JPH05190899A

JPH05190899A - 半導体素子アレイチップ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH05190899A
Application number: JP441992A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hayashi; 啓史林; Hiromi Ogata; 弘美緒方
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1992-01-14
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1993-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】認識用パターンと半導体素子の拡散領域（発
光部や受光部等）との位置ずれ問題を解決し、高精度な
ダイボンディングを実現する半導体素子アレイチップ、
並びにその製造方法を提供することである。【構成】ＬＥＤアレイチップは、基板１と、基板１上
に積層された半導体層９と、基板１の裏面に形成された
電極７と、半導体層９に列設されたＺｎ拡散領域１０を
有するＬＥＤ素子２と、一端がボンディングパッド１１
で、他端が拡散領域１０に接触する電極１２である配線
パターン３と、半導体層９上に形成された認識パターン
４とを備え、認識パターン４が、Ｚｎからなり、Ｚｎ拡
散領域１０と同時に形成されたものである。【作用】認識パターン４とＺｎ拡散領域１０との位置
ずれが無くなり、ダイボンディングの位置決め精度が向
上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光素子や受光素子等
の半導体素子をアレイ状に配してなる半導体素子アレイ
チップ、並びにその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子をアレイ状に配してなる半導
体素子アレイチップとしては、例えばプリンタ、プロッ
タ、ファクシミリ、ＬＥＤプリントヘッド、光学的文字
書き込み装置等に搭載されるＬＥＤヘッド用のＬＥＤア
レイチップが代表的である。ＬＥＤヘッドは、図３に示
すように、一般にセラミック等からなる基板３０上に、
アレイ状に集積された多数のＬＥＤ素子（図中の点々部
分）を有するＬＥＤアレイチップ３１が一列に配され、
このＬＥＤアレイチップ３１を駆動するＩＣ３２が一定
間隔を置いて取付けられている。基板３０上には、図示
しない配線パターンが形成されており、配線パターンと
ＬＥＤアレイチップ３１及び配線パターンとＩＣ３２
は、それぞれワイヤボンディングにより接続されてい
る。ＬＥＤアレイチップ３１、ＩＣ３２、配線パター
ン、ワイヤ等は樹脂モールド３３にて被覆保護されてい
る。ＬＥＤアレイチップ３１の配列上にはレンズアレイ
３５が配置され、このレンズアレイ３５によりＬＥＤア
レイチップ３１からの光が感光ドラム上に照射される。

【０００３】ところで、ＬＥＤアレイチップ３１はダイ
ボンディングにより基板３０上に実装されるが、このダ
イボンディング精度（整列精度）は、例えばＬＥＤプリ
ントヘッドでは性能上、高精度を要求される。図４にお
いて、基板３０上のＬＥＤアレイチップ３１ａと隣接の
チップ３１ｂとの整列精度は、両チップ３１ａ、３１ｂ
のダイボンディングずれによって生ずるチップ３１ａの
ＬＥＤ素子４０ａとチップ３１ｂのＬＥＤ素子４０ｂと
のアレイ方向における位置ずれ間隔をｘ、同じくアレイ
方向に垂直な方向における位置ずれ間隔をｙとすると、
ｘ，ｙともに１０〜２０μｍ程度である。

【０００４】この整列精度を満足するために、通常はボ
ンディング装置のパターン認識に基づく位置決め技術を
用いてダイボンディングが行われている。このボンディ
ング装置のパターン認識は、ＬＥＤアレイチップ上に配
置された任意のパターン（例えばＬＥＤアレイチップの
電極部、又は電極部と同時に形成される任意形状のパタ
ーン）を基準にして実施される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記ボンディング装置
の認識用パターンとしては、ＬＥＤ素子の発光部（例え
ばＺｎ拡散領域）に対して付加された金属電極（Ａｌ）
と同時に形成される任意形状のパターンを使用してい
る。しかしながら、このパターンは金属電極形成の際に
発光部に対して位置ずれを起こし、パターンと発光部と
のずれ量は５μｍ程度になる。このため、認識用パター
ンと発光部との位置ずれにより、ダイボンディングの高
精度化は望めないことになる。

【０００６】一方、認識用パターンと発光部との位置ず
れを解消するために、認識用パターンを形成せずに、発
光部を認識用パターンとして直接利用することも実行さ
れている。しかし、この場合は、ダイボンディングの精
度は良くなるが、金属電極が発光部に接しているため、
パターン認識が困難であるという欠点がある。以上のよ
うなことは、ＬＥＤアレイチップに限らず、その他の発
光素子や受光素子等の半導体素子をアレイ状に配した半
導体素子アレイチップ全般に相当する。但し、受光素子
の場合には受光部の整列精度がダイボンディング精度と
なる。

【０００７】従って、本発明の目的は、認識用パターン
と半導体素子の拡散領域（発光部や受光部等）との位置
ずれ問題を解決し、高精度なダイボンディングを実現す
る半導体素子アレイチップ、並びにその製造方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の半導体素子アレイチップは、基板と、この
基板上に積層された半導体層と、基板に形成された第１
の電極と、半導体層に列設された拡散領域と、半導体層
上に形成され、一端がボンディングパッドとなり、他端
が拡散領域に接触する第２の電極と、半導体層上に形成
され、ダイボンディング時の位置決め認識用マークとな
る認識パターンとを備え、認識パターンが、拡散領域の
拡散材料と同じ材料からなり、拡散領域の形成と同時に
形成されたものであることを特徴とする。

【０００９】この半導体素子アレイチップでは、認識パ
ターンが拡散領域の拡散材料と同じ材料からなり、しか
も拡散領域の形成と同時に形成されたものであるため、
認識パターンと拡散領域との位置ずれが無くなり、拡散
領域を直接認識パターンとする場合と同様に、ダイボン
ディングの精度が高まる。又、上記半導体素子アレイチ
ップを得るための製造方法は、基板上に半導体層を積層
し、半導体層に、拡散領域をアレイ状に形成すると同時
に、この拡散領域の拡散材料と同じ材料でダイボンディ
ング時の位置決め認識用マークとなる認識パターンを形
成し、その後に基板に第１の電極を形成し、半導体層上
に、一端がボンディングパッドとなり、他端が拡散領域
に接触する第２の電極を形成することを特徴とする。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の半導体素子アレイチップ及び
その製造方法を実施例に基づいて説明する。図１に、半
導体素子アレイチップの代表例としてＬＥＤアレイチッ
プの一部省略平面図を示す。このＬＥＤアレイチップ
は、絶縁性基板（図示せず）上に積層された半導体層９
と、基板の裏面に形成された第１の金属電極（図示せ
ず）と、半導体層９にアレイ状に集積された多数のＬＥ
Ｄ素子２と、半導体層９上に形成された図示のような配
線パターン３と、ダイボンディング時の位置決め認識用
マークとなる認識パターン４とを備える。

【００１１】ＬＥＤ素子２は、例えばＧａＡｓ基板上に
積層したＧａＡｓＰ層にＺｎを拡散して、ＧａＡｓＰ層
の上層にＺｎ拡散領域１０を形成すると共に、拡散領域
１０とＧａＡｓＰ層との界面をｐｎ接合とするもので、
Ｚｎ拡散領域１０が発光部となる（図２参照）。配線パ
ターン３の一端１１はボンディングパッドとなり、他端
１２は拡散領域１０に接触する第２の金属電極となる。
なお、半導体層９上には、拡散領域１０と金属電極１２
とを重合させる時の位置決めパターンとなる重合マーク
５が認識パターン４に近接して設けられ、更にＬＥＤ素
子２、配線パターン３、認識パターン４等はチッ化膜６
で被覆保護されている。

【００１２】認識パターン４は、拡散領域１０の拡散材
料であるＺｎからなり、しかも拡散領域１０の形成と同
時に形成されたものである。このため、認識パターン４
と拡散領域１０の位置ずれは起こらず、認識パターンを
金属電極と同時に形成した場合に生じていた５μｍ程度
の位置ずれ分だけ精度が良くなり、認識パターン４を基
準にしたダイボンディング時に精確な位置決めが可能と
なる。この位置決め精度は、実質的に拡散領域１０を直
接認識パターンとする場合と同程度の精度である。

【００１３】上記ＬＥＤアレイチップを製造するには、
図２において、まずＧａＡｓ基板１上に、ＧａＡｓＰ層
２０、２１をエピタキシャル成長させ、次いでＧａＡｓ
Ｐ層２１上に、ＬＥＤ素子２が一列に配されるようなパ
ターンを持つ拡散マスク２２を設ける。拡散マスク２２
で覆われていない部分からＺｎをＧａＡｓＰ層２１に注
入拡散させ、ＧａＡｓＰ層２１の上層にＺｎ拡散領域１
０を形成すると共に、拡散領域１０とＧａＡｓＰ層２１
との界面をｐｎ接合２３とする。このＺｎ拡散と同時
に、ＧａＡｓＰ層２１上の所定位置にもＺｎを拡散し、
Ｚｎからなる認識パターン４を形成する。又、次の電極
形成に先立って、ＧａＡｓＰ層２１上の所定位置に重合
マーク５も形成しておく。

【００１４】その後、重合マーク５を基準にして、図１
に示したようなＡｌからなる配線パターン３を拡散マス
ク２２上に形成すると共に、ＧａＡｓ基板１の裏面にＡ
ｕ電極７を形成する。配線パターン３の一端が電極１２
となり、拡散領域１０に接触し、他端がボンディングパ
ッド１１となる。最後に、図２には示していないが、Ｌ
ＥＤ素子２、配線パターン３、認識パターン４等を覆う
チッ化膜６を成膜することで、ＬＥＤアレイチップが作
製される。

【００１５】得られたＬＥＤアレイチップは、チップ上
の認識パターン４を基準として、ボンディング装置によ
りＬＥＤヘッド用の基板にダイボンディングされる。こ
の時、前述したように認識パターン４と拡散領域１０と
に位置ずれが無いため、ＬＥＤアレイチップが精確に基
板上に位置決めされ、隣接同士のＬＥＤアレイチップに
おけるＬＥＤ素子２の位置ずれは最小限に食い止められ
る（図３参照）。

【００１６】なお、上記実施例はＬＥＤアレイチップに
関するものであるが、この他の発光素子又は受光素子等
の半導体素子をアレイ状に配した半導体素子アレイチッ
プでも同様であり、ダイボンディングの精度が良くな
る。

【００１７】

【発明の効果】本発明の半導体素子アレイチップ及びそ
の製造方法は、以上説明したように認識パターンが、拡
散領域の拡散材料と同じ材料からなり、拡散領域の形成
と同時に形成されたものであるため、下記の効果を奏す
る。（１）認識パターンと拡散領域との位置ずれが皆無にな
り、高精度なダイボンディングが可能となる（従来より
も５μｍ程度位置決め精度が良くなる）。（２）（１）により、ダイボンディング後の半導体素子
アレイチップの半導体素子の整列精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＬＥＤアレイチップの
一部省略平面図である。

【図２】図１に示すＬＥＤアレイチップの要部断面図で
ある。

【図３】一般的なＬＥＤヘッドの一部省略外観斜視図で
ある。

【図４】ＬＥＤアレイチップをダイボンディングした時
のＬＥＤ素子の整列精度を示す説明図である。

【符号の説明】

１ＧａＡｓ基板２ＬＥＤ素子３配線パターン４認識パターン７金属電極９ＧａＡｓＰ層（半導体
層）１０Ｚｎ拡散領域（発光部）１１ボンディングパッド１２金属電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、この基板上に積層された半導体層
と、基板に形成された第１の電極と、半導体層に列設さ
れた拡散領域と、半導体層上に形成され、一端がボンデ
ィングパッドとなり、他端が拡散領域に接触する第２の
電極と、半導体層上に形成され、ダイボンディング時の
位置決め認識用マークとなる認識パターンとを備える半
導体素子アレイチップにおいて、前記認識パターンは、拡散領域の拡散材料と同じ材料か
らなり、拡散領域の形成と同時に形成されたものである
ことを特徴とする半導体素子アレイチップ。
【請求項２】基板上に半導体層を積層し、半導体層に、
拡散領域をアレイ状に形成すると同時に、この拡散領域
の拡散材料と同じ材料でダイボンディング時の位置決め
認識用マークとなる認識パターンを形成し、その後に基
板に第１の電極を形成し、半導体層上に、一端がボンデ
ィングパッドとなり、他端が拡散領域に接触する第２の
電極を形成することを特徴とする半導体素子アレイチッ
プの製造方法。