発光層
36 Pクラッド層
37 Pコンタクト層
41 コンタクト部
43 絶縁膜
44 コンタクトホール

、R1A 第1領域
、R3A 第3領域
、R4A 第4領域

Claims (4)

  1. PN層が積層された基板の表面に、エッチングにより、分離独立するように形成した複
    数個の島状の発光部を備えた発光ダイオードアレイにおいて、
    前記基板の表面に平行な所定の方向を第1方向とし、前記基板の表面に平行であって且
    つ前記第1方向に直交する方向を第2方向とした場合、
    各発光部は、光を取り出すための発光窓が設けられた第1領域、及び該第1領域と前記
    第1方向に隣接した第2領域を備えて構成され、
    各発光部において、前記第2領域の前記第2方向の幅は前記第1領域の前記第2方向の
    幅よりも狭くなっており、
    前記基板上に形成された発光層と、該発光層上に形成されたクラッド層と、前記発光窓
    の部分を除くように前記クラッド層上に設けられたコンタクト部とを含んで各発光部の前
    記第1領域及び前記第2領域は構成され、
    各発光部において、前記コンタクト部を覆うように電極が配置され、該電極より前記第
    1領域及び前記第2領域の双方における前記コンタクト部を介して前記発光層に電流が供
    給されることを特徴とする発光ダイオードアレイ。
  2. 各発光部において、前記電極は前記発光窓の部分を除く前記第1領域と前記第2領域の
    全面を覆うように設けられている
    ことを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードアレイ。
  3. 各発光部において、前記第2領域は前記第1領域を挟むように配置された第3領域と第
    4領域とから構成されている
    ことを特徴とする請求項1〜請求項2の何れかに記載の発光ダイオードアレイ。
  4. 前記第1方向及び前記第2方向は、夫々、逆メサ方向及び順メサ方向であることを特徴
    とする請求項1〜請求項3の何れかに記載の発光ダイオードアレイ。
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