JPH01138768A - 発光ダイオードアレイ - Google Patents
発光ダイオードアレイInfo
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- JPH01138768A JPH01138768A JP62298592A JP29859287A JPH01138768A JP H01138768 A JPH01138768 A JP H01138768A JP 62298592 A JP62298592 A JP 62298592A JP 29859287 A JP29859287 A JP 29859287A JP H01138768 A JPH01138768 A JP H01138768A
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- Japan
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- light
- semi
- insulating substrate
- light emitting
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
Landscapes
- Element Separation (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は発光ダイオードに関し、特に同一基板内に複数
個の発光ダイオードを配列した発光ダイオードアレイに
関する。
個の発光ダイオードを配列した発光ダイオードアレイに
関する。
(従来の技術)
近年、情報通信の高度化、復合化にともない、並列伝達
の要求が高まっている。並列伝達はコンピュータ間通信
、コンピュータと端末間通f8、コンピュータと周辺機
器間通信等に現在広く利用されている。コンピュータの
高速化、大容量化にともなって、並列伝送における伝送
速度の高速化の要求は年々高まっている。従来は、銅線
らしくは同軸ケーブル等により並列伝送は行なわれてい
た。
の要求が高まっている。並列伝達はコンピュータ間通信
、コンピュータと端末間通f8、コンピュータと周辺機
器間通信等に現在広く利用されている。コンピュータの
高速化、大容量化にともなって、並列伝送における伝送
速度の高速化の要求は年々高まっている。従来は、銅線
らしくは同軸ケーブル等により並列伝送は行なわれてい
た。
しかし、伝送速度が高くなるにつれ、電線による伝送は
難しく、また、電線による伝送はクロスト−りや外部雑
音に弱いという問題をもっていた。
難しく、また、電線による伝送はクロスト−りや外部雑
音に弱いという問題をもっていた。
このような問題を解決するために、最近、光による並列
伝送方式か注目されている。光伝送では、伝送路上のク
ロストークは全くなく、かつ、毎秒数ギカビットまでの
超高速伝送が可能である。このような、光並列伝送用光
源として、従来は、1つ1つの発光ダイオード(LED
)を各々に実装することが行なわれていた。しかし、複
数個のLEDを各々に実装すると、装置を小型化するこ
とが難しく、かつ、信頼性も低下する。このような問題
を解決するためには、LEDを同一基板上にアレイ状に
配置した発光ダイオードアレイが有望である。
伝送方式か注目されている。光伝送では、伝送路上のク
ロストークは全くなく、かつ、毎秒数ギカビットまでの
超高速伝送が可能である。このような、光並列伝送用光
源として、従来は、1つ1つの発光ダイオード(LED
)を各々に実装することが行なわれていた。しかし、複
数個のLEDを各々に実装すると、装置を小型化するこ
とが難しく、かつ、信頼性も低下する。このような問題
を解決するためには、LEDを同一基板上にアレイ状に
配置した発光ダイオードアレイが有望である。
従来、発光ダイオードアレイの各々の素子を分離するた
めに第2図に示すように、n型基板26側をグランド(
共通)とし、エピタキシャル成長面側を基板26に到達
する溝により各々の発光ダイオードを電気的に分離し、
かつ、エピタキシャル成長面側と接触させるヒートシン
ク22の導電部分23を配線することにより、各々の発
光ダイオードを分離することが行なわれていた。
めに第2図に示すように、n型基板26側をグランド(
共通)とし、エピタキシャル成長面側を基板26に到達
する溝により各々の発光ダイオードを電気的に分離し、
かつ、エピタキシャル成長面側と接触させるヒートシン
ク22の導電部分23を配線することにより、各々の発
光ダイオードを分離することが行なわれていた。
(発明が解決しようとする問題点)
ところが、第2図に示す従来の実装方式だと、ヒートシ
ンク22の配線位置23と発光ダイオードアレイの’C
ffi位置24を厳密に合わせなければならず、発光ダ
イオードアレイの素子数が増えるほど、位置合わせが難
しくなる。そして、第2図の方式では、発光ダイオード
の負Tof!側25が共通になり、正電極側で発光ダイ
オードを駆動することになる。
ンク22の配線位置23と発光ダイオードアレイの’C
ffi位置24を厳密に合わせなければならず、発光ダ
イオードアレイの素子数が増えるほど、位置合わせが難
しくなる。そして、第2図の方式では、発光ダイオード
の負Tof!側25が共通になり、正電極側で発光ダイ
オードを駆動することになる。
しかし、通常のLED駆動用IC(アイシー)では、正
極側が共通で、負極側で駆動する構造になっている。し
たがって、インバータ回路が必要になる。一方、発光ダ
イオード用基板として、P型基板を使うと上述したLE
D駆動の極性の問題は解決するが1、−aにP型基板(
例えばZnドーピング)は光を吸収しやすく、基板側か
ら光を収り出ずL E DにはP型基板を使うことは難
しい。このように、従来の技術では発光ダイオードアレ
イにおいて、各々の素子を別々に駆動することは難しか
った。
極側が共通で、負極側で駆動する構造になっている。し
たがって、インバータ回路が必要になる。一方、発光ダ
イオード用基板として、P型基板を使うと上述したLE
D駆動の極性の問題は解決するが1、−aにP型基板(
例えばZnドーピング)は光を吸収しやすく、基板側か
ら光を収り出ずL E DにはP型基板を使うことは難
しい。このように、従来の技術では発光ダイオードアレ
イにおいて、各々の素子を別々に駆動することは難しか
った。
そこで、本発明の目的は、各々の発光素子を別々に駆動
できる発光ダイオードアレイを提供することにある。
できる発光ダイオードアレイを提供することにある。
(問題点を解決するための手段)
前述の問題点を解決するために本発明が提供する手段は
、半導体層が積層される表面と、この表面にほぼ平行な
裏面とを有する半絶縁性基板と、この半絶縁性基板の前
記表面上に第1のクラッド層と活性層と第2のクラッド
層とを前記半絶縁性基板側から順に積層してなる半導体
VI層構造とを少なくとも有し、光を前記半絶縁性基板
の前記裏面から収り出し、発光スポット領域がアレイ状
に複数箇所に配置された発光ダイオードアレイであって
、前記発光スポット領域付近に前記半絶縁性基板の前記
裏面から前記第1のクラッド層に到達する深さの消を有
し、前記溝底部の前記第1のクラッド層から前記半絶縁
性基板の前記裏面上にまで電極が引き出され、前記第2
のクラッド層、前記活性層および前記第1のクラッド層
を貫通して前記半絶縁性基板に到達する溝によって前記
各発光スポット領域が互いに電気的に絶縁されているこ
とを特徴とする。
、半導体層が積層される表面と、この表面にほぼ平行な
裏面とを有する半絶縁性基板と、この半絶縁性基板の前
記表面上に第1のクラッド層と活性層と第2のクラッド
層とを前記半絶縁性基板側から順に積層してなる半導体
VI層構造とを少なくとも有し、光を前記半絶縁性基板
の前記裏面から収り出し、発光スポット領域がアレイ状
に複数箇所に配置された発光ダイオードアレイであって
、前記発光スポット領域付近に前記半絶縁性基板の前記
裏面から前記第1のクラッド層に到達する深さの消を有
し、前記溝底部の前記第1のクラッド層から前記半絶縁
性基板の前記裏面上にまで電極が引き出され、前記第2
のクラッド層、前記活性層および前記第1のクラッド層
を貫通して前記半絶縁性基板に到達する溝によって前記
各発光スポット領域が互いに電気的に絶縁されているこ
とを特徴とする。
(伴用)
半絶縁性基板13より第1のクラッド層14へ到達した
溝上に形成された電極12によりキャリアがクラッド層
14へ注入される。クラッド層14かn型のクラッド層
であれば低抵抗であり、発光スポット領域10まで50
μm程度あっても、抵抗はせいぜい5Ωであり、少数キ
ャリアが第1のクラッド層14より活性M15の発光ス
ポット領域10へ注入される。
溝上に形成された電極12によりキャリアがクラッド層
14へ注入される。クラッド層14かn型のクラッド層
であれば低抵抗であり、発光スポット領域10まで50
μm程度あっても、抵抗はせいぜい5Ωであり、少数キ
ャリアが第1のクラッド層14より活性M15の発光ス
ポット領域10へ注入される。
一方、電極12より注入されるキャリアは消21により
、隣の発光素子にまで到達することができない。
、隣の発光素子にまで到達することができない。
一方、電極19より注入されたキャリアは絶縁膜18に
より有効に狭窄され、第2のクラッド層16を経て発光
スポット領域10へ注入される9発光スポット領域10
で発光した光は、半絶縁性基板13を通過し、モノリシ
ックレンズ11により集光され出射する。このとき、I
nP系半絶縁性基板で最もよく使われているFeドーピ
ングInP基板では、光の吸収係数αは、本願発明名等
の測定した結果によれば波長1 、3uff+の光に対
してa = 1.38cIn−’であり、例えば、半絶
縁性基板13が10011111とすると、基板13に
よる吸収率はたかだか1.5%であり、全く問題になら
ない、一方、半絶縁性基板13の抵抗率はlX10’Ω
・■程度であり、素子間隔を2501n、基板の厚みを
100μmとすると電極12間の抵抗は100Ωとなり
電気的なりロストークも問題にならない。
より有効に狭窄され、第2のクラッド層16を経て発光
スポット領域10へ注入される9発光スポット領域10
で発光した光は、半絶縁性基板13を通過し、モノリシ
ックレンズ11により集光され出射する。このとき、I
nP系半絶縁性基板で最もよく使われているFeドーピ
ングInP基板では、光の吸収係数αは、本願発明名等
の測定した結果によれば波長1 、3uff+の光に対
してa = 1.38cIn−’であり、例えば、半絶
縁性基板13が10011111とすると、基板13に
よる吸収率はたかだか1.5%であり、全く問題になら
ない、一方、半絶縁性基板13の抵抗率はlX10’Ω
・■程度であり、素子間隔を2501n、基板の厚みを
100μmとすると電極12間の抵抗は100Ωとなり
電気的なりロストークも問題にならない。
以上に述べたように、本発明の構造を採用することによ
り、各々の発光ダイオードを独立に駆動することのでき
る発光ダイオードアレイを得る。ことができる。
り、各々の発光ダイオードを独立に駆動することのでき
る発光ダイオードアレイを得る。ことができる。
(実施例)
次に本発明の実施例について、図面を参照して説明する
。
。
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第3図は第1
図実施例において基板13に形成する溝31を示す模式
的な斜視図である。lXlO7Ω・■程度の抵抗率をも
ったFeドーピング半絶縁性基板13に、液相成長もし
くは気相成長により、Snドープn−InPクラッド層
14、活性層15、Znnドーピング−−I IIPク
ラッド層16、Znnドーピング−1nGaAsP層1
7を順次にエピタキシャル成長していく。次にpHl電
ri!19とキャップ層17のオーミック接触をとるた
めに、Znを真空中で拡散する。次に電流を発光スポッ
ト領域に集中させるためのメサ、及び隣の素子との電気
的な分離を得るための講21を通常のフォ1−リソグラ
フィーとエツチングの技術により加工する。次にSiO
2絶縁膜18をCVD法により堆積し、フォトリソグラ
フィーにより、メサ中央部分に、電気的接触のための窓
をあける。次に、基板13を研磨して、100μ町程度
まで薄くし、(011)方向が長手となるような消31
を形成するために、CVDとフォトリソグラフィーの技
術を用いてS i O2エツチングマスクを形成する。
図実施例において基板13に形成する溝31を示す模式
的な斜視図である。lXlO7Ω・■程度の抵抗率をも
ったFeドーピング半絶縁性基板13に、液相成長もし
くは気相成長により、Snドープn−InPクラッド層
14、活性層15、Znnドーピング−−I IIPク
ラッド層16、Znnドーピング−1nGaAsP層1
7を順次にエピタキシャル成長していく。次にpHl電
ri!19とキャップ層17のオーミック接触をとるた
めに、Znを真空中で拡散する。次に電流を発光スポッ
ト領域に集中させるためのメサ、及び隣の素子との電気
的な分離を得るための講21を通常のフォ1−リソグラ
フィーとエツチングの技術により加工する。次にSiO
2絶縁膜18をCVD法により堆積し、フォトリソグラ
フィーにより、メサ中央部分に、電気的接触のための窓
をあける。次に、基板13を研磨して、100μ町程度
まで薄くし、(011)方向が長手となるような消31
を形成するために、CVDとフォトリソグラフィーの技
術を用いてS i O2エツチングマスクを形成する。
次に消31をエツチングする際、P側の成長層及びプロ
セスパターンを保護するなめに、スライドガラスにP側
をワックスで接着する。4HCII−IH20の塩酸系
エンチャントを使い、InP基板33をエツチングする
。
セスパターンを保護するなめに、スライドガラスにP側
をワックスで接着する。4HCII−IH20の塩酸系
エンチャントを使い、InP基板33をエツチングする
。
この際、[:0111面はほぼ垂直に切れるなめ、清を
形成しても発光領域34付近に泪がかかり、光がさえぎ
られることはない。また、[011]面においては、順
次メサになり、緩やかな傾斜をもった面になる。次に、
基板側電極32をリフトオフ法により形成し、さらに、
モノリシックレンズ11を、フォトリソグラフィーとサ
イドエツチングの手法を用いて形成する。最後にP側電
極19を蒸着し、アニールをして、金メツキ20を施し
、全プロセスを完了する。
形成しても発光領域34付近に泪がかかり、光がさえぎ
られることはない。また、[011]面においては、順
次メサになり、緩やかな傾斜をもった面になる。次に、
基板側電極32をリフトオフ法により形成し、さらに、
モノリシックレンズ11を、フォトリソグラフィーとサ
イドエツチングの手法を用いて形成する。最後にP側電
極19を蒸着し、アニールをして、金メツキ20を施し
、全プロセスを完了する。
第4図は第1図の実施例を利用した光並列伝送用光源部
を示す模式的な斜視図である。前述の工程により製作し
た第1図の発光ダイオードアレイを1列ずつにへき開し
、第4図に示すようにハイブリッド基板43上に、ヒー
トシンク42を介して接着する。電流はパターン配線4
5を通して、LED駆動回路46より発光ダイオードア
レイ41へ供給される6発光した光は、発光ダイオード
アレイ41より、光ファイバ44へ直接結合される。実
際に、本発明により試作したところ、電気的なりロスト
ーク10dB以下の良好な発光ダイオードアレイが得ら
れた。
を示す模式的な斜視図である。前述の工程により製作し
た第1図の発光ダイオードアレイを1列ずつにへき開し
、第4図に示すようにハイブリッド基板43上に、ヒー
トシンク42を介して接着する。電流はパターン配線4
5を通して、LED駆動回路46より発光ダイオードア
レイ41へ供給される6発光した光は、発光ダイオード
アレイ41より、光ファイバ44へ直接結合される。実
際に、本発明により試作したところ、電気的なりロスト
ーク10dB以下の良好な発光ダイオードアレイが得ら
れた。
(発明の効果)
以上に説明したように、本発明により、モノリシックに
集積され、かつ各々独立に駆動が可能な発光ダイオード
アレイが得られる。そこで、本発明の発光ダイオードア
レイを用いることにより、小型で高性能であり、しかも
信頼の高い光並列伝送用光源を得ることが可能となる。
集積され、かつ各々独立に駆動が可能な発光ダイオード
アレイが得られる。そこで、本発明の発光ダイオードア
レイを用いることにより、小型で高性能であり、しかも
信頼の高い光並列伝送用光源を得ることが可能となる。
第1図は本発明の一実施例の発光ダイオードアレイを示
す断面図、第2図は従来の発光ダイオードアレイ及びそ
の駆動方式を示す概念図、第3図は本発明で採用した溝
の形状を示す模式的な斜視図、第4図は本発明による発
光ダイオードアレイを利用した光並列伝送用光源の一具
体例を示す模式的な斜視図である。 11・・・モノリシックレンズ、12・・・電極、13
・・・半絶縁性基板、14・・・クラッド層、15・・
・活性層、16・・・りラット層−17・・・キャップ
層、18・・・絶縁膜、19・・・電極、20・・・金
メツキ、21・・・溝、22・・・ヒートシンク、23
・・・パターン配線、24・・・電極、25・・・電極
、26・・・基板、31・・・清、32・・・電極、3
3・・・半絶縁性基板、34・・・モノリシックレンズ
、41・・・発光ダイオードアレイ、42・・・ヒート
シンク、43・・・ハイブリッド基板、44・・・光フ
ァイバ、45・・・パターン配線、46・・・LED駆
動用IC147・・・ワイア6
す断面図、第2図は従来の発光ダイオードアレイ及びそ
の駆動方式を示す概念図、第3図は本発明で採用した溝
の形状を示す模式的な斜視図、第4図は本発明による発
光ダイオードアレイを利用した光並列伝送用光源の一具
体例を示す模式的な斜視図である。 11・・・モノリシックレンズ、12・・・電極、13
・・・半絶縁性基板、14・・・クラッド層、15・・
・活性層、16・・・りラット層−17・・・キャップ
層、18・・・絶縁膜、19・・・電極、20・・・金
メツキ、21・・・溝、22・・・ヒートシンク、23
・・・パターン配線、24・・・電極、25・・・電極
、26・・・基板、31・・・清、32・・・電極、3
3・・・半絶縁性基板、34・・・モノリシックレンズ
、41・・・発光ダイオードアレイ、42・・・ヒート
シンク、43・・・ハイブリッド基板、44・・・光フ
ァイバ、45・・・パターン配線、46・・・LED駆
動用IC147・・・ワイア6
Claims (1)
- 半導体層が積層される表面と、この表面にほぼ平行な
裏面とを有する半絶縁性基板と、この半絶縁性基板の前
記表面上に第1のクラッド層と活性層と第2のクラッド
層とを前記半絶縁性基板側から順に積層してなる半導体
積層構造とを少なくとも有し、光を前記半絶縁性基板の
前記裏面から取り出し、発光スポット領域がアレイ状に
複数箇所に配置された発光ダイオードアレイにおいて、
前記発光スポット領域付近に前記半絶縁性基板の前記裏
面から前記第1のクラッド層に到達する深さの溝を有し
、前記溝底部の前記第1のクラッド層から前記半絶縁性
基板の前記裏面上にまで電極が引き出され、前記第2の
クラッド層、前記活性層および前記第1のクラッド層を
貫通して前記半絶縁性基板に到達する溝によって前記各
発光スポット領域が互いに電気的に絶縁されていること
を特徴とする発光ダイオードアレイ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29859287A JPH0682865B2 (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 発光ダイオードアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29859287A JPH0682865B2 (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 発光ダイオードアレイ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01138768A true JPH01138768A (ja) | 1989-05-31 |
JPH0682865B2 JPH0682865B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=17861732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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- 1987-11-25 JP JP29859287A patent/JPH0682865B2/ja not_active Expired - Lifetime
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