JP5404709B2 - Semiconductor device, LED device, LED head, and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、LED装置等の半導体装置、この半導体装置を用いた、LEDヘッド、画像形成装置に関する。     The present invention relates to a semiconductor device such as an LED device, and an LED head and an image forming apparatus using the semiconductor device.

図33は、従来のLEDプリントヘッド500の一部を概略的に示す斜視図であり、図34は、図33のLEDプリントヘッドに備えることができるLEDアレイチップの一例としてのLEDアレイチップ502の一部を示す平面図である。図示されたLEDプリントヘッド500は、基板501上に備えられたLEDアレイチップ502の電極パッド503と、基板501上に備えられた駆動ICチップ504の電極パッド505とをボンディングワイヤ506で接続した構造を持つ。また、下記の特許文献1には、薄膜化した発光ダイオードをカード基板に貼付した、カード型情報制御装置が開示されている。
(例えば、特許文献1参照)。
FIG. 33 is a perspective view schematically showing a part of a conventional LED print head 500, and FIG. 34 shows an LED array chip 502 as an example of an LED array chip that can be included in the LED print head of FIG. It is a top view which shows a part. The illustrated LED print head 500 has a structure in which the electrode pads 503 of the LED array chip 502 provided on the substrate 501 and the electrode pads 505 of the driving IC chip 504 provided on the substrate 501 are connected by bonding wires 506. have. Patent Document 1 below discloses a card-type information control device in which a thinned light emitting diode is attached to a card substrate.
(For example, refer to Patent Document 1).

特開平10―063807号公報(図3から図6まで、図8、段落0021)Japanese Patent Laid-Open No. 10-063807 (FIGS. 3 to 6, FIG. 8, paragraph 0021)

しかしながら、図33及び図34に示されたLEDプリントヘッド500では、LEDアレイチップ502と駆動ICチップ504とをボンディングワイヤ506によって接続していたので、LEDアレイチップ502と駆動ICチップ504のそれぞれにワイヤボンド用の大きな(例えば、100μm×100μm)電極パッド503及び505を設ける必要があった。このため、LEDアレイチップ502及び駆動ICチップ504の面積を小さくすることが困難であり、その結果、材料コストを削減することが困難であった。   However, in the LED print head 500 shown in FIGS. 33 and 34, since the LED array chip 502 and the driving IC chip 504 are connected by the bonding wires 506, the LED array chip 502 and the driving IC chip 504 are respectively connected. It was necessary to provide large (for example, 100 μm × 100 μm) electrode pads 503 and 505 for wire bonding. For this reason, it is difficult to reduce the area of the LED array chip 502 and the drive IC chip 504, and as a result, it is difficult to reduce the material cost.

また、LEDアレイチップ502において、発光部507として機能する領域は、表面から5μm程度の深さの領域である。しかし、図33及び図34に示されたLEDプリントヘッド500では、安定したワイヤボンドの歩留りを確保するためには、ワイヤがICチップ端部やLEDアレイチップ端部に接触する可能性があるため、LEDアレイチップ502の厚さは駆動ICチップ504の厚さ(例えば、250μm〜300μm)と同程度にする必要があった。また、ワイヤボンドの際の衝撃が大きいため、ワイヤボンド用のパッドを設けたLEDチップの厚さを薄膜化することは困難であった。このため、上記したLEDプリントヘッド500においては、LEDアレイチップ502の材料コストを削減することが困難であった。   In the LED array chip 502, a region functioning as the light emitting unit 507 is a region having a depth of about 5 μm from the surface. However, in the LED print head 500 shown in FIGS. 33 and 34, in order to secure a stable yield of wire bonds, the wires may come into contact with the end of the IC chip or the end of the LED array chip. The thickness of the LED array chip 502 needs to be approximately the same as the thickness of the driving IC chip 504 (for example, 250 μm to 300 μm). Further, since the impact during wire bonding is large, it has been difficult to reduce the thickness of the LED chip provided with the wire bonding pads. For this reason, in the LED print head 500 described above, it has been difficult to reduce the material cost of the LED array chip 502.

そこで、ワイヤボンドによる接続を回避するために、上記特許文献1のように、配線を設けた基板にフリップチップボンディング法によって、導電性ペーストを使って、発光素子上のパッドと基板上のパッドを接続した形態が考えられる。しかし、この場合であっても、発光素子上にボンディング用パッドを設ける必要があること、低抵抗のコンタクト抵抗を得るためにはある程度大きい接着面積が必要であること(すなわち、ある程度大きいボンディング用パッドが必要であること)、から、ペーストを使ったフリップチップボンシング法を適用した場合においても、材料コストの削減には限界があった。   Therefore, in order to avoid connection by wire bonding, a pad on the light emitting element and a pad on the substrate are connected to each other by using a flip paste bonding method on a substrate provided with wiring as in Patent Document 1 described above. A connected form is conceivable. However, even in this case, it is necessary to provide a bonding pad on the light-emitting element, and a certain amount of bonding area is necessary to obtain a low resistance contact resistance (that is, a certain large bonding pad). Therefore, even when the flip chip bonding method using paste is applied, there is a limit in reducing the material cost.

一方、フリップチップボンディング法などによる接続用パッド/接続用パッド間接続を行わずに、薄膜化した発光素子などの半導体薄膜を直接基板に貼り付ける形態が考えられる。この形態では、ある程度大きな面積を必要とする接続用パッドを必ずしも設ける必要がなくなる。しかし、薄膜化した半導体薄膜を直接基板に貼り付ける場合に、ペーストなどの接着剤を用いない場合には、薄膜化した半導体薄膜と基板上の貼り付け領域との間の貼り付け強度は、貼り付け領域の平坦性に強く依存していた。   On the other hand, a form in which a thin semiconductor film such as a light-emitting element is directly attached to a substrate without performing connection between connection pads / connection pads by a flip chip bonding method or the like can be considered. In this embodiment, it is not always necessary to provide a connection pad that requires a certain large area. However, when the thinned semiconductor thin film is directly attached to the substrate, if no adhesive such as paste is used, the bonding strength between the thinned semiconductor thin film and the bonding region on the substrate is It was strongly dependent on the flatness of the attachment area.

本発明の目的は、これ等の問題点を解決し、薄型の半導体薄膜を基板に貼り付けて、該半導体薄膜と基板上の所定の配線ないし基板上に設けられた他の素子群との間に配線構造を設ける形態において、薄型の半導体薄膜と基板間で必要な接着強度が得られる形態、さらに、薄型の半導体薄膜の接着面で必要な接着強度と共に導通コンタクトを形成できる半導体装置、LED装置、LEDヘッド、及び画像形成装置を提供することにある。なお、本発明において、LEDは、発光ダイオード(Light Emitting Diode)を意味する。   An object of the present invention is to solve these problems and attach a thin semiconductor thin film to a substrate, and between the semiconductor thin film and a predetermined wiring on the substrate or another element group provided on the substrate. In a form in which a wiring structure is provided, a form in which a necessary adhesion strength can be obtained between a thin semiconductor thin film and a substrate, and a semiconductor device and an LED device capable of forming a conductive contact with a necessary adhesion strength on the adhesion surface of the thin semiconductor thin film An LED head and an image forming apparatus are provided. In addition, in this invention, LED means a light emitting diode (Light Emitting Diode).

本発明の半導体装置は、
基板と、前記基板上に設けられ、屈折率の異なる誘電体膜が積層された多重積層反射膜と、前記多重積層反射膜上に設けられ、有機導電材料からなり、前記基板の対向面と反対側の面が平坦化処理された平坦化層と、発光素子を含み、前記平坦化層上に貼り付けられた半導体薄膜とを有し、
前記平坦化層の、前記基板の反対面の面の平坦性は5nm以下であることを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention is
A substrate provided on the substrate, a multi-layered reflection film dielectric films having different refractive indices are stacked, is provided in the multi-layered reflection film, made of an organic conductive material, the opposing surface of the substrate and The opposite surface has a planarization layer that has been planarized, and a semiconductor thin film that includes a light-emitting element and is attached to the planarization layer.
Wherein the planarization layer, the flatness of the surface of the opposite surface of the substrate is characterized by a 5nm less der Turkey.

また、本発明のLED装置は、
基板と、前記基板上に設けられ、屈折率の異なる誘電体膜が積層された多重積層反射膜と、前記多重積層反射膜上に設けられ、有機導電材料からなり、前記基板の対向面と反対側の面が平坦化処理された平坦化層と、発光素子を含み、前記平坦化層上に貼り付けられたLED薄膜とを有し、
前記平坦化層の、前記基板の反対面の面の平坦性は5nm以下であることを特徴とする。
The LED device of the present invention is
A substrate provided on the substrate, a multi-layered reflection film dielectric films having different refractive indices are stacked, is provided in the multi-layered reflection film, made of an organic conductive material, the opposing surface of the substrate and The opposite surface has a flattened layer that has been flattened, and an LED thin film that includes a light emitting element and is affixed on the flattened layer,
Wherein the planarization layer, the flatness of the surface of the opposite surface of the substrate is characterized by a 5nm less der Turkey.

また、本発明によるLEDヘッドは、
上記したLED装置と、
前記LED薄膜が発光する光を導く光学系と
を有することを特徴とする。
The LED head according to the present invention is
The above LED device;
And an optical system for guiding light emitted from the LED thin film.

更に、本発明による画像形成装置は、
搬送手段により搬送される記録媒体に記録材による画像を形成する画像形成部を有する画像形成装置であって、
前記画像形成部が、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。
Furthermore, an image forming apparatus according to the present invention includes:
An image forming apparatus having an image forming unit for forming an image of a recording material on a recording medium conveyed by a conveying unit,
The image forming unit includes: an image carrier; a charging unit that charges the surface of the image carrier; an exposure unit that selectively irradiates light to the charged surface to form an electrostatic latent image; Developing means for developing the electrostatic latent image,
The LED head is used as the exposure means.

本発明の半導体装置によれば、基板上に半導体薄膜層をボンディングして半導体装置を形成する際に、相互間を強固に接着することが可能である。また、本発明の別の形態によれば、基板と半導体薄膜間のボンディング強度を強固にすることができると共に、反射薄膜で反射した反射光も光放出面から放出することが可能である。   According to the semiconductor device of the present invention, when the semiconductor device is formed by bonding the semiconductor thin film layer on the substrate, the semiconductor devices can be firmly bonded to each other. According to another aspect of the present invention, the bonding strength between the substrate and the semiconductor thin film can be strengthened, and the reflected light reflected by the reflective thin film can be emitted from the light emitting surface.

本発明による実施の形態1の半導体複合装置の積層構造を模式的に示す要部構成図である。It is a principal part block diagram which shows typically the laminated structure of the semiconductor composite device of Embodiment 1 by this invention. 化合物半導体エピタキシャルを、LEDを含む半導体層で構成した場合の一構成例を模式的に示す要部構成図である。It is a principal part block diagram which shows typically the example of 1 structure at the time of comprising a compound semiconductor epitaxial by the semiconductor layer containing LED. 平坦化層上に半導体薄膜層を貼り付けて形成した半導体複合装置の別の形成例を概念的に示す平面図である。It is a top view which shows notionally another formation example of the semiconductor compound apparatus formed by affixing a semiconductor thin film layer on the planarization layer. 本発明による実施の形態2の半導体複合装置の要部構成を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the principal part structure of the semiconductor compound apparatus of Embodiment 2 by this invention. 図4に示す半導体複合装置をA−A線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows roughly the cross section which cuts the semiconductor compound apparatus shown in FIG. 4 by an AA line. (a)は実施の形態2の変形例を示す図であり、(b),(c),(d),(e)は、それぞれ発光部領域と接続用パッドの別の接続例を示す部分上面図である。(A) is a figure which shows the modification of Embodiment 2, (b), (c), (d), (e) is the part which shows another example of a connection of a light emission part area | region and a connection pad, respectively. It is a top view. 本発明による実施の形態3の半導体複合装置の積層構造を模式的に示す要部構成図である。It is a principal part block diagram which shows typically the laminated structure of the semiconductor composite apparatus of Embodiment 3 by this invention. (a)は、平坦化層として塗布膜を用いた場合の平坦化層の平坦化効果を示した図であり、(b)は、実施の形態3の半導体複合装置の変形例を示す図である。(A) is the figure which showed the planarization effect of the planarization layer at the time of using a coating film as a planarization layer, (b) is a figure which shows the modification of the semiconductor compound apparatus of Embodiment 3. is there. 平坦化層上に半導体薄膜層を貼り付けて形成した半導体複合装置の別の形成例を概念的に示す平面図である。It is a top view which shows notionally another formation example of the semiconductor compound apparatus formed by affixing a semiconductor thin film layer on the planarization layer. 本発明による実施の形態4の半導体複合装置の要部構成を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the principal part structure of the semiconductor composite device of Embodiment 4 by this invention. 図10に示す半導体複合装置をA−A線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows roughly the cross section which cuts the semiconductor compound apparatus shown in FIG. 10 by an AA line. 本発明による実施の形態5の半導体複合装置の要部構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the principal part structure of the semiconductor composite device of Embodiment 5 by this invention. 本発明による実施の形態6の半導体複合装置の要部構成を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the principal part structure of the semiconductor composite device of Embodiment 6 by this invention. 図13に示す半導体複合装置をA−A線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows roughly the cross section which cuts the semiconductor compound apparatus shown in FIG. 13 by an AA line. 実施の形態6の半導体複合装置の第1変形例の要部構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the principal part structure of the 1st modification of the semiconductor composite device of Embodiment 6. 実施の形態6の半導体複合装置の第2変形例の要部構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the principal part structure of the 2nd modification of the semiconductor composite device of Embodiment 6. 実施の形態6の半導体複合装置の第3変形例の要部構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the principal part structure of the 3rd modification of the semiconductor composite device of Embodiment 6. 実施の形態6の半導体複合装置の第4変形例の要部構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the principal part structure of the 4th modification of the semiconductor composite device of Embodiment 6. (a)は、本発明による実施の形態7の半導体複合装置の要部構成を概略的に示す平面図であり、(b)は、(a)に示す半導体複合装置をB−B線で切る面を概略的に示す要部断面図である。(A) is a top view which shows roughly the principal part structure of the semiconductor composite device of Embodiment 7 by this invention, (b) cuts the semiconductor composite device shown to (a) by the BB line. It is principal part sectional drawing which shows a surface schematically. 本発明による実施の形態8の半導体複合装置の要部構成を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the principal part structure of the semiconductor composite device of Embodiment 8 by this invention. 図20に示す半導体複合装置をC−C線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。FIG. 21 is a main part sectional view schematically showing a section taken along line CC of the semiconductor composite device shown in FIG. 20; 実施の形態8の半導体複合装置の第1変形例の要部構成を概略的に示す断面図である。FIG. 28 is a cross sectional view schematically showing a main configuration of a first modification of the semiconductor composite device in Embodiment 8. 実施の形態8の半導体複合装置の第2変形例の要部構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the principal part structure of the 2nd modification of the semiconductor composite device of Embodiment 8. 図20に示す半導体複合装置をD−D線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。FIG. 21 is a main part sectional view schematically showing a section taken along line DD of the semiconductor composite device shown in FIG. 20; 本発明による実施の形態9の半導体複合装置の要部構成を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the principal part structure of the semiconductor composite device of Embodiment 9 by this invention. 図25に示す半導体複合装置をE−E線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows roughly the cross section which cuts the semiconductor compound apparatus shown in FIG. 25 by EE line. 図25に示す半導体複合装置をF−F線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows roughly the cross section which cuts the semiconductor compound apparatus shown in FIG. 25 by FF line. 本発明による実施の形態10の半導体複合装置の要部構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the principal part structure of the semiconductor composite device of Embodiment 10 by this invention. 本発明による実施の形態11の半導体複合装置の要部構成を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the principal part structure of the semiconductor composite device of Embodiment 11 by this invention. 本発明のLEDヘッドに基づく実施の形態12のLEDプリントヘッドを示す図である。It is a figure which shows the LED print head of Embodiment 12 based on the LED head of this invention. LEDユニットの一構成例を示す平面配置図である。It is a plane arrangement | positioning figure which shows one structural example of an LED unit. 本発明の画像形成装置に基づく実施の形態13の画像形成装置の要部構成を模式的に示す要部構成図である。It is a principal part block diagram which shows typically the principal part structure of the image forming apparatus of Embodiment 13 based on the image forming apparatus of this invention. 従来のLEDプリントヘッドの一部を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of conventional LED print head roughly. 図33のLEDプリントヘッドに備えることができるLEDアレイチップの一例としてのLEDアレイチップの一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of LED array chip as an example of the LED array chip which can be provided in the LED print head of FIG.

実施の形態1.
図1は、本発明による実施の形態1の半導体複合装置の積層構造を模式的に示す要部構成図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a main part configuration diagram schematically showing a stacked structure of the semiconductor composite device according to the first embodiment of the present invention.

同図に示すように半導体複合装置1は、その最下層に第1の基板として例えば半導体基板であるSi基板2を配し、その上には、Si基板2の表面を平坦化する役目を担う平坦化層3が形成されている。表面が所定の平坦特性を備えた平坦化層3の上には、半導体薄膜層4、例えば化合物半導体エピタキシャル層が直接貼り付けられている。この化合物半導体エピタキシャル層は、例えば発光ダイオード(以下、LEDと称す)等の発光素子を含むLED薄膜層とすることができ、この場合半導体複合装置1はLED装置に相当する。   As shown in the figure, the semiconductor composite device 1 has, for example, a Si substrate 2 which is a semiconductor substrate disposed as a first substrate in the lowermost layer, and has a function of planarizing the surface of the Si substrate 2 thereon. A planarizing layer 3 is formed. A semiconductor thin film layer 4, for example, a compound semiconductor epitaxial layer, is directly attached on the planarizing layer 3 whose surface has predetermined flat characteristics. The compound semiconductor epitaxial layer can be an LED thin film layer including a light emitting element such as a light emitting diode (hereinafter referred to as LED). In this case, the semiconductor composite device 1 corresponds to an LED device.

図2は、化合物半導体エピタキシャル(半導体薄膜層4)を、LEDを含む半導体層で構成した場合の一構成例を模式的に示す要部構成図である。   FIG. 2 is a main part configuration diagram schematically showing a configuration example when the compound semiconductor epitaxial (semiconductor thin film layer 4) is configured by a semiconductor layer including an LED.

同図に示すように、半導体薄膜層4は、最下層から順に、第1導電型のコンタクト層で例えばn−GaAs層4a、第1導電型のクラッド層で例えばn−AlGa1−xAs層4b、第1導電型の活性層で例えばn−AlGa1−yAs層4c、第2導電型のクラッド層で例えばp−AlGa1−zAs層4d、そして第2のコンタクト層で例えばp−GaAs層4eが積層したエピタキシャル層構造を有する。この例では、例えばy<x,zとすることによって高発光効率のLEDを形成することができる。 As shown in the figure, the semiconductor thin film layer 4 includes, in order from the lowest layer, a first conductivity type contact layer, for example, an n-GaAs layer 4a, and a first conductivity type cladding layer, for example, n-Al x Ga 1-x. The As layer 4b, the first conductivity type active layer, for example, the n-Al y Ga 1-y As layer 4c, the second conductivity type cladding layer, for example, the p-Al z Ga 1-z As layer 4d, and the second layer For example, the contact layer has an epitaxial layer structure in which a p-GaAs layer 4e is stacked. In this example, for example, by setting y <x, z, an LED with high luminous efficiency can be formed.

図1において、層間絶縁膜7は、平坦化層3及び半導体薄膜層4を覆うように形成され、例えばSi膜、Al膜、Si膜、PSG膜(Pを含む酸化珪素膜)、BSG膜(Bを含む酸化珪素膜)、及びSi膜などの単層の薄膜、或いは積層膜である。接続配線5,6は、それぞれ層間絶縁膜7上に形成され、層間絶縁膜7に形成された開口部7a,7bを介して半導体薄膜層4の第1導電型領域及び第2導電型領域の各接合部とコンタクトを持つ。即ち、例えば半導体薄膜層4が図2に示す構造の場合には、接続配線5、6は、それぞれ、半導体薄膜の第1導電型層4a上、半導体薄膜の第2導電型層4e上、でオーミックコンタクトを持つ。 In FIG. 1, an interlayer insulating film 7 is formed so as to cover the planarizing layer 3 and the semiconductor thin film layer 4. For example, an Si x N y film, an Al x O y film, an Si x O y film, a PSG film (P A silicon oxide film), a BSG film (silicon oxide film containing B), and a single-layer thin film such as a Si x O y N z film, or a stacked film. The connection wirings 5 and 6 are respectively formed on the interlayer insulating film 7, and the first conductive type region and the second conductive type region of the semiconductor thin film layer 4 through the openings 7 a and 7 b formed in the interlayer insulating film 7. Has contact with each junction. That is, for example, when the semiconductor thin film layer 4 has the structure shown in FIG. 2, the connection wires 5 and 6 are respectively formed on the first conductive type layer 4a of the semiconductor thin film and on the second conductive type layer 4e of the semiconductor thin film. Has ohmic contact.

この半導体複合装置1を形成する過程で、半導体薄膜層4は、第1の基板であるSi基板2とは異なる図示しない第2の基板上に形成される。例えば、第2の基板をGaAs基板とし、その上に例えばLEDを含む半導体薄膜層、n−GaAs/n−AlGa1−xAs/n−AlGa1−yAs/p−AlGa1−zAs/p−GaAsを設ける。この時、GaAs基板と生成した半導体薄膜層4の間に、剥離層として、例えばAlAs層を設ける。このようにして第2の基板上に、剥離層を介して半導体薄膜層4を生成した後、この剥離層を、例えば希釈した弗酸、塩酸などで選択的にエッチング除去し、生成した半導体薄膜層4を第2の基板(GaAs基板)から剥離する。 In the process of forming the semiconductor composite device 1, the semiconductor thin film layer 4 is formed on a second substrate (not shown) different from the Si substrate 2 as the first substrate. For example, the second substrate and GaAs substrate, the semiconductor thin film layer including an LED for example, thereon, n-GaAs / n-Al x Ga 1-x As / n-Al y Ga 1-y As / p-Al z Ga 1-z As / p-GaAs is provided. At this time, for example, an AlAs layer is provided as a peeling layer between the GaAs substrate and the generated semiconductor thin film layer 4. After the semiconductor thin film layer 4 is formed on the second substrate through the peeling layer in this way, the peeling layer is selectively removed by etching with, for example, diluted hydrofluoric acid, hydrochloric acid, etc. The layer 4 is peeled off from the second substrate (GaAs substrate).

本実施の形態の半導体複合装置1は、このようにして別途形成された半導体薄膜層4を、接着剤や、共晶を形成するような半田などの接合材料を介さずに、直接平坦化層3に貼り付けた構造とするものである。   In the semiconductor composite device 1 of the present embodiment, the semiconductor thin film layer 4 separately formed in this way is directly planarized without using an adhesive or a bonding material such as solder that forms a eutectic. 3 is attached to the structure.

平坦化層3は、例えば塗布膜層、酸化物、窒化物或いはPSG膜(Pを含む酸化珪素膜)の薄膜で形成することができる。塗布膜層とした場合の具体例としては、SOG膜(スピン・オン・グラス膜)、ポリイミド膜、その他加熱処理によって溶剤を揮発させ、また加熱や光照射により架橋反応をおこさせて安定な薄膜層或いは厚膜層を形成する有機物膜がある。例えば、上層が化合物半導体材料のようにイオン結合性の材料の場合には、より極性を具えている有機物材料、上記化合物半導体材料がその構成材料として含む材料と同じ材料、或いは化学的に同等(例えば酸化反応の活性化エネルギーが同等)の酸化物を含む材料がより好適と考えられる。一方、上層がSi、Ge、SiGe、SiCのように共有結合性の材料の場合には、半導体材料が構成材料として含む材料と同じ材料、化学的に同等(例えば酸化反応の活性化エネルギーが同等)の酸化物や窒化物を含む材料(SiではSiやSi(例えばx=3、y=4))、或いは共有結合性の化学的性質を有する有機材料が好適と考えられる。 The planarization layer 3 can be formed of a thin film such as a coating film layer, an oxide, a nitride, or a PSG film (silicon oxide film containing P), for example. Specific examples of coating film layers include SOG films (spin-on-glass films), polyimide films, and other stable films by volatilizing solvents by heat treatment and by causing crosslinking reaction by heating or light irradiation. There are organic films that form layers or thick film layers. For example, when the upper layer is an ion-bonding material such as a compound semiconductor material, an organic material having more polarity, the same material as the material included in the compound semiconductor material as its constituent material, or a chemically equivalent ( For example, a material containing an oxide having the same activation energy for the oxidation reaction is considered to be more suitable. On the other hand, when the upper layer is a material having a covalent bond such as Si, Ge, SiGe, or SiC, the semiconductor material is the same material as the material included as a constituent material, and is chemically equivalent (for example, the activation energy of the oxidation reaction is equivalent). ) (Including Si x O y and Si x N y (eg, x = 3, y = 4)) or organic materials having covalent chemical properties are suitable. It is done.

また、平坦化層3として使用する有機材料は、例えば感光性を付与されたポリマーでもよく、例えば、これら有機材料において、ヘテロ原子に隣接するカルボニル基を有するポリマーでもよい。例えば、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアミドイミドを含むポリマーに感光性が付与された材料であってもよい。   Moreover, the organic material used as the planarization layer 3 may be, for example, a polymer imparted with photosensitivity. For example, in these organic materials, a polymer having a carbonyl group adjacent to a hetero atom may be used. For example, a material in which photosensitivity is imparted to a polymer including polyimide, polycarbonate, polyetherimide, polyarylate, polyurethane, polyamide, and polyamideimide may be used.

また、平坦化層3は、その表面の平坦性Eが5nm以下であることが望ましい。この表面の平坦性は、例えばAFM(Atomic Force Microscope:原子間力顕微鏡)や、SPM(Scanning Probe Microscope:走査プローブ顕微鏡)などの表面の粗さをナノメートルのオーダーで評価測定できる手段を使用して得られる。表面の平坦性は、半導体薄膜層4を平坦化層3上に貼り付ける前の段階における平坦性で、その測定領域の平均的な頂上/谷の最大の高低差を示している。ここで、平均的な頂上/谷の最大の高低差は、例えば、表面にのったパーティクルなどの特異的なピークを除いた表面の頂上/谷の最大高低差を意味する。   The planarization layer 3 desirably has a surface flatness E of 5 nm or less. For the flatness of the surface, for example, means such as AFM (Atomic Force Microscope) or SPM (Scanning Probe Microscope) can be used to evaluate and measure the surface roughness on the order of nanometers. Obtained. The surface flatness is the flatness before the semiconductor thin film layer 4 is attached to the flattening layer 3, and shows the maximum difference in average peak / valley of the measurement region. Here, the average maximum peak / valley level difference means, for example, the maximum level difference between the top / valley of the surface excluding specific peaks such as particles on the surface.

この平坦性の測定については、以下の方法も有効である。即ち、半導体薄膜層4を貼り付けた後の状態においては半導体薄膜層4を貼り付けた領域、半導体薄膜層4を貼り付けた領域が半導体薄膜層4を貼り付けたこと及び後の処理によって貼り付け界面の状態が変化している状況においては、平坦化層3の表面状態が半導体薄膜層4を貼り付ける前の状態が保持されていると考えられる領域、例えば層間絶縁膜7の下の領域、の各断面のTEM(transmission Electron Microscopy:透過電子顕微鏡)像によって判断してもよい。   The following method is also effective for measuring the flatness. That is, in the state after the semiconductor thin film layer 4 is pasted, the region where the semiconductor thin film layer 4 is pasted, and the region where the semiconductor thin film layer 4 is pasted are pasted by pasting the semiconductor thin film layer 4 and subsequent processing. In a situation where the state of the attachment interface changes, the region where the surface state of the planarization layer 3 is considered to be maintained before the semiconductor thin film layer 4 is attached, for example, the region under the interlayer insulating film 7 It may be determined by a TEM (transmission electron microscope) image of each cross section.

発明者らの系統的な実験によれば、平坦化層3の平坦性Eが、
20nm<Eの場合には、半導体薄膜層4を平坦化層3に貼り付けることは困難であり、
10nm<E≦20nmの場合には、半導体薄膜層4を部分的に平坦化層3に貼り付けることが可能な状態となり、
5nm<E≦10nmの場合には、半導体薄膜層4を平坦化層3に貼り付けることができるが、貼り付け強度が弱く、
2nm<E≦5nmの場合には、半導体薄膜層4を平坦化層3に貼り付けることができ、その貼り付け強度も高い結果を得、更に
E≦2nmの場合には、半導体薄膜層4を平坦化層3に貼り付けたときの貼り付け強度が安定して高い結果を得た。
According to the inventors' systematic experiment, the flatness E of the flattening layer 3 is
When 20 nm <E, it is difficult to attach the semiconductor thin film layer 4 to the planarization layer 3.
When 10 nm <E ≦ 20 nm, the semiconductor thin film layer 4 can be partially attached to the planarizing layer 3.
In the case of 5 nm <E ≦ 10 nm, the semiconductor thin film layer 4 can be attached to the planarization layer 3, but the attachment strength is weak,
In the case of 2 nm <E ≦ 5 nm, the semiconductor thin film layer 4 can be attached to the planarizing layer 3, and the result is that the attachment strength is high, and in the case of E ≦ 2 nm, the semiconductor thin film layer 4 is The result that the pasting strength when pasting on the flattening layer 3 was stably high was obtained.

発明者らの系統的な実験結果に基づく、平坦化層3の厚さに関しての好適な例は、以下の通りである。   A suitable example regarding the thickness of the planarizing layer 3 based on the results of systematic experiments by the inventors is as follows.

平坦化層3を厚く設けられない場合、例えば、平坦化層3の厚さが3μm以下の場合、Si基板2の表面の平坦性(平坦性の定義は上述と同様)を50nm以下とすることが望ましい。また、Si基板2の表面の平坦性が10nmを超えた場合、平坦化層3の厚さを10nmより厚くすることが望ましい。尚、ここでのSi基板2の表面の平坦性とは、Si基板2上に薄膜などが設けられている場合にはこの薄膜などの構造を含め、平坦化層3の下面が直接接する表面を意味する。   When the planarizing layer 3 cannot be provided thick, for example, when the planarizing layer 3 has a thickness of 3 μm or less, the flatness of the surface of the Si substrate 2 (the definition of planarity is the same as described above) should be 50 nm or less. Is desirable. In addition, when the flatness of the surface of the Si substrate 2 exceeds 10 nm, it is desirable that the thickness of the planarizing layer 3 is greater than 10 nm. Here, the flatness of the surface of the Si substrate 2 means that the surface with which the lower surface of the planarizing layer 3 is in direct contact, including the structure of the thin film, when a thin film is provided on the Si substrate 2. means.

尚、平坦化層3は、形成時にその表面が半導体薄膜を貼るのに十分な平坦性を備えていることが望ましいが、化学的な表面処理(例えばエッチング)、または機械的な表面処理(例えば研磨)、またはメカノケミカル表面処理(化学的な表面処理と機械的な表面処理の両方を備えた処理)によって、平坦化層を構成する材料層を形成した後にその表面に半導体薄膜を貼るのに十分な平坦性を付与してもよい。   In addition, although it is desirable that the planarizing layer 3 has sufficient flatness so that the surface of the planarizing layer 3 is attached with a semiconductor thin film, chemical surface treatment (for example, etching) or mechanical surface treatment (for example, Polishing) or mechanochemical surface treatment (treatment with both chemical surface treatment and mechanical surface treatment) to form a material layer that constitutes a planarization layer, and then apply a semiconductor thin film to the surface Sufficient flatness may be imparted.

図3は、図1に示すように平坦化層3上に半導体薄膜層4を貼り付けて形成した半導体複合装置の別の形成例を概念的に示す平面図である。尚、同図では簡単のため、層間絶縁膜などを省略している。   FIG. 3 is a plan view conceptually showing another example of the semiconductor composite device formed by attaching the semiconductor thin film layer 4 on the planarizing layer 3 as shown in FIG. In the figure, for the sake of simplicity, an interlayer insulating film and the like are omitted.

同図中、Si基板12上には、複数の平坦化層13a,13b,13cを設け、各平坦化層上に、第1の基板であるSi基板12とは別の第2の基板で形成した半導体薄膜層14a,14b,14cをそれぞれ貼り付けている。このため、これ等の半導体薄膜層は、素子形態に従って別々の半導体薄膜層で構成することができ、例えば発光素子、受光素子、発信素子、或いは受信素子などの複数の素子を含んでいる。図3の半導体複合装置11では、例えば、発光素子群を半導体薄膜層14aに、受光素子群を半導体薄膜層14bに、そして受信・発信素子群を半導体薄膜層14cにそれぞれ分離して設けている。以上のように、各平坦化層13a,13b,13cに貼り付けられた半導体薄膜層14a,14b,14cは、それぞれ別の基板上で形成されるため、例えば発光素子用の半導体薄膜層14aは、図2で示した積層構造とし、他の半導体薄膜層14b、14cは、それぞれこれとは別の積層構造とすることができる。   In the figure, a plurality of planarization layers 13a, 13b, and 13c are provided on the Si substrate 12, and formed on each planarization layer by a second substrate different from the Si substrate 12 as the first substrate. The semiconductor thin film layers 14a, 14b, and 14c are pasted. For this reason, these semiconductor thin film layers can be comprised by a separate semiconductor thin film layer according to an element form, for example, contains several elements, such as a light emitting element, a light receiving element, a transmitting element, or a receiving element. In the semiconductor composite device 11 of FIG. 3, for example, the light emitting element group is provided separately on the semiconductor thin film layer 14a, the light receiving element group is provided on the semiconductor thin film layer 14b, and the receiving / transmitting element group is provided separately on the semiconductor thin film layer 14c. . As described above, since the semiconductor thin film layers 14a, 14b, and 14c attached to the planarization layers 13a, 13b, and 13c are formed on different substrates, for example, the semiconductor thin film layer 14a for a light emitting element is 2 and the other semiconductor thin film layers 14b and 14c can have a different laminated structure.

Si基板12には、更に、各素子を制御するための集積回路15、各素子領域への電源供給や信号入力、信号出力のためのパッド16、及び各素子間を接続するための配線17等が形成されている。このような機能集積素子チップを、例えばウエハ上で一括形成することができる。   The Si substrate 12 further includes an integrated circuit 15 for controlling each element, a power supply pad for each element region, a pad 16 for signal input and signal output, and a wiring 17 for connecting each element. Is formed. Such functional integrated element chips can be formed on a wafer, for example.

尚、半導体薄膜層については、前記したように別の基板上に成長させた半導体層を化学的に剥離してから所定の基板に貼り付けてもよいし、貼り付けた後に化学的に基板を剥がしてもよいし、貼り付けた後に化学的或いは機械的研磨によって基板を除去してもよく、その形成方法は問わない。   As for the semiconductor thin film layer, as described above, the semiconductor layer grown on another substrate may be chemically peeled off and then attached to a predetermined substrate. The substrate may be peeled off or the substrate may be removed by chemical or mechanical polishing after being applied, and the formation method is not limited.

また、本実施の形態では、第1の基板としてSi基板を採用した例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、セラミック、メタル、ガラス、石英、サファイヤ、有機材料など種々の材料を基板として採用することができる。   In the present embodiment, an example in which a Si substrate is employed as the first substrate has been described. However, the present invention is not limited to this example. For example, various materials such as ceramic, metal, glass, quartz, sapphire, and organic materials can be used. A material can be employed as the substrate.

また、前記した実施例では、平坦化層上に半導体薄膜層を貼り付けた例を示したが、これに限定されるものではなく、別の材料、或いは構造の材料層を貼り付ける構成としてもよい。   In the above-described embodiments, the example in which the semiconductor thin film layer is pasted on the planarizing layer is shown. However, the present invention is not limited to this, and another material or a structure material layer may be pasted. Good.

更に、図3での説明では、平坦化層13a,13b,13cを分割して形成し、各平坦化層の所定領域に半導体薄膜層14a,14b,14cを貼り付けた例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば分割して形成したこれ等の平坦化層13a,13b,13cを連続した1つの平坦化層として形成してもよいなど、種々の態様を取り得るものである。   Furthermore, in the description with reference to FIG. 3, an example is shown in which the planarization layers 13 a, 13 b, and 13 c are divided and formed, and the semiconductor thin film layers 14 a, 14 b, and 14 c are attached to predetermined regions of the respective planarization layers. However, the present invention is not limited to this. For example, the flattened layers 13a, 13b, and 13c formed separately may be formed as one continuous flattened layer. is there.

以上のように、本実施の形態の半導体複合装置によれば、基板上に平坦化層を設け、この平坦化層上に半導体薄膜層を貼り付けるようにしたので、半導体薄膜層が平坦化層を介して強固に基板に固定されるため、品質、信頼性が高い半導体複合装置を提供できる。   As described above, according to the semiconductor composite device of the present embodiment, the planarization layer is provided on the substrate, and the semiconductor thin film layer is pasted on the planarization layer. Therefore, the semiconductor composite device with high quality and reliability can be provided.

実施の形態2.
図4は、本発明による実施の形態2の半導体複合装置21の要部構成を概略的に示す平面図であり、図5は、図4に示す半導体複合装置21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4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35(図5)を省略し、更に説明のため、後述する個別電極コンタクト30の一部を欠いた状態で示している。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a plan view schematically showing a main configuration of the semiconductor composite device 21 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of the semiconductor composite device 21 shown in FIG. It is principal part sectional drawing which shows this roughly. In FIG. 4, for the sake of simplicity, the interlayer insulating film 35 (FIG. 5) for preventing short-circuits between the wirings and between the wirings and the conductive layers is omitted. Shown in a state lacking a part.

図5の断面図に示すように、半導体複合装置21は、その最下層に第1の基板として例えば半導体基板であるSi基板22を配し、このSi基板22の上には多層絶縁膜領域23が形成されている。これらSi基板22と多層絶縁膜領域23の所定領域には、後述する発光素子を駆動するための、Siを使ったFETや抵抗等を含む単位素子と各単位素子を多層配線を使って接続した駆動集積回路が形成された駆動集積回路領域24が設けられている。多層絶縁膜領域23は、例えばこの駆動集積回路領域24と同等の層間絶縁膜積層構造を有する領域である。多層絶縁膜領域23の上には、例えば有機物薄膜層からなる平坦化層25が形成され、この平坦化層25の上には半導体薄膜層28が形成されている。   As shown in the cross-sectional view of FIG. 5, the semiconductor composite device 21 includes, for example, a Si substrate 22, which is a semiconductor substrate, as a first substrate in the lowermost layer, and a multilayer insulating film region 23 on the Si substrate 22. Is formed. Unit elements including FETs, resistors, and the like using Si for driving a light emitting element described later are connected to predetermined regions of the Si substrate 22 and the multilayer insulating film region 23 using multilayer wiring. A drive integrated circuit region 24 in which a drive integrated circuit is formed is provided. The multilayer insulating film region 23 is a region having an interlayer insulating film laminated structure equivalent to the drive integrated circuit region 24, for example. A planarization layer 25 made of, for example, an organic thin film layer is formed on the multilayer insulating film region 23, and a semiconductor thin film layer 28 is formed on the planarization layer 25.

半導体複合装置21を形成する過程で、半導体薄膜層28は、第1の基板であるSi基板22とは異なる図示しない第2の基板上にエピタキシャル積層を成長させて形成したものである。例えば、第2の基板をGaAs基板とし、その上に、n−GaAs/n−AlGa1−xAs/n−AlGa1−yAs/p−AlGa1−zAs/p−GaAsを設ける。この時、GaAs基板と生成した半導体薄膜層28の間に、剥離層として、例えばAlAs層を設ける。このようにして第2の基板上に、剥離層を介して半導体薄膜層28(n−GaAs/n−AlGa1−xAs/n−AlGa1−yAs/p−AlGa1−zAs/p−GaAs)を生成した後、この剥離層を、例えば希釈した弗酸、塩酸などで選択的にエッチング除去し、生成した半導体薄膜層28を第2の基板(GaAs基板)から剥離して、図5に示すように平坦化層25上に貼り付ける。 In the process of forming the semiconductor composite device 21, the semiconductor thin film layer 28 is formed by growing an epitaxial stack on a second substrate (not shown) different from the Si substrate 22 as the first substrate. For example, the second substrate and GaAs substrate, on which, n-GaAs / n-Al x Ga 1-x As / n-Al y Ga 1-y As / p-Al z Ga 1-z As / p -Provide GaAs. At this time, for example, an AlAs layer is provided as a peeling layer between the GaAs substrate and the generated semiconductor thin film layer 28. In this way, the second substrate, via the peeling layer semiconductor thin film layer 28 (n-GaAs / n- Al x Ga 1-x As / n-Al y Ga 1-y As / p-Al z Ga 1-z As / p-GaAs), the release layer is selectively removed by etching with, for example, diluted hydrofluoric acid or hydrochloric acid, and the resulting semiconductor thin film layer 28 is formed into a second substrate (GaAs substrate). And then affixed on the planarization layer 25 as shown in FIG.

更に半導体薄膜層28は、少なくとも、pn接合が素子分離されるように一部がエッチング除去され、後述するように、下部領域26と、その上の上部領域を素子分離して形成した個別素子領域である複数の上部構造27を有する。ここで下部領域26は、例えば第1導電型コンタクト層で例えばn−GaAs層であり、上部構造27は、第1導電型のクラッド層27aで例えばn−AlGa1−xAs層、第1導電型の活性層27bで例えばn−AlGa1−yAs層、第2導電型のクラッド層27cで例えばp−AlGa1−zAs層、及び第2導電型のコンタクト層27dで例えばp−GaAs層で構成される。そして例えば、y<x,zとすることによって、上部構造27を発光部とする高発光効率のLEDとすることができる。以上のように半導体薄膜層28は、半導体複合装置21を形成する過程で、上部領域に、エッチングにより素子分離された複数の上部構造27が形成される。 Further, at least a part of the semiconductor thin film layer 28 is removed by etching so that the pn junction is isolated, and as will be described later, the individual element region formed by isolating the lower region 26 and the upper region thereon. A plurality of superstructures 27. Here, the lower region 26 is a first conductivity type contact layer, for example, an n-GaAs layer, and the upper structure 27 is a first conductivity type cladding layer 27a, for example, an n-Al x Ga 1-x As layer, For example, the n-Al y Ga 1-y As layer is formed in the active layer 27b of one conductivity type, and the p-Al z Ga 1-z As layer is formed in the clad layer 27c of the second conductivity type, and the contact layer 27d of the second conductivity type. For example, it is composed of a p-GaAs layer. For example, by setting y <x, z, it is possible to obtain an LED with high light emission efficiency using the upper structure 27 as a light emitting portion. As described above, in the process of forming the semiconductor composite device 21, the semiconductor thin film layer 28 is formed with a plurality of upper structures 27 in which elements are separated by etching in the upper region.

個別電極コンタクト30は、層間絶縁膜35上で上部構造27を覆うように形成され、上部構造27上に形成された層間絶縁膜35の開口部35aを介して第2導電型のコンタクト層27dに電気的に接続されている。更に個別電極コンタクト30は透明導電膜であり、例えばインジウム・錫酸化物(ITO)膜や酸化亜鉛膜(ZnO)などの無機材料酸化物薄膜や有機導電膜である。メタル配線31は、層間絶縁膜35上に形成され、この個別電極コンタクト30とLEDを駆動するための駆動集積回路の出力端子32とを、この出力端子32上に形成された層間絶縁膜35の開口部35bを介して電気的に接続している。   The individual electrode contact 30 is formed on the interlayer insulating film 35 so as to cover the upper structure 27, and contacts the second conductivity type contact layer 27 d through the opening 35 a of the interlayer insulating film 35 formed on the upper structure 27. Electrically connected. Further, the individual electrode contact 30 is a transparent conductive film, for example, an inorganic material oxide thin film such as an indium / tin oxide (ITO) film or a zinc oxide film (ZnO) or an organic conductive film. The metal wiring 31 is formed on the interlayer insulating film 35, and the individual electrode contact 30 and the output terminal 32 of the driving integrated circuit for driving the LED are connected to the interlayer insulating film 35 formed on the output terminal 32. It is electrically connected through the opening 35b.

共通電極コンタクト33は、層間絶縁膜35上の、半導体薄膜層28の下部領域26に対向する位置(下部領域26のコンタクト層上)に形成され、層間絶縁膜35に形成された開口部35cを介して、この下部領域26に接続されたメタルコンタクトである。   The common electrode contact 33 is formed on the interlayer insulating film 35 at a position facing the lower region 26 of the semiconductor thin film layer 28 (on the contact layer of the lower region 26), and an opening 35c formed in the interlayer insulating film 35 is formed. And a metal contact connected to the lower region 26.

一方、図4に示すように、平坦化層25、半導体薄膜層28の下部領域26、及び共通電極コンタクト33は、それぞれ半導体複合装置21の長手方向に延在し、LEDの発光部に相当する素子分離された上部構造27は、半導体複合装置21の長手方向に略一列に複数配置されている。前記した駆動集積回路の出力端子32も、それぞれ対応する発光部の近傍に整列して形成され、これ等の間を透明の個別電極コンタクト30及びメタル配線31で電気的に接続している。   On the other hand, as shown in FIG. 4, the planarization layer 25, the lower region 26 of the semiconductor thin film layer 28, and the common electrode contact 33 each extend in the longitudinal direction of the semiconductor composite device 21 and correspond to the light emitting portion of the LED. A plurality of element-separated upper structures 27 are arranged in substantially one row in the longitudinal direction of the semiconductor composite device 21. The output terminals 32 of the drive integrated circuit described above are also formed in the vicinity of the corresponding light emitting portions, and these are electrically connected by transparent individual electrode contacts 30 and metal wirings 31.

接続用パッド34は、層間絶縁膜35(図5)上の共通電極コンタクト33に沿った位置に所定の間隔で配設され、共通電位を、外部から半導体薄膜層28の下部領域26に印加すべく、それぞれが共通電極コンタクト33と電気的に接続している。ここで、接続用パッド34は必ずしも所定の間隔で配設する必要はなく、また、必ずしも複数の接続用パッドを設けなくともよい。入力パッド36は、駆動集積回路領域24(図5)に形成された集積回路への電源や駆動信号を供給するための外部接続部で、集積回路の所定部と電気的につながっている。   The connection pads 34 are arranged at predetermined intervals along the common electrode contact 33 on the interlayer insulating film 35 (FIG. 5), and apply a common potential to the lower region 26 of the semiconductor thin film layer 28 from the outside. Therefore, each is electrically connected to the common electrode contact 33. Here, the connection pads 34 are not necessarily arranged at a predetermined interval, and a plurality of connection pads are not necessarily provided. The input pad 36 is an external connection portion for supplying power and drive signals to the integrated circuit formed in the drive integrated circuit region 24 (FIG. 5), and is electrically connected to a predetermined portion of the integrated circuit.

本実施の形態における平坦化層25は、具体的にはポリイミド層、その他の有機物層であってもよい。また、有機材料の他、酸化物層、例えばSiO膜などの塗布膜であってもよい。更にSiO,SiN,SiON,ITO,ZnO,などの膜であってもよい。ここで、SiOは例えばスパッタ法、CVD法、p−CVD法、塗布法によって形成することができ、SiN、SiON膜は例えばp−CVD法で形成することができ、ITOは例えばスパッタ法で形成することができ、ZnOは例えばスパッタ法、イオンプレーティング法で形成することができ、Al膜は例えばスパッタ法によって形成することができる。 Specifically, the planarization layer 25 in the present embodiment may be a polyimide layer or another organic material layer. In addition to an organic material, an oxide layer, for example, a coating film such as a SiO 2 film may be used. Further, it may be a film of SiO x , SiN, SiON, ITO, ZnO, or the like. Here, SiO x can be formed by, for example, sputtering, CVD, p-CVD, or coating. SiN and SiON films can be formed by, for example, p-CVD. ITO can be formed by, for example, sputtering. ZnO can be formed by sputtering or ion plating, for example, and the Al 2 O 3 film can be formed by sputtering, for example.

更に、平坦化層25は、例えば、有機材料層で形成してもよい。有機材料層は、蒸着法や印刷法ないし塗布法によって形成してもよい。有機材料としては、例えば、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリパラフェニレン、ポリp−フェニレンビニレン、ポリナフチレンビニレン、ポリアニリン、ポリエチレンテレフタレートなどを使うことができる。その他に、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、ポリカーボネート、メチルメタクリレートスチレン、ポリビニルカーボネート、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、脂環式ポリオレフィン樹脂などの透明な有機材料であってもよい。例えば、これらの有機材料に側鎖を導入して溶媒に可溶とし、溶媒に溶融した形態で塗布などの方法で有機材料層を形成してもよい。   Furthermore, the planarization layer 25 may be formed of an organic material layer, for example. The organic material layer may be formed by a vapor deposition method, a printing method, or a coating method. As the organic material, for example, polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, polyparaphenylene, poly p-phenylene vinylene, polynaphthylene vinylene, polyaniline, polyethylene terephthalate, or the like can be used. In addition, transparent organic materials such as polymethyl methacrylate, polypropylene, polycarbonate, methyl methacrylate styrene, polyvinyl carbonate, polymethyl pentene, polystyrene, and alicyclic polyolefin resin may be used. For example, side chains may be introduced into these organic materials to make them soluble in a solvent, and the organic material layer may be formed by a method such as coating in a form melted in the solvent.

また、本実施の形態における、半導体薄膜層28を平坦下層25に貼り付けた際の貼り付け強度は、少なくとも層間絶縁膜形成、層間絶縁膜への開口部形成、配線形成などの必要な作製プロセスにおいて、半導体薄膜が剥離などの素子の特性、歩留、信頼性に影響を及ぼす欠陥が発生しない強度が必要である。半導体薄膜の貼り付け強度は、例えば、エッチング・テストやテープ・テストによって簡易的に評価することができる。必要な貼り付け強度を得るための平坦化層25の平坦性Eは、5nm以下が望ましく、更に2nm以下とすることによって、安定して高い貼り付け強度を得ることができる。尚、平坦性Eの定義は、実施の形態1で説明した通りであるため、ここでの説明は省略する。   Further, in the present embodiment, the bonding strength when the semiconductor thin film layer 28 is bonded to the flat lower layer 25 is at least a necessary manufacturing process such as formation of an interlayer insulating film, formation of an opening in the interlayer insulating film, and wiring formation. However, it is necessary that the semiconductor thin film has a strength that does not cause defects that affect device characteristics, yield, and reliability, such as peeling. The bonding strength of the semiconductor thin film can be easily evaluated by, for example, an etching test or a tape test. The flatness E of the flattening layer 25 for obtaining the required bonding strength is desirably 5 nm or less, and by further setting it to 2 nm or less, a high bonding strength can be stably obtained. Note that the definition of the flatness E is as described in the first embodiment, and a description thereof is omitted here.

尚、本実施の形態では、半導体薄膜層28の少なくとも活性層までメサエッチングすることによって、素子分離した個別の上部構造27(発光部)を形成したが、例えば第1導電型の半導体エピタキシャル層に、選択的に第2導電型不純物をドーピングする構造であってもよい。また、発光部である各上部構造27の分割の方法、更には共通電極の分割の方法は適宜変形が可能である。また、発光素子群の駆動方式もマトリクス駆動方式が可能な配線形態であってもよい。   In this embodiment, mesa etching is performed to at least the active layer of the semiconductor thin film layer 28 to form the individual upper structure 27 (light emitting portion) separated from the element. For example, in the first conductivity type semiconductor epitaxial layer, Alternatively, a structure in which the second conductivity type impurity is selectively doped may be used. Further, the method of dividing each upper structure 27 that is a light emitting portion, and further, the method of dividing the common electrode can be modified as appropriate. Further, the driving method of the light emitting element group may be a wiring form that can be used in a matrix driving method.

図6は、実施の形態2の変形例を示す図である。同図(a)に示すように透明な個別電極コンタクト30(図5)を省いて、接続用パッド36が発光部(上部構造27に相当)領域の一部を被覆するように上部構造27のコンタクト層27dに電気的に接続するように構成してもよい。また、図6(b)、図6(c)、図6(d)、図6(e)は、それぞれ発光部(上部構造27に相当)領域と接続用パッドの別の接続例を示す部分上面図である。同図(b)は接続用パッド36が発光部領域の途中まで形成された構成例を示し、同図(c)は接続用パッド36が発光部領域の近接する端部領域を覆うように形成され構成例を示している。また同図(d)は、例えば上部構造27に発光領域27fから延在する導通層領域27gを設け、この導通層領域27gに接続用パッド36を接続した構成例を示し、図6(e)は接続用パッド36が発光部領域を貫通するように形成された構成例を示している。更に、ここに示した例に限定されず、接続用パッド36の形状は種々の変形ができる。例えば、発光部の周囲を囲う形態であってもよいし、横方向(配線36の垂直方向)にも伸びた形態であってもよい。このように、透明な個別電極コンタクト30を用いずに、発光領域から出力される光をあまり妨げることなく、或いは全く妨げることなく、電気的な配線を形成することもできる。   FIG. 6 is a diagram illustrating a modification of the second embodiment. As shown in FIG. 5A, the transparent individual electrode contact 30 (FIG. 5) is omitted, and the connection pad 36 covers the light emitting portion (corresponding to the upper structure 27) part of the region of the upper structure 27. It may be configured to be electrically connected to the contact layer 27d. FIGS. 6B, 6C, 6D, and 6E are portions showing another connection example of the light emitting portion (corresponding to the upper structure 27) region and the connection pad, respectively. It is a top view. FIG. 5B shows a configuration example in which the connection pad 36 is formed up to the middle of the light emitting portion region, and FIG. 5C shows the connection pad 36 formed so as to cover the end region adjacent to the light emitting portion region. An example configuration is shown. FIG. 6D shows a configuration example in which, for example, a conductive layer region 27g extending from the light emitting region 27f is provided in the upper structure 27, and a connection pad 36 is connected to the conductive layer region 27g. Shows a configuration example in which the connection pad 36 is formed so as to penetrate the light emitting portion region. Furthermore, it is not limited to the example shown here, The shape of the connection pad 36 can be variously modified. For example, a form surrounding the light emitting unit may be used, or a form extending in the horizontal direction (the vertical direction of the wiring 36) may be used. In this way, it is also possible to form an electrical wiring without using the transparent individual electrode contact 30 without much or no hindrance to the light output from the light emitting region.

以上のように、本実施の形態2の半導体複合装置によれば、平坦な平坦化層上に半導体薄膜層を貼り付けて発光部を有する発光素子アレイを形成しているので、強固な貼り付け強度が得られ、信頼性が高く、特性にバラツキが少ない発光素子アレイを得ることができる。   As described above, according to the semiconductor composite device of the second embodiment, the semiconductor thin film layer is pasted on the flat planarization layer to form the light emitting element array having the light emitting portion. A light-emitting element array with high strength, high reliability, and little variation in characteristics can be obtained.

実施の形態3.
図7は、本発明による実施の形態3の半導体複合装置の積層構造を模式的に示す要部構成図である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 is a main part configuration diagram schematically showing a stacked structure of the semiconductor composite device according to the third embodiment of the present invention.

この半導体複合装置41が、前記した図1に示す実施の形態1の半導体複合装置1と主に異なる点は、平坦化層42の下に反射層43を設けた点である。従って、この半導体複合装置41が前記した実施の形態1の半導体複合装置1と共通する部分には同符号を付してここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。   The semiconductor composite device 41 is mainly different from the semiconductor composite device 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 in that a reflective layer 43 is provided under the planarizing layer 42. Accordingly, parts common to the semiconductor composite device 1 of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals in the semiconductor composite device 41, description thereof will be omitted, and different points will be mainly described.

平坦化層42の下に設けた反射層43は、例えばメタル層であり、Ti、Au、Geの中のいずれかの元素の、単層、積層、複合又は合金、Ti、Pt、又はAuを含む積層膜、又はCr、Ni、Pd、又はAlを含む層である。特に平坦化層42が有機物層である時、反射層43の最上層は、Ti、Au、Cr、Ni、又はAlであることが望ましい。また、Si基板が集積回路を含み、集積回路を作製する作製工程内でメタルの反射層を形成する場合には、Au系の材料を含まないメタル材料を使用することが望ましい。   The reflective layer 43 provided under the planarization layer 42 is, for example, a metal layer, and is made of a single layer, stacked layer, composite or alloy, Ti, Pt, or Au of any element of Ti, Au, and Ge. Or a layer containing Cr, Ni, Pd, or Al. In particular, when the planarizing layer 42 is an organic layer, the uppermost layer of the reflective layer 43 is preferably Ti, Au, Cr, Ni, or Al. In addition, when the Si substrate includes an integrated circuit and a metal reflective layer is formed in a manufacturing process for manufacturing the integrated circuit, it is desirable to use a metal material that does not include an Au-based material.

また、反射層43はメタル層でなくてもよく、例えば半導体/絶縁膜、或いは半導体/半導体層等の積層材料層であってもよい。半導体/絶縁膜では、例えばSi/SiO積層膜や、SiO/TiO積層膜とすることができる。その他、低屈折率材料/高屈折率材料の積層膜としてもよい。低屈折率材料としては、SiO、CaF、LiF、MgFなどの材料とすることができ、高屈折材料としては、TiO、CeO、CdS、ZnSなどとすることができる。その他、金属/半導体の積層膜であってもよい。 Further, the reflective layer 43 may not be a metal layer, and may be a laminated material layer such as a semiconductor / insulating film or a semiconductor / semiconductor layer. As the semiconductor / insulating film, for example, a Si / SiO 2 laminated film or a SiO 2 / TiO 2 laminated film can be used. In addition, a laminated film of a low refractive index material / a high refractive index material may be used. The low refractive index material can be a material such as SiO 2 , CaF 2 , LiF, or MgF 2, and the high refractive material can be TiO 2 , CeO 2 , CdS, ZnS, or the like. In addition, it may be a metal / semiconductor laminated film.

反射層43の表面の平坦性は、50nm以下がよく、更に望ましくは15nm以下がよい。反射層43の表面の平坦性を以上のようにすれば、上に設ける平坦化層42での所望の平坦化が可能となる。図8(a)は例えば、平坦化層として塗布膜を用いた場合の平坦化層の平坦化効果を示した図である。図示したように、平坦化層の下に位置する下地(図7で言えば、反射層43)の平坦性=50nmに対して平坦化層上の平坦性は5nmと約1桁平坦性が向上している。尚、平坦性の定義は、実施の形態1で説明した通りであるため、ここでの説明は省略する。   The flatness of the surface of the reflective layer 43 is preferably 50 nm or less, and more preferably 15 nm or less. When the flatness of the surface of the reflective layer 43 is set as described above, the desired flattening can be performed with the flattening layer 42 provided thereon. FIG. 8A is a diagram showing the planarization effect of the planarization layer when a coating film is used as the planarization layer, for example. As shown in the figure, the flatness of the underlying layer (reflecting layer 43 in FIG. 7) located under the flattening layer is 50 nm, whereas the flatness on the flattening layer is 5 nm, which is about an order of magnitude higher. doing. Note that the definition of flatness is the same as that described in the first embodiment, and a description thereof is omitted here.

また、反射層43は、基板上の全面にわたり形成したものでなくとも、基板上にパターン形成したものであってもよい。このようにパターン形成することによって、反射層43上に、例えば有機材料薄膜で形成した平坦化層42をより密着性よく設けることができる。更に、反射層43は、例えばメタル層とすることによって、反射層としての機能の他に、平坦化層42の上に貼り付ける材料の裏面側下方に設けた導通層、配線層としての機能を果たすこともできる。また、半導体複合装置41の変形例として図8(b)に示すように、基板2と反射層43の間には別の層、例えば、SiN膜、SiO膜などの誘電体膜48があってもよい。 The reflective layer 43 may not be formed over the entire surface of the substrate, but may be formed in a pattern on the substrate. By forming the pattern in this way, the planarizing layer 42 formed of, for example, an organic material thin film can be provided on the reflective layer 43 with better adhesion. Furthermore, the reflective layer 43 is, for example, a metal layer, so that it functions as a conductive layer and a wiring layer provided below the back side of the material to be pasted on the planarizing layer 42 in addition to the function as a reflective layer. It can also be fulfilled. As a modification of the semiconductor composite device 41, as shown in FIG. 8B, another layer, for example, a dielectric film 48 such as a SiN film or a SiO 2 film is provided between the substrate 2 and the reflective layer 43. May be.

図9は、図7に示すように平坦化層42上に半導体薄膜層4を貼り付けて形成した半導体複合装置の別の形成例を概念的に示す平面図である。尚、同図では簡単のため、層間絶縁膜などを省略し、更に説明のため、平坦化層13a及び半導体薄膜層14aの一部を欠いた状態で示している。   FIG. 9 is a plan view conceptually showing another formation example of the semiconductor composite device formed by attaching the semiconductor thin film layer 4 on the planarizing layer 42 as shown in FIG. In the drawing, for the sake of simplicity, the interlayer insulating film and the like are omitted, and for further explanation, the planarization layer 13a and the semiconductor thin film layer 14a are partially omitted.

また図9に示す半導体複合装置45が、実施の形態1で説明した図3に示す半導体複合装置11に対して異なる点は、平坦化層13aの下層に反射層46を設けた点である。従って、この半導体複合装置45が前記した図3に示す半導体複合装置11と共通する部分には同符号を付してここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。   Further, the semiconductor composite device 45 shown in FIG. 9 is different from the semiconductor composite device 11 shown in FIG. 3 described in Embodiment 1 in that a reflective layer 46 is provided below the planarization layer 13a. Therefore, parts common to the semiconductor composite device 11 shown in FIG. 3 described above are denoted by the same reference numerals in this semiconductor composite device 45, description thereof will be omitted, and different points will be mainly described.

同図中、半導体薄膜層14aは発光素子(例えばLED、LEDを1次元又は2次元に配列するLEDアレイ、レーザーダイオード、レーザーダイオードを1次元又は2次元に配設したレーザーダイオードアレー)を備え、この半導体薄膜層14aの下層には平坦化層13aが形成され、更にその下層には反射層46が形成されている。この半導体薄膜層14aは、例えば前記した実施の形態2で説明した半導体薄膜層28と同じ構成とすることができる。   In the figure, the semiconductor thin film layer 14a includes a light emitting element (for example, an LED, an LED array in which LEDs are arranged in one or two dimensions, a laser diode, a laser diode array in which laser diodes are arranged in one or two dimensions), A planarizing layer 13a is formed below the semiconductor thin film layer 14a, and a reflective layer 46 is formed below the planarizing layer 13a. For example, the semiconductor thin film layer 14a can have the same configuration as the semiconductor thin film layer 28 described in the second embodiment.

このように構成することによって、半導体薄膜層14aに設けた発光素子から裏面方向(半導体薄膜層14aより下層方向)に出射した光は、反射層46で反射されて半導体薄膜層14aの上面から取り出すことができるため、実質的な発光効率を向上することができる。   With this configuration, light emitted from the light emitting element provided on the semiconductor thin film layer 14a in the back surface direction (lower layer direction than the semiconductor thin film layer 14a) is reflected by the reflective layer 46 and extracted from the upper surface of the semiconductor thin film layer 14a. Therefore, substantial luminous efficiency can be improved.

以上のように、半導体薄膜層14aの裏面方向へ出射した光を、反射層46で反射して上面から取り出す場合、反射層46上に設けた平坦化層13aでの光吸収をできるだけ最小に抑えるため、平坦化層13aの層の厚さ(膜厚)を薄くする。特に平坦化層13aとして有機材料膜を使用した場合には、1μm以下とすることが望ましい。例えば、平坦化層13aにポリイミドなどの有機材料膜材料を使った場合、発明者らは、その膜厚を1μm以下とすることによって得られる裏面方向からの光反射によって、半導体薄膜層14aの上面から取り出される光量が実質的にほぼ2倍になることを実験的に確認した。   As described above, when the light emitted toward the back surface of the semiconductor thin film layer 14a is reflected from the reflective layer 46 and extracted from the upper surface, the light absorption by the planarization layer 13a provided on the reflective layer 46 is minimized. Therefore, the thickness (film thickness) of the planarization layer 13a is reduced. In particular, when an organic material film is used as the planarizing layer 13a, the thickness is desirably 1 μm or less. For example, when an organic material film material such as polyimide is used for the planarizing layer 13a, the inventors have reflected the light from the back surface obtained by setting the film thickness to 1 μm or less, and thereby the upper surface of the semiconductor thin film layer 14a. It has been experimentally confirmed that the amount of light extracted from the liquid is substantially doubled.

反射層46は、導電性の液状材料を、塗布又は印刷によって形成したものであってもよい。例えばメタル材料を含む塗布材料を塗布した場合、この塗布材料は塗布後アニールすることによって硬化し、実質的にメタル層、或いは導電性材料層とすることができる。   The reflective layer 46 may be formed by applying or printing a conductive liquid material. For example, when a coating material containing a metal material is applied, the coating material is cured by annealing after coating, and can be substantially made into a metal layer or a conductive material layer.

以上のように、本実施の形態の半導体複合装置によれば、平坦化層の下に反射層を設けたので、半導体薄膜層が平坦化層を介して強固に基板に固定すると共に、発光部を有する半導体薄膜層からその裏面方向(下層方向)へ出射した光を反射して表面から取り出すことができるため、実質的な発光効率を向上することができる。また、反射層をメタル層で構成すれば、半導体薄膜層の下層側での導通層として利用することができる。   As described above, according to the semiconductor composite device of the present embodiment, since the reflective layer is provided under the planarization layer, the semiconductor thin film layer is firmly fixed to the substrate via the planarization layer, and the light emitting unit Since the light emitted from the semiconductor thin film layer having the surface in the back surface direction (lower layer direction) can be reflected and taken out from the front surface, substantial light emission efficiency can be improved. If the reflective layer is formed of a metal layer, it can be used as a conductive layer on the lower layer side of the semiconductor thin film layer.

実施の形態4.
図10は、本発明による実施の形態4の半導体複合装置51の要部構成を概略的に示す平面図であり、図11は、図10に示す半導体複合装置21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10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35(図5)を省略し、更に説明のため、後述する個別電極コンタクト30及び平坦化層25の一部を欠いた状態で示している。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 10 is a plan view schematically showing a main configuration of a semiconductor composite device 51 according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line AA of the semiconductor composite device 21 shown in FIG. It is principal part sectional drawing which shows this roughly. In FIG. 10, for the sake of simplicity, the interlayer insulating film 35 (FIG. 5) for preventing short-circuit between each wiring and between the wiring and the conductive layer is omitted. For further explanation, individual electrode contacts 30 and A state in which a part of the planarizing layer 25 is omitted is shown.

この半導体複合装置51が、前記した図5に示す半導体複合装置21と主に異なる点は、平坦化層25の下に反射層52を設けた点である。従って、この半導体複合装置51が前記した実施の形態1の半導体複合装置21と共通する部分には同符号を付してここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、図11では反射層52を多層絶縁膜領域23上に設けているが、必要に応じて反射層は、基板22に接するように設けてもよいし、多層膜ではなく、基板22上に設けた単層膜上に設けてもよい。   The semiconductor composite device 51 is mainly different from the semiconductor composite device 21 shown in FIG. 5 in that a reflective layer 52 is provided under the planarization layer 25. Therefore, parts common to the semiconductor composite device 21 of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals in the semiconductor composite device 51, and the description thereof is omitted here, and different points are mainly described. In FIG. 11, the reflective layer 52 is provided on the multilayer insulating film region 23. However, the reflective layer may be provided in contact with the substrate 22 if necessary, or on the substrate 22 instead of the multilayer film. You may provide on the provided single layer film.

平坦化層25の下に設けた反射層52は、例えばメタル層であり、Ti、Au、Geの中のいずれかの元素の、単層、積層、複合又は合金、Ti、Pt、又はAuを含む積層膜、又はCr、Ni、Pd、又はAlを含む層である。特に平坦化層25が有機物層である時、反射層52の最上層は、Ti、Au、Cr、Ni、又はAlであることが望ましい。尚、Si基板が集積回路を含み、集積回路を作製する作製工程内でメタルの反射層を形成する場合には、Au系の材料を含まないメタル材料(例えば、Ni,Pt,Ti,Alなどを含む材料)を使用することが望ましい。   The reflective layer 52 provided under the planarizing layer 25 is, for example, a metal layer, and is made of a single layer, a laminate, a composite or an alloy, Ti, Pt, or Au of any element of Ti, Au, and Ge. Or a layer containing Cr, Ni, Pd, or Al. In particular, when the planarizing layer 25 is an organic material layer, the uppermost layer of the reflective layer 52 is desirably Ti, Au, Cr, Ni, or Al. In the case where the Si substrate includes an integrated circuit and a metal reflective layer is formed in a manufacturing process for manufacturing the integrated circuit, a metal material that does not include an Au-based material (for example, Ni, Pt, Ti, Al, etc.) It is desirable to use a material containing

また、反射層52はメタル層でなくてもよく、例えば半導体/絶縁膜、或いは半導体/半導体層等の積層材料層であってもよい。半導体/絶縁膜では、例えばSi/SiO積層膜や、SiO/TiO積層膜とすることができる。その他、低屈折率材料/高屈折率材料の積層膜としてもよい。低屈折率材料としては、SiO、CaF、LiF、MgFなどの材料とすることができ、高屈折材料としては、TiO、CeO、CdS、ZnSなどとすることができる。その他、金属/半導体の積層膜であってもよい。 Further, the reflective layer 52 may not be a metal layer, but may be a laminated material layer such as a semiconductor / insulating film or a semiconductor / semiconductor layer. As the semiconductor / insulating film, for example, a Si / SiO 2 laminated film or a SiO 2 / TiO 2 laminated film can be used. In addition, a laminated film of a low refractive index material / a high refractive index material may be used. Examples of the low refractive index material include SiO 2 , CaF 2 , LiF, and MgF 2, and examples of the high refractive material include TiO, CeO 2 , CdS, and ZnS. In addition, it may be a metal / semiconductor laminated film.

反射層52の表面の平坦性は、50nm以下がよく、更に望ましくは15nm以下がよい。反射層52の表面の平坦性を以上のようにすれば、上に設ける平坦化層25での所望の平坦化が可能となる。尚、平坦性の定義は、実施の形態1で説明した通りであるため、ここでの説明は省略する。   The flatness of the surface of the reflective layer 52 is preferably 50 nm or less, and more preferably 15 nm or less. When the flatness of the surface of the reflective layer 52 is set as described above, the desired flattening can be performed by the flattening layer 25 provided thereon. Note that the definition of flatness is the same as that described in the first embodiment, and a description thereof is omitted here.

また、反射層52は、基板上にパターン形成したものであってもよい。このようにパターン形成することによって、反射層52上に、例えば有機材料薄膜で形成した平坦化層25を密着性よく設けることができる。更に、反射層52は、例えばメタル層とすることによって、反射層としての機能の他に、平坦化層25の上に貼り付ける材料の裏面側下方に設けた導通層としての機能を果たすこともできる。   Further, the reflective layer 52 may be a pattern formed on a substrate. By forming the pattern in this way, the planarizing layer 25 formed of, for example, an organic material thin film can be provided on the reflective layer 52 with good adhesion. Further, the reflective layer 52 may be a metal layer, for example, and may function as a conductive layer provided below the back side of the material to be pasted on the planarizing layer 25 in addition to the function as a reflective layer. it can.

以上のように、本実施の形態4の半導体複合装置によれば、平坦な平坦化層上に半導体薄膜層を貼り付けて発光部を有する発光素子アレイを形成しているので、強固な貼り付け強度が得られ、信頼性が高く、特性にバラツキが少ない発光素子アレイを得ることができる。また、平坦化層の下に反射層、例えばメタル層を設けたので、発光効率が高い発光素子アレイを得ることができる。   As described above, according to the semiconductor composite device of the fourth embodiment, the semiconductor thin film layer is pasted on the flat planarizing layer to form the light emitting element array having the light emitting portion. A light-emitting element array with high strength, high reliability, and little variation in characteristics can be obtained. In addition, since a reflective layer such as a metal layer is provided under the planarization layer, a light emitting element array with high light emission efficiency can be obtained.

実施の形態5.
図12は、本発明による実施の形態5の半導体複合装置55の要部構成を概略的に示す断面図である。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 12 is a cross sectional view schematically showing a main configuration of a semiconductor composite device 55 according to the fifth embodiment of the present invention.

この半導体複合装置55が、前記した図11に示す実施の形態4の半導体複合装置51と主に異なる点は、反射層52と平坦化層25の間に無機材料層(中間層)を設けた点である。従って、この半導体複合装置55が前記した実施の形態4の半導体複合装置51と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、この断面図12に示す断面は、前記した実施の形態4の半導体複合装置51における図10の平面図に示すA−A線で切る断面、即ち半導体複合装置55の上部領域27が形成されている部分での断面に相当する。   The semiconductor composite device 55 is mainly different from the semiconductor composite device 51 of the fourth embodiment shown in FIG. 11 described above in that an inorganic material layer (intermediate layer) is provided between the reflective layer 52 and the planarizing layer 25. Is a point. Therefore, parts common to the semiconductor composite device 51 of the fourth embodiment described above are denoted by the same reference numerals or the drawings are omitted and the description thereof is omitted here, and different points are emphasized. Explained. The cross section shown in FIG. 12 is a cross section taken along the line AA shown in the plan view of FIG. 10 in the semiconductor composite device 51 of the fourth embodiment, that is, the upper region 27 of the semiconductor composite device 55 is formed. It corresponds to the cross section at the part.

図12に示すように、反射層52と平坦化層25の間には、中間層としての無機材料層56が形成されている。反射層52として好適な材料は、前記した実施の形態3,4で説明した通りであり、又平坦化層25として好適な材料は、前記した実施の形態1乃至4で説明した通りであるので、ここでの説明は省略する。   As shown in FIG. 12, an inorganic material layer 56 as an intermediate layer is formed between the reflective layer 52 and the planarizing layer 25. The material suitable for the reflective layer 52 is as described in the third and fourth embodiments, and the material suitable for the planarizing layer 25 is as described in the first to fourth embodiments. Explanation here is omitted.

中間層56は酸化物膜や窒化物膜、例えばSiO(例えばx=2)、Si、Si、Alとすることができる。 The intermediate layer 56 may be an oxide film or a nitride film, for example, SiO x (for example, x = 2), Si x O y N z , Si x N y , or Al 2 O 3 .

以上のように、本実施の形態5の半導体複合装置によれば、中間層としての無機材料層56を設けることによって、反射層52上に設ける、例えば有機材料層とした平坦化層25を、より密着性よく設けることができる。本実施の形態5においても、実施の形態2(図6)で述べたような電極形態の変形が可能である。   As described above, according to the semiconductor composite device of the fifth embodiment, by providing the inorganic material layer 56 as the intermediate layer, the planarizing layer 25, for example, an organic material layer provided on the reflective layer 52, It can be provided with better adhesion. Also in the fifth embodiment, the electrode configuration as described in the second embodiment (FIG. 6) can be modified.

実施の形態6.
図13は、本発明による実施の形態6の半導体複合装置101の要部構成を概略的に示す平面図であり、図14は、図13に示す半導体複合装置101をA−A線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 13 is a plan view schematically showing a configuration of a main part of the semiconductor composite device 101 according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 14 is a cross section of the semiconductor composite device 101 shown in FIG. It is principal part sectional drawing which shows this roughly.

図14の断面図に示すように、半導体複合装置101は、その最下層に第1の基板として例えば半導体基板であるSi基板110を配し、その上には半導体素子形成領域111が形成されている。この半導体素子形成領域111には、絶縁領域、不純物ドープ領域、又は接合領域が形成されて、ダイオード、トランジスタ、又は抵抗、容量などの各素子が構成され、例えば、デジタル又はアナログの集積回路が形成される。   As shown in the cross-sectional view of FIG. 14, in the semiconductor composite device 101, for example, a Si substrate 110, which is a semiconductor substrate, is disposed as a first substrate in the lowermost layer, and a semiconductor element formation region 111 is formed thereon. Yes. In the semiconductor element formation region 111, an insulating region, an impurity doped region, or a junction region is formed, and each element such as a diode, a transistor, or a resistor or a capacitor is formed. For example, a digital or analog integrated circuit is formed. Is done.

その上の配線領域112は、半導体素子形成領域111の構成部品領域間を、2次元的或いは3次元的な配線によって結線する配線領域や、外部回路との接続のための配線パッド領域を有する回路配線領域112aを含む。第2配線領域112bは、例えば配線領域112と同時に形成されて、膜構造などが配線領域112と同等の構成部分を備えた領域である。   The wiring region 112 thereabove is a circuit having a wiring region for connecting the component region of the semiconductor element forming region 111 by two-dimensional or three-dimensional wiring, and a wiring pad region for connection to an external circuit. A wiring region 112a is included. The second wiring region 112b is a region that is formed at the same time as the wiring region 112, for example, and has a film structure or the like that is the same as the wiring region 112.

導通層114は、第2配線領域112b上に設けられた例えばメタル層で、Au、Ni、Ge、Pt、Ti、In、Alの中の何れかの元素を含む、単層、積層、複合または合金材料で形成されている。導通層114は第2配線領域112bに設けられた配線接続パッドで駆動集積回路などの半導体複合装置を構成する素子または素子群と接続されている。或いは導通層114は、半導体装置外部との接続用のパッドに、図示しない配線によって接続されている。この導通層114の上には表面が、半導体薄膜を貼るのに十分良好な平坦性を備えた平坦化導電層115が形成されている。平坦化導電層115は、例えば、塗布法又は蒸着法又は印刷法などによって形成した、有機導電性材料層である。   The conductive layer 114 is, for example, a metal layer provided on the second wiring region 112b, and includes any element of Au, Ni, Ge, Pt, Ti, In, and Al. It is made of an alloy material. The conductive layer 114 is connected to an element or an element group constituting a semiconductor composite device such as a drive integrated circuit by a wiring connection pad provided in the second wiring region 112b. Alternatively, the conductive layer 114 is connected to a pad for connection to the outside of the semiconductor device by a wiring (not shown). On the conductive layer 114, a planarized conductive layer 115 having a sufficiently flat surface for attaching a semiconductor thin film is formed. The planarization conductive layer 115 is an organic conductive material layer formed by, for example, a coating method, a vapor deposition method, a printing method, or the like.

有機導電性材料は、例えば、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリパラフェニレン、ポリp−フェニレンビニレン、ポリナフチレンビニレン、ポリアニリン、ポリエチレンテレフタレートなどを使うことができる。これらの材料に、適当なドーピングを行ったものを使うことができる。ドーパントとしては、例えば、沃素や臭素などのハロゲン、FeCl、AsFなどのルイス酸、HNO、HSO、HClOなどのプロトン酸、FeCl、MoCl等の遷移金属ハライド、LI、Na、Kなどのアルカリ金属、テトラエチルアンモニウム等のアルキルアンモニウムインを使うことができる。有機材料層、特に高分子材料層では形成時に良好な表面平坦性を備えていることが期待できる。 As the organic conductive material, for example, polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, polyparaphenylene, poly p-phenylene vinylene, polynaphthylene vinylene, polyaniline, polyethylene terephthalate, or the like can be used. These materials can be used after appropriate doping. Examples of the dopant include halogens such as iodine and bromine, Lewis acids such as FeCl 3 and AsF 5 , proton acids such as HNO 3 , H 2 SO 4 and HClO 4 , transition metal halides such as FeCl 3 and MoCl 5 , LI Alkali metals such as Na and K, and alkylammonium ins such as tetraethylammonium can be used. An organic material layer, particularly a polymer material layer, can be expected to have good surface flatness when formed.

平坦化導電層115の別の例では、透明導電性材料層、金属層であってもよい。透明導電性材料層は、例えばインジウム・錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、または酸化亜鉛(ZnO)、または、Cu、Sr、Bi、Ca、Y、Rbなどの元素を含む、導電性金属酸化物であってもよい。金属層は、例えば、Ti、Ni、Cr、Ge、Pdで形成される。尚、平坦化導電層115は、電流を流すことができる材料であって、形成時にその表面が半導体薄膜を貼るのに十分な平坦性を備えていることが望ましいが、化学的な表面処理(例えばエッチング)、又は機械的な表面処理(例えば研磨)、又はメカノケミカル表面処理によって、平坦化層を構成する材料層を形成した後にその表面に半導体薄膜を貼るのに十分な平坦性を付与してもよい。   In another example of the planarization conductive layer 115, a transparent conductive material layer or a metal layer may be used. The transparent conductive material layer is, for example, a conductive metal containing elements such as indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), or Cu, Sr, Bi, Ca, Y, Rb, etc. It may be an oxide. The metal layer is formed of, for example, Ti, Ni, Cr, Ge, Pd. Note that the planarization conductive layer 115 is a material through which an electric current can flow, and it is desirable that the surface has sufficient planarity to form a semiconductor thin film when formed, but a chemical surface treatment ( For example, etching), mechanical surface treatment (for example, polishing), or mechanochemical surface treatment to form a material layer constituting the planarization layer and then provide sufficient flatness to attach a semiconductor thin film to the surface. May be.

この平坦化導電層115の上には半導体薄膜層116が配置される。この半導体薄膜層116は、例えば、GaAs,AlGaAs,AlGaInP,InP,GaP,GaInP,GaN,AlGaN,InGaN,AlGaInAs、の単層、或いはこれ等の材料の種々の混晶比からなる積層構造をもつ。ここでの例では、pn接合を有する、n−GaAs/n−AlGa1−xAs/n−AlGa1−yAs/p−AlGa1−zAs/p−GaAsである。但し、0≦x,y,z≦1で、例えば、y<x,zである。 A semiconductor thin film layer 116 is disposed on the planarized conductive layer 115. The semiconductor thin film layer 116 has, for example, a single layer of GaAs, AlGaAs, AlGaInP, InP, GaP, GaInP, GaN, AlGaN, InGaN, and AlGaInAs, or a laminated structure composed of various mixed crystal ratios of these materials. . In our example, having a pn junction, is n-GaAs / n-Al x Ga 1-x As / n-Al y Ga 1-y As / p-Al z Ga 1-z As / p-GaAs . However, 0 ≦ x, y, z ≦ 1, and for example, y <x, z.

ここで、半導体薄膜層116は、少なくとも、pn接合が素子分離されるように一部をエッチング除去した構造を有し、後述するように、下部領域116aと、上部領域116bを素子分離して形成した個別素子領域である複数の上部構造116cを有する。下部領域116aは、例えばn−GaAs/n−AlGa1−xAsであり、上部構造116bは、少なくともpn接続領域を含み、例えばn−AlGa1−yAs層/p−AlGa1−zAs/p−GaAs層である。下部領域116a、上部領域116bの構成は適宜変形が可能で、例えば、下部領域116aをn−GaAs 、上部領域116bをn−AlGa1−xAs/n−AlGa1−yAs層/p−AlGa1−zAs/p−GaAs層としてもよいし、下部領域116aをn−GaAs/n−AlGa1−xAs、上部領域116bをn−AlGa1−xAs/n−AlGa1−yAs層/p−AlGa1−zAs/p−GaAs層としてもよい。 Here, the semiconductor thin film layer 116 has a structure in which at least a part is removed by etching so as to isolate the pn junction, and as will be described later, the lower region 116a and the upper region 116b are formed by element isolation. A plurality of upper structures 116c which are individual element regions. Lower region 116a is, for example, n-GaAs / n-Al x Ga 1-x As, the superstructure 116 b, includes at least pn connection regions, for example n-Al y Ga 1-y As layer / p-Al z It is a Ga 1-z As / p-GaAs layer. The lower region 116a, construction of the upper region 116b is capable of various modifications, for example, a lower region 116a n-GaAs, the upper region 116b n-Al x Ga 1- x As / n-Al y Ga 1-y As layer / p-Al z Ga 1- z may be used as the as / p-GaAs layer, the lower region 116a n-GaAs / n-Al x Ga 1-x as, an upper region 116b n-Al x Ga 1- x as / n-Al y Ga 1 -y as layer / p-Al z Ga may be 1-z as / p-GaAs layer.

また、半導体材料は、AlGaAs系の材料の他、AlGaInP系、AlGaAsP系、AlGaN、GaN、AlInN、InGaNを含む窒化物系であってもよい。窒化物系半導体は、その他、GaAsN、GaPN、InAsN、InPN、InGaAsN、InPAsN、GaPAsNなどのIII−V−N型の半導体材料であってもよい。また、ZnSe系などのI−VI族の化合物半導体材料であっても良い。   The semiconductor material may be an AlGaAs-based material, an AlGaInP-based material, an AlGaAsP-based material, a nitride-based material including AlGaN, GaN, AlInN, or InGaN. In addition, the nitride-based semiconductor may be a III-VN type semiconductor material such as GaAsN, GaPN, InAsN, InPN, InGaAsN, InPAsN, and GaPAsN. Further, it may be a group I-VI compound semiconductor material such as ZnSe.

個別電極117は、層間絶縁膜113上に形成され、pn接合素子領域である半導体薄膜層116の上部構造116cと回路配線領域112aの所定の出力端子領域である出力パッド122とを、層間絶縁膜113に形成された開口部113a、113bを介して個別に結線する金属配線(金属材料の薄膜で形成した配線)である。この個別電極117の素材は、例えば、Ti/Pt/Au、AuGe/Ni/Au、Ti/Pt/Al、Ni/Al、AlSiCu、TiNなどである。尚、半導体薄膜層116において、下部領域116aと、上部領域116bを素子分離して形成した上部構造116cとの組み合せた部分が、本実施の形態6において半導体素子を形成する。   The individual electrode 117 is formed on the interlayer insulating film 113, and connects the upper structure 116c of the semiconductor thin film layer 116 which is a pn junction element region and the output pad 122 which is a predetermined output terminal region of the circuit wiring region 112a to the interlayer insulating film. Metal wiring (wiring formed with a thin film of metal material) individually connected through openings 113a and 113b formed in 113. The material of the individual electrode 117 is, for example, Ti / Pt / Au, AuGe / Ni / Au, Ti / Pt / Al, Ni / Al, AlSiCu, TiN, or the like. In the semiconductor thin film layer 116, the combination of the lower region 116a and the upper structure 116c formed by separating the upper region 116b into the element forms a semiconductor element in the sixth embodiment.

導通層114は、例えば、半導体薄膜層116に形成された各半導体素子に対して、共通電位、例えば接地電位を与える。このため、この導通層114へは、図示しない基板上の電極パッド、或いは集積回路の接地電位ラインを経由して、接地電位が供給される。   For example, the conductive layer 114 applies a common potential, for example, a ground potential, to each semiconductor element formed in the semiconductor thin film layer 116. Therefore, a ground potential is supplied to the conductive layer 114 via an electrode pad (not shown) on the substrate or a ground potential line of the integrated circuit.

一方、図13に示すように、回路配線領域112a、及び第2配線領域112bは、それぞれ半導体複合装置101の長手方向に延在する。この第2配線領域112b上には導通層114が、またこの導通層114の上には平坦化導電層115が、更に平坦化導電層15の上には半導体薄膜層116がそれぞれ半導体複合装置101の長手方向に延在している。半導体薄膜層116の下部領域116aは、例えば少なくともpn接合面よりも下の領域であり、上部領域116bは、下部領域116aの上に位置してその領域に少なくともpn接合面を含み、エッチング除去によって個別素子領域である複数の上部構造116cに素子分離されている。   On the other hand, as shown in FIG. 13, the circuit wiring region 112 a and the second wiring region 112 b each extend in the longitudinal direction of the semiconductor composite device 101. The conductive layer 114 is formed on the second wiring region 112b, the planarized conductive layer 115 is formed on the conductive layer 114, and the semiconductor thin film layer 116 is formed on the planarized conductive layer 15, respectively. It extends in the longitudinal direction. The lower region 116a of the semiconductor thin film layer 116 is, for example, at least a region below the pn junction surface, and the upper region 116b is located on the lower region 116a and includes at least the pn junction surface in the region, and is etched away. Elements are separated into a plurality of upper structures 116c which are individual element regions.

図13では下部領域116aを複数の個別素子領域116cに共通の領域として描いているが、下部領域116aもエッチングによって各個別領域に分離されている形態であってもよい。また図13に図示したような、全個別素子に対して共通電極を備え、スタティック方式で駆動する形態の他、共通電極を複数に分割し共通電極と個別電極をマトリクス配線としマトリクス方式で駆動する形態であってもよい。また、個別電極117は金属薄膜の他、透明導電薄膜で形成してもよい。また個別電極117は図12のごとく、透明導電薄膜と金属薄膜を組み合わせて形成してもよい。   In FIG. 13, the lower region 116a is drawn as a region common to the plurality of individual element regions 116c. However, the lower region 116a may be separated into individual regions by etching. Further, as shown in FIG. 13, a common electrode is provided for all the individual elements, and in addition to a mode of driving by a static method, the common electrode is divided into a plurality of parts and the common electrode and the individual electrodes are driven by a matrix method. Form may be sufficient. Further, the individual electrode 117 may be formed of a transparent conductive thin film in addition to the metal thin film. Further, as shown in FIG. 12, the individual electrode 117 may be formed by combining a transparent conductive thin film and a metal thin film.

更に、本実施の形態では半導体素子がLEDであり、その発光部に相当する上部構造116cは、半導体複合装置101の長手方向に概略一列に複数配列されている。回路配線領域112aの、複数の上部構造116cに相対する各位置には、LEDを駆動するための集積回路の出力パッド122が形成されている。同じく回路配線領域112aの所定の位置には、外部からの信号、電源などを入力するための入力パッド121が形成されている。複数の上部構造116cとこれに相対して形成された出力パッド122間には、それぞれを個別に結線する個別電極117が形成されている。尚、この図13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113(図14)が省略されている。   Further, in the present embodiment, the semiconductor element is an LED, and a plurality of upper structures 116 c corresponding to the light emitting portions are arranged in a line in the longitudinal direction of the semiconductor composite device 101. An integrated circuit output pad 122 for driving the LED is formed at each position of the circuit wiring region 112a facing the plurality of upper structures 116c. Similarly, an input pad 121 for inputting an external signal, power supply, etc. is formed at a predetermined position in the circuit wiring region 112a. Between the plurality of upper structures 116c and the output pads 122 formed opposite thereto, individual electrodes 117 are individually connected to each other. In FIG. 13, for the sake of simplicity, the interlayer insulating film 113 (FIG. 14) for preventing short-circuit between each wiring and between the wiring and the conductive layer is omitted.

次に、以上のように構成された半導体複合装置101の動作について説明する。   Next, the operation of the semiconductor composite device 101 configured as described above will be described.

半導体複合装置101は、入力パッド121(図13)から、半導体薄膜層116に形成されたLEDを駆動制御するための電源や信号を入力することにより、集積回路の出力パッド122から、半導体薄膜層116においてLEDの発光部を形成する複数の上部構造116cに個別の電流が供給され各LEDが点灯制御される。また、各LEDの共通電位は、導通層114、平坦化導電層115を経由して半導体薄膜層116の下部領域116aに供給される。   The semiconductor composite device 101 inputs a power source and a signal for driving and controlling the LED formed on the semiconductor thin film layer 116 from the input pad 121 (FIG. 13), and thereby the semiconductor thin film layer from the output pad 122 of the integrated circuit. In 116, individual currents are supplied to the plurality of upper structures 116c forming the light emitting portions of the LEDs, and lighting of each LED is controlled. Further, the common potential of each LED is supplied to the lower region 116 a of the semiconductor thin film layer 116 via the conductive layer 114 and the planarized conductive layer 115.

次に、以上のように構成された半導体複合装置101の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor composite device 101 configured as described above will be described.

半導体薄膜層116は、図示しない第2の基板上にエピタキシャル積層を成長させて形成したものである。例えば、第2の基板をGaAs基板とし、その上に例えば、n−GaAs/n−AlGa1−xAs/n−AlGa1−yAs/p−AlGa1−zAs/p−GaAsを設ける。この時、GaAs基板と生成した半導体薄膜層116(n−GaAs/n−AlGa1−xAs/n−AlGa1−yAs/p−AlGa1−zAs/p−GaAs)の間に、剥離層として、例えばAlAs層を設ける。 The semiconductor thin film layer 116 is formed by growing an epitaxial stack on a second substrate (not shown). For example, the second substrate and GaAs substrate, for example on its, n-GaAs / n-Al x Ga 1-x As / n-Al y Ga 1-y As / p-Al z Ga 1-z As / p-GaAs is provided. In this case, the semiconductor thin film layer 116 that generated the GaAs substrate (n-GaAs / n-Al x Ga 1-x As / n-Al y Ga 1-y As / p-Al z Ga 1-z As / p-GaAs ), For example, an AlAs layer is provided as a release layer.

このようにして第2の基板上に、剥離層を介して上記半導体薄膜層116を生成した後、この剥離層を、例えば希釈した弗酸、塩酸などで選択的にエッチング除去し、半導体薄膜層116を第2の基板(GaAs基板)から剥離する。この際、生成した半導体薄膜層116を保護するための支持体を適宜設けることができる。   After the semiconductor thin film layer 116 is formed on the second substrate through the release layer in this manner, the release layer is selectively removed by etching with, for example, diluted hydrofluoric acid or hydrochloric acid. 116 is peeled from the second substrate (GaAs substrate). Under the present circumstances, the support body for protecting the produced | generated semiconductor thin film layer 116 can be provided suitably.

一方、Si基板110(図13)上には発光素子を駆動制御するための集積回路が形成される(半導体素子形成領域111及び配線領域112)。集積回路の上には集積回路を構成する多層配線領域である回路配線領域112a、第2配線領域112bが形成される。第2配線領域112b上には、導通層114が形成され、平坦化導電層115が形成される。平坦化層115を、有機導電体材料で形成する場合、低分子有機材料の場合には蒸着法が、高分子有機材料の場合には塗布法(スピンコート法)、印刷法(スクリーン印刷法やインクジェット法)、ドクターブレード法などによって形成することができる。   On the other hand, an integrated circuit for driving and controlling the light emitting elements is formed on the Si substrate 110 (FIG. 13) (semiconductor element formation region 111 and wiring region 112). A circuit wiring region 112a and a second wiring region 112b, which are multilayer wiring regions constituting the integrated circuit, are formed on the integrated circuit. A conductive layer 114 is formed on the second wiring region 112b, and a planarized conductive layer 115 is formed. When the planarizing layer 115 is formed of an organic conductor material, a vapor deposition method is used in the case of a low molecular organic material, and a coating method (spin coating method) or a printing method (screen printing method or Ink jet method), doctor blade method and the like.

平坦化導電層115を、ITO、ZnOなどの金属酸化物で形成する場合には、例えばスパッタ法、イオンプレーティング法などによって形成することができる。また平坦化導電層115を、Cu,Sr,Bi,Ca,Y,Rbなどの元素を含む導電性金属酸化物で形成する場合には、スパッタ法などによって形成することができる。また平坦化導電層115を、金属層で形成する場合には、例えば抵抗加熱法、スパッタ法、又は電子ビーム蒸着法によって形成することができる。平坦化導電層115の膜厚を例えば50nm−5μmとすることができる。平坦化導電層115の抵抗については、例えば比抵抗を、5×10−3Ωcm以下とすることが望ましい。 When the planarizing conductive layer 115 is formed of a metal oxide such as ITO or ZnO, it can be formed by, for example, a sputtering method or an ion plating method. In the case where the planarization conductive layer 115 is formed using a conductive metal oxide containing an element such as Cu, Sr, Bi, Ca, Y, or Rb, it can be formed by a sputtering method or the like. When the planarizing conductive layer 115 is formed using a metal layer, it can be formed by, for example, a resistance heating method, a sputtering method, or an electron beam evaporation method. The thickness of the planarized conductive layer 115 can be set to, for example, 50 nm-5 μm. As for the resistance of the planarized conductive layer 115, for example, the specific resistance is desirably 5 × 10 −3 Ωcm or less.

平坦化導電層115で例えば、厚さ=1μm、幅=50μm、長さ=50μmに電流=1mAが流れた場合の電圧降下は0.05Vであり、LEDを駆動する際の電圧(駆動電圧:Vf)に大きな影響を与えることがない。平坦化導電層115の、薄い場合或いは厚い場合のメリット/デメリットについては、膜厚が薄い場合には抵抗が高くなり順方向Vfが高くなり、膜厚が厚い場合には、抵抗は低減できるが、応力が大きくなる。   In the planarized conductive layer 115, for example, when a current = 1 mA flows in a thickness = 1 μm, a width = 50 μm, a length = 50 μm, a voltage drop is 0.05 V, and a voltage when driving an LED (drive voltage: Vf) is not greatly affected. Regarding the merit / demerit of the flattened conductive layer 115 when it is thin or thick, the resistance increases and the forward direction Vf increases when the film thickness is thin, and the resistance can be reduced when the film thickness is thick. , Stress increases.

個別電極117の電極パターンは、標準的なリフトオフ法または、フォトリソ/エッチング法によって形成する。エッチングによってパターン形成する場合、ITOの場合には、例えば塩酸系のエッチング液を使用でき、ZnOの場合には、例えば弗酸系のエッチング液を使用できる。Cu,Sr,Bi,Ca,Y,Rbなどの元素を含む、導電性金属酸化物で形成する場合には、弗酸系や塩酸系のエッチング液を使ったフォトリソ/エッチングやリフトオフ法によって形成できる。なお、平坦化導電層115は、薄膜形成した段階で所望の平坦性が得られるように薄膜形成条件を最適化することが好適な方法である。   The electrode pattern of the individual electrode 117 is formed by a standard lift-off method or a photolithography / etching method. In the case of forming a pattern by etching, for example, in the case of ITO, a hydrochloric acid-based etching solution can be used, and in the case of ZnO, for example, a hydrofluoric acid-based etching solution can be used. In the case of forming a conductive metal oxide containing elements such as Cu, Sr, Bi, Ca, Y, and Rb, it can be formed by photolithography / etching using a hydrofluoric acid-based or hydrochloric acid-based etching solution or a lift-off method. . Note that it is preferable that the planarization conductive layer 115 be optimized for thin film formation conditions so that desired flatness can be obtained when the thin film is formed.

このようにして平坦化導電層115を形成した後、シンターを行って電気的なコンタクト抵抗の低減を図る。平坦化導電層115が金属酸化物で形成される場合、シンターによって平坦化導電層115の低効率の低減を図る。このときシンターは、シンター温度を、例えば導通層114や半導体素子形成領域111の素子および平坦化層電層115にダメージを与えない温度範囲で行う。平坦化薄膜が有機導電性材料の場合には材料の特性によって温度を設定し、例えば300℃以下とする。金属酸化物材料の場合、500℃以下に設定する。   After the planarized conductive layer 115 is formed in this manner, sintering is performed to reduce electrical contact resistance. In the case where the planarization conductive layer 115 is formed using a metal oxide, low-efficiency reduction of the planarization conductive layer 115 is achieved by sintering. At this time, the sintering is performed at a sintering temperature in a temperature range that does not damage the conductive layer 114, the elements in the semiconductor element formation region 111, and the planarization layer electrode layer 115, for example. In the case where the planarized thin film is an organic conductive material, the temperature is set according to the material characteristics, for example, 300 ° C. or lower. In the case of a metal oxide material, the temperature is set to 500 ° C. or lower.

このようにして一例として示した透明導電膜による平坦化導電層115上に、前記したように図示しない第2の基板(GaAs基板)上に形成されて、第2の基板から剥離した半導体薄膜層116をボンディングし、例えば、100〜400℃までの温度で、1〜3時間程度シンターし、半導体薄膜層116と平坦化導電層115の間で、必要なボンディング強度及び電気的コンタクトを得る。その後、前記したように、エッチング除去により上部領域116bを素子分離し、個別素子領域である複数の上部構造116cを形成する。本実施の形態では、この上部構造116cは、前記したように半導体素子であるLEDの発光部に相当する。   Thus, the semiconductor thin film layer formed on the planarized conductive layer 115 made of the transparent conductive film shown as an example on the second substrate (GaAs substrate) (not shown) and peeled off from the second substrate as described above. 116 is bonded and, for example, sintered at a temperature of 100 to 400 ° C. for about 1 to 3 hours to obtain necessary bonding strength and electrical contact between the semiconductor thin film layer 116 and the planarized conductive layer 115. After that, as described above, the upper region 116b is separated by etching to form a plurality of upper structures 116c that are individual device regions. In the present embodiment, the upper structure 116c corresponds to the light emitting portion of the LED that is a semiconductor element as described above.

実施の形態6の半導体複合装置101は、その第1変形例として図15に示すように、導通層114と配線領域112の間に接続用開口部118aを備えた、ポリイミドなどの有機物材料や酸化物又は窒化物の誘電体薄膜などによる別の平坦化層118を設けることもできる。この場合導通層114は、接続用開口部118aを介して第2配線領域112bと電気的に接続する。   As shown in FIG. 15, the semiconductor composite device 101 according to the sixth embodiment has a connection opening 118a between the conductive layer 114 and the wiring region 112, as shown in FIG. Another planarization layer 118 may be provided, such as an oxide or nitride dielectric thin film. In this case, the conductive layer 114 is electrically connected to the second wiring region 112b through the connection opening 118a.

また実施の形態6の半導体複合装置101は、その第2変形例として図16に示すように、導通層114を省略し、平坦化導電層115を配線領域112bの接続領域まで延在させて配線接続してもよい。   Further, as shown in FIG. 16, the semiconductor composite device 101 according to the sixth embodiment omits the conductive layer 114 and extends the planarized conductive layer 115 to the connection region of the wiring region 112b. You may connect.

また実施の形態6の半導体複合装置101は、その第3変形例として図17に示すように、導通層114と平坦化導電層115の間に接続用開口部118aを備えた、ポリイミドなどの有機物材料や酸化物または窒化物の誘電体薄膜など別の平坦化層118を設けることもできる。この場合平坦化導電層115は、接続用開口部118aを介して導通層114と電気的に接続する。   Further, as shown in FIG. 17 as a third modification, the semiconductor composite device 101 of the sixth embodiment is an organic material such as polyimide having a connection opening 118a between the conductive layer 114 and the planarized conductive layer 115. Another planarization layer 118, such as a material or a dielectric thin film of oxide or nitride, may be provided. In this case, the planarization conductive layer 115 is electrically connected to the conductive layer 114 through the connection opening 118a.

更に実施の形態6の半導体複合装置101は、その第4変形例として図18に示すように、半導体薄膜層116と平坦化導電層115の間にメタル層119を設けることもできる。この場合には、例えばAlGaAs系の半導体薄膜層の裏面(コンタクト層として機能するGaAs層)に金属薄膜、例えばAuGe/Ni/AuやTi/Pt/Auを設け、平坦化導電層115上に貼る、又は平坦化導電層115上に金属層を設けてその上に半導体薄膜層を貼ることができる。半導体薄膜層116としてGaN系の半導体薄膜を使う場合、金属薄膜層119として、p型の層が接する場合には、アルミニウム又はチタン/アルミニウムなどの金属層、n型の層が接する場合には、金、白金、ニッケルなどの金属層を設けることができる。これらの金属層厚を薄く形成し半透明の状態で形成してもよい。   Further, in the semiconductor composite device 101 of the sixth embodiment, a metal layer 119 can be provided between the semiconductor thin film layer 116 and the planarized conductive layer 115 as shown in FIG. In this case, for example, a metal thin film, such as AuGe / Ni / Au or Ti / Pt / Au, is provided on the back surface (GaAs layer functioning as a contact layer) of an AlGaAs-based semiconductor thin film layer, and is pasted on the planarizing conductive layer 115. Alternatively, a metal layer can be provided over the planarization conductive layer 115 and a semiconductor thin film layer can be attached thereover. When a GaN-based semiconductor thin film is used as the semiconductor thin film layer 116, when a p-type layer is in contact with the metal thin film layer 119, a metal layer such as aluminum or titanium / aluminum, or an n-type layer is in contact, A metal layer such as gold, platinum, or nickel can be provided. These metal layers may be formed to be thin and translucent.

更に、例えば図18で、導通層114に代えて平坦化導電層115で配線接続する、半導体素子形成領域111、第2配線領域112bを省略し導通層114を基板110上に設けるなど、図15〜図18に示した半導体薄膜層116の下方の薄膜構造を、適宜取捨選択して形成することができる。   Further, for example, in FIG. 18, wiring connection is made by the planarized conductive layer 115 instead of the conductive layer 114, the semiconductor element formation region 111 and the second wiring region 112 b are omitted, and the conductive layer 114 is provided on the substrate 110. The thin film structure below the semiconductor thin film layer 116 shown in FIG. 18 can be formed by appropriately selecting.

以上のような実施の形態6の半導体複合装置によれば、以下のような効果を得ることができる。   According to the semiconductor composite device of the sixth embodiment as described above, the following effects can be obtained.

平坦性に優れた導電性薄膜層上に半導体薄膜を貼り付けるので、強固に半導体薄膜を貼り付けることができるとともに、半導体薄膜の裏面でオーミック性のコンタクトを形成できるので、素子の配線構造を簡素化できるとともに、半導体薄膜のサイズを小さくすることができる。   Since the semiconductor thin film is affixed on the conductive thin film layer with excellent flatness, the semiconductor thin film can be firmly attached and the ohmic contact can be formed on the back surface of the semiconductor thin film, thus simplifying the wiring structure of the device And the size of the semiconductor thin film can be reduced.

また、平坦化導電層を特に有機物導電層とすることによりさらに以下の効果が得られる。有機物薄膜材料、特に高分子系の材料においては下地の表面構造によく追随してその表面粗さを低減する効果があり、貼り付け強度を高める効果が得られる。また、例えば、LEDから放射される光のエネルギーに対して、平坦化層として使う材料の禁止帯幅(HOMO(最高被占準位)−LUMO(最低空準位))が大きい材料とするなど、光の吸収がない又は吸収が小さい材料を選択することにより、発光素子から出射した光の透過率を高くすることができる。従って、平坦化導通層の下に設けた導通層が金属などの反射率が高い層によって反射され、高い発光効率の半導体複合装置が得られる。   Further, the following effects can be further obtained by making the planarizing conductive layer particularly an organic conductive layer. Organic thin film materials, particularly polymer materials, have the effect of following the surface structure of the substrate well and reducing the surface roughness, and the effect of increasing the bonding strength is obtained. In addition, for example, a material used as a planarization layer with a large forbidden band width (HOMO (highest occupied level) −LUMO (lowest empty level)) with respect to the energy of light emitted from the LED is used. The transmittance of light emitted from the light emitting element can be increased by selecting a material that does not absorb light or has low absorption. Therefore, the conductive layer provided under the planarized conductive layer is reflected by a layer having a high reflectance such as metal, and a semiconductor composite device with high light emission efficiency is obtained.

また、平坦化導電層を特に透明酸化物層とすることにより更に以下の効果が得られる。先ず、平坦化導電層表面が酸化物層であるためその表面に親水性が得られ、水分を介在することにより強度の高い接着力が得られる。また、平坦化導電層が透明であるため、半導体薄膜層で発光し光放出面と反対側に放射した光が平坦化導電層を透過し、金属からなる導通層表面で反射して光放出面から放出されるため、発光強度を減ずることなく接着強度を高くすることができ、高い発光強度の半導体複合装置が得られる。   Further, the following effects can be further obtained by making the planarizing conductive layer particularly a transparent oxide layer. First, since the planarized conductive layer surface is an oxide layer, hydrophilicity is obtained on the surface, and high strength adhesive force is obtained by interposing moisture. In addition, since the planarized conductive layer is transparent, light emitted from the semiconductor thin film layer and radiated to the opposite side of the light emitting surface is transmitted through the planarized conductive layer and reflected from the surface of the conductive layer made of metal to be reflected by the light emitting surface. Therefore, the adhesive strength can be increased without reducing the light emission intensity, and a semiconductor composite device having a high light emission intensity can be obtained.

尚、平坦化導電層が金属である場合には、光の散乱の少ない鏡面の金属層表面で高い反射率で反射が行なわれるので、高い発光強度の半導体複合装置が得られる。   When the planarizing conductive layer is made of metal, reflection is performed with high reflectivity on the mirror-like metal layer surface with less light scattering, so that a semiconductor composite device with high emission intensity can be obtained.

また、本実施の形態では、平坦化導電層115の下に導通層114を設け、この導通層114に、図示しない基板上の電極パッド、或いは集積回路の接地電位ラインを経由して、共通電位を供給する構成としているが、これに限定されるものではなく、導通層114を設けずに、直接平坦化導電層115に共通電位を供給するように構成しても良い。この場合、導通層114を省くことができる。また、この場合、平坦化導電層115が透明層であれば、その下層に直接反射層を設けることによって高い発光強度を維持することができる。   In this embodiment mode, a conductive layer 114 is provided under the planarization conductive layer 115, and a common potential is connected to the conductive layer 114 via an electrode pad (not shown) or a ground potential line of an integrated circuit. However, the present invention is not limited to this, and the common potential may be directly supplied to the planarized conductive layer 115 without providing the conductive layer 114. In this case, the conductive layer 114 can be omitted. In this case, if the planarization conductive layer 115 is a transparent layer, a high emission intensity can be maintained by providing a direct reflection layer below the planarization conductive layer 115.

実施の形態7.
図19(a)は、本発明による実施の形態7の半導体複合装置131の要部構成を概略的に示す平面図であり、図19(b)は、図19(a)に示す半導体複合装置131をB−B線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。
Embodiment 7 FIG.
FIG. 19A is a plan view schematically showing a main part configuration of the semiconductor composite device 131 according to the seventh embodiment of the present invention. FIG. 19B is a semiconductor composite device shown in FIG. It is principal part sectional drawing which shows roughly the cross section which cuts 131 by a BB line.

本実施の形態の半導体複合装置131が、前記した図13に示す実施の形態6の半導体複合装置101と主に異なる点は、半導体薄膜層135に形成された半導体素子(例えばLED)を駆動するための集積回路が形成される半導体素子形成領域111(図14)及びこの集積回路の配線等が形成される配線領域112(図14)が除かれ、これに伴って、新たに電極パッド139や電極コンタクト136等が設けられている点である。以下に本実施の形態の半導体複合装置131の構成について説明する。   The semiconductor composite device 131 of the present embodiment is mainly different from the semiconductor composite device 101 of the sixth embodiment shown in FIG. 13 described above to drive a semiconductor element (for example, LED) formed in the semiconductor thin film layer 135. The semiconductor element forming region 111 (FIG. 14) in which the integrated circuit for forming the circuit is formed and the wiring region 112 (FIG. 14) in which the wiring of the integrated circuit is formed are removed. An electrode contact 136 and the like are provided. The configuration of the semiconductor composite device 131 of the present embodiment will be described below.

図19(b)の断面図に示すように、半導体複合装置131は、第1の基板として例えば半導体基板であるSi基板132の上に導通層133が形成されている。この導通層133は、例えばメタル層で、Au,Ni,Ge,Pt,Ti,In,Alの中のいずれかの元素を含む、単層、積層、複合または合金材料で形成されている。この導通層133の上には、平坦化導電層134が形成されている。平坦化導電層134は、例えば、塗布法または蒸着法または印刷法などによって形成した、有機導電性材料層である。有機導電性材料は、例えば、実施の形態6の説明の中で説明した材料で形成される。有機材料層、特に高分子材料層では形成時に良好な表面平坦性を備えていることが期待できる。   As shown in the cross-sectional view of FIG. 19B, in the semiconductor composite device 131, a conductive layer 133 is formed on a Si substrate 132 which is a semiconductor substrate, for example, as a first substrate. The conductive layer 133 is a metal layer, for example, and is formed of a single layer, a multilayer, a composite, or an alloy material containing any element of Au, Ni, Ge, Pt, Ti, In, and Al. A planarized conductive layer 134 is formed on the conductive layer 133. The planarization conductive layer 134 is an organic conductive material layer formed by, for example, a coating method, a vapor deposition method, a printing method, or the like. The organic conductive material is formed of, for example, the material described in the description of the sixth embodiment. An organic material layer, particularly a polymer material layer, can be expected to have good surface flatness when formed.

平坦化導電層134の別の例では、透明導電性材料層、金属層であってもよい。透明導電性材料層は、例えばインジウム・錫酸化物(ITO)、または酸化亜鉛(ZnO)、または、Cu、Sr、Bi、Ca、Y、Rbなどの元素を含む、導電性金属酸化物であってもよい。金属層は、例えば、Ti、Ni、Cr、Ge、で形成される。尚、平坦化導電層134は、電流を流すことができる材料であって、形成時にその表面が半導体薄膜を貼るのに十分な平坦性を備えていることが望ましいが、化学的な表面処理(例えばエッチング)、又は機械的な表面処理(例えば研磨)、又はメカノケミカル表面処理によって、平坦化層を構成する材料層を形成した後にその表面に半導体薄膜を貼るのに十分な平坦性を付与してもよい。平坦化導通層134の上には半導体薄膜層135が配置されている。   In another example of the planarization conductive layer 134, a transparent conductive material layer or a metal layer may be used. The transparent conductive material layer is a conductive metal oxide containing elements such as indium / tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), or Cu, Sr, Bi, Ca, Y, Rb. May be. The metal layer is made of, for example, Ti, Ni, Cr, Ge. Note that the planarization conductive layer 134 is a material through which an electric current can flow, and it is desirable that the surface has sufficient planarity to form a semiconductor thin film when formed, but a chemical surface treatment ( For example, etching), mechanical surface treatment (for example, polishing), or mechanochemical surface treatment to form a material layer constituting the planarization layer and then provide sufficient flatness to attach a semiconductor thin film to the surface. May be. A semiconductor thin film layer 135 is disposed on the planarization conductive layer 134.

この半導体薄膜層135は、例えば前記した実施の形態6の半導体薄膜層116と全く同じ構成のもので、少なくとも、pn接合が素子分離されるように一部をエッチング除去した構造を有し、前記したように、下部領域135a(実施の形態6での下部領域116aに相等)と、上部領域135b(実施の形態6での下部領域116bに相等)を素子分離して形成した個別素子領域である複数の上部構造135c(実施の形態6での上部構造116cに相等)を有する。   The semiconductor thin film layer 135 has, for example, the same configuration as that of the semiconductor thin film layer 116 of the sixth embodiment described above, and has at least a structure in which a part of the pn junction is removed by etching so as to isolate the element. As described above, it is an individual element region formed by separating the lower region 135a (equivalent to the lower region 116a in the sixth embodiment) and the upper region 135b (equivalent to the lower region 116b in the sixth embodiment) into elements. It has a plurality of upper structures 135c (equivalent to the upper structure 116c in Embodiment 6).

また、半導体薄膜層135の製造方法、及び半導体薄膜層135を平坦化導電層134の上にボンディングする方法、及び平坦化導電層134を平坦化する方法等は、前記した実施の形態6で説明した方法で行われるものとし、ここでの説明は省略する。   Further, a method for manufacturing the semiconductor thin film layer 135, a method for bonding the semiconductor thin film layer 135 on the planarization conductive layer 134, a method for planarizing the planarization conductive layer 134, and the like will be described in Embodiment 6 described above. The description is omitted here.

また、Si基板132の下部面には共通電極137が形成されている。この共通電極137と導通層133とは、第1の基板132の基板表面でオーミックコンタクトを備えていることが望ましい。   A common electrode 137 is formed on the lower surface of the Si substrate 132. The common electrode 137 and the conductive layer 133 desirably have an ohmic contact on the substrate surface of the first substrate 132.

これ等の各層の上面には層間絶縁膜138(図19(b))が形成され(図19(a)では省略されている)、第1基板132の上面には、層間絶縁膜138を介して、図19(a)に示すように複数の電極パッド139が形成されている。互いに素子分離された複数の上部構成135cは、それぞれその上部に層間絶縁膜138の開口部138aが形成され、この開口部138aを介して電気的に接続する電極コンタクト136によって、対応する電極パッド139に電気的に接続されている。この電極パッド139は、外部駆動回路との接続のための接続用パッド(ワイヤボンディング・パッド)である。   An interlayer insulating film 138 (FIG. 19B) is formed on the upper surface of each of these layers (not shown in FIG. 19A), and the upper surface of the first substrate 132 is interposed with an interlayer insulating film 138 interposed therebetween. Thus, a plurality of electrode pads 139 are formed as shown in FIG. The plurality of upper structures 135c separated from each other have openings 138a in the interlayer insulating film 138 formed thereon, and corresponding electrode pads 139 are formed by electrode contacts 136 that are electrically connected through the openings 138a. Is electrically connected. The electrode pad 139 is a connection pad (wire bonding pad) for connection to an external drive circuit.

尚、本実施の形態では、導電性のSi基板132上に導通層133を形成し、その上に平坦化導電層134を設けたが、Si基板132上に直接設けるようにしてもよい。また、平坦化導電層134は、少なくとも半導体薄膜層135、或いは半導体薄膜層135が含む半導体素子、例えばLEDの下にあればよく、その形成エリアについては種々変形が可能である。また、導通層、平坦化導電層は例えば集積回路上に、層間絶縁膜や別の平坦化層を介して形成されてもよい。配線のための開口部を、層間絶縁膜や平坦化層に適宜もうけることができる。また、半導体薄膜層135と平坦化導電層134の間に金属薄膜層などの導通層を設けてもよい。更に、導電性のSi基板132は、Si基板の他、化合物半導体基板、金属基板、導電性有機物基板、導電性ガラスなどの基板であってもよい。   In this embodiment, the conductive layer 133 is formed on the conductive Si substrate 132 and the planarized conductive layer 134 is provided thereon. However, the conductive layer 133 may be provided directly on the Si substrate 132. Further, the planarization conductive layer 134 may be at least under the semiconductor thin film layer 135 or a semiconductor element included in the semiconductor thin film layer 135, for example, an LED, and the formation area can be variously modified. Further, the conductive layer and the planarizing conductive layer may be formed on the integrated circuit through an interlayer insulating film or another planarizing layer, for example. An opening for wiring can be appropriately provided in the interlayer insulating film or the planarization layer. Further, a conductive layer such as a metal thin film layer may be provided between the semiconductor thin film layer 135 and the planarized conductive layer 134. Further, the conductive Si substrate 132 may be a substrate such as a compound semiconductor substrate, a metal substrate, a conductive organic substrate, or conductive glass in addition to the Si substrate.

以上のように、実施の形態7の半導体複合装置によれば、前記した実施の形態6と同様の効果を得ることができる他に、外部接続用の電極パッドを設けることによって、装置内に集積回路を備えない場合においても対応することができる。   As described above, according to the semiconductor composite device of the seventh embodiment, in addition to obtaining the same effects as those of the sixth embodiment described above, an electrode pad for external connection is provided to integrate the semiconductor integrated device in the device. Even when a circuit is not provided, it is possible to cope with it.

実施の形態8.
図20は、本発明による実施の形態8の半導体複合装置141の要部構成を概略的に示す平面図であり、図21は、図20に示す半導体複合装置141をC−C線で切る面を概略的に示す要部断面図であり、図24は、図20に示す半導体複合装置141をD−D線で切る面を概略的に示す要部断面図である。尚、図20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113(図21)が省略されている。
Embodiment 8 FIG.
20 is a plan view schematically showing a configuration of a main part of the semiconductor composite device 141 according to the eighth embodiment of the present invention. FIG. 21 is a cross section of the semiconductor composite device 141 shown in FIG. FIG. 24 is a fragmentary cross-sectional view schematically showing a surface of the semiconductor composite device 141 shown in FIG. 20 taken along the line DD. In FIG. 20, for the sake of simplicity, the interlayer insulating film 113 (FIG. 21) for preventing short-circuit between each wiring and between the wiring and the conductive layer is omitted.

この半導体複合装置141が、前記した図13に示す実施の形態6の半導体複合装置101と主に異なる点は、導通配線層143を介して導通層114に電気的に接続される電極パッド142を複数箇所に設ける点である。従って、この半導体複合装置141が前記した実施の形態6の半導体複合装置101と共通する部分には同符号を付してここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。   The semiconductor composite device 141 is mainly different from the semiconductor composite device 101 of the sixth embodiment shown in FIG. 13 described above in that an electrode pad 142 electrically connected to the conductive layer 114 through the conductive wiring layer 143 is provided. It is a point provided in a plurality of places. Accordingly, parts common to the semiconductor composite device 101 of the sixth embodiment described above are denoted by the same reference numerals in the semiconductor composite device 141, and the description thereof is omitted here, and different points are mainly described.

半導体複合装置141の上部構造116cが形成されている部分での断面(図20に示す半導体複合装置141をD−D線で切る面)は、図24に示すように、前記した実施の形態6における半導体複合装置101の同位置での断面と略同じ積層構造である。   The cross section (the surface cut along the DD line of the semiconductor composite device 141 shown in FIG. 20) at the portion where the upper structure 116c of the semiconductor composite device 141 is formed is as shown in FIG. The semiconductor multilayer device 101 has the same laminated structure as the cross section at the same position.

一方、図21の断面図は、半導体複合装置141の導通配線層143が形成されている部分での断面(図20に示す半導体複合装置141をC−C線で切る面)である。同図に示すように、配線領域112の上には、導体複合装置141の長手方向と直交する幅方向において、上部構造116cが配列されている側と反対側に電極パッド142が形成されている。この電極パッド142からは、半導体複合装置141の幅方向に沿って上部構造116cが配列されている側に向って延在する導電配線層143が形成されている。そしてこの導電配線層143の先端部は、半導体薄膜層116下に形成された導通層114から延在する配線層144(図21)に電気的に接続されている。これらの導電配線層143及び配線層144は、例えば金属層で形成されている。   On the other hand, the cross-sectional view of FIG. 21 is a cross-section (a section taken along the line CC of the semiconductor composite device 141 shown in FIG. 20) at a portion where the conductive wiring layer 143 of the semiconductor composite device 141 is formed. As shown in the figure, an electrode pad 142 is formed on the wiring region 112 on the side opposite to the side where the upper structure 116c is arranged in the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the conductor composite device 141. . A conductive wiring layer 143 extending from the electrode pad 142 toward the side where the upper structure 116 c is arranged along the width direction of the semiconductor composite device 141 is formed. The leading end of the conductive wiring layer 143 is electrically connected to a wiring layer 144 (FIG. 21) extending from the conductive layer 114 formed under the semiconductor thin film layer 116. The conductive wiring layer 143 and the wiring layer 144 are formed of, for example, a metal layer.

以上のように形成された導通配線層143は、電極パッド142と対になって、図20に示すように、所定の間隔をあけて、半導体複合装置141の長手方向に複数配置されている。これ等の各電極パッド142には、所定の電位、例えば接地電位が外部から供給される。   The conductive wiring layer 143 formed as described above is paired with the electrode pad 142, and a plurality of conductive wiring layers 143 are arranged in the longitudinal direction of the semiconductor composite device 141 at a predetermined interval as shown in FIG. Each of these electrode pads 142 is supplied with a predetermined potential, for example, a ground potential from the outside.

以上のように構成された半導体複合装置141において、例えばLEDの発光部として形成される半導体薄膜層116中の複数の上部構造116cへの電流供給方法は前記した実施の形態6の方法と同じであるため、ここでの説明は省略する。また、導通層114には、所定の間隔を介して複数箇所で接続された電極パッド142及び導通配線層143を介して所定の共通電位、例えば接地電位が外部から供給される。このため、半導体薄膜層116のボンディング面において、導通層114内での電圧降下による電位差分布が発生するのを抑制することができる。   In the semiconductor composite device 141 configured as described above, for example, the method of supplying current to the plurality of upper structures 116c in the semiconductor thin film layer 116 formed as the light emitting portion of the LED is the same as the method of the sixth embodiment described above. Therefore, the description here is omitted. In addition, a predetermined common potential, for example, a ground potential, is supplied to the conductive layer 114 from the outside through the electrode pads 142 and the conductive wiring layer 143 that are connected at a plurality of positions with a predetermined interval. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of a potential difference distribution due to a voltage drop in the conductive layer 114 on the bonding surface of the semiconductor thin film layer 116.

次に、以上のように構成された半導体複合装置141の製造方法について説明する。尚、半導体薄膜層116の製造方法については、前記した実施形態第6で説明した方法と同等とすることができるので、ここでの説明を省略する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor composite device 141 configured as described above will be described. Note that the manufacturing method of the semiconductor thin film layer 116 can be equivalent to the method described in the sixth embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

平坦化導電層115は、例えば、塗布法または蒸着法または印刷法などによって形成した、有機導電性材料層である。有機導電性材料は、例えば、実施の形態6の説明の中で説明した材料で形成される。有機材料層、特に高分子材料層では形成時に良好な表面平坦性を備えていることが期待できる。   The planarization conductive layer 115 is an organic conductive material layer formed by, for example, a coating method, a vapor deposition method, a printing method, or the like. The organic conductive material is formed of, for example, the material described in the description of the sixth embodiment. An organic material layer, particularly a polymer material layer, can be expected to have good surface flatness when formed.

平坦化導電層の別の例では、透明導電性材料層、金属層であってもよい。透明導電性材料層は、例えばインジウム・錫酸化物(ITO)、または酸化亜鉛(ZnO)、または、Cu、Sr、Bi、Ca、Y、Rbなどの元素を含む、導電性金属酸化物であってもよい。金属層は、例えば、Ti、Ni、Cr、Ge、で形成される。尚、平坦化導電層115は、電流を流すことができる材料であって、形成時にその表面が半導体薄膜を貼るのに十分な平坦性を備えていることが望ましいが、化学的な表面処理(例えばエッチング)、または機械的な表面処理(例えば研磨)、またはメカノケミカル表面処理によって、平坦化層を構成する材料層を形成した後にその表面に半導体薄膜を貼るのに十分な平坦性を付与してもよい。   In another example of the planarized conductive layer, a transparent conductive material layer or a metal layer may be used. The transparent conductive material layer is a conductive metal oxide containing elements such as indium / tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), or Cu, Sr, Bi, Ca, Y, Rb. May be. The metal layer is made of, for example, Ti, Ni, Cr, Ge. Note that the planarization conductive layer 115 is a material through which an electric current can flow, and it is desirable that the surface has sufficient planarity to form a semiconductor thin film when formed, but a chemical surface treatment ( For example, etching), mechanical surface treatment (for example, polishing), or mechanochemical surface treatment provides a flatness sufficient to apply a semiconductor thin film on the surface after forming a material layer constituting the planarization layer. May be.

また、平坦化導電層115を酸化亜鉛(ZnO)とする場合、ZnO膜はイオンプレーティング法によって形成することができる。平坦化導電層115は、例えば透明導電膜として、金属酸化物である酸化亜鉛(ZnO)膜とすることができる。この場合、ZnO膜はイオンプレーティング法によって形成することができる。ZnO膜を形成する際には、できるだけ低温、例えば、室温で形成することが望ましい。室温で成膜することによって、導通層114や半導体素子形成領域111の素子へのタメージを除くことができる。ZnO膜層のパターンの形成は、ZnO膜を形成した後、標準的なフォトリソグラフィ/エッチング工程によってパターン形成することができる。エッチング液は、例えば、バッファード・弗酸を使用することができる。尚、実施の形態6と同様に、リフトオフ法によって、ZnO膜パターンを形成することもできる。   In the case where the planarization conductive layer 115 is made of zinc oxide (ZnO), the ZnO film can be formed by an ion plating method. The planarization conductive layer 115 can be a zinc oxide (ZnO) film that is a metal oxide, for example, as a transparent conductive film. In this case, the ZnO film can be formed by an ion plating method. When forming the ZnO film, it is desirable to form it at as low a temperature as possible, for example, at room temperature. By forming the film at room temperature, it is possible to remove the image of the conductive layer 114 and the element of the semiconductor element formation region 111 on the element. The ZnO film layer can be formed by a standard photolithography / etching process after forming the ZnO film. For example, buffered hydrofluoric acid can be used as the etching solution. As in the sixth embodiment, a ZnO film pattern can be formed by a lift-off method.

平坦化導電層115であるZnO膜上に、前記した実施の形態6の場合と同様に、別途形成した半導体薄膜層116をボンディングした後、例えば、500℃以下でシンターする。より具体的には、例えば、100〜400℃までの温度で、1〜3時間程度シンターして、半導体薄膜層116と平坦化導電層115の間で、必要なボンディング強度及び電気的なコンタクトを得る。その後、エッチング除去により上部領域116bを素子分離し、個別素子領域である複数の上部構造116cを形成する。本実施の形態では、この上部構造116cは、前記したように半導体素子であるLEDの発光部に相当する。   A semiconductor thin film layer 116 separately formed is bonded onto the ZnO film, which is the planarization conductive layer 115, in the same manner as in Embodiment 6 described above, and then sintered at, for example, 500 ° C. or lower. More specifically, for example, sintering is performed for about 1 to 3 hours at a temperature of 100 to 400 ° C., and a necessary bonding strength and electrical contact are obtained between the semiconductor thin film layer 116 and the planarized conductive layer 115. obtain. Thereafter, the upper region 116b is separated by etching to form a plurality of upper structures 116c which are individual device regions. In the present embodiment, the upper structure 116c corresponds to the light emitting portion of the LED that is a semiconductor element as described above.

尚、本実施の形態では、上部構造116cと集積回路の出力パッド122を個別電極117で接続する例を示したが、半導体複合装置141が集積回路を含まない場合には、前記した実施の形態7のように、外部駆動回路との接続のための接続用パッドを設け、上部構造116cと接続用パッドとを接続するように構成することもできる。   In this embodiment, the example in which the upper structure 116c and the output pad 122 of the integrated circuit are connected by the individual electrode 117 is shown. However, when the semiconductor composite device 141 does not include the integrated circuit, the above-described embodiment is used. As shown in FIG. 7, a connection pad for connection to an external drive circuit may be provided, and the upper structure 116c and the connection pad may be connected.

また、実施の形態8の半導体複合装置141は、その第1変形例として図22に示すように、導通層114の下に、別の平坦化層145を設けてもよい。この別の平坦化層145は、例えばポリイミドなどの有機物材料や、AlやSiOなどの酸化物やSiなどの窒化物などの誘電体膜で形成することができる。 Further, in the semiconductor composite device 141 of the eighth embodiment, another flattening layer 145 may be provided under the conductive layer 114 as shown in FIG. The other planarization layer 145 can be formed of an organic material such as polyimide, or a dielectric film such as an oxide such as Al 2 O 3 or SiO 2 or a nitride such as Si x N y .

更に、実施の形態8の半導体複合装置141は、その第2変形例として図23に示すように、半導体薄膜116と平坦化導電層115の間に金属薄膜などの導通層146を設けても良い。また、導通層114の代わりに平坦化導電層115を直接配線143に接続してもよい。   Further, as shown in FIG. 23, the semiconductor composite device 141 of the eighth embodiment may be provided with a conductive layer 146 such as a metal thin film between the semiconductor thin film 116 and the planarized conductive layer 115 as a second modification. . Further, the planarized conductive layer 115 may be directly connected to the wiring 143 instead of the conductive layer 114.

以上のような実施の形態8の半導体複合装置によれば、導通層114に複数の場所で所定の共通電位、例えば接地電位を供給できる構造としたので、平坦化導電層115の厚さを薄くしても、また、平坦化導電層115のシート抵抗が比較的高い場合であっても、半導体薄膜層116の下部領域116a(共通電位領域)において電位差分布が発生するのを抑制することができる。このため各発光部での光量バラツキの小さい良好な発光動作を得ることができる。   According to the semiconductor composite device of the eighth embodiment as described above, since the predetermined common potential, for example, the ground potential, can be supplied to the conductive layer 114 at a plurality of locations, the thickness of the planarized conductive layer 115 is reduced. In addition, even when the planarization conductive layer 115 has a relatively high sheet resistance, the occurrence of a potential difference distribution in the lower region 116a (common potential region) of the semiconductor thin film layer 116 can be suppressed. . For this reason, it is possible to obtain a good light emission operation with small variation in the amount of light in each light emitting unit.

更に、平坦化導電層115をZnO膜で形成した場合、ZnOは室温で形成できるため、導通層114や半導体素子形成領域111の素子などに、加熱によるダメージが発生するのを防止できる。   Further, in the case where the planarization conductive layer 115 is formed using a ZnO film, ZnO can be formed at room temperature, so that damage to the conductive layer 114 and the elements in the semiconductor element formation region 111 due to heating can be prevented.

実施の形態9.
図25は、本発明による実施の形態9の半導体複合装置151の要部構成を概略的に示す平面図であり、図26は、図25に示す半導体複合装置151をE−E線で切る断面を概略的に示す要部断面図であり、図27は、図25に示す半導体複合装置151をF−F線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。
Embodiment 9 FIG.
FIG. 25 is a plan view schematically showing a configuration of a main part of the semiconductor composite device 151 according to the ninth embodiment of the present invention. FIG. 26 is a cross section of the semiconductor composite device 151 shown in FIG. FIG. 27 is a principal part sectional view schematically showing a section of the semiconductor composite device 151 shown in FIG. 25 taken along the line FF.

尚、図25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155(図26)を省略し、また説明のため、後述する透明導電膜層156を一部欠いた状態で示している。更に、図26、図27において、符号116,116a,116bは、後述するようにそれぞれの半導体素子154が素子分離される前の半導体薄膜層、及びその下部領域、上部領域を示す符号である。   In FIG. 25, for the sake of simplicity, the interlayer insulating film 155 (FIG. 26) for preventing a short circuit between each wiring and between the wiring and the conductive layer is omitted, and a transparent conductive film layer 156, which will be described later, is described for the sake of explanation. Is shown in a state lacking a part. Further, in FIGS. 26 and 27, reference numerals 116, 116a, and 116b indicate the semiconductor thin film layer before the semiconductor elements 154 are separated and the lower and upper areas thereof, as will be described later.

この半導体複合装置151が、前記した図13に示す実施の形態6の半導体複合装置101と主に異なる点は、半導体薄膜層116の上部領域116bだけでなく、下部領域116a、第1の平坦化導電層(図13に示す実施の形態6では、平坦化導電層115が相当する)153、及び個別導通層(図13に示す実施の形態6では、導通層114が相当する)152まで素子分離され、これに伴って、各個別領域への給電経路が異なっている点である。従って、この半導体複合装置151が前記した実施の形態6の半導体複合装置101と共通する部分には同符号を付してここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。   The semiconductor composite device 151 is mainly different from the semiconductor composite device 101 of the sixth embodiment shown in FIG. 13 in that not only the upper region 116b of the semiconductor thin film layer 116 but also the lower region 116a and the first planarization. Element isolation up to a conductive layer (in the sixth embodiment shown in FIG. 13 corresponds to the planarized conductive layer 115) 153 and an individual conductive layer (in the sixth embodiment shown in FIG. 13 corresponds to the conductive layer 114) 152. Along with this, the feeding path to each individual area is different. Accordingly, parts common to the semiconductor composite device 101 of the sixth embodiment described above are denoted by the same reference numerals in the semiconductor composite device 151, description thereof will be omitted, and different points will be described mainly.

図26の断面図は、半導体複合装置151の個別半導体領域159が形成されている部分での断面(図25に示す半導体複合装置151をE−E線で切る面)を示している。同図に示すように、個別半導体領域159は、配線領域112の上部に形成されたメタル層の個別導通層152を最下層とし、その上に第1の平坦化導電膜層153が形成され、その上に半導体素子154が形成されている。   The cross-sectional view of FIG. 26 shows a cross section (a plane cut along the line EE of the semiconductor composite device 151 shown in FIG. 25) at a portion where the individual semiconductor region 159 of the semiconductor composite device 151 is formed. As shown in the figure, the individual semiconductor region 159 has the individual conductive layer 152 of the metal layer formed above the wiring region 112 as the lowest layer, and the first planarized conductive film layer 153 is formed thereon, A semiconductor element 154 is formed thereon.

個別導通層152は、この個別半導体領域159の半導体素子154を駆動するために回路配線領域112a内に形成された出力パッド157に電気的に接続する接続凸部を有する。第1の平坦化導電層153は、例えば、塗布法または蒸着法または印刷法などによって形成した、有機導電性材料層である。有機導電性材料は、例えば、実施の形態6の説明の中で説明した材料で形成される。有機材料層、特に高分子材料層では形成時に良好な表面平坦性を備えていることが期待できる。   The individual conductive layer 152 has a connection convex portion that is electrically connected to the output pad 157 formed in the circuit wiring region 112 a in order to drive the semiconductor element 154 in the individual semiconductor region 159. The first planarizing conductive layer 153 is an organic conductive material layer formed by, for example, a coating method, a vapor deposition method, a printing method, or the like. The organic conductive material is formed of, for example, the material described in the description of the sixth embodiment. An organic material layer, particularly a polymer material layer, can be expected to have good surface flatness when formed.

平坦化導電層153の別の例では、透明導電性材料層、金属層であってもよい。透明導電性材料層は、例えばインジウム・錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、または酸化亜鉛(ZnO)、または、Cu、Sr、Bi、Ca、Y、Rbなどの元素を含む、導電性金属酸化物であってもよい。金属層は、例えば、Ti、Ni、Cr、Ge、Pdで形成される。尚、平坦化導電層153は、電流を流すことができる材料であって、形成時にその表面が半導体薄膜を貼るのに十分な平坦性を備えていることが望ましいが、化学的な表面処理(例えばエッチング)、または機械的な表面処理(例えば研磨)、またはメカノケミカル表面処理によって、平坦化層を構成する材料層を形成した後にその表面に半導体薄膜を貼るのに十分な平坦性を付与してもよい。   In another example of the planarization conductive layer 153, a transparent conductive material layer or a metal layer may be used. The transparent conductive material layer is, for example, a conductive metal containing elements such as indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), or Cu, Sr, Bi, Ca, Y, Rb, etc. It may be an oxide. The metal layer is formed of, for example, Ti, Ni, Cr, Ge, Pd. Note that the planarization conductive layer 153 is a material through which a current can flow, and it is desirable that the surface of the planarization conductive layer 153 has sufficient planarity to attach a semiconductor thin film when formed, but a chemical surface treatment ( For example, etching), mechanical surface treatment (for example, polishing), or mechanochemical surface treatment provides a flatness sufficient to apply a semiconductor thin film on the surface after forming a material layer constituting the planarization layer. May be.

半導体素子154は、半導体薄膜層116の下部領域116aと上部領域116bが、共にエッチング除去によって複数の下部構造154aと上部構造154bに素子分離されて形成される。本実施の形態における半導体素子54は、以上のように共に素子分離された一対の下部構造154aと上部構造154bとによって構成されている。尚、本実施の形態では、この半導体素子154を例えばLEDとして構成しているものとする。   The semiconductor element 154 is formed by separating the lower region 116a and the upper region 116b of the semiconductor thin film layer 116 into a plurality of lower structures 154a and upper structures 154b by etching away. The semiconductor element 54 in the present embodiment is constituted by a pair of lower structure 154a and upper structure 154b which are separated from each other as described above. In the present embodiment, it is assumed that the semiconductor element 154 is configured as an LED, for example.

以上のように構成された個別半導体領域159は、図25に示すように、半導体複合装置151の長手方向に沿って所定の間隔で複数形成され、後述する所定箇所を除いて、他の領域と共に層間絶縁膜155(図27)で覆われる。尚、図25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155(図27)を省略しているが、後述する貫通孔155a,155bのみを点線で示す。   As shown in FIG. 25, a plurality of individual semiconductor regions 159 configured as described above are formed at predetermined intervals along the longitudinal direction of the semiconductor composite device 151, and together with other regions except for predetermined portions described later. Covered with an interlayer insulating film 155 (FIG. 27). In FIG. 25, for the sake of simplicity, an interlayer insulating film 155 (FIG. 27) for preventing a short circuit between each wiring and between the wiring and the conductive layer is omitted, but only through holes 155a and 155b described later are provided. Shown with dotted lines.

図26及び図27に示すように、層間絶縁膜155の、各個別半導体領域159の半導体素子154上のコンタクト領域に対応する部分には、貫通孔155aが形成されている。また図25に示すように、回路配線領域112a内には、この領域に形成された駆動集積回路の基準電位、例えば接地電位用の共通電位パッド158が、各個別半導体領域159の近傍に対応して配置されている。層間絶縁膜155は、各々の共通電位パッド158上の所定の領域においても、貫通孔155bを有する。   As shown in FIGS. 26 and 27, a through hole 155a is formed in a portion of the interlayer insulating film 155 corresponding to the contact region on the semiconductor element 154 in each individual semiconductor region 159. As shown in FIG. 25, in the circuit wiring region 112a, a reference potential of the driving integrated circuit formed in this region, for example, a common potential pad 158 for ground potential, corresponds to the vicinity of each individual semiconductor region 159. Are arranged. The interlayer insulating film 155 also has a through hole 155 b in a predetermined region on each common potential pad 158.

この層間絶縁膜155の上には、例えばインジウム・錫酸化物(ITO)や酸化亜鉛(ZnO)などの膜で形成された透明導電膜層156が形成されている。この透明導電膜層156は、図25に示すように、全ての個別半導体領域159と共通電位パッド158を覆うように形成され、各個別半導体領域159のコンタクト領域に貫通孔155aを介して、更に各共通電位パッド158上の所定の領域に貫通孔155bを介してそれぞれ電気的に接続されている。   On the interlayer insulating film 155, a transparent conductive film layer 156 made of, for example, a film of indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO) or the like is formed. As shown in FIG. 25, the transparent conductive film layer 156 is formed so as to cover all the individual semiconductor regions 159 and the common potential pad 158, and further to the contact region of each individual semiconductor region 159 through the through hole 155a. Each of the common potential pads 158 is electrically connected to a predetermined region via a through hole 155b.

以上のように構成されることにより、透明導電膜層156は、各個別半導体領域159に形成された半導体素子154(ここではLED)の共通電極に相当し、前記した個別導通層152は、各LEDを個別に駆動するための個別電極に相当する。また、各LEDの動作時における透明導電膜層156内での電圧降下によって、共通電極の電位が変動しないように、透明導電膜層156は、複数箇所で駆動集積回路の共通電位パッド158と接続している。   By being configured as described above, the transparent conductive film layer 156 corresponds to a common electrode of the semiconductor element 154 (LED here) formed in each individual semiconductor region 159, and the individual conductive layer 152 described above includes This corresponds to an individual electrode for individually driving the LEDs. Further, the transparent conductive film layer 156 is connected to the common potential pad 158 of the driving integrated circuit at a plurality of positions so that the potential of the common electrode does not fluctuate due to a voltage drop in the transparent conductive film layer 156 during the operation of each LED. doing.

尚、上記した本実施の形態の半導体複合装置151では、透明導電膜層156を連続した薄膜としたが、適宜分割することもできる。この場合、各々が個別半導体領域159を含む領域に分割することで、透明導電膜層156を個別電極として集積回路の出力パッド157に接続し、各個別領域の個別導通層152を共通電極として集積回路の共通電位パッド158にそれぞれ接続するように構成することもできる。   In the semiconductor composite device 151 of the present embodiment described above, the transparent conductive film layer 156 is a continuous thin film, but can be appropriately divided. In this case, the transparent conductive film layer 156 is connected to the output pad 157 of the integrated circuit as an individual electrode by dividing each region into the region including the individual semiconductor region 159, and the individual conductive layer 152 of each individual region is integrated as a common electrode. It can also be configured to be connected to the common potential pad 158 of the circuit.

更に、本実施の形態では、個別導通層152と集積回路の出力パッド157を接続する例を示したが、半導体複合装置151が集積回路を含まない場合には、前記した実施の形態7のように、外部駆動回路との接続のための接続用パッドを設け、この接続用パッドと個別導通層152とを接続するように構成することもできる。   Further, in the present embodiment, an example in which the individual conductive layer 152 and the output pad 157 of the integrated circuit are connected is shown. However, when the semiconductor composite device 151 does not include an integrated circuit, as in the seventh embodiment described above. In addition, a connection pad for connection to an external drive circuit may be provided, and the connection pad and the individual conductive layer 152 may be connected.

以上のように構成された実施の形態9の半導体複合装置151によれば、各個別半導体領域159に形成された半導体素子154、例えばLEDの光取り出し面に設ける、LEDの一部または全部を覆う電極を透明電極(透明導電膜層156)としたので、光取り出し効率が向上する。また、個別電極をメタル層である個別導通層152側とすることによって、LEDの全面により効率よく電流が広がり、発光効率を向上することができる。   According to the semiconductor composite device 151 of the ninth embodiment configured as described above, the semiconductor element 154 formed in each individual semiconductor region 159, for example, covers part or all of the LED provided on the light extraction surface of the LED. Since the electrode is a transparent electrode (transparent conductive film layer 156), light extraction efficiency is improved. Further, by setting the individual electrode to the individual conductive layer 152 side which is a metal layer, the current spreads more efficiently over the entire surface of the LED, and the light emission efficiency can be improved.

また、個別電極用の配線層である個別導通層152(メタル層)は、半導体薄膜層116の下側に配置されるため、この個別導通層152の下層は段差が少ない構成となる。従って、個別導通層152の幅が狭くなっても配線切れが生じにくくなり、集積回路としての歩留まりが向上する。   In addition, since the individual conductive layer 152 (metal layer), which is a wiring layer for individual electrodes, is disposed below the semiconductor thin film layer 116, the lower layer of the individual conductive layer 152 has a configuration with few steps. Therefore, even if the width of the individual conductive layer 152 is narrowed, it is difficult for the wiring to be cut off, and the yield as an integrated circuit is improved.

実施の形態10.
図28は、本発明による実施の形態10の半導体複合装置161の要部構成を概略的に示す断面図である。
Embodiment 10 FIG.
FIG. 28 is a cross sectional view schematically showing a main configuration of a semiconductor composite device 161 according to the tenth embodiment of the present invention.

この半導体複合装置161が、前記した図26に示す実施の形態9の半導体複合装置151と主に異なる点は、第1の平坦化導電膜層153と出力パッド157を接続するメタル層の構成が異なる点である。従って、この半導体複合装置161が前記した実施の形態9の半導体複合装置151と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、この断面図28に示す断面は、前記した実施の形態9の半導体複合装置151における図25の平面図に示すE−E線で切る断面、即ち半導体複合装置161の個別半導体領域159が形成されている部分での断面に相当する。   This semiconductor composite device 161 is mainly different from the semiconductor composite device 151 of the ninth embodiment shown in FIG. 26 in that the configuration of the metal layer that connects the first planarizing conductive film layer 153 and the output pad 157 is different. It is a different point. Accordingly, parts common to the semiconductor composite device 151 of the ninth embodiment described above are denoted by the same reference numerals or the drawings are omitted and the description thereof is omitted here, and different points are emphasized. Explained. The cross section shown in FIG. 28 is a cross section taken along line EE shown in the plan view of FIG. 25 in the semiconductor composite device 151 of the ninth embodiment, that is, the individual semiconductor region 159 of the semiconductor composite device 161 is formed. This corresponds to the cross section at the portion where the current is applied.

図28に示すように、半導体複合装置161における個別導通層162は、第1の平坦化導電膜層153の上面端部を覆ってこれと電気的に接続すると共に、その側部から集積回路の出力パッド157の方に向って延在し、この出力パッド157と電気的に接続するように構成されたメタル層となっている。   As shown in FIG. 28, the individual conductive layer 162 in the semiconductor composite device 161 covers and is electrically connected to the upper surface end portion of the first planarized conductive film layer 153, and from the side portion of the integrated circuit. The metal layer extends toward the output pad 157 and is configured to be electrically connected to the output pad 157.

以上のように構成された実施の形態10の半導体複合装置161によれば、第1の平坦化導電膜層153の直下にメタル層を設けずに、第1の平坦化導電膜層153の上面端部から別領域に延在するメタル層を設けるようにしたので、第1の平坦化導電膜層153のシンター温度を高くしても、メタル層にダメージを与えることがなく、より低抵抗でより品質の良い透明導電膜層を準備することができる。   According to the semiconductor composite device 161 of the tenth embodiment configured as described above, an upper surface of the first planarizing conductive film layer 153 is provided without providing a metal layer immediately below the first planarizing conductive film layer 153. Since the metal layer extending from the end portion to another region is provided, even if the sintering temperature of the first planarizing conductive film layer 153 is increased, the metal layer is not damaged, and the resistance is lower. A transparent conductive film layer with better quality can be prepared.

実施の形態11.
図29は、本発明による実施の形態11の半導体複合装置171の要部構成を概略的に示す断面図である。
Embodiment 11 FIG.
FIG. 29 is a cross sectional view schematically showing a main configuration of a semiconductor composite device 171 according to the eleventh embodiment of the present invention.

この半導体複合装置171が、前記した図28に示す実施の形態10の半導体複合装置161と主に異なる点は、第1の平坦化導電膜層153と配線領域112の間に誘電体膜の多重積層反射膜層172を設けた点である。従って、この半導体複合装置171が前記した実施の形態10の半導体複合装置161と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、この断面図28に示す断面は、前記した実施の形態9の半導体複合装置151における図25の平面図に示すE−E線で切る断面、即ち半導体複合装置171の個別半導体領域159が形成されている部分での断面に相当する。   This semiconductor composite device 171 is mainly different from the semiconductor composite device 161 of the tenth embodiment shown in FIG. 28 described above in that a dielectric film is multiplexed between the first planarizing conductive film layer 153 and the wiring region 112. This is the point that a laminated reflective film layer 172 is provided. Accordingly, parts common to the semiconductor composite device 161 of the tenth embodiment described above are denoted by the same reference numerals, or the drawings are omitted and the description thereof is omitted here, and different points are emphasized. Explained. The cross section shown in FIG. 28 is a cross section taken along line EE shown in the plan view of FIG. 25 in the semiconductor composite device 151 of the ninth embodiment, that is, the individual semiconductor region 159 of the semiconductor composite device 171 is formed. This corresponds to the cross section at the portion where the current is applied.

図29に示す多重積層反射膜層172は、例えば屈折率の異なる材料を積層することによって反射層を形成した誘電体膜の多重積層反射膜である。この多重積層反射膜は、例えばSi/SiO積層膜や、SiO/TiO積層膜とすることができる。その他、低屈折率材料/高屈折率材料の積層膜としてもよい。低屈折率材料としては、SiO、CaF、LiF、MgFなどの材料とすることができ、高屈折材料としては、TiO、CeO、CdS、ZnSなどとすることができる。その他、金属/半導体の積層膜であってもよい。また、この多重積層反射膜層172は、例えばスパッタ法によって形成することができ、その上には第1の平坦化導電膜層153が形成され、その上には半導体薄膜116がボンディングされている。 The multi-layered reflective film layer 172 shown in FIG. 29 is a multi-layered reflective film of a dielectric film in which a reflective layer is formed by laminating materials having different refractive indexes, for example. This multiple laminated reflective film can be, for example, a Si / SiO 2 laminated film or a SiO 2 / TiO 2 laminated film. In addition, a laminated film of a low refractive index material / a high refractive index material may be used. The low refractive index material can be a material such as SiO 2 , CaF 2 , LiF, or MgF 2, and the high refractive material can be TiO 2 , CeO 2 , CdS, ZnS, or the like. In addition, it may be a metal / semiconductor laminated film. The multi-layered reflective film layer 172 can be formed, for example, by sputtering. A first planarized conductive film layer 153 is formed thereon, and a semiconductor thin film 116 is bonded thereon. .

尚、誘電体のみの多重積層反射膜層172に替えて、誘電体膜と金属薄膜の多重積層反射膜層を設けてもよい。また、実施の形態6の半導体複合装置101においても、導通層114を平坦化導電層115の上面端部から他の領域に延在するように形成することにより、透明導電膜層で形成された平坦化導電層115の直下に、多重積層反射膜層172を設けることができる。   In place of the multi-layered reflective film layer 172 made of only a dielectric, a multi-layered reflective film layer of a dielectric film and a metal thin film may be provided. Also in the semiconductor composite device 101 of the sixth embodiment, the conductive layer 114 is formed of a transparent conductive film layer by forming the conductive layer 114 so as to extend from the upper end portion of the planarization conductive layer 115 to another region. A multi-layered reflective film layer 172 can be provided immediately below the planarized conductive layer 115.

以上のように構成された実施の形態11の半導体複合装置171によれば、第1の平坦化導電膜層153の下に誘電体の多重積層反射膜層172を設けたので、多重積層反射膜層172で反射するLEDの反射光も光放出面から得られると共に、半導体薄膜裏面で導通コンタクトが得られる。   According to the semiconductor composite device 171 of the eleventh embodiment configured as described above, since the dielectric multi-layered reflective film layer 172 is provided below the first planarized conductive film layer 153, the multi-layered reflective film The reflected light of the LED reflected by the layer 172 is also obtained from the light emitting surface, and a conductive contact is obtained on the back surface of the semiconductor thin film.

更に、第1の平坦化導電膜層153の直下にメタル層を設けずに誘電体多層積層膜を設けたので、前記した実施の形態9(図26参照)のように第1の平坦化導電膜層153の直下にメタル層を設けた場合と比較して、シンターなどの熱処理による反射率変化の可能性がなく良好な反射率を得ることができる。   Further, since the dielectric multilayer laminated film is provided without providing the metal layer immediately below the first planarizing conductive film layer 153, the first planarizing conductive film is provided as in the ninth embodiment (see FIG. 26). Compared with the case where a metal layer is provided immediately below the film layer 153, there is no possibility of a change in reflectance due to heat treatment such as sintering, and a favorable reflectance can be obtained.

実施の形態12.
図30は、本発明のLEDヘッドに基づく実施の形態12のLEDプリントヘッド200を示す図である。
Embodiment 12 FIG.
FIG. 30 is a diagram showing an LED print head 200 according to a twelfth embodiment based on the LED head of the present invention.

同図に示すように、ベース部材201上には、LEDユニット202が搭載されている。このLEDユニット202は、実施の形態1乃至11の何れかの半導体複合装置が実装基板上に搭載されたものである。図31は、このLEDユニット202の一構成例を示す平面配置図で、実装基板202e上には、前記した各実施の形態で説明した、発光部と駆動部を複合した半導体複合装置が、発光部ユニット202aとして長手方向に沿って複数配設されている。実装基板202e上には、その他に、電子部品が配置されて配線が形成されている電子部品実装エリア202b、202c、及び外部から制御信号や電源などを供給するためのコネクタ202d等が設けられている。   As shown in the figure, an LED unit 202 is mounted on the base member 201. This LED unit 202 is obtained by mounting the semiconductor composite device according to any one of Embodiments 1 to 11 on a mounting substrate. FIG. 31 is a plan layout view showing an example of the configuration of the LED unit 202. On the mounting board 202e, the semiconductor composite device that combines the light emitting unit and the driving unit described in the above embodiments emits light. A plurality of unit units 202a are arranged along the longitudinal direction. On the mounting substrate 202e, electronic component mounting areas 202b and 202c in which electronic components are arranged and wirings are formed, and a connector 202d for supplying control signals and power from the outside are provided. Yes.

発光部ユニット202aの発光部の上方には、発部から出射された光を集光する光学素子としてのロッドレンズアレイ203が配設されている。このロッドレンズアレイ203は、柱状の光学レンズを発光部ユニット202aの直線状に配列された発光部(例えば、図13における個別素子領域116cの配列)に沿って多数配列したもので、光学素子ホルダに相当するレンズホルダ204によって所定位置に保持されている。   Above the light emitting part of the light emitting part unit 202a, a rod lens array 203 is disposed as an optical element for condensing the light emitted from the light emitting part. The rod lens array 203 includes a large number of columnar optical lenses arranged along a linear arrangement of light emitting unit units 202a (for example, an array of individual element regions 116c in FIG. 13). Is held at a predetermined position by a lens holder 204 corresponding to.

このレンズホルダ204は、同図に示すように、ベース部材201及びLEDユニット202を覆うように形成されている。そして、ベース部材201、LEDユニット202、及びレンズホルダ204は、ベース部材201及びレンズホルダ204に形成された開口部201a,204aを介して配設されるクランパ205によって一体的に挟持されている。従って、LEDユニット202で発生した光はロッドレンズアレイ203を通して、所定の外部部材に照射される、このLEDプリントヘッド200は、例えば電子写真プリンタや電子写真コビー装置等の露光装置として用いられる。   The lens holder 204 is formed so as to cover the base member 201 and the LED unit 202 as shown in FIG. The base member 201, the LED unit 202, and the lens holder 204 are sandwiched integrally by a clamper 205 disposed through openings 201 a and 204 a formed in the base member 201 and the lens holder 204. Therefore, the light generated by the LED unit 202 is irradiated to a predetermined external member through the rod lens array 203. The LED print head 200 is used as an exposure device such as an electrophotographic printer or an electrophotographic copier.

以上のように、本実施の形態のLEDヘッドによれば、LEDユニット202として、前記した実施形態1乃至11の各実施の形態で示した半導体複合装置の何れかが使用されるため、高品質で信頼性の高いLEDヘッドを提供することができる。   As described above, according to the LED head of the present embodiment, any one of the semiconductor composite devices described in the first to eleventh embodiments is used as the LED unit 202. Thus, a highly reliable LED head can be provided.

実施の形態13.
図32は、本発明の画像形成装置に基づく実施の形態13の画像形成装置300の要部構成を模式的に示す要部構成図である。
Embodiment 13 FIG.
FIG. 32 is a main part configuration diagram schematically showing a main part configuration of an image forming apparatus 300 according to Embodiment 13 based on the image forming apparatus of the present invention.

同図に示すように、画像形成装置300内には、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色の画像を、各々に形成する四つのプロセスユニット301〜304が記録媒体305の搬送経路320に沿ってその上流側から順に配置されている。これらのプロセスユニット301〜304の内部構成は共通しているため、例えばシアンのプロセスユニット303を例にとり、これらの内部構成を説明する。   As shown in the figure, in the image forming apparatus 300, four process units 301 to 304 that respectively form yellow, magenta, cyan, and black images are provided along the conveyance path 320 of the recording medium 305. They are arranged in order from the upstream side. Since the internal configurations of these process units 301 to 304 are common, the internal configuration will be described by taking, for example, a cyan process unit 303 as an example.

プロセスユニット303には、像担持体として感光ドラム303aが矢印方向に回転可能に配置され、この感光体ドラム303aの周囲にはその回転方向上流側から順に、感光ドラム303aの表面に電気供給して帯電させる帯電装置303b、帯電された感光体ドラム303aの表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光装置303cが配設される。更に、静電潜像が形成された感光体ドラム303aの表面に、所定色(シアン)のトナーを付着させて顕像を発生させる現像装置303d、及び感光体ドラム303aの表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置303eが配設される。尚、これら各装置に用いられているドラム又はローラは、図示しない駆動源及びギアによって回転させられる。   In the process unit 303, a photosensitive drum 303a as an image carrier is rotatably arranged in the direction of the arrow. Electricity is supplied to the surface of the photosensitive drum 303a around the photosensitive drum 303a sequentially from the upstream side in the rotation direction. A charging device 303b for charging and an exposure device 303c for forming an electrostatic latent image by selectively irradiating light onto the surface of the charged photosensitive drum 303a are provided. Further, a developing device 303d that generates a visible image by attaching toner of a predetermined color (cyan) to the surface of the photosensitive drum 303a on which the electrostatic latent image is formed, and toner remaining on the surface of the photosensitive drum 303a. A cleaning device 303e to be removed is provided. The drums or rollers used in these devices are rotated by a drive source and gears (not shown).

また、画像形成装置300は、その下部に、紙等の記録媒体305を堆積した状態で収納する用紙カセット306を装着し、その上方には記録媒体305を1枚ずつ分離させて搬送するためのホッピングローラ307を配設している。更に、記録媒体305の搬送方向における、このホッピングローラ307の下流側には、ピンチローラ308,309と共に記録媒体305を挟持することによって、記録媒体305の斜行を修正し、プロセスユニット301〜304に搬送するレジストローラ310,311を配設している。これ等のホッピングローラ307及びレジストローラ310,311は、図示しない駆動源及びギアによって連動回転する。   In addition, the image forming apparatus 300 has a paper cassette 306 for storing a recording medium 305 such as paper stacked in a lower portion of the image forming apparatus 300, and the recording medium 305 is separated and conveyed one by one above the paper cassette 306. A hopping roller 307 is provided. Further, the recording medium 305 is sandwiched together with the pinch rollers 308 and 309 on the downstream side of the hopping roller 307 in the conveyance direction of the recording medium 305, thereby correcting the skew of the recording medium 305, and the process units 301 to 304. Registration rollers 310 and 311 are disposed. These hopping roller 307 and registration rollers 310 and 311 rotate in conjunction with a driving source and gears (not shown).

プロセスユニット301〜304の各感光体ドラムに対向する位置には、それぞれ半導電性のゴム等によって形成された転写ローラ312が配設されている。そして、感光体ドラム301a〜304a上のトナーを記録媒体305に付着させるために、感光体ドラム301a〜304aの表面とこれらの各転写ローラ312の表面との間に所定の電位差が生じるように構成されている。   Transfer rollers 312 made of semiconductive rubber or the like are disposed at positions facing the respective photosensitive drums of the process units 301 to 304. In order to adhere the toner on the photosensitive drums 301a to 304a to the recording medium 305, a predetermined potential difference is generated between the surfaces of the photosensitive drums 301a to 304a and the surfaces of the transfer rollers 312. Has been.

定着装置313は、加熱ローラとバックアップローラとを有し、記録媒体305上に転写されたトナーを加圧、加熱することによって定着させる。また、排出ローラ314,315は、定着装置313から排出された記録媒体305を、排出部のピンチローラ316,317と共に挟持し、記録媒体スタッカ部318に搬送する。尚、排出ローラ314,315は、図示されない駆動源及びギアによって連動回転する。ここで使用される露光装置303cとしては、実施形態12で説明したLEDプリントヘッド200が用いられる。   The fixing device 313 includes a heating roller and a backup roller, and fixes the toner transferred onto the recording medium 305 by pressurizing and heating. The discharge rollers 314 and 315 sandwich the recording medium 305 discharged from the fixing device 313 together with the pinch rollers 316 and 317 of the discharge unit, and convey the recording medium 305 to the recording medium stacker unit 318. The discharge rollers 314 and 315 rotate in conjunction with a drive source and a gear (not shown). As the exposure apparatus 303c used here, the LED print head 200 described in the twelfth embodiment is used.

次に、前記構成の画像形成装置の動作について説明する。
まず、用紙カセット306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の感光ドラム301a及び転写ローラ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212に挟持され、その記録画面にトナー画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。
Next, the operation of the image forming apparatus having the above configuration will be described.
First, the recording medium 305 stored in a stacked state in the paper cassette 306 is separated and transported one by one from the top by the hopping roller 307. Subsequently, the recording medium 305 is sandwiched between the registration rollers 310 and 311 and the pinch rollers 308 and 309 and conveyed to the photosensitive drum 301 a and the transfer roller 312 of the process unit 301. Thereafter, the recording medium 305 is sandwiched between the photosensitive drum 301a and the transfer roller 212, and the toner image is transferred to the recording screen and simultaneously conveyed by the rotation of the photosensitive drum 301a.

同様にして、記録媒体305は、順次プロセスユニット302〜304を通過し、その通過過程で、各露光装置301c〜304cにより形成された静電潜像を、現像装置301d〜304dによって現像した各色のトナー像がその記録画面に順次転写され重ね合わせられる。そして、その記録面上に各色のトナー像が重ね合わせられた後、定着装置313によってトナー像が定着された記録媒体305は、排出ローラ314,315及びピンチローラ316,317に挟持されて、画像形成装置300の外部の記録媒体スタッカ部318に排出される。以上の過程を経て、カラー画像が記録媒体305上に形成される。   Similarly, the recording medium 305 sequentially passes through the process units 302 to 304, and the electrostatic latent images formed by the exposure devices 301c to 304c are developed by the developing devices 301d to 304d in the passing process. The toner images are sequentially transferred and superimposed on the recording screen. Then, after the toner images of the respective colors are superimposed on the recording surface, the recording medium 305 on which the toner image is fixed by the fixing device 313 is sandwiched between the discharge rollers 314 and 315 and the pinch rollers 316 and 317 so that the image The recording medium stacker 318 outside the forming apparatus 300 is discharged. A color image is formed on the recording medium 305 through the above process.

以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、前記した実施の形態12で説明したLEDプリントヘッドを採用するため、高品質で、信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。   As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, since the LED print head described in the above-described Embodiment 12 is employed, it is possible to provide a high-quality and highly reliable image forming apparatus. it can.

尚、前記した実施の形態6〜11まででは、半導体複合装置の半導体薄膜層に形成される半導体素子として、発光素子(LED)を形成した例について説明したが、これに限定されるものではなく、この発光素子に代えて受光素子を形成する、或いはこれ等の光素子だけでなく、その他の半導体素子を形成してもよいなど、種々の態様を取り得るものである。   In the above sixth to eleventh embodiments, examples in which a light emitting element (LED) is formed as a semiconductor element formed in a semiconductor thin film layer of a semiconductor composite device have been described. However, the present invention is not limited to this. Instead of this light emitting element, a light receiving element may be formed, or other semiconductor elements may be formed in addition to these optical elements.

また、前記した特許請求の範囲、及び実施の形態の説明において、「上」、「下」といった言葉を使用したが、これらは便宜上であって、各装置を配置する状態における絶対的な位置関係を限定するものではない。   In the claims and the description of the embodiments, the words “upper” and “lower” are used for the sake of convenience, and the absolute positional relationship in the state in which each device is arranged. It is not intended to limit.

1 半導体複合装置、 2 Si基板、 3 平坦化層、 4 半導体薄膜層、 5,6 接続配線、 7 層間絶縁膜、 11 半導体複合装置、 12 Si基板、 13a,13b,13c 平坦化層、 14a,14b,14c 半導体薄膜層、 15 集積回路、 16 パッド、 17 配線、 21 半導体複合装置、 22 Si基板、 23 多層絶縁膜領域、 24 駆動集積回路領域、 25 平坦化層、 26 下部領域、 27 上部構造、 27a 第1導電型のクラッド層、 27b 第1導電型の活性層、 27c 第2導電型のクラッド層、 27d 第2導電型のコンタクト層、 28 半導体薄膜層、 30 個別電極コンタクト、 31 メタル配線、 32 出力端子、 33 共通電極コンタクト、 34 接続用パッド、 35 層間絶縁膜、 36 接続用パッド、 41 半導体複合装置、 42 平坦下層、 43 反射層、 45 半導体複合装置、 46 反射層、 48 誘電体膜、 51 半導体複合装置、 52 反射層、 55 半導体複合装置、 56 無機材料層、 101 半導体複合装置、 110 Si基板、 111 半導体素子形成領域、 112 配線領域、 112a 回路配線領域、 112b 第2配線領域、 113 層間絶縁膜、 114 導通層、 115 平坦化導電層、 116 半導体薄膜層、 116a 下部領域、 116b 上部領域、 116c (上部構造)個別素子領域、 117 個別電極、 118 平坦化層、 118a 接続用開口部、 119 メタル層、 121 入力パッド、 122 出力パッド、 131 半導体複合装置、 132 Si基板、 133 導通層、 134 平坦化導電層、 135 半導体薄膜層、 135a 下部領域、 135b 上部領域、 135c 上部構造、 136 電極コンタクト、 138 層間絶縁膜、 138a 開口部、 139 電極パッド、 141 半導体複合装置、 142 電極パッド、 143 導通配線層、 144 配線層、 145 平坦化層、 151 半導体複合装置、 152 個別導通層、 153 第1の平坦化導電膜層、 154 半導体素子、 154a 下部個別領域、 154b 上部個別領域、 155 層間絶縁膜、 155a,155b 貫通孔、 156 透明導電膜層、 157 出力パッド、 158 共通電位パッド、 159 個別半導体領域、 161 半導体複合装置、 162 個別導通層、 171 半導体複合装置、 172 多重積層反射膜層、 200 LEDプリントヘッド、 201 ベース部材、 202 LEDユニット、 202a 発光部ユニット、 203 ロッドレンズアレイ、 204 レンズホルダ、 205 クランパ、 300 画像形成装置、 301,302,303,304 プロセスユニット、 301a〜304a 感光体ドラム、 303b 帯電装置、 303c 露光装置、 303d 現像装置、 303e クリーニング装置、 305 記録媒体、 306 用紙カセット、 307 ホッピングローラ、 308,309 ピンチローラ、 310,311 レジストローラ、 312 転写ローラ、 313 定着装置、 314,315 排出ローラ、 316,317 ピンチローラ、 318 記録媒体スタッカ部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor composite device, 2 Si substrate, 3 Planarization layer, 4 Semiconductor thin film layer, 5, 6 Connection wiring, 7 Interlayer insulation film, 11 Semiconductor composite device, 12 Si substrate, 13a, 13b, 13c Planarization layer, 14a, 14b, 14c Semiconductor thin film layer, 15 integrated circuit, 16 pad, 17 wiring, 21 semiconductor composite device, 22 Si substrate, 23 multilayer insulating film region, 24 driving integrated circuit region, 25 planarization layer, 26 lower region, 27 upper structure 27a First conductivity type cladding layer, 27b First conductivity type active layer, 27c Second conductivity type cladding layer, 27d Second conductivity type contact layer, 28 Semiconductor thin film layer, 30 Individual electrode contact, 31 Metal wiring 32 output terminals, 33 common electrode contacts, 34 connection pads, 35 layers Edge film, 36 connection pad, 41 semiconductor composite device, 42 flat lower layer, 43 reflective layer, 45 semiconductor composite device, 46 reflective layer, 48 dielectric film, 51 semiconductor composite device, 52 reflective layer, 55 semiconductor composite device, 56 Inorganic material layer, 101 semiconductor composite device, 110 Si substrate, 111 semiconductor element formation region, 112 wiring region, 112a circuit wiring region, 112b second wiring region, 113 interlayer insulating film, 114 conductive layer, 115 planarizing conductive layer, 116 Semiconductor thin film layer, 116a lower region, 116b upper region, 116c (upper structure) individual element region, 117 individual electrode, 118 planarization layer, 118a connection opening, 119 metal layer, 121 input pad, 122 output pad, 131 semiconductor Compound equipment, 13 2 Si substrate, 133 conductive layer, 134 planarization conductive layer, 135 semiconductor thin film layer, 135a lower region, 135b upper region, 135c upper structure, 136 electrode contact, 138 interlayer insulating film, 138a opening, 139 electrode pad, 141 semiconductor Composite device, 142 electrode pad, 143 conductive wiring layer, 144 wiring layer, 145 planarization layer, 151 semiconductor composite device, 152 individual conductive layer, 153 first planarization conductive film layer, 154 semiconductor element, 154a lower individual region, 154b Upper individual region, 155 interlayer insulating film, 155a, 155b through-hole, 156 transparent conductive film layer, 157 output pad, 158 common potential pad, 159 individual semiconductor region, 161 semiconductor composite device, 162 individual conductive layer, 171 Conductor composite device, 172 multi-layer reflection film layer, 200 LED print head, 201 base member, 202 LED unit, 202a light emitting unit, 203 rod lens array, 204 lens holder, 205 clamper, 300 image forming device, 301, 302, 303,304 Process unit, 301a to 304a Photosensitive drum, 303b Charging device, 303c Exposure device, 303d Developing device, 303e Cleaning device, 305 Recording medium, 306 Paper cassette, 307 Hopping roller, 308,309 Pinch roller, 310,311 Registration roller, 312 transfer roller, 313 fixing device, 314, 315 discharge roller, 316, 317 pinch roller, 318 recording medium stack Part.

Claims (9)

基板と、
前記基板上に設けられ、屈折率の異なる誘電体膜が積層された多重積層反射膜と、
前記多重積層反射膜上に設けられ、有機導電材料からなり、前記基板の対向面と反対側の面が平坦化処理された平坦化層と、
発光素子を含み、前記平坦化層上に貼り付けられた半導体薄膜と
を有し、
前記平坦化層の、前記基板の反対面の面の平坦性は5nm以下であ
とを特徴とする半導体装置。
A substrate,
A multi-layered reflection film provided on the substrate and laminated with dielectric films having different refractive indexes;
Said provided multiple layered reflective film made of an organic conductive material, the planarizing layer facing surface opposite to the surface of the substrate is planarized,
A semiconductor thin film including a light emitting element and attached on the planarization layer,
Of the planarization layer, the flatness of the surface of the opposite surface of the substrate Ru Der below 5nm
Semiconductor device comprising a call.
前記多重積層反射膜は、Si/SiO積層膜であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the multi-layered reflective film is a Si / SiO2 laminated film. 前記多重積層反射膜は、SiO/TiO積層膜であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the multi-layered reflective film is a SiO 2 / TiO 2 laminated film. 前記多重積層反射膜は、低屈折率材料/高屈折率材料の積層膜であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the multiple laminated reflective film is a laminated film of a low refractive index material / a high refractive index material. 前記低屈折率材料は、SiO、CaF、LiF、MgFの何れかであることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 4, wherein the low refractive index material is any one of SiO 2 , CaF 2 , LiF, and MgF 2 . 前記高屈折率材料は、TiO、CeO、CdS、ZnSの何れかであることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。 5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the high refractive index material is any one of TiO 2 , CeO 2 , CdS, and ZnS. 基板と、
前記基板上に設けられ、屈折率の異なる誘電体膜が積層された多重積層反射膜と、
前記多重積層反射膜上に設けられ、有機導電材料からなり、前記基板の対向面と反対側の面が平坦化処理された平坦化層と、
発光素子を含み、前記平坦化層上に貼り付けられたLED薄膜と
を有し、
前記平坦化層の、前記基板の反対面の面の平坦性は5nm以下であ
とを特徴とするLED装置。
A substrate,
A multi-layered reflection film provided on the substrate and laminated with dielectric films having different refractive indexes;
Said provided multiple layered reflective film made of an organic conductive material, the planarizing layer facing surface opposite to the surface of the substrate is planarized,
An LED thin film including a light emitting element, and affixed on the planarization layer,
Of the planarization layer, the flatness of the surface of the opposite surface of the substrate Ru Der below 5nm
LED device comprising a call.
請求項記載のLED装置と、
前記LED薄膜が発光する光を導く光学系と
を有することを特徴とするLEDヘッド。
LED device according to claim 7 ,
An LED head comprising: an optical system that guides light emitted from the LED thin film.
搬送手段により搬送される記録媒体に記録材による画像を形成する画像形成部を有する画像形成装置において、
前記画像形成部が、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。
In an image forming apparatus having an image forming unit for forming an image of a recording material on a recording medium conveyed by a conveying unit,
The image forming unit includes: an image carrier; a charging unit that charges the surface of the image carrier; an exposure unit that selectively irradiates light to the charged surface to form an electrostatic latent image; Developing means for developing the electrostatic latent image,
An image forming apparatus using the LED head according to claim 8 as the exposure means.
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Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0645650A (en) * 1992-07-24 1994-02-18 Omron Corp Semiconductor light emittng element and optical detector, optical information processing device, and light emitting device using it
JP3274527B2 (en) * 1992-09-22 2002-04-15 株式会社日立製作所 Organic light emitting device and its substrate
JPH07122818A (en) * 1993-10-26 1995-05-12 Matsushita Electric Works Ltd Surface light emitting element
US5486406A (en) * 1994-11-07 1996-01-23 Motorola Green-emitting organometallic complexes for use in light emitting devices
JPH1167448A (en) * 1997-08-26 1999-03-09 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Display device
JP4143180B2 (en) * 1998-08-31 2008-09-03 キヤノン株式会社 Multicolor image forming apparatus
JP4044261B2 (en) * 2000-03-10 2008-02-06 株式会社東芝 Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
JP3956941B2 (en) * 2001-06-15 2007-08-08 日亜化学工業株式会社 Nitride semiconductor light emitting device and light emitting device using the same
TW567618B (en) * 2002-07-15 2003-12-21 Epistar Corp Light emitting diode with adhesive reflection layer and manufacturing method thereof
JP2004179641A (en) * 2002-11-11 2004-06-24 Oki Data Corp Semiconductor device, optical print head and image forming apparatus
JP2004179646A (en) * 2002-11-13 2004-06-24 Oki Data Corp Semiconductor composite device, optical print head and image forming apparatus
JP4179866B2 (en) * 2002-12-24 2008-11-12 株式会社沖データ Semiconductor composite device and LED head
JP2004228297A (en) * 2003-01-22 2004-08-12 Sharp Corp Semiconductor light emitting device

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