JP6943222B2 - Semiconductor devices, optical printheads, and image forming devices - Google Patents
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Description
本発明は、複数の発光サイリスタを有する半導体装置、半導体装置を有する光プリントヘッド、及び光プリントヘッドを有する画像形成装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having a plurality of light emitting thyristors, an optical print head having the semiconductor device, and an image forming device having an optical print head.
従来、電子写真方式の画像形成装置における露光装置として、複数の発光素子アレイチップを有する光プリントヘッドが使用されている。各発光素子アレイチップは、例えば、基材上において、基材の長手方向に配列された複数の3端子発光素子すなわち複数の発光サイリスタを有する(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an optical print head having a plurality of light emitting element array chips has been used as an exposure apparatus in an electrophotographic image forming apparatus. Each light emitting element array chip has, for example, a plurality of three-terminal light emitting elements, that is, a plurality of light emitting thyristors arranged in the longitudinal direction of the base material on the base material (see, for example, Patent Document 1).
一般に、同じ発光素子アレイチップにおいて、基材上に配列された複数の発光サイリスタのうちの基材の長手方向の両端に最も近い発光サイリスタから出射される光の光量(すなわち、発光強度)は、両端に最も近い発光サイリスタ以外の発光サイリスタから出射される光の光量より大きくなる。この対策として、両端に最も近い発光サイリスタに供給される駆動電流を小さくすることで、光量を抑制することが考えられる。しかし、発光素子アレイチップを連続的に駆動した場合には、発光サイリスタから出射される光の光量は駆動時間と共に変動し、変動量は駆動電流の電流値に依存する。このため、発光サイリスタごとに駆動電流の電流値を異なる値に設定した場合には、複数の発光サイリスタから出射される光の光量にバラツキが発生する。 Generally, in the same light emitting element array chip, the amount of light (that is, light emission intensity) emitted from the light emitting thyristor closest to both ends in the longitudinal direction of the base material among the plurality of light emitting thyristors arranged on the base material is determined. It is larger than the amount of light emitted from a light emitting thyristor other than the light emitting thyristor closest to both ends. As a countermeasure, it is conceivable to suppress the amount of light by reducing the drive current supplied to the light emitting thyristor closest to both ends. However, when the light emitting element array chip is continuously driven, the amount of light emitted from the light emitting thyristor fluctuates with the driving time, and the amount of fluctuation depends on the current value of the driving current. Therefore, when the current value of the drive current is set to a different value for each light emitting thyristor, the amount of light emitted from the plurality of light emitting thyristors varies.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複数の発光サイリスタから出射される光の光量のバラツキを小さくすることができる半導体装置、この半導体装置を有する光プリントヘッド、及びこの光プリントヘッドを有する画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is a semiconductor device capable of reducing the variation in the amount of light emitted from a plurality of light emitting thyristors, an optical print head having this semiconductor device, and the present invention. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus having an optical print head.
本発明の一態様に係る半導体装置は、基材部と、前記基材部上に備えられ、前記基材部の長手方向に間隔を開けて配列された複数の発光サイリスタと、を有し、前記複数の発光サイリスタのうちの前記基材部の前記長手方向の端部に最も近い発光サイリスタである第1の素子は、第1導電型の第1の半導体層と、前記第1導電型と異なる第2導電型の第2の半導体層と、第1導電型の第3の半導体層と、第2導電型の第4の半導体層とが、前記基材部側から前記第4の半導体層、前記第3の半導体層、前記第2の半導体層、及び前記第1の半導体層の順に積層された第1の半導体多層構造を有し、前記複数の発光サイリスタのうちの前記第1の素子以外の発光サイリスタである第2の素子は、第1導電型の第5の半導体層と、第2導電型の第6の半導体層と、第1導電型の第7の半導体層と、第2導電型の第8の半導体層とが、前記基材部側から前記第8の半導体層、前記第7の半導体層、前記第6の半導体層、及び第5の半導体層の順に積層された第2の半導体多層構造を有し、前記端部に近い側における前記第1の半導体層の端面を含む第1の面と前記端部に近い側における前記第3の半導体層の端面を含む第2の面との間の第1の距離は、前記端部から遠い側における前記第1の半導体層の端面を含む第3の面と前記端部から遠い側における前記第3の半導体層の端面を含む第4の面との間の第2の距離より小さく、前記長手方向における一方の側における前記第5の半導体層の端面を含む第5の面と前記一方の側における前記第7の半導体層の端面を含む第6の面との間の第3の距離は、前記一方の側の反対の他方の側における前記第5の半導体層の端面を含む第7の面と前記他方の側における前記第7の半導体層の端面を含む第8の面との間の第4の距離に等しく、前記第2の距離は、前記第3の距離に等しいことを特徴とする。 The semiconductor device according to one aspect of the present invention has a base material portion and a plurality of light emitting thyristers provided on the base material portion and arranged at intervals in the longitudinal direction of the base material portion. Among the plurality of light emitting psyllistas, the first element, which is the light emitting thylister closest to the longitudinal end of the base material portion, includes a first conductive type first semiconductor layer and the first conductive type. The second semiconductor layer of the second conductive type, the third semiconductor layer of the first conductive type, and the fourth semiconductor layer of the second conductive type are formed from the base material portion side to the fourth semiconductor layer. The first element among the plurality of light emitting thyristers, which has a first semiconductor multilayer structure in which the third semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the first semiconductor layer are laminated in this order. The second element, which is a light emitting thylister other than the above, includes a first conductive type fifth semiconductor layer, a second conductive type sixth semiconductor layer, a first conductive type seventh semiconductor layer, and a second. The conductive type eighth semiconductor layer is laminated in this order from the base material side to the eighth semiconductor layer, the seventh semiconductor layer, the sixth semiconductor layer, and the fifth semiconductor layer. A second surface having two semiconductor multilayer structures, including a first surface including an end face of the first semiconductor layer on the side close to the end portion and an end face of the third semiconductor layer on the side close to the end portion. The first distance between the surfaces is the third surface including the end surface of the first semiconductor layer on the side far from the end and the end surface of the third semiconductor layer on the side far from the end. The seventh semiconductor layer on one side of the fifth surface and the seventh surface including the end face of the fifth semiconductor layer on one side in the longitudinal direction, which is smaller than the second distance between the fourth surface including the semiconductor layer. The third distance between the sixth surface including the end face of the fifth semiconductor layer is the seventh surface including the end face of the fifth semiconductor layer on the other side opposite to the one side and the said on the other side. The second distance is equal to the fourth distance to the eighth surface including the end face of the seventh semiconductor layer, and the second distance is equal to the third distance.
本発明によれば、同じ半導体装置における複数の発光サイリスタから出射される光の光量のバラツキを小さくすることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the variation in the amount of light emitted from a plurality of light emitting thyristors in the same semiconductor device.
以下に、本発明の実施の形態に係る半導体装置である発光素子アレイチップ、光プリントヘッド、及び画像形成装置を、添付図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。 Hereinafter, the light emitting element array chip, the optical print head, and the image forming apparatus, which are the semiconductor devices according to the embodiment of the present invention, will be described with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are merely examples, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
《1》第1の実施形態
《1−1》発光素子アレイチップ
図1は、第1の実施形態に係る半導体装置としての発光素子アレイチップ10を示す概略平面図である。図2は、図1に示される発光素子アレイチップ10を2A−2A線及び2B−2B線で切る断面構造を示す概略断面図である。
<< 1 >> First Embodiment << 1-1 >> Light emitting element array chip FIG. 1 is a schematic plan view showing a light emitting
図1又は図2に示されるように、発光素子アレイチップ10は、基材151と、基材151上に形成され平坦化層152と、複数の3端子発光素子すなわち複数の発光サイリスタ100_1,…,100_nとを有する。nは2以上の整数である。また、基材151と平坦化層152とは、その上に複数の発光サイリスタ100_1,…,100_n、すなわち、半導体多層構造110が形成される基材部150を構成する。
As shown in FIG. 1 or 2, the light emitting
発光サイリスタ100_1,…,100_nは、基材部150の平坦化層152上に配置される。発光サイリスタ100_1,…,100_nは、基材部150の長手方向すなわち基材151の長手方向(図1又は図2における横方向)に間隔を開けて規則的に(例えば、等間隔で)配列される。基材151の内部であって、平坦化層152の下部には、発光サイリスタ100_1,…,100_nを駆動する集積回路である駆動ICが備えられてもよい。基材151上には、複数の電極パッド153、及び電極配線(図示せず)が備えられる。基材151は、例えば、Si(シリコン)から形成され、例えば、250μmの厚さを有する。
The luminescent thyristors 100_1, ..., 100_n are arranged on the
平坦化層152は、その表面が平坦化されている。平坦化層152は、例えば、有機膜、無機膜、又は金属などから形成され、例えば、2.00μmの厚さを有する。平坦化層152の表面の凹凸(すなわち、表面粗さ)は、10nm以下であることが望ましい。平坦化層152の表面上には、半導体多層構造110が接合される。半導体多層構造110は、発光サイリスタ100_1,…,100_nを有する。半導体多層構造110は、例えば、多層の半導体層(後述の図3〜図5に示される110a)である半導体薄膜(例えば、エピタキシャル成長膜)から形成される。なお、基材151の表面の凹凸(すなわち、表面粗さ)が10nm以下である場合には、平坦化層152を備えず、基材151の表面上に半導体多層構造110が直接接合されてもよい。なお、基材部150の基材151は、ガラス、セラミック、プラスチック、又は金属などのようなSi以外の材料から形成されてもよい。
The surface of the
《1−2》半導体多層構造の製造方法
図3から図5は、図1の発光サイリスタ100_1,…,100_nが形成される多層の半導体層110aの製造方法を示す概略断面図(その1〜3)である。図3は、多層の半導体層110aの形成プロセスを示し、図4は、多層の半導体層110aの剥離プロセスを示し、図5は、多層の半導体層110aを基材部150の平坦化層152上に接合するプロセスを示す。多層の半導体層110aは、図2に示される半導体多層構造110の元になる半導体薄膜である。
<< 1-2 >> Manufacturing Method of Semiconductor Multilayer Structure FIGS. 3 to 5 are schematic cross-sectional views showing a manufacturing method of the
図3に示されるように、先ず、成長基板701上に、多層の半導体層(例えば、エピタキシャル成長膜)110aを成長させるためのバッファー層702を形成する。次に、多層の半導体層110aを成長基板701から剥離するためのエッチング層となる剥離層703を形成する。成長基板701は、例えば、SiをドーパントとしたN型GaAs(ガリウム・ヒ素)層であり、例えば、550μmの厚さを有する。バッファー層702は、例えば、SiをドーパントとしたN型GaAs層であり、例えば、0.20μmの厚さを有する。剥離層703は、例えば、SiをドーパントとしたN型AlAs(アルミニウム・ヒ素)層であり、例えば、0.05μmの厚さを有する。
As shown in FIG. 3, first, a
図3に示されるように、多層の半導体層110aは、例えば、成長基板701側から順に積層された、N型GaAs層101aと、N型Al0.4Ga0.6As層102aと、N型Al0.15Ga0.85As層103aと、P型Al0.3Ga0.7As層104aと、N型Al0.15Ga0.85As層105aと、P型Al0.4Ga0.6As層106aと、P型GaAs層107aとを有する。N型GaAs層101aは、例えば、Siをドーパントとして形成され、例えば、1.00μmの厚さを有する。N型Al0.4Ga0.6As層102aは、例えば、Siをドーパントとして形成され、例えば、0.50μmの厚さを有する。N型Al0.15Ga0.85As層103aは、例えば、Siをドーパントとして形成され、例えば、0.50μmの厚さを有する。P型Al0.3Ga0.7As層104aは、例えば、C(炭素)をドーパントとして形成され、例えば、0.40μmの厚さを有する。N型Al0.15Ga0.85As層105aは、例えば、Siをドーパントとして形成され、例えば、0.20μmの厚さを有する。P型Al0.4Ga0.6As層106aは、例えば、C(炭素)をドーパントとして形成され、例えば、0.50μmの厚さを有する。P型GaAs層107aは、例えば、C(炭素)をドーパントとして形成され、例えば、0.05μmの厚さを有する。上記構成は、例に過ぎず、変更が可能である。例えば、多層の半導体層110aは、導電型を示すN型とP型を逆にした構成とすることも可能である。また、各半導体層の厚さは、上記の値以外の値とすることも可能である。
As shown in FIG. 3, the
次に、図4に示されるように、剥離層703を選択的にエッチングすることで、多層の半導体層110aを成長基板701から分離(剥離)可能な状態にし、保持装置(図示せず)で多層の半導体層110aを保持した状態で、多層の半導体層110aを成長基板701から分離する。
Next, as shown in FIG. 4, the
次に、図5に示されるように、成長基板701及びバッファー層702から分離された多層の半導体層110aを、成長基板701とは異なる基材部150の平坦化層152上に置く。多層の半導体層110aは、例えば、分子間力により基材部150の平坦化層152に接合される。
Next, as shown in FIG. 5, the
多層の半導体層110aを平坦化層152上に接合した後、公知のフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程を実施することにより、図5に示される多層の半導体層110aから、図2に示されるような個別の素子構造すなわち発光サイリスタ100_1,…,100_nを含む半導体多層構造110が形成される。言い換えれば、図5に示される多層の半導体層110aを構成する層101a〜107aから、図2及び図6に示される発光サイリスタ100_1,…,100_nを構成するN型のカソード層101、N型のクラッド層102,112、N型の活性層103,113、P型のクラッド層104,114、N型のゲート層105,115、P型のアノード層106,116、P型のアノードコンタクト層107,117が形成される。なお、エッチング工程には、例えば、リン酸、過酸化水素水、及び水の混合液などを用いることができる。
By joining the
その後、P型のアノードコンタクト層107,117に対してオーミックコンタクトを形成することができるTi(チタン)、Pt(白金)、Au(金)などの金属、又はそれら金属の合金、又はそれら金属及び合金の積層構造などからなるアノード電極141と、N型のゲート層105,115及びN型のカソード層101の各々とオーミックコンタクトを形成することができるAu、Ge(ゲルマニウム)、Ni(ニッケル)、Ptなどの金属、又はそれらの金属の合金、又はそれらの金属及び合金の積層構造などからなるゲート電極143(図1)及びカソード電極142(図1及び図2)を形成する。その際、アノード電極141、ゲート電極143、カソード電極142はそれぞれ、基材部150の基材151内の駆動IC形成領域の上に設けられたアノード接続パッド131(図1)、ゲート接続パッド132(図1)、カソード接続パッド133(図1)に接続される。
Then, a metal such as Ti (titanium), Pt (platinum), Au (gold) capable of forming an ohmic contact with the P-type anode contact layers 107 and 117, or an alloy of those metals, or those metals and Au, Ge (germanium), Ni (nickel), which can form ohmic contacts with each of the
また、第1の実施形態では、アノード電極141、ゲート電極143、カソード電極142は、駆動ICとの接続配線を兼ねているが、アノード電極141、ゲート電極143、カソード電極142と半導体層とを電気的に接続するための別の配線が、発光素子アレイチップ10に備えられてもよい。
Further, in the first embodiment, the
なお、図において、半導体多層構造110及び基材部150の表面に形成されるポリイミドなどの有機膜又はSiN(窒化シリコン)などの無機膜からなる絶縁膜は、半導体多層構造110の形状を理解し易くするために、図示されていない。
In the figure, the insulating film made of an organic film such as polyimide or an inorganic film such as SiN (silicon nitride) formed on the surface of the
また、第1の実施形態では、発光素子アレイチップ10の各発光サイリスタにおいて、カソード層101が互いに繋がった構造であるが、複数の発光サイリスタのカソード層101は、互いに分離された構造であってもよい。
Further, in the first embodiment, in each light emitting thyristor of the light emitting
また、第1の実施形態では、カソード電極142を隣り合う2つの発光サイリスタで共有する構造を有するが、発光サイリスタ毎にカソード電極を形成してもよいし、又は、3つ以上の発光サイリスタで1つのカソード電極142を共有してもよい。
Further, in the first embodiment, the
《1−3》発光サイリスタ
図6は、図1の発光素子アレイチップ10を2B−2B線で切る断面構造を示す概略断面図である。図6は、図2の一部を拡大して示している。図1、図2又は図6に示されるように、発光素子アレイチップ10は、基材部150上に備えられ、基材部150の長手方向に間隔を開けて配列された複数の発光サイリスタ100_1,…,100_nとを有する。
<< 1-3 >> Light-emitting thyristor FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the light-emitting
複数の発光サイリスタ100_1,…,100_nのうちの基材部150の長手方向の端部150bに最も近い発光サイリスタ(第1の素子)100_nは、第1導電型の第1の半導体層109と、第1導電型と異なる第2導電型の第2の半導体層(N型のゲート層)105と、第1導電型の第3の半導体層(P型のクラッド層)104と、第2導電型の第4の半導体層108とが、基材部150側から第4の半導体層108、第3の半導体層(P型のクラッド層)104、第2の半導体層(N型のゲート層)105、及び第1の半導体層109の順に積層された第1の半導体多層構造(すなわち、半導体多層構造110の一部)を有する。第1の実施形態において、第1導電型はP型であり、第2導電型はN型である。第1の半導体層109は、基材部150側から順に積層されたP型のアノード層106とP型のアノードコンタクト層107とを含む。第4の半導体層108は、基材部150側から順に積層されたN型のカソード層101とN型のクラッド層102とN型の活性層103とを含む。発光サイリスタ(第1の素子)100_nを構成する半導体多層構造110の半導体層101〜107は、図3から図5に示される多層の半導体層101a〜107aからそれぞれ形成される。基材部150の長手方向の端部150aに最も近い発光サイリスタ(第1の素子)100_1は、発光サイリスタ100_nの左右を逆にした構造を有する。
Of the plurality of light emitting psyllistas 100_1, ..., 100_n, the light emitting psyllista (first element) 100_n closest to the
複数の発光サイリスタ100_1,…,100_nのうちの長手方向の端部150a,150bに最も近い発光サイリスタ(第1の素子)100_1,100_n以外の発光サイリスタ(第2の素子)100_2,…,100_n−1は、第1導電型の第5の半導体層119と、第2導電型の第6の半導体層(N型のゲート層)115と、第1導電型の第7の半導体層(P型のクラッド層)114と、第2導電型の第8の半導体層(118)とが、基材部150側から第8の半導体層118、第7の半導体層(P型のクラッド層)114、第6の半導体層(N型のゲート層)115、及び第5の半導体層119の順に積層された第2の半導体多層構造(すなわち、半導体多層構造110の一部)を有する。第5の半導体層119は、基材部150側から順に積層されたP型のアノード層116とP型のアノードコンタクト層117とを含む。第8の半導体層118は、基材部150側から順に積層されたN型のカソード層101とN型のクラッド層112とN型の活性層113とを含む。発光サイリスタ(第2の素子)100_2,…,100_n−1を構成する半導体多層構造110の半導体層101,112〜117は、図3から図5に示される多層の半導体層101a〜107aからそれぞれ形成される。
Among the plurality of light emitting cylisters 100_1, ..., 100_n, the light emitting cylisters (second element) other than the light emitting cylisters (first element) 100_1, 100_n closest to the
発光サイリスタ(第1の素子)100_nにおいては、基材部150の端部(図6における右端)150bに近い側における第1の半導体層109の端面を含む第1の面121と端部150bに近い側における第2の半導体層(N型のゲート層)105の端面と第3の半導体層(P型のクラッド層)104の端面とを含む第2の面122との間の第1の距離X1は、端部150bから遠い側における第1の半導体層109の端面を含む第3の面123と端部150bから遠い側における第2の半導体層(N型のゲート層)105の端面と第3の半導体層(P型のクラッド層)104の端面とを含む第4の面124との間の第2の距離X2より小さい。すなわち、図6において、X1<X2が成立する。発光サイリスタ(第1の素子)100_1は、発光サイリスタ100_nと同様の構造を有する。
In the light emitting thyristor (first element) 100_n, on the first surface 121 and the
発光サイリスタ(第2の素子)100_2,…,100_n−1においては、基材部150の長手方向における一方の側(例えば、端部150b側)における第5の半導体層119の端面を含む第5の面131と一方の側(端部150b側)における第6の半導体層(N型のゲート層)115と第7の半導体層(P型のクラッド層)114の端面とを含む第6の面132との間の第3の距離X3は、一方の側(端部150b側)の反対の他方の側における第5の半導体層119の端面を含む第7の面133と他方の側における第6の半導体層(N型のゲート層)115と第7の半導体層(P型のクラッド層)114の端面とを含む第8の面134との間の第4の距離X4に等しい。すなわち、図6において、X3=X4が成立する。
In the light emitting thyristor (second element) 100_2, ..., 100_n-1, the
また、発光素子アレイチップ10においては、第2の距離X2は、第3の距離X3に等しい。すなわち、図6において、X2=X3が成立する。
Further, in the light emitting
また、発光サイリスタ(第1の素子)100_1,100_nの第1の半導体層109の基材部150の長手方向の長さW1は、発光サイリスタ(第2の素子)100_2,…,100_n−1の第5の半導体層119の長手方向の長さW2に等しい。すなわち、図6において、W1=W2が成立する。言い換えれば、発光サイリスタ(第1の素子)100_1,100_nの第1の半導体層109の平面形状は、発光サイリスタ(第2の素子)100_2,…,100_n−1の第5の半導体層119の平面形状と同じである。
Further, the length W1 in the longitudinal direction of the
《1−4》比較例
図7は、比較例の発光素子アレイチップ70を示す概略平面図である。図8は、図7の発光素子アレイチップ70を8A−8A線及び8B−8B線で切る断面構造を示す概略断面図である。図7及び図8において、図1及び図2に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図1及び図2に示される符号と同じ符号が付される。比較例では、基材部150の長手方向(図7における横方向)の端部に最も近い2つの発光サイリスタ700_1,700_nの構造が、第1の実施形態に係る発光素子アレイチップ10の発光サイリスタ100_1,100_nの構造と異なる。比較例では、基材部150の長手方向の端部に最も近い2つの発光サイリスタ700_1,700_nの構造が、他の発光サイリスタ700_2,…,700_n−1の構造と同じである。
<< 1-4 >> Comparative Example FIG. 7 is a schematic plan view showing a light emitting
比較例では、基材部150の長手方向の端部に最も近い発光サイリスタ700_1,700_nは、P型の第1の半導体層109bと、N型の第2の半導体層(N型のゲート層)105bと、P型の第3の半導体層(P型のクラッド層)104bと、N型の第4の半導体層108bとが、基材部150側から第4の半導体層108b、第3の半導体層(P型のクラッド層)104b、第2の半導体層(N型のゲート層)105b、及び第1の半導体層109bの順に積層された構造(すなわち、半導体多層構造710の一部)を有する。比較例では、第1の半導体層109bは、基材部150側から順に積層されたP型のアノード層106bとP型のアノードコンタクト層107bとを含む。第4の半導体層108bは、基材部150側から順に積層されたN型のカソード層101bとN型のクラッド層102bとN型の活性層103bとを含む。
In the comparative example, the light emitting thyristors 700_1, 700_n closest to the longitudinal end of the
比較例では、基材部150の端部150bに近い側における第1の半導体層109bの端面を含む第1の面と端部150bに近い側における第2の半導体層(N型のゲート層)105bの端面と第3の半導体層(P型のクラッド層)104bの端面とを含む第2の面との間の第1の距離X1bは、端部150bから遠い側における第1の半導体層109bの端面を含む第3の面と端部150bから遠い側における第2の半導体層(N型のゲート層)105bの端面と第3の半導体層(P型のクラッド層)104bの端面とを含む第4の面との間の第2の距離X2と等しい。すなわち、図8において、X1b=X2が成立する。また、図8において、X3=X4であるから、X1b=X2=X3=X4が成立する。
In the comparative example, the first surface including the end surface of the
図9は、比較例の発光素子アレイチップ70の発光サイリスタ700_1,…,700_nから出射される光の光量を概略的に示す説明図である。図9では、発光サイリスタ700_1,…,700_nから上に出射される光を、その出射面(上向きの面)ごとに矢印で表している。端部150aに最も近い発光サイリスタ700_1からは、光量L(C1),L(L1),L(R1)の光に加えて光量L(L1s)の光が出射される。同様に、端部150bに最も近い発光サイリスタ700_nからは、光量L(Cn),L(Ln),L(Rn)の光に加えて光量L(Rns)の光が出射される。したがって、発光サイリスタ700_1から出射される光の光量がL0(1)であり、発光サイリスタ700_nから出射される光の光量がL0(n)である場合、以下の式
L0(1)=L(C1)+L(L1)+L(R1)+L(L1s)
L0(n)=L(Cn)+L(Ln)+L(Rn)+L(Rns)
が成立する。
FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing the amount of light emitted from the light emitting thyristors 700_1, ..., 700_n of the light emitting
L0 (n) = L (Cn) + L (Ln) + L (Rn) + L (Rns)
Is established.
これに対し、発光サイリスタ700_2からは、光量L(C2),L(L2),L(R2)の光が出射される。同様に、発光サイリスタ700_3からは、光量L(C3),L(L3),L(R3)の光が出射される。同様に、発光サイリスタ700_n−1からは、光量L(Cn−1),L(Ln−1),L(Rn−1)の光が出射される。したがって、発光サイリスタ700_2から出射される光の光量がL0(2)であり、発光サイリスタ700_3から出射される光の光量がL0(3)であり、発光サイリスタ700_n−1から出射される光の光量がL0(n−1)である場合、以下の式
L0(2)=L(C2)+L(L2)+L(R2)
L0(3)=L(C3)+L(L3)+L(R3)
L0(n−1)=L(Cn−1)+L(Ln−1)+L(Rn−1)
が成立する。
On the other hand, the light emitting thyristor 700_2 emits light having light amounts L (C2), L (L2), and L (R2). Similarly, the light emitting thyristor 700_3 emits light having light amounts L (C3), L (L3), and L (R3). Similarly, the light emitting thyristor 700_n-1 emits light having light amounts L (Cn-1), L (Ln-1), and L (Rn-1). Therefore, the amount of light emitted from the light emitting thyristor 700_2 is L0 (2), the amount of light emitted from the light emitting thyristor 700_3 is L0 (3), and the amount of light emitted from the light emitting thyristor 700_n-1. Is L0 (n-1), the following equation L0 (2) = L (C2) + L (L2) + L (R2)
L0 (3) = L (C3) + L (L3) + L (R3)
L0 (n-1) = L (Cn-1) + L (Ln-1) + L (Rn-1)
Is established.
以上のように、比較例では、端部150a,150bに最も近い発光サイリスタ700_1,700_nからは、発光素子アレイチップ70の端部に起因する光量L(L1s)の光と光量L(Rns)の光により、他の発光サイリスタ700_2,…,700_n−1よりも出射される光の光量が大きくなる。つまり、以下の式で示される状態が発生する。
L0(2)=L0(3)=L0(n−1)<L0(1)=L0(n)
As described above, in the comparative example, from the light emitting thyristors 700_1, 700_n closest to the
L0 (2) = L0 (3) = L0 (n-1) <L0 (1) = L0 (n)
図10は、比較例の発光素子アレイチップ70の発光サイリスタ700_n−1,700_nから出射される光の光量及び光強度分布を概略的に示す説明図である。図10の中段の左側には、発光サイリスタ700_n−1から出射される光の光強度分布が破線で示されている。図10の中段の右側には、発光サイリスタ700_nから出射される光の光強度分布が実線で示されている。図10の上段には、発光サイリスタ700_n−1から出射される光の光強度分布と発光サイリスタ700_nから出射される光の光強度分布とを対比し易いように、2つの強度分布が重ねて示されている。図10の中段と上段において、光強度分布を示す座標系の横軸の位置は、発光素子アレイチップの長手方向の位置に対応する。図10から理解できるように、比較例では、発光サイリスタ700_nから出射される光の光量L0(n)及び発光サイリスタ700_1から出射される光の光量L0(1)は、発光サイリスタ700_n−1から出射される光の光量L0(n−1)より大きい。つまり、比較例では、以下の式を満たす状態が発生する。
L0(n−1)<L0(n)=L0(1)
FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing the light intensity and light intensity distribution of the light emitted from the light emitting thyristors 700_n-1,700_n of the light emitting
L0 (n-1) <L0 (n) = L0 (1)
《1−5》第1の実施形態の動作
図11は、第1の実施形態に係る発光素子アレイチップ10の発光サイリスタ100_1,…,100_nから出射される光の光量を概略的に示す説明図である。図11では、発光サイリスタ100_1,…,100_nから出射される光を、その出射面ごとに矢印で表している。端部150aに最も近い発光サイリスタ100_1からは、光量L(C1),L(L1a),L(R1),L(L1s)の光が出射される。同様に、端部150bに最も近い発光サイリスタ100_nからは、光量L(Cn),L(Ln),L(Rna),L(Rns)の光が出射される。したがって、発光サイリスタ100_1から出射される光の光量がL1(1)であり、発光サイリスタ100_nから出射される光の光量がL1(n)である場合、
L1(1)=L(C1)+L(L1a)+L(R1)+L(L1s)
L1(n)=L(Cn)+L(Ln)+L(Rna)+L(Rns)
が成立する。
<< 1-5 >> Operation of the first embodiment FIG. 11 is an explanatory diagram schematically showing the amount of light emitted from the light emitting thyristors 100_1, ..., 100_n of the light emitting
L1 (1) = L (C1) + L (L1a) + L (R1) + L (L1s)
L1 (n) = L (Cn) + L (Ln) + L (Rna) + L (Rns)
Is established.
これに対し、発光サイリスタ100_2からは、光量L(C2),L(L2),L(R2)の光が出射される。同様に、発光サイリスタ100_3からは、光量L(C3),L(L3),L(R3)の光が出射される。同様に、発光サイリスタ100_n−1からは、光量L(Cn−1),L(Ln−1),L(Rn−1)の光が出射される。したがって、発光サイリスタ100_2から出射される光の光量がL1(2)であり、発光サイリスタ100_3から出射される光の光量がL1(3)であり、発光サイリスタ100_n−1から出射される光の光量がL1(n−1)である場合、
L1(2)=L(C2)+L(L2)+L(R2)
L1(3)=L(C3)+L(L3)+L(R3)
L1(n−1)=L(Cn−1)+L(Ln−1)+L(Rn−1)
が成立する。
On the other hand, the light emitting thyristor 100_2 emits light having light amounts L (C2), L (L2), and L (R2). Similarly, the light emitting thyristor 100_3 emits light having light amounts L (C3), L (L3), and L (R3). Similarly, light having light amounts L (Cn-1), L (Ln-1), and L (Rn-1) is emitted from the light emitting thyristor 100_n-1. Therefore, the amount of light emitted from the light emitting thyristor 100_2 is L1 (2), the amount of light emitted from the light emitting thyristor 100_3 is L1 (3), and the amount of light emitted from the light emitting thyristor 100_n-1. Is L1 (n-1)
L1 (2) = L (C2) + L (L2) + L (R2)
L1 (3) = L (C3) + L (L3) + L (R3)
L1 (n-1) = L (Cn-1) + L (Ln-1) + L (Rn-1)
Is established.
第1の実施形態では、発光サイリスタ100_nから出射される光量L(Rna)の光の出射面の長さ(図6における横方向の長さ)は、第1の距離X1であり、第2の距離X2、第3の距離X3、第4の距離X4よりも小さい。つまり、発光サイリスタ100_nから出射される光量L(Rna)の光の出射面の面積は狭い。このため、発光サイリスタ100_nの第2の半導体層(N型ゲート層)105の端部105b側から出射される光の光量L(Rna)は、発光サイリスタ100_nの第2の半導体層(N型ゲート層)105の端部105bの反対側から出射される光の光量L(Ln)、発光サイリスタ100_n−1の第2の半導体層(N型ゲート層)115から出射される光の光量L(Rn−1)、及び発光サイリスタ100_n−1の第2の半導体層(N型ゲート層)115から出射される光の光量L(Ln−1)のいずれよりも小さい。
In the first embodiment, the length of the light emitting surface (horizontal length in FIG. 6) of the amount of light L (Rna) emitted from the light emitting psyllista 100_n is the first distance X1 and the second. It is smaller than the distance X2, the third distance X3, and the fourth distance X4. That is, the area of the light emitting surface of the light amount L (Rna) emitted from the light emitting thyristor 100_n is small. Therefore, the amount of light L (Rna) emitted from the
図12は、第1の実施形態に係る発光素子アレイチップ10の発光サイリスタ100_n−1,100_nから出射される光の光量及び光強度分布を概略的に示す説明図である。図12の中段の左側には、比較例の発光サイリスタ700_nから出射される光の光強度分布が破線で示されている。図12の中段の右側には、第1の実施形態の発光サイリスタ100_nから出射される光の光強度分布が実線で示されている。図12の上段には、発光サイリスタ700_nから出射される光の光強度分布と発光サイリスタ100_nから出射される光の光強度分布とを対比し易いように、2つの強度分布が重ねて示されている。図12の中段と上段において、光強度分布を示す座標系の横軸の位置は、発光素子アレイチップの長手方向の位置に対応する。図12から理解できるように、第1の実施形態では、発光サイリスタ100_nから出射される光の光量L1(n)は、発光サイリスタ700_nから出射される光の光量L0(n−1)より小さい。これは、発光サイリスタ100_nの光出射面の幅(第1の距離X1)を狭くすることによって、光量L(Rna)が減少しているからである。
FIG. 12 is an explanatory diagram schematically showing the light intensity and light intensity distribution of the light emitted from the light emitting thyristors 100_n-1, 100_n of the light emitting
図11及び図12から理解できるように、第1の実施形態では、発光サイリスタ100_1,100_nから出射される光の光量L1(1)、L1(n)と、発光サイリスタ100_2,…,100_n−1から出射される光の光量L1(2),…,L1(n−1)との差は減少している。つまり、第1の距離X1を適切に設定することで、
L1(2)=L1(3)=L1(n−1)≒L1(1)=L1(n)
を達成することができる。
As can be understood from FIGS. 11 and 12, in the first embodiment, the amounts of light emitted from the light emitting thyristors 100_1, 100_n are L1 (1), L1 (n), and the light emitting thyristors 100_2, ..., 100_n-1. The difference between the amount of light emitted from L1 (2), ..., L1 (n-1) is decreasing. That is, by setting the first distance X1 appropriately,
L1 (2) = L1 (3) = L1 (n-1) ≒ L1 (1) = L1 (n)
Can be achieved.
《1−6》効果
以上に説明したように、第1の実施形態に係る発光素子アレイチップ10は、発光サイリスタ100_1,100_nの端部側のゲート層付近から出射される光の光量L(L1a),L(Rna)を低減できる構造を有するので、光量L(L1a),L(Rna)の低減によって、発光素子アレイチップ10のカソード層101の角部付近から出射される光の光量L(L1s),L(Rns)を相殺している。このように発光サイリスタ100_1,100_nの光量を発光サイリスタ100_2,…,100_n−1の光量に近づけることができるので、発光サイリスタ100_1,…,100_nにおける光量バラツキを抑制することができる。
<< 1-6 >> Effect As described above, the light emitting
また、第1の実施形態に係る発光素子アレイチップ10では、発光サイリスタの駆動電流を均一にすることができ、連続動作による発光量の経時変化が同一になるので、光量バラツキは増加しない。
Further, in the light emitting
《2》第2の実施形態
図13は、第2の実施形態に係る半導体装置としての発光素子アレイチップ20を示す概略断面図である。図13において、図6(第1の実施形態)と同一又は対応する構成要素には、図6に示される符号と同じ符号が付される。第1の実施形態では、第1導電型がP型であり第2導電型がN型である場合を説明したが、第2の実施形態では、第1導電型がN型であり第2導電型がP型である場合を説明する。図13に示されるように、発光素子アレイチップ20は、基材部150と、基材部150上に備えられ、基材部150の長手方向に間隔を開けて配列された複数の発光サイリスタ200_1,…,200_n(図13には、200_n−1と200_nのみが示される)とを有する。
<< 2 >> Second Embodiment FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a light emitting
基材部150の長手方向の端部(すなわち、図1及び図2における端部150a,150bに対応する部分)に最も近い発光サイリスタ(第1の素子)200_1,200_nは、N型の第1の半導体層209と、P型の第2の半導体層(P型のゲート層)205と、N型の第3の半導体層(N型のクラッド層)204と、P型の第4の半導体層208とが、基材部150側から第4の半導体層208、第3の半導体層(N型のクラッド層)204、第2の半導体層(P型のゲート層)205、及び第1の半導体層209の順に積層された第1の半導体多層構造(すなわち、半導体多層構造210の一部)を有する。第1の半導体層209は、基材部150側から順に積層されたN型のカソード層206とカソード電極241が接合されるN型のカソードコンタクト層207とを含む。第4の半導体層208は、基材部150側から順に積層されたP型のアノード層201とP型のクラッド層202とP型の活性層203とを含む。P型のアノード層201上には、アノード電極242が接合される。発光サイリスタ(第1の素子)200_1,200_nを構成する半導体多層構造210の半導体層201〜207は、図3から図5に示される多層の半導体層101a〜107aからそれぞれ形成される。
The light emitting thyristor (first element) 200_1, 200_n closest to the longitudinal end of the base material 150 (that is, the portion corresponding to the
基材部150の長手方向の端部に最も近い発光サイリスタ(第1の素子)200_1,200_n以外の発光サイリスタ(第2の素子)200_2,…,200_n−1は、N型の第5の半導体層219と、P型の第6の半導体層(P型のゲート層)215と、N型の第7の半導体層(N型のクラッド層)214と、P型の第8の半導体層218とが、基材部150側から第8の半導体層218、第7の半導体層(N型のクラッド層)214、第6の半導体層(P型のゲート層)215、及び第5の半導体層219の順に積層された第2の半導体多層構造(すなわち、半導体多層構造210の一部)を有する。第5の半導体層219は、基材部150側から順に積層されたN型のカソード層216とカソード電極241が接合されるN型のカソードコンタクト層217とを含む。第8の半導体層218は、基材部150側から順に積層されたP型のアノード層201とP型のクラッド層212とP型の活性層213とを含む。発光サイリスタ(第2の素子)200_2,…,200_n−1を構成する半導体多層構造210の半導体層201,212〜217は、図3から図5に示される多層の半導体層101a〜107aからそれぞれ形成される。
The light emitting cylisters (second element) 200_2, ..., 200_n-1 other than the light emitting psyllista (first element) 200_1, 200_n closest to the end portion in the longitudinal direction of the
発光サイリスタ(第1の素子)200_nにおいては、基材部150の端部150bに近い側における第1の半導体層209の端面を含む第1の面221と端部150bに近い側における第2の半導体層(P型のゲート層)205の端面と第3の半導体層(N型のクラッド層)204の端面とを含む第2の面222との間の第1の距離X1は、端部150bから遠い側における第1の半導体層209の端面を含む第3の面223と端部150bから遠い側における第2の半導体層(P型のゲート層)205の端面と第3の半導体層(N型のクラッド層)204の端面とを含む第4の面224との間の第2の距離X2より小さい。すなわち、図13において、X1<X2が成立する。発光サイリスタ(第1の素子)200_1は、発光サイリスタ200_nと左右を反転させた構造を有する。
In the light emitting thyristor (first element) 200_n, the first surface 221 including the end surface of the first semiconductor layer 209 on the side close to the
発光サイリスタ(第2の素子)200_n−1においては、基材部150の長手方向の一方の側における第5の半導体層219の端面を含む第5の面231と一方の側における第6の半導体層(P型のゲート層)215と第7の半導体層(N型のクラッド層)214の端面とを含む第6の面232との間の第3の距離X3は、他方の側における第5の半導体層219の端面を含む第7の面233と他方の側における第6の半導体層(P型のゲート層)215と第7の半導体層(N型のクラッド層)214の端面とを含む第8の面234との間の第4の距離X4に等しい。すなわち、図13において、X3=X4が成立する。発光サイリスタ(第2の素子)200_2,…,200_n−2は、発光サイリスタ200_n−1と同様の構造を有する。
In the light emitting thyristor (second element) 200_n-1, the fifth surface 231 including the end surface of the
また、発光素子アレイチップ20においては、第2の距離X2は、第3の距離X3に等しい。すなわち、図13において、X2=X3が成立する。
Further, in the light emitting
また、第1の半導体層209の基材部150の長手方向の長さW1は、第5の半導体層219の基材部150の長手方向の長さW2に等しい。すなわち、図13において、W1=W2が成立する。言い換えれば、第1の半導体層209の平面形状は、第5の半導体層219の平面形状と同じである。
Further, the length W1 of the
以上に説明した構造を有する第2の実施形態に係る発光素子アレイチップ20によれば、第1の実施形態に係る発光素子アレイチップ10による効果と同様の効果を得ることができる。つまり、発光サイリスタ200_1,200_nの端部側のゲート層付近から出射される光の光量の低減によって、発光素子アレイチップ20のアノード層201の角部付近から出射される光による光量の増加を相殺している。このため、発光サイリスタ200_1,200_nの光量を発光サイリスタ200_2,…,200_n−1の光量に近づけることができるので、発光サイリスタ200_1,…,200_nにおける光量バラツキを抑制することができる。
According to the light emitting
《3》第3の実施形態
図14は、第3の実施形態に係る半導体装置としての発光素子アレイチップ30を示す概略断面図である。図14において、図6(第1の実施形態)と同一又は対応する構成要素には、図6に示される符号と同じ符号が付される。第1の実施形態では、第2の半導体層(N型のゲート層)105上にゲート電極(図1の143)が設けられる場合を説明したが、第3の実施形態では、第3の半導体層(P型のゲート層)304上にゲート電極(すなわち、図1の143に対応する電極)が設けられる場合を説明する。図14に示されるように、発光素子アレイチップ30は、基材部150と、基材部150上に備えられ、基材部150の長手方向に間隔を開けて配列された複数の発光サイリスタ300_1,…,300_n(図14には、300_n−1と300_nのみが示される)とを有する。
<< 3 >> Third Embodiment FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a light emitting
基材部150の長手方向の端部(すなわち、図1及び図2における端部150a,150bに対応する部分)に最も近い発光サイリスタ(第1の素子)300_1,300_nは、P型の第1の半導体層309と、N型の第2の半導体層(N型のゲート層)305と、P型の第3の半導体層(P型のゲート層)304と、N型の第4の半導体層308とが、基材部150側から第4の半導体層308、第3の半導体層(P型のゲート層)304、第2の半導体層(N型のゲート層)305、及び第1の半導体層309の順に積層された第1の半導体多層構造(すなわち、半導体多層構造310の一部)を有する。第1の半導体層309は、基材部150側から順に積層されたP型のアノード層306とアノード電極341が接合されるP型のアノードコンタクト層307とを含む。第4の半導体層308は、基材部150側から順に積層されたN型のカソード層301とN型のクラッド層302とN型の活性層303とを含む。N型のカソード層301上には、カソード電極342が接合される。発光サイリスタ(第1の素子)300_1,300_nを構成する半導体多層構造310の半導体層301〜307は、図3から図5に示される多層の半導体層101a〜107aからそれぞれ形成される。
The light emitting thyristor (first element) 300_1, 300_n closest to the longitudinal end of the base material 150 (that is, the portion corresponding to the
基材部150の長手方向の端部に最も近い発光サイリスタ(第1の素子)300_1,300_n以外の発光サイリスタ(第2の素子)300_2,…,300_n−1は、P型の第5の半導体層319と、N型の第6の半導体層(N型のゲート層)315と、P型の第7の半導体層(P型のゲート層)314と、N型の第8の半導体層318とが、基材部150側から第8の半導体層318、第7の半導体層(P型のゲート層)314、第6の半導体層(N型のゲート層)315、及び第5の半導体層319の順に積層された第2の半導体多層構造(すなわち、半導体多層構造310の一部)を有する。第5の半導体層319は、基材部150側から順に積層されたP型のアノード層316とP型のアノードコンタクト層317とを含む。第8の半導体層318は、基材部150側から順に積層されたN型のカソード層301とN型のクラッド層312とN型の活性層313とを含む。発光サイリスタ(第2の素子)300_2,…,300_n−1を構成する半導体多層構造310の半導体層301,312〜317は、図3から図5に示される多層の半導体層101a〜107aからそれぞれ形成される。
The light emitting cylisters (second element) 300_1, ..., 300_n-1 other than the light emitting thyristor (first element) 300_1, 300_n closest to the end portion in the longitudinal direction of the
発光サイリスタ(第1の素子)300_nにおいては、基材部150の端部150bに近い側における第1の半導体層309の端面と第2の半導体層(N型のゲート層)305の端面とを含む第1の面321と端部150bに近い側における第3の半導体層(N型のゲート層)304の端面を含む第2の面322との間の第1の距離X1は、端部150bから遠い側における第1の半導体層309の端面と第2の半導体層(P型のゲート層)305の端面とを含む第3の面323と端部150bから遠い側における第3の半導体層(N型のクラッド層)204の端面を含む第4の面324との間の第2の距離X2より小さい。すなわち、図14において、X1<X2が成立する。発光サイリスタ(第1の素子)300_1は、発光サイリスタ300_nと左右を反転させた構造を有する。
In the light emitting thyristor (first element) 300_n, the end face of the
発光サイリスタ(第2の素子)300_n−1においては、基材部150の長手方向の一方の側における第5の半導体層319の端面と一方の側における第6の半導体層(N型のゲート層)315の端面とを含む第5の面331と一方の側における第7の半導体層(P型のゲート層)314の端面を含む第6の面332との間の第3の距離X3は、基材部150の長手方向の他方の側における第5の半導体層319の端面と他方の側における第6の半導体層(N型のゲート層)315の端面とを含む第7の面333と他方の側における第7の半導体層(P型のゲート層)314の端面を含む第8の面334との間の第4の距離X4に等しい。すなわち、図14において、X3=X4が成立する。発光サイリスタ(第2の素子)300_2,…,300_n−2は、発光サイリスタ300_n−1と同様の構造を有する。
In the light emitting thyristor (second element) 300_n-1, the end face of the
また、発光素子アレイチップ30においては、第2の距離X2は、第3の距離X3に等しい。すなわち、図14において、X2=X3が成立する。
Further, in the light emitting
また、第1の半導体層309の基材部150の長手方向の長さW1は、第5の半導体層319の基材部150の長手方向の長さW2に等しい。すなわち、図14において、W1=W2が成立する。言い換えれば、第1の半導体層309及び第2の半導体層305の平面形状は、第5の半導体層319及び第6の半導体層315の平面形状と同じである。
Further, the length W1 of the
以上に説明した構造を有する第3の実施形態に係る発光素子アレイチップ30によれば、第1の実施形態に係る発光素子アレイチップ10による効果と同様の効果を得ることができる。つまり、発光サイリスタ300_1,300_nの端部側のゲート層付近から出射される光の光量の低減によって、発光素子アレイチップ30のカソード層301の角部付近から出射される光による光量の増加を相殺している。このため、発光サイリスタ300_1,300_nの光量を発光サイリスタ300_2,…,300_n−1の光量に近づけることができるので、発光サイリスタ300_1,…,300_nにおける光量バラツキを抑制することができる。
According to the light emitting
《4》第4の実施形態
図15は、第4の実施形態に係る半導体装置としての発光素子アレイチップ40を示す概略断面図である。図15において、図13(第2の実施形態)と同一又は対応する構成要素には、図13に示される符号と同じ符号が付される。第2の実施形態では、第2の半導体層(P型のゲート層)205上にゲート電極(図1の143に対応する電極)が設けられる場合を説明したが、第4の実施形態では、第3の半導体層(N型のゲート層)404上にゲート電極が設けられる場合を説明する。図15に示されるように、発光素子アレイチップ40は、基材部150と、基材部150上に備えられ、基材部150の長手方向に間隔を開けて配列された複数の発光サイリスタ400_1,…,400_n(図には、400_n−1と400_nのみが示される)とを有する。
<< 4 >> Fourth Embodiment FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing a light emitting
基材部150の長手方向の端部(すなわち、図1及び図2における端部150a,150bに対応する部分)に最も近い発光サイリスタ(第1の素子)400_1,400_nは、N型の第1の半導体層409と、P型の第2の半導体層(P型のゲート層)405と、N型の第3の半導体層(N型のゲート層)404と、P型の第4の半導体層408とが、基材部150側から第4の半導体層408、第3の半導体層(N型のゲート層)404、第2の半導体層(P型のゲート層)405、及び第1の半導体層409の順に積層された第1の半導体多層構造(すなわち、半導体多層構造410の一部)を有する。第1の半導体層409は、基材部150側から順に積層されたN型のカソード層406とカソード電極441が接合されるN型のカソードコンタクト層407とを含む。第4の半導体層408は、基材部150側から順に積層されたP型のアノード層401とP型のクラッド層402とP型の活性層403とを含む。アノード層401上には、アノード電極442が接合される。発光サイリスタ(第1の素子)400_1,400_nを構成する半導体多層構造410の半導体層401〜407は、図3から図5に示される多層の半導体層101a〜107aからそれぞれ形成される。
The light emitting thyristor (first element) 400_1, 400_n closest to the longitudinal end of the base material 150 (that is, the portion corresponding to the
基材部150の長手方向の端部に最も近い発光サイリスタ(第1の素子)400_1,400_n以外の発光サイリスタ(第2の素子)400_2,…,400_n−1は、N型の第5の半導体層419と、P型の第6の半導体層(P型のゲート層)415と、N型の第7の半導体層(N型のゲート層)414と、P型の第8の半導体層418とが、基材部150側から第8の半導体層418、第7の半導体層(N型のゲート層)414、第6の半導体層(P型のゲート層)415、及び第5の半導体層419の順に積層された第2の半導体多層構造(すなわち、半導体多層構造410の一部)を有する。第5の半導体層419は、基材部150側から順に積層されたN型のカソード層416とN型のカソードコンタクト層417とを含む。第8の半導体層418は、基材部150側から順に積層されたP型のアノード層401とP型のクラッド層412とP型の活性層413とを含む。発光サイリスタ(第2の素子)400_2,…,400_n−1を構成する半導体多層構造410の半導体層401,412〜417は、図3から図5に示される多層の半導体層101a〜107aからそれぞれ形成される。
The light emitting cylisters (second element) 400_2, ..., 400_n-1 other than the light emitting psyllista (first element) 400_1, 400_n closest to the end portion in the longitudinal direction of the
発光サイリスタ(第1の素子)400_nにおいては、基材部150の端部150bに近い側における第1の半導体層409の端面と第2の半導体層(P型のゲート層)405の端面とを含む第1の面421と端部150bに近い側における第3の半導体層(P型のゲート層)404の端面を含む第2の面422との間の第1の距離X1は、端部から遠い側における第1の半導体層409の端面と第2の半導体層(N型のゲート層)405の端面とを含む第3の面423と端部150bから遠い側における第3の半導体層(N型のゲート層)404の端面を含む第4の面424との間の第2の距離X2より小さい。すなわち、図15において、X1<X2が成立する。発光サイリスタ(第1の素子)400_1は、発光サイリスタ400_nと左右を反転させた構造を有する。
In the light emitting thyristor (first element) 400_n, the end face of the
発光サイリスタ(第2の素子)400_n−1においては、基材部150の長手方向の一方の側における第5の半導体層419の端面と第6の半導体層(P型のゲート層)415の端面とを含む第5の面431と一方の側における第7の半導体層(N型のゲート層)414の端面を含む第6の面432との間の第3の距離X3は、基材部150の長手方向の他方の側における第5の半導体層419の端面と第6の半導体層(P型のゲート層)415の端面とを含む第7の面433と他方の側における第7の半導体層(N型のゲート層)414の端面を含む第8の面334との間の第4の距離X4に等しい。すなわち、図14において、X3=X4が成立する。発光サイリスタ(第2の素子)400_2,…,400_n−2は、発光サイリスタ400_n−1と同様の構造を有する。
In the light emitting thyristor (second element) 400_n-1, the end face of the
また、発光素子アレイチップ40においては、第2の距離X2は、第3の距離X3に等しい。すなわち、図15において、X2=X3が成立する。
Further, in the light emitting
また、第1の半導体層409の基材部150の長手方向の長さW1は、第5の半導体層319の基材部150の長手方向の長さW2に等しい。すなわち、図15において、W1=W2が成立する。言い換えれば、第1の半導体層409及び第2の半導体層405の平面形状は、第5の半導体層419及び第6の半導体層415の平面形状と同じである。
Further, the length W1 of the
以上に説明した構造を有する第4の実施形態に係る発光素子アレイチップ40によれば、第1の実施形態に係る発光素子アレイチップ10による効果と同様の効果を得ることができる。つまり、発光サイリスタ400_1,400_nの端部側のゲート層付近から出射される光の光量の低減によって、発光素子アレイチップ40のアノード層401の角部付近から出射される光による光量の増加を相殺している。このため、発光サイリスタ400_1,400_nの光量を発光サイリスタ400_2,…,400_n−1の光量に近づけることができるので、発光サイリスタ400_1,…,400_nにおける光量バラツキを抑制することができる。
According to the light emitting
《5》第5の実施形態
《5−1》構成
図16は、第5の実施形態に係る半導体装置としての発光素子アレイチップ50を示す概略平面図である。図16において図1(第1の実施形態)に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図1に示される符号と同じ符号が付される。図17は、図16の発光素子アレイチップを17A−17A線及び17B−17B線で切る断面構造を示す概略断面図である。図17において図2(第1の実施形態)に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図2に示される符号と同じ符号が付される。図18は、図16の発光素子アレイチップを17B−17B線で切る断面構造を示す概略断面図である。図18において図6(第1の実施形態)に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図2に示される符号と同じ符号が付される。
<< 5 >> Configuration of the Fifth Embodiment << 5-1 >> FIG. 16 is a schematic plan view showing a light emitting
図16から図18に示されるように、発光素子アレイチップ50は、基材部150と、基材部150上に備えられ、基材部150の長手方向に間隔を開けて配列された複数の発光サイリスタ500_1,…,500_nとを有する。図16から図18に示されるように、第5の実施形態に係る発光素子アレイチップ50は、N型のカソード層501の端部である第9の面521と第2の面122との間の第5の距離WEbが、基材部150の端面を含む第10の面522と端部に近い側における第2の面122との間の第6の距離WEより小さい。この点以外に関しては、発光素子アレイチップ50は、第1の実施形態に係る発光素子アレイチップ10と同じである。
As shown in FIGS. 16 to 18, a plurality of light emitting element array chips 50 are provided on the
《5−2》動作
図19は、第5の実施形態の発光素子アレイチップ50の発光サイリスタ500_1,…,500_nから出射される光の光量を概略的に示す説明図である。図19では、発光サイリスタ500_1,…,500_nから出射される光を、その出射面ごとに矢印で表している。端部150aに最も近い発光サイリスタ500_1からは、光量L(C1),L(L1a),L(R1),L(L1sa)の光が出射される。同様に、端部150bに最も近い発光サイリスタ500_nからは、光量L(Cn),L(Ln),L(Rna),L(Rnsa)の光が出射される。したがって、発光サイリスタ500_1から出射される光の光量がL5(1)であり、発光サイリスタ500_nから出射される光の光量がL5(n)である場合、
L5(1)=L(C1)+L(L1a)+L(R1)+L(L1sa)
L5(n)=L(Cn)+L(Ln)+L(Rna)+L(Rnsa)
である。
<< 5-2 >> Operation FIG. 19 is an explanatory diagram schematically showing the amount of light emitted from the light emitting thyristors 500_1, ..., 500_n of the light emitting
L5 (1) = L (C1) + L (L1a) + L (R1) + L (L1sa)
L5 (n) = L (Cn) + L (Ln) + L (Rna) + L (Rnas)
Is.
これに対し、発光サイリスタ500_2からは、光量L(C2),L(L2),L(R2)の光が出射される。同様に、発光サイリスタ500_3からは、光量L(C3),L(L3),L(R3)の光が出射される。同様に、発光サイリスタ500_n−1からは、光量L(Cn−1),L(Ln−1),L(Rn−1)の光が出射される。したがって、発光サイリスタ500_2から出射される光の光量がL5(2)であり、発光サイリスタ500_3から出射される光の光量がL5(3)であり、発光サイリスタ500_n−1から出射される光の光量がL5(n−1)である場合、
L5(2)=L(C2)+L(L2)+L(R2)
L5(3)=L(C3)+L(L3)+L(R3)
L5(n−1)=L(Cn−1)+L(Ln−1)+L(Rn−1)
である。
On the other hand, the light emitting thyristor 500_2 emits light having light amounts L (C2), L (L2), and L (R2). Similarly, the light emitting thyristor 500_3 emits light having light amounts L (C3), L (L3), and L (R3). Similarly, light having light amounts L (Cn-1), L (Ln-1), and L (Rn-1) is emitted from the light emitting thyristor 500_n-1. Therefore, the amount of light emitted from the light emitting thyristor 500_2 is L5 (2), the amount of light emitted from the light emitting thyristor 500_3 is L5 (3), and the amount of light emitted from the light emitting thyristor 500_n-1. Is L5 (n-1)
L5 (2) = L (C2) + L (L2) + L (R2)
L5 (3) = L (C3) + L (L3) + L (R3)
L5 (n-1) = L (Cn-1) + L (Ln-1) + L (Rn-1)
Is.
第5の実施形態では、発光サイリスタ500_nから出射される光量L(Rna)の光の出射面の長さは、第1の距離X1であり、第2の距離X2、第3の距離X3、第4の距離X4よりも小さい。つまり、発光サイリスタ500_nから出射される光量L(Rna)の光の出射面の面積は狭い。このため、光量L(Rna)は、光量L(Ln)、L(Rn−1)、L(Ln−1)より小さい。 In the fifth embodiment, the length of the light emitting surface of the amount of light L (Rna) emitted from the light emitting psyllista 500_n is the first distance X1, the second distance X2, the third distance X3, and the third. It is smaller than the distance X4 of 4. That is, the area of the light emitting surface of the light amount L (Rna) emitted from the light emitting thyristor 500_n is small. Therefore, the amount of light L (Rna) is smaller than the amount of light L (Ln), L (Rn-1), and L (Ln-1).
また、第5の実施形態では、発光サイリスタ500_nから出射される光量L(Rnsa)の光の出射面の長さは、第5の距離WEbであり、第6の距離WE(図6及び図18に示される)よりも小さい。つまり、発光サイリスタ500_nから出射される光量L(Rnsa)の光の出射面の面積は、第1の実施形態のものより狭い。このため、光量L(Rnsa)は、比較例における光量L(Rns)(図9に示される)及び第1の実施形態における光量L(Rns)(図11に示される)より小さい。 Further, in the fifth embodiment, the length of the light emitting surface of the light amount L (Rnas) emitted from the light emitting thyristor 500_n is the fifth distance WEB, and the sixth distance WE (FIGS. 6 and 18). Is smaller than (shown in). That is, the area of the light emitting surface of the light amount L (Rnas) emitted from the light emitting thyristor 500_n is smaller than that of the first embodiment. Therefore, the light quantity L (Rnsa) is smaller than the light quantity L (Rns) (shown in FIG. 9) in the comparative example and the light quantity L (Rns) (shown in FIG. 11) in the first embodiment.
図20は、比較例(図5)及び第5の実施形態(図18)の発光素子アレイチップの発光サイリスタから出射される光の光量及び光強度分布を概略的に示す説明図である。図20の中段の左側には、比較例の発光サイリスタ700_nから出射される光の光強度分布が破線で示されている。図20の中段の右側には、第5の実施形態の発光サイリスタ500_nから出射される光の光強度分布が実線で示されている。図20の上段には、発光サイリスタ700_nから出射される光の光強度分布と発光サイリスタ500_nから出射される光の光強度分布とを対比し易いように、2つの強度分布が重ねて示されている。図20の中段と上段において、光強度分布を示す座標系の横軸の位置は、発光素子アレイチップの長手方向の位置に対応する。図20から理解できるように、第5の実施形態では、発光サイリスタ500_nから出射される光の光量L5(n)は、発光サイリスタ700_nから出射される光の光量L0(n)より小さい。これは、発光サイリスタ500_nの光出射面の幅(第1の距離X1と第5の距離WEb)を狭くすることによって、光量L(Rna)とL(Rnsa)が減少しているからである。 FIG. 20 is an explanatory diagram schematically showing the light intensity and light intensity distribution of the light emitted from the light emitting thyristor of the light emitting element array chip of the comparative example (FIG. 5) and the fifth embodiment (FIG. 18). On the left side of the middle row of FIG. 20, the light intensity distribution of the light emitted from the light emitting thyristor 700_n of the comparative example is shown by a broken line. On the right side of the middle row of FIG. 20, the light intensity distribution of the light emitted from the light emitting thyristor 500_n of the fifth embodiment is shown by a solid line. In the upper part of FIG. 20, two intensity distributions are superimposed so as to make it easy to compare the light intensity distribution of the light emitted from the light emitting thyristor 700_n and the light intensity distribution of the light emitted from the light emitting thyristor 500_n. There is. In the middle and upper stages of FIG. 20, the positions on the horizontal axis of the coordinate system showing the light intensity distribution correspond to the positions in the longitudinal direction of the light emitting element array chip. As can be understood from FIG. 20, in the fifth embodiment, the light intensity L5 (n) of the light emitted from the light emitting thyristor 500_n is smaller than the light intensity L0 (n) of the light emitted from the light emitting thyristor 700_n. This is because the light amounts L (Rna) and L (Rnas) are reduced by narrowing the width of the light emitting surface of the light emitting thyristor 500_n (first distance X1 and fifth distance WEB).
図21は、第1の実施形態(図3)及び第5の実施形態(図18)の発光素子アレイチップの発光サイリスタから出射される光の光量及び光強度分布を概略的に示す説明図である。図21の中段の左側には、第1の実施形態(図3)の発光サイリスタ100_nから出射される光の光強度分布が破線で示されている。図21の中段の右側には、第5の実施形態の発光サイリスタ500_nから出射される光の光強度分布が実線で示されている。図21の上段には、発光サイリスタ100_nから出射される光の光強度分布と発光サイリスタ500_nから出射される光の光強度分布とを対比し易いように、2つの強度分布が重ねて示されている。図21の中段と上段において、光強度分布を示す座標系の横軸の位置は、発光素子アレイチップの長手方向の位置に対応する。図21から理解できるように、第5の実施形態では、発光サイリスタ500_nから出射される光の光量L5(n)は、発光サイリスタ100_nから出射される光の光量L1(n)より小さい。これは、発光サイリスタ500_nの光出射面の幅(第5の距離WEb)を狭くすることによって、光量L(Rnsa)が減少しているからである。 FIG. 21 is an explanatory diagram schematically showing the light intensity and light intensity distribution of the light emitted from the light emitting thyristor of the light emitting element array chip of the first embodiment (FIG. 3) and the fifth embodiment (FIG. 18). be. On the left side of the middle stage of FIG. 21, the light intensity distribution of the light emitted from the light emitting thyristor 100_n of the first embodiment (FIG. 3) is shown by a broken line. On the right side of the middle row of FIG. 21, the light intensity distribution of the light emitted from the light emitting thyristor 500_n of the fifth embodiment is shown by a solid line. In the upper part of FIG. 21, two intensity distributions are superimposed so as to make it easy to compare the light intensity distribution of the light emitted from the light emitting thyristor 100_n and the light intensity distribution of the light emitted from the light emitting thyristor 500_n. There is. In the middle and upper stages of FIG. 21, the positions on the horizontal axis of the coordinate system showing the light intensity distribution correspond to the positions in the longitudinal direction of the light emitting element array chip. As can be understood from FIG. 21, in the fifth embodiment, the light intensity L5 (n) of the light emitted from the light emitting thyristor 500_n is smaller than the light intensity L1 (n) of the light emitted from the light emitting thyristor 100_n. This is because the amount of light L (Rnas) is reduced by narrowing the width (fifth distance WEB) of the light emitting surface of the light emitting thyristor 500_n.
図19、図20、及び図21から理解できるように、第5の実施形態では、発光サイリスタ500_1,500_nから出射される光の光量L5(1),L5(n)と、発光サイリスタ500_2,…,500_n−1から出射される光の光量L5(2),…,L5(n−1)との差は減少している。つまり、第1の距離X1と第5の距離WEbを適切に設定することで、
L5(2)=L5(3)=L5(n−1)≒L5(1)=L5(n)
を達成することができる。
As can be understood from FIGS. 19, 20, and 21, in the fifth embodiment, the light amounts L5 (1), L5 (n) of the light emitted from the light emitting thyristor 500_1, 500_n, the light emitting thyristor 500_1, ... , The difference between the amount of light emitted from 500_n-1 and the amount of light L5 (2), ..., L5 (n-1) is decreasing. That is, by appropriately setting the first distance X1 and the fifth distance WEB,
L5 (2) = L5 (3) = L5 (n-1) ≒ L5 (1) = L5 (n)
Can be achieved.
《5−3》効果
以上に説明したように、第5の実施形態に係る発光素子アレイチップ50は、発光サイリスタ500_1,500_nの端部側のゲート層付近から出射される光の光量L(L1a),L(Rna)と端部側のカソード層付近から出射される光の光量L(L1sa),L(Rnsa)とを低減できる構造を有するので、発光サイリスタ500_1,…,500_nにおける光量バラツキを抑制することができる。
<< 5-3 >> Effect As described above, the light emitting
また、第5の実施形態に係る発光素子アレイチップ50では、発光サイリスタの駆動電流を均一にすることができ、連続動作による発光量の経時変化が同一になるので、光量バラツキは増加しない。
Further, in the light emitting
なお、第5の実施形態における基材部150側の半導体層の端面までの第5の距離WEbの条件を、第2から第4の実施形態の発光素子アレイチップのいずれかに適用してもよい。
Even if the condition of the fifth distance WEB to the end face of the semiconductor layer on the
《6》第6の実施形態
図22は、第6の実施形態に係る光プリントヘッドの要部の構造を示す略斜視図である。図22に示されるように、要部としての基板ユニットは、実装基板であるプリント配線板801と、アレイ状に配置された複数の発光素子アレイチップ10とを有する。発光素子アレイチップ10は、プリント配線板801上に熱硬化樹脂などにより固定される。発光素子アレイチップ10の外部接続用の電極パッド153とプリント配線板801の接続パッド802とは、ボンディングワイヤ803により電気的に接続される。また、プリント配線板801には、各種配線パターン、電子部品、コネクタ等が搭載されてもよい。また、発光素子アレイチップ10の代わりに、第2から第5の実施形態で説明された発光素子アレイチップ20,30,40,50のいずれかが用いられてもよい。
<< 6 >> Sixth Embodiment FIG. 22 is a schematic perspective view showing a structure of a main part of an optical print head according to a sixth embodiment. As shown in FIG. 22, the substrate unit as a main part includes a printed
図23は、第6の実施形態に係る光プリントヘッド800の構造を示す概略断面図である。光プリントヘッド800は、電子写真方式の画像形成装置としての電子写真プリンタの露光装置である。図23に示されるように、光プリントヘッド800は、ベース部材811と、プリント配線板801と、発光素子アレイチップ10(又は20,30,40,50)と、複数の正立等倍結像レンズを含むレンズアレイ813と、レンズホルダ814と、バネ部材であるクランパ815とを備えている。ベース部材811は、プリント配線板801を固定するための部材である。ベース部材811の側面には、クランパ815を用いて、プリント配線板801、及び、レンズホルダ814をベース部材811に固定するための開口部812が設けられている。レンズホルダ814は、例えば、有機高分子材料などを射出成形することによって形成される。レンズアレイ813は、発光素子アレイチップ10(又は20,30,40,50)から出射された光を像担持体としての感光体ドラム上に結像させる光学レンズ群である。レンズホルダ814は、レンズアレイ813をベース部材811の所定の位置に保持する。クランパ815は、ベース部材811の開口部812及びレンズホルダ814の開口部を介して、各構成部分を挟み付けて保持する。
FIG. 23 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the
光プリントヘッド800では、印刷データに応じて、発光素子アレイチップ10の発光サイリスタが選択的に発光し、発光サイリスタから出射された光はレンズアレイ813により一様帯電している感光体ドラム上で結像される。これにより、感光体ドラムに静電潜像が形成され、その後、現像工程、転写工程、定着工程を経て、印刷媒体(用紙)上に現像剤からなる画像が形成(印刷)される。
In the
以上に説明したように、第6の実施形態に係る光プリントヘッド800は、発光強度のバラツキの小さい発光素子アレイチップ10(又は20,30,40,50)を備えているので、これを画像形成装置に搭載することで、印字品質を向上させることができる。
As described above, the
《7》第7の実施形態
図24は、第7の実施形態に係る画像形成装置900の構造を示す概略断面図である。画像形成装置900は、例えば、電子写真プロセスを用いるカラープリンタである。
<< 7 >> 7th Embodiment FIG. 24 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the
図24に示されるように、画像形成装置900は、主要な構成として、電子写真プロセスにより用紙などの記録媒体P上にトナー画像(すなわち、現像剤画像)を形成する画像形成部(すなわち、プロセスユニット)910K,910Y,910M,910Cと、画像形成部910K,910Y,910M,910Cに記録媒体Pを供給する媒体供給部920と、記録媒体Pを搬送する搬送部930と、画像形成部910K,910Y,910M,910Cの各々に対応するように配置された転写部としての転写ローラ940K,940Y,940M,940Cと、記録媒体P上に転写されたトナー画像を定着させる定着器950と、定着器950を通過した記録媒体Pを画像形成装置900の筐体の外部に排出する媒体排出部としてのガイド926及び排紙ローラ対925とを有する。画像形成装置900が有する画像形成部の数は、3以下又は5以上であってもよい。また、画像形成装置900は、電子写真プロセスによって記録媒体P上に画像を形成する装置であれば、画像形成部の数が1つであるモノクロプリンタであってもよい。
As shown in FIG. 24, the
図24に示されるように、媒体供給部920は、媒体カセット921と、媒体カセット921内に積載された記録媒体Pを1枚ずつ繰り出すホッピングローラ922と、媒体カセット921から繰り出された記録媒体Pを搬送するローラ対923と、記録媒体Pを案内するガイド970と、記録媒体Pのスキューを修正するレジストローラ・ピンチローラ924とを有する。
As shown in FIG. 24, the
画像形成部910K,910Y,910M,910Cは、記録媒体P上にブラック(K)のトナー画像、イエロー(Y)のトナー画像、マゼンタ(M)のトナー画像、及びシアン(C)のトナー画像をそれぞれ形成する。画像形成部910K,910Y,910M,910Cは、媒体搬送路に沿って媒体搬送方向の上流側から下流側に(すなわち、図1における右から左に)並んで配置される。画像形成部910K,910Y,910M,910Cの各々は、着脱自在なユニットであってもよい。画像形成部910K,910Y,910M,910Cは、収容するトナーの色が異なる点以外は、基本的に互いに同じ構造を有する。
The
画像形成部910K,910Y,910M,910Cは、各色用の露光装置としての光プリントヘッド911K,911Y,911M,911Cをそれぞれ有する。光プリントヘッド911K,911Y,911M,911Cの各々は、第6の実施形態に係る光プリントヘッド800である。
The
画像形成部910K,910Y,910M,910Cは、回転可能に支持された像担持体としての感光体ドラム913K,913Y,913M,913Cと、感光体ドラム913K,913Y,913M,913Cの表面を一様に帯電させる帯電部材としての帯電ローラ914K,914Y,914M,914Cと、光プリントヘッド911K,911Y,911M,911Cによる露光によって感光体ドラム913K,913Y,913M,913Cの表面に静電潜像を形成した後に、感光体ドラム913K,913Y,913M,913Cの表面にトナーを供給して静電潜像に対応するトナー画像を形成する現像部915K,915Y,915M,915Cとを有する。
The
現像部915K,915Y,915M,915Cは、トナーを収容する現像剤収容スペースを形成する現像剤収容部としてのトナー収容部と、感光体ドラム913K,913Y,913M,913Cの表面にトナーを供給する現像剤担持体としての現像ローラ916K,916Y,916M,916Cと、トナー収容部内に収容されたトナーを現像ローラ916K,916Y,916M,916Cに供給する供給ローラ917K,917Y,917M,917Cと、現像ローラ916K,916Y,916M,916Cの表面のトナー層の厚さを規制するトナー規制部材としての現像ブレード918K,918Y,918M,918Cとを有する。
The developing
光プリントヘッド911K,911Y,911M,911Cによる露光は、一様帯電した感光体ドラム913K,913Y,913M,913Cの表面に印刷用の画像データに基づいて実行される。光プリントヘッド911K,911Y,911M,911Cは、感光体ドラム913K,913Y,913M,913Cの軸線方向に複数の発光素子として発光サイリスタが配列された発光素子アレイを含む。
The exposure by the
図24に示されるように、搬送部930は、記録媒体Pを静電吸着して搬送する搬送ベルト(転写ベルト)933と、駆動部により回転されて搬送ベルト933を駆動する駆動ローラ931と、駆動ローラ931と対を成して搬送ベルト933を張架するテンションローラ(従動ローラ)932とを有する。
As shown in FIG. 24, the
図24に示されるように、転写ローラ940K,940Y,940M,940Cは、搬送ベルト933を挟んで画像形成部910K,910Y,910M,910Cの感光体ドラム913K,913Y,913M,913Cに対向して配置されている。画像形成部910K,910Y,910M,910Cの各々の感光体ドラム913K,913Y,913M,913Cの表面に形成されたトナー画像は、転写ローラ940K,940Y,940M,940Cによって、媒体搬送路に沿って矢印方向に搬送される記録媒体Pの上面に順に転写される。画像形成部910K,910Y,910M,910Cは、感光体ドラム913K,913Y,913M,913C上に現像されたトナー画像を記録媒体Pに転写した後に感光体ドラム913K,913Y,913M,913Cに残留したトナーを除去するクリーニング装置919K,919Y,919M,919Cを有する。
As shown in FIG. 24, the
定着器950は、互いに圧接し合う1対のローラ951,952を有する。ローラ951は、加熱ヒータを内蔵するローラ951(ヒートローラ)であり、ローラ952はローラ951に向けて押し付けられる加圧ローラである。未定着のトナー画像を有する記録媒体Pは、定着器950の1対のローラ951,952間を通過する。このとき、未定着のトナー画像は、加熱及び加圧されて記録媒体P上に定着される。
The
また、搬送ベルト933の下面部には、クリーニングブレード934及び廃棄トナー収容部(図示せず)などからなるクリーニング機構が備えられている。
Further, the lower surface portion of the
印刷時には、媒体カセット921内の記録媒体Pが、ホッピングローラ922によって繰り出され、ローラ対923へ送られる。続いて、記録媒体Pはローラ対923からレジストローラ・ピンチローラ924を介して搬送ベルト933に送られ、この搬送ベルト933の走行に伴って、画像形成部910K,910Y,910M,910Cへと搬送される。画像形成部910K,910Y,910M,910Cにおいて、感光体ドラム913K,913Y,913M,913Cの表面は、帯電ローラ914K,914Y,914M,914Cによって帯電され、光プリントヘッド911K,911Y,911M,911Cによって露光され、静電潜像が形成される。静電潜像には、現像ローラ916K,916Y,916M,916C上で薄層化されたトナーが静電的に付着されて各色のトナー画像が形成される。各色のトナー画像は、転写ローラ940K,940Y,940M,940Cによって記録媒体Pに転写され、記録媒体P上にカラーのトナー画像が形成される。転写後に、感光体ドラム913K,913Y,913M,913C上に残留したトナーは、クリーニング装置919K,919Y,919M,919Cによって除去される。カラーのトナー画像が形成された記録媒体Pは、定着器950に送られる。定着器950において、カラーのトナー画像が記録媒体Pに定着され、カラー画像が形成される。カラー画像が形成された記録媒体Pは、ガイド926に沿って搬送され、排紙ローラ対925によってスタッカへ排出される。
At the time of printing, the recording medium P in the
以上に説明したように、第7の実施形態に係る画像形成装置900は、光プリントヘッド911K,911Y,911M,911Cとして第6の実施形態に係る光プリントヘッド800を用いているので、画像形成装置900による印字品質を向上させることができる。
As described above, since the
10,20,30,40,50 発光素子アレイチップ(半導体装置)、 100_1,100_n,200_1,200_n,300_1,300_n,400_1,400_n,500_1,500_n 端部に最も近い発光サイリスタ(第1の素子)、 100_2,…,100_n−1,200_2,…,200_n−1,300_2,…,300_n−1,400_2,…,400_n−1,500_2,…,500_n−1 発光サイリスタ(第2の素子)、 101,301,501 N型のカソード層、 102,302 N型のクラッド層、 103,303 N型の活性層、 104,304 第3の半導体層(P型のクラッド層、P型のゲート層)、 105,305 第2の半導体層(N型のゲート層)、 106,306 P型のアノード層、 107,307 P型のアノードコンタクト層、 108,308,508 第4の半導体層、 109,309 第1の半導体層、 110,310,510 半導体多層構造、 110a 多層の半導体層、 112,312 N型のクラッド層、 113,313 N型の活性層、 114,314 第7の半導体層(P型のクラッド層)、 115,315 第6の半導体層(N型のゲート層)、 116,316 P型のアノード層、 117,317 P型のアノードコンタクト層、 118,318 第8の半導体層、 119,319 第5の半導体層、 201,401 P型のアノード層、 202,402 P型のクラッド層、 203,403 P型の活性層、 204,404 第3の半導体層(N型のクラッド層、N型のゲート層)、 205,405 第2の半導体層(P型のゲート層)、 206,406 N型のカソード層、 207,407 N型のカソードコンタクト層、 208,408 第4の半導体層、 209,409 第1の半導体層、 210,410 半導体多層構造、 212,412 P型のクラッド層、 213,413 P型の活性層、 214,414 第7の半導体層(N型のクラッド層)、 215,415 第6の半導体層(P型のゲート層)、 216,416 N型のカソード層、 217,417 N型のカソードコンタクト層、 218,418 第8の半導体層、 219,419 第5の半導体層、 121,221,321,421 第1の面、 122,222,322,422 第2の面、 123,223,323,423 第3の面、 124,224,324,424 第4の面、 131,231,331,431 第5の面、 132,232,332,432 第6の面、 133,233,333,433 第7の面、 134,234,334,434 第8の面、 150 基材部、 150a,150b 端部、 151 基材、 152 平坦化層、 153 電極パッド、 701 成長基板、 702 バッファー層、 703 剥離層、 800 光プリントヘッド、 900 画像形成装置、 X1 第1の距離、 X2 第2の距離、 X3 第3の距離、 X4 第4の距離、 WEb 第5の距離、 WE 第6の距離。 10, 20, 30, 40, 50 Light emitting element array chip (semiconductor device), 100_1,100_n, 200_1,200_n, 300_1,300_n, 400_1,400_n, 500_1,500_n The light emitting thylister closest to the end (first element) , 100_2, ..., 100_n-1, 200_2, ..., 200_n-1, 300_2, ..., 300_n-1, 400_2, ..., 400_n-1, 500_2, ..., 500_n-1 Luminous thyristor (second element), 101 , 301, 501 N-type cathode layer, 102, 302 N-type clad layer, 103, 303 N-type active layer, 104, 304 third semiconductor layer (P-type clad layer, P-type gate layer), 105,305 second semiconductor layer (N-type gate layer), 106,306 P-type anode layer, 107,307 P-type anode contact layer, 108,308,508 fourth semiconductor layer, 109,309th 1 semiconductor layer, 110, 310, 510 semiconductor multilayer structure, 110a multilayer semiconductor layer, 112, 312 N-type clad layer, 113, 313 N-type active layer, 114, 314 7th semiconductor layer (P-type) Clad layer), 115,315 6th semiconductor layer (N-type gate layer), 116,316 P-type anode layer, 117,317 P-type anode contact layer, 118,318 8th semiconductor layer, 119, 319 Fifth semiconductor layer, 201,401 P-type anode layer, 202,402 P-type clad layer, 203,403 P-type active layer, 204,404 Third semiconductor layer (N-type clad layer, N Type gate layer), 205,405 second semiconductor layer (P type gate layer), 206,406 N type cathode layer, 207,407 N type cathode contact layer, 208,408 fourth semiconductor layer, 209,409 1st semiconductor layer, 210,410 semiconductor multilayer structure, 212,412 P-type clad layer, 213,413 P-type active layer, 214,414 7th semiconductor layer (N-type clad layer), 215,415 6th semiconductor layer (P-type gate layer), 216,416 N-type cathode layer, 217,417 N Mold cathode contact layer, 218,418 8th semiconductor layer, 219,419 5th semiconductor layer, 121,221,321,421 first surface, 122,222,322,422 second surface, 123, 223,323,423 3rd surface, 124,224,324,424 4th surface, 131,231,331,431 5th surface, 132,232,332,432 6th surface, 133,233 333,433 7th surface, 134,234,334,434 8th surface, 150 base material, 150a, 150b end, 151 base material, 152 flattening layer, 153 electrode pad, 701 growth substrate, 702 buffer Layer, 703 peeling layer, 800 optical printhead, 900 image forming apparatus, X1 first distance, X2 second distance, X3 third distance, X4 fourth distance, WEB fifth distance, WE sixth distance.
Claims (15)
前記基材部上に備えられ、前記基材部の長手方向に間隔を開けて配列された複数の発光サイリスタと、
を有し、
前記複数の発光サイリスタのうちの前記基材部の前記長手方向の端部に最も近い発光サイリスタである第1の素子は、第1導電型の第1の半導体層と、前記第1導電型と異なる第2導電型の第2の半導体層と、第1導電型の第3の半導体層と、第2導電型の第4の半導体層とが、前記基材部側から前記第4の半導体層、前記第3の半導体層、前記第2の半導体層、及び前記第1の半導体層の順に積層された第1の半導体多層構造を有し、
前記複数の発光サイリスタのうちの前記第1の素子以外の発光サイリスタである第2の素子は、第1導電型の第5の半導体層と、第2導電型の第6の半導体層と、第1導電型の第7の半導体層と、第2導電型の第8の半導体層とが、前記基材部側から前記第8の半導体層、前記第7の半導体層、前記第6の半導体層、及び第5の半導体層の順に積層された第2の半導体多層構造を有し、
前記端部に近い側における前記第1の半導体層の端面を含む第1の面と前記端部に近い側における前記第3の半導体層の端面を含む第2の面との間の第1の距離は、前記端部から遠い側における前記第1の半導体層の端面を含む第3の面と前記端部から遠い側における前記第3の半導体層の端面を含む第4の面との間の第2の距離より小さく、
前記長手方向における一方の側における前記第5の半導体層の端面を含む第5の面と前記一方の側における前記第7の半導体層の端面を含む第6の面との間の第3の距離は、前記一方の側の反対の他方の側における前記第5の半導体層の端面を含む第7の面と前記他方の側における前記第7の半導体層の端面を含む第8の面との間の第4の距離に等しく、
前記第2の距離は、前記第3の距離に等しい
ことを特徴とする半導体装置。 With the base material
A plurality of light emitting thyristors provided on the base material portion and arranged at intervals in the longitudinal direction of the base material portion.
Have,
Among the plurality of light emitting psyllistas, the first element, which is the light emitting thylister closest to the longitudinal end of the base material portion, includes a first conductive type first semiconductor layer and the first conductive type. The second semiconductor layer of the second conductive type, the third semiconductor layer of the first conductive type, and the fourth semiconductor layer of the second conductive type are formed from the base material portion side to the fourth semiconductor layer. It has a first semiconductor multilayer structure in which the third semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the first semiconductor layer are laminated in this order.
The second element, which is a light emitting thylister other than the first element among the plurality of light emitting psyllistas, includes a first conductive type fifth semiconductor layer, a second conductive type sixth semiconductor layer, and a second element. The first conductive type seventh semiconductor layer and the second conductive type eighth semiconductor layer are formed from the base material side to the eighth semiconductor layer, the seventh semiconductor layer, and the sixth semiconductor layer. , And a second semiconductor multilayer structure in which the fifth semiconductor layer is laminated in this order.
A first surface between a first surface including an end face of the first semiconductor layer on the side close to the end portion and a second surface including an end face of the third semiconductor layer on the side close to the end portion. The distance is the distance between the third surface including the end face of the first semiconductor layer on the side far from the end and the fourth surface including the end face of the third semiconductor layer on the side far from the end. Less than the second distance,
A third distance between a fifth surface including the end face of the fifth semiconductor layer on one side in the longitudinal direction and a sixth surface including the end face of the seventh semiconductor layer on the one side. Is between a seventh surface including the end face of the fifth semiconductor layer on the other side opposite to the one side and an eighth surface including the end face of the seventh semiconductor layer on the other side. Equal to the fourth distance of
A semiconductor device characterized in that the second distance is equal to the third distance.
前記第4の面は、前記端部から遠い側における前記第2の半導体層の端面をさらに含み、
前記第6の面は、前記一方の側における前記第6の半導体層の端面をさらに含み、
前記第8の面は、前記他方の側における前記第6の半導体層の端面をさらに含む
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The second surface further includes an end surface of the second semiconductor layer on the side close to the end portion.
The fourth surface further includes an end surface of the second semiconductor layer on the side far from the end portion.
The sixth surface further includes an end surface of the sixth semiconductor layer on one side thereof.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the eighth surface further includes an end surface of the sixth semiconductor layer on the other side.
前記第2導電型は、N型であり、
前記第1の半導体層及び前記第5の半導体層の各々は、P型のアノード層を含み、
前記第2の半導体層及び前記第6の半導体層の各々は、N型のゲート層を含み、
前記第3の半導体層及び前記第7の半導体層の各々は、P型のクラッド層を含み、
前記第4の半導体層及び前記第8の半導体層の各々は、N型のカソード層を含む
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 The first conductive type is a P type.
The second conductive type is an N type.
Each of the first semiconductor layer and the fifth semiconductor layer includes a P-type anode layer.
Each of the second semiconductor layer and the sixth semiconductor layer includes an N-type gate layer.
Each of the third semiconductor layer and the seventh semiconductor layer includes a P-type clad layer.
The semiconductor device according to claim 2, wherein each of the fourth semiconductor layer and the eighth semiconductor layer includes an N-type cathode layer.
前記N型のカソード層上に配置されたN型のクラッド層と、
前記N型のクラッド層と前記P型のクラッド層との間に配置されたN型の活性層と、
をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。 Each of the fourth semiconductor layer and the eighth semiconductor layer
An N-type clad layer arranged on the N-type cathode layer and
An N-type active layer arranged between the N-type clad layer and the P-type clad layer,
The semiconductor device according to claim 3, further comprising.
前記第2導電型は、P型であり、
前記第1の半導体層及び前記第5の半導体層の各々は、N型のカソード層を含み、
前記第2の半導体層及び前記第6の半導体層の各々は、P型のゲート層を含み、
前記第3の半導体層及び前記第7の半導体層の各々は、N型のクラッド層を含み、
前記第4の半導体層及び前記第8の半導体層の各々は、P型のアノード層を含む
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 The first conductive type is an N type.
The second conductive type is a P type.
Each of the first semiconductor layer and the fifth semiconductor layer includes an N-type cathode layer.
Each of the second semiconductor layer and the sixth semiconductor layer includes a P-type gate layer.
Each of the third semiconductor layer and the seventh semiconductor layer includes an N-type clad layer.
The semiconductor device according to claim 2, wherein each of the fourth semiconductor layer and the eighth semiconductor layer includes a P-type anode layer.
前記P型のアノード層上に配置されたP型のクラッド層と、
前記P型のクラッド層と前記N型のクラッド層との間に配置されたP型の活性層と、
をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。 Each of the fourth semiconductor layer and the eighth semiconductor layer
The P-type clad layer arranged on the P-type anode layer and
A P-type active layer arranged between the P-type clad layer and the N-type clad layer,
The semiconductor device according to claim 5, further comprising.
前記第3の面は、前記端部から遠い側における前記第2の半導体層の端面をさらに含み、
前記第5の面は、前記一方の側における前記第6の半導体層の端面をさらに含み、
前記第7の面は、前記他方の側における前記第6の半導体層の端面をさらに含む
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The first surface further includes an end surface of the second semiconductor layer on the side close to the end portion.
The third surface further includes an end surface of the second semiconductor layer on the side far from the end portion.
The fifth surface further includes an end surface of the sixth semiconductor layer on one side thereof.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the seventh surface further includes an end surface of the sixth semiconductor layer on the other side.
前記第2導電型は、N型であり、
前記第1の半導体層及び前記第5の半導体層の各々は、P型のアノード層を含み、
前記第2の半導体層及び前記第6の半導体層の各々は、N型のゲート層を含み、
前記第3の半導体層及び前記第7の半導体層の各々は、P型のゲート層を含み、
前記第4の半導体層及び前記第8の半導体層の各々は、N型のカソード層を含む
ことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。 The first conductive type is a P type.
The second conductive type is an N type.
Each of the first semiconductor layer and the fifth semiconductor layer includes a P-type anode layer.
Each of the second semiconductor layer and the sixth semiconductor layer includes an N-type gate layer.
Each of the third semiconductor layer and the seventh semiconductor layer includes a P-type gate layer.
The semiconductor device according to claim 7, wherein each of the fourth semiconductor layer and the eighth semiconductor layer includes an N-type cathode layer.
前記第2導電型は、P型であり、
前記第1の半導体層及び前記第5の半導体層の各々は、N型のカソード層を含み、
前記第2の半導体層及び前記第6の半導体層の各々は、P型のゲート層を含み、
前記第3の半導体層及び前記第7の半導体層の各々は、N型のゲート層を含み、
前記第4の半導体層及び前記第8の半導体層の各々は、P型のアノード層を含む
ことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。 The first conductive type is an N type.
The second conductive type is a P type.
Each of the first semiconductor layer and the fifth semiconductor layer includes an N-type cathode layer.
Each of the second semiconductor layer and the sixth semiconductor layer includes a P-type gate layer.
Each of the third semiconductor layer and the seventh semiconductor layer includes an N-type gate layer.
The semiconductor device according to claim 7, wherein each of the fourth semiconductor layer and the eighth semiconductor layer includes a P-type anode layer.
前記端部に近い側における前記基材部の端面を含む第10の面と前記端部に近い側における前記第2の面との間の第6の距離より小さい
ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の半導体装置。 The fifth distance between the ninth surface including the end surface of the fourth semiconductor layer on the side close to the end portion and the second surface on the side close to the end portion is
1. The first aspect of the present invention is that the distance is smaller than the sixth distance between the tenth surface including the end surface of the base material portion on the side close to the end portion and the second surface on the side close to the end portion. 9. The semiconductor device according to any one of 9.
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