JPH05343736A - 発光ダイオード及びその発光ダイオードを備えた光プリンタ装置 - Google Patents
発光ダイオード及びその発光ダイオードを備えた光プリンタ装置Info
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- JPH05343736A JPH05343736A JP14760992A JP14760992A JPH05343736A JP H05343736 A JPH05343736 A JP H05343736A JP 14760992 A JP14760992 A JP 14760992A JP 14760992 A JP14760992 A JP 14760992A JP H05343736 A JPH05343736 A JP H05343736A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、ペレット側面のエッチング処理
を削除し、光出力の低下ならびに歩留の低下を抑制し
て、信頼性及び生産性の向上を達成し得る発光ダイオー
ド及び、この発光ダイオードを用いて印刷速度ならびに
高解像度化を達成し得る光プリンタ装置を提供すること
にある。 【構成】 この発明は、発光層と一方の電極との間のＰ
型の電流拡散層に発光層を流れる電流を中央部付近に集
中させるｎ型の電流ブロック層を形成して構成される。
を削除し、光出力の低下ならびに歩留の低下を抑制し
て、信頼性及び生産性の向上を達成し得る発光ダイオー
ド及び、この発光ダイオードを用いて印刷速度ならびに
高解像度化を達成し得る光プリンタ装置を提供すること
にある。 【構成】 この発明は、発光層と一方の電極との間のＰ
型の電流拡散層に発光層を流れる電流を中央部付近に集
中させるｎ型の電流ブロック層を形成して構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、安定して高輝度が得
られる発光ダイオード及びこの発光ダイオードを用いた
光プリンタ装置に関する。
られる発光ダイオード及びこの発光ダイオードを用いた
光プリンタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体接合における再結合過程により放
出される光を利用した従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）
は、半導体基板上に積層形成される半導体接合層が半導
体基板とともに個々の素子に分離切断されてペレット化
され、それぞれのペレットが樹脂封止されて単体の素子
として製造される。
出される光を利用した従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）
は、半導体基板上に積層形成される半導体接合層が半導
体基板とともに個々の素子に分離切断されてペレット化
され、それぞれのペレットが樹脂封止されて単体の素子
として製造される。
【０００３】次に、このような発光ダイオードの製造過
程におけるペレット化の製造工程を、図１２（ａ）乃至
同図（ｇ）に示す工程断面図を参照して説明する。
程におけるペレット化の製造工程を、図１２（ａ）乃至
同図（ｇ）に示す工程断面図を参照して説明する。
【０００４】まず、ｎ型のＧａＡｓ基板１上にｎ型のＩ
ｎ0.5 （Ｇａ1-x Ａｌx ）0.5 Ｐからなるクラッド層
２、ｎ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1-y Ａｌy ）0.5 Ｐからなる
活性層３、Ｐ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1-z Ａｌz ）0.5 Ｐか
らなるクラッド層４のダブルヘテロ構造及びＰ型のＧａ
1-u Ａｌu Ａｓからなる電流拡散層５を順次ＭＯＣＶＤ
法により積層形成する（図１２（ａ））。
ｎ0.5 （Ｇａ1-x Ａｌx ）0.5 Ｐからなるクラッド層
２、ｎ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1-y Ａｌy ）0.5 Ｐからなる
活性層３、Ｐ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1-z Ａｌz ）0.5 Ｐか
らなるクラッド層４のダブルヘテロ構造及びＰ型のＧａ
1-u Ａｌu Ａｓからなる電流拡散層５を順次ＭＯＣＶＤ
法により積層形成する（図１２（ａ））。
【０００５】次に、ＧａＡｓ基板１側に３重量％程度の
Ｇｅを含むＡｕＧｅからなるｎ型の電極６を形成する。
続いて、最外層の電流拡散層５上に３重量％程度のＺｎ
を含むＡｕＺｎからなるＰ型の電極７を１４０μｍφの
寸法で複数形成する。その後、それぞれの電極６，７を
シンター工程によりオーミック電極化する（図１２
（ｂ））。
Ｇｅを含むＡｕＧｅからなるｎ型の電極６を形成する。
続いて、最外層の電流拡散層５上に３重量％程度のＺｎ
を含むＡｕＺｎからなるＰ型の電極７を１４０μｍφの
寸法で複数形成する。その後、それぞれの電極６，７を
シンター工程によりオーミック電極化する（図１２
（ｂ））。
【０００６】次に、光取り出し面となる電流拡散層５及
び電極７上にレジスト材又はＳｉＯ2 或はＳｉＮｘから
なる保護膜８を形成する。続いて、粘着シート９にウェ
ーハ１１の電極６側を粘り付けた後、ダイシング工程に
よりそれぞれの素子に分離切断する（図１２（ｃ））。
び電極７上にレジスト材又はＳｉＯ2 或はＳｉＮｘから
なる保護膜８を形成する。続いて、粘着シート９にウェ
ーハ１１の電極６側を粘り付けた後、ダイシング工程に
よりそれぞれの素子に分離切断する（図１２（ｃ））。
【０００７】次に、電流拡散層５、両クラッド層２，４
及び活性層３、ＧａＡｓ基板１の破砕側面を順次それぞ
れ１５μｍ程度エッチング除去し、ダイシング時に生じ
た破砕面を平滑化する（図１２（ｄ），（ｅ），
（ｆ））。
及び活性層３、ＧａＡｓ基板１の破砕側面を順次それぞ
れ１５μｍ程度エッチング除去し、ダイシング時に生じ
た破砕面を平滑化する（図１２（ｄ），（ｅ），
（ｆ））。
【０００８】最後に、保護膜８を除去し、素子のペレッ
ト化工程が完了する（図１２（ｇ））。
ト化工程が完了する（図１２（ｇ））。
【０００９】このようなペレット化工程においては、ダ
イシング時にペレット側面に生じた破砕面を平滑化する
ために、組成が異なる電流拡散層５、両クラッド層２，
４及び活性層３、ＧａＡｓ基板１がそれぞれの組成に対
して選択性を有するエッチング処理によりそれぞれエッ
チング処理されていた。このため、量産時のように多量
のウェーハをエッチング処理する場合には、それぞれの
エッチング処理により除去される破砕側面の厚さにバラ
ツキが生じて、ペレットの側面が凹凸状になる場合があ
った。
イシング時にペレット側面に生じた破砕面を平滑化する
ために、組成が異なる電流拡散層５、両クラッド層２，
４及び活性層３、ＧａＡｓ基板１がそれぞれの組成に対
して選択性を有するエッチング処理によりそれぞれエッ
チング処理されていた。このため、量産時のように多量
のウェーハをエッチング処理する場合には、それぞれの
エッチング処理により除去される破砕側面の厚さにバラ
ツキが生じて、ペレットの側面が凹凸状になる場合があ
った。
【００１０】このように、ペレット側面が凹凸状態にあ
ると、ペレットを樹脂封止した際に封止樹脂と活性層と
の間に生じる応力が増大することになる。このため、図
１３の通電寿命試験の結果に示すように、通電中に光出
力が著しく低下するペレットがあった。
ると、ペレットを樹脂封止した際に封止樹脂と活性層と
の間に生じる応力が増大することになる。このため、図
１３の通電寿命試験の結果に示すように、通電中に光出
力が著しく低下するペレットがあった。
【００１１】一方、ダイシング工程後に、ペレットの側
面をエッチング処理せずに破砕状態で樹脂封止した場合
には、ペレット側面の破砕により発光層となる活性層の
側面側に結晶欠陥が残存し、光出力は破砕側面を除去し
ない場合に比べて大幅に低下することになる。したがっ
て、従来のペレット化工程にあっては、ペレット側面の
平滑化は必要になっていた。
面をエッチング処理せずに破砕状態で樹脂封止した場合
には、ペレット側面の破砕により発光層となる活性層の
側面側に結晶欠陥が残存し、光出力は破砕側面を除去し
ない場合に比べて大幅に低下することになる。したがっ
て、従来のペレット化工程にあっては、ペレット側面の
平滑化は必要になっていた。
【００１２】また、ペレット側面を平滑化するためにエ
ッチング処理を行なうと、このエッチング処理により粘
着シート９の接着剤が劣化して、エッチング処理中にペ
レットが粘着シート９から剥離する場合があった。
ッチング処理を行なうと、このエッチング処理により粘
着シート９の接着剤が劣化して、エッチング処理中にペ
レットが粘着シート９から剥離する場合があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
発光ダイオードにおける従来のペレット化工程にあって
は、ペレット側面のエッチング処理おけるバラツキによ
りペレット側面に凹凸が生じ、光出力が低下するという
不具合を招いていた。さらに、ペレット側面のエッチン
グ処理によりペレットが失なわれ、歩留が低下するとい
う不具合も招いていた。
発光ダイオードにおける従来のペレット化工程にあって
は、ペレット側面のエッチング処理おけるバラツキによ
りペレット側面に凹凸が生じ、光出力が低下するという
不具合を招いていた。さらに、ペレット側面のエッチン
グ処理によりペレットが失なわれ、歩留が低下するとい
う不具合も招いていた。
【００１４】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、ペレット側面
のエッチング処理工程を削除し、光出力の低下ならびに
歩留の低下を抑制して、信頼性及び生産性の向上を達成
し得る発光ダイオードを提供することにある。
たものであり、その目的とするところは、ペレット側面
のエッチング処理工程を削除し、光出力の低下ならびに
歩留の低下を抑制して、信頼性及び生産性の向上を達成
し得る発光ダイオードを提供することにある。
【００１５】また、この発光ダイオードを備え、印刷速
度の高速化ならびに高解像度化を達成し得る光プリンタ
装置を提供することにある。
度の高速化ならびに高解像度化を達成し得る光プリンタ
装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の特徴は、Ｐ型の半導体層とＮ型の
半導体層が積層形成されてなる半導体層と、前記半導体
層の両端層にそれぞれ形成された電極と、発光層となる
前記半導体層と一方端の前記電極との間の前記半導体層
に、この半導体層に対して逆導電型の半導体層で形成さ
れて発光層を流れる電流を中央部付近に集中される電流
ブロック層とから構成される。
に、この発明の第１の特徴は、Ｐ型の半導体層とＮ型の
半導体層が積層形成されてなる半導体層と、前記半導体
層の両端層にそれぞれ形成された電極と、発光層となる
前記半導体層と一方端の前記電極との間の前記半導体層
に、この半導体層に対して逆導電型の半導体層で形成さ
れて発光層を流れる電流を中央部付近に集中される電流
ブロック層とから構成される。
【００１７】また、この発明の第２の特徴は、前記発光
ダイオードが半導体基板を共通として配列形成されてな
るアレイ光源を備えて構成される。
ダイオードが半導体基板を共通として配列形成されてな
るアレイ光源を備えて構成される。
【００１８】
【作用】この発明の第１の特徴においては、電流ブロッ
ク層により発光層を流れる電流を発光層の中央部付近に
集中させて、ペレット側面を流れる電流を抑制し、ペレ
ット側面の影響を受けない中央付近の発光層で発光を行
なうようにしている。
ク層により発光層を流れる電流を発光層の中央部付近に
集中させて、ペレット側面を流れる電流を抑制し、ペレ
ット側面の影響を受けない中央付近の発光層で発光を行
なうようにしている。
【００１９】一方、この発明の第２の特徴は、この発明
の第１の特徴を有する発光ダイオードをアレイ状に配列
して光プリンタの光源を構成するようにしている。
の第１の特徴を有する発光ダイオードをアレイ状に配列
して光プリンタの光源を構成するようにしている。
【００２０】
【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。
する。
【００２１】図１はこの発明の第１の実施例に係る発光
ダイオードのペレット構造を示す断面図である。同図に
示す実施例の発光ダイオードは、４元混晶のＩｎＧａＡ
ｌＰを主要層とする化合物半導体層が積層されてダブル
ヘテロ構造を採用したＬＥＤである。
ダイオードのペレット構造を示す断面図である。同図に
示す実施例の発光ダイオードは、４元混晶のＩｎＧａＡ
ｌＰを主要層とする化合物半導体層が積層されてダブル
ヘテロ構造を採用したＬＥＤである。
【００２２】図１において、発光ダイオードのペレット
は、ｎ型のＧａＡｓを基板１１としており、この基板１
１上にＭＯＣＶＤ法によりｎ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1-x Ａ
ｌx）0.5 Ｐからなる１μｍ程度の厚さのクラッド層１
２、ｎ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1- y Ａｌy ）0.5 Ｐからなる
０．５μｍ程度の厚さの発光層となる活性層１３、Ｐ型
のＩｎ0.5 （Ｇａ1-z Ａｌz ）0.5 Ｐからなる１μｍ程
度厚さのクラッド層１４が順次成長形成されている。
は、ｎ型のＧａＡｓを基板１１としており、この基板１
１上にＭＯＣＶＤ法によりｎ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1-x Ａ
ｌx）0.5 Ｐからなる１μｍ程度の厚さのクラッド層１
２、ｎ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1- y Ａｌy ）0.5 Ｐからなる
０．５μｍ程度の厚さの発光層となる活性層１３、Ｐ型
のＩｎ0.5 （Ｇａ1-z Ａｌz ）0.5 Ｐからなる１μｍ程
度厚さのクラッド層１４が順次成長形成されている。
【００２３】Ｐ型のクラッド層１４上には、略中央部が
開口されたｎ型のＧａＡｓからなる電流ブロック層１５
がＭＯＣＶＤ法により０．２μｍ程度の厚さに形成され
ている。この電流ブロック層１５は、パターニングされ
たレジストをマスクとしたエッチング処理により略中央
部のＧａＡｓが選択的に除去されて開口部が形成され、
電流を狭窄させる構造になっている。
開口されたｎ型のＧａＡｓからなる電流ブロック層１５
がＭＯＣＶＤ法により０．２μｍ程度の厚さに形成され
ている。この電流ブロック層１５は、パターニングされ
たレジストをマスクとしたエッチング処理により略中央
部のＧａＡｓが選択的に除去されて開口部が形成され、
電流を狭窄させる構造になっている。
【００２４】この電流ブロック層１５上及び開口部に
は、ＭＯＣＶＤ法によりＰ型のＧａ1- u Ａｌu Ａｓから
なる電流拡散層１６が形成されている。
は、ＭＯＣＶＤ法によりＰ型のＧａ1- u Ａｌu Ａｓから
なる電流拡散層１６が形成されている。
【００２５】ここで、それぞれの層の混晶比は、活性層
１３のｙは発光波長が５６０〜６７０ｎｍとなるように
０≦ｙ≦０．５に設定されている。また、Ｐ型及びｎ型
の両クラッド層１２，１４は、キャリアをとじ込めて、
かつ発光波長に対して透明にする必要から、ｙ＜ｘ≦
１，ｙ＜ｚ≦１が満足されるように設定されている。さ
らに、電流拡散層１６は、発光波長に対して透明である
必要から発光波長に相当するバンドギャップより広い混
晶比（ｕ）に設定される。
１３のｙは発光波長が５６０〜６７０ｎｍとなるように
０≦ｙ≦０．５に設定されている。また、Ｐ型及びｎ型
の両クラッド層１２，１４は、キャリアをとじ込めて、
かつ発光波長に対して透明にする必要から、ｙ＜ｘ≦
１，ｙ＜ｚ≦１が満足されるように設定されている。さ
らに、電流拡散層１６は、発光波長に対して透明である
必要から発光波長に相当するバンドギャップより広い混
晶比（ｕ）に設定される。
【００２６】また、図１において、基板１１の一方の全
面には、ＡｕＧｅ（Ｇｅを３重量％程度含む）／Ａｕか
らなるｎ型の電極１７が２０００Å／５０００Å程度の
厚さに蒸着形成されてオーミック化されている。一方、
電流拡散層１６上には、Ａｕ／ＡｕＺｎ（Ｚｎを３重量
％程度含む）／ＡｕからなるＰ型の電極１８が５００Å
／２０００Å／１０００Å程度の厚さに選択的に蒸着形
成されてオーミック化されている。
面には、ＡｕＧｅ（Ｇｅを３重量％程度含む）／Ａｕか
らなるｎ型の電極１７が２０００Å／５０００Å程度の
厚さに蒸着形成されてオーミック化されている。一方、
電流拡散層１６上には、Ａｕ／ＡｕＺｎ（Ｚｎを３重量
％程度含む）／ＡｕからなるＰ型の電極１８が５００Å
／２０００Å／１０００Å程度の厚さに選択的に蒸着形
成されてオーミック化されている。
【００２７】このような構成において、発光層となる活
性層１３とＰ型の電極１８が形成されている光取り出し
面との間に、略中央部が開口されて設けられた電流ブロ
ック層１５は、ｎ型のＧａＡｓから形成されているの
で、Ｐ型の電極１８がプラス側、ｎ型の電極１７がマイ
ナス側となるような極性の電圧を両電極間に印加した際
に、電流ブロック層１５とＰ型のクラッド層１４とのＰ
Ｎ接合は逆バイアス状態となる。これにより、Ｐ型の電
極１８から電流拡散層１６に注入された正孔は、電流ブ
ロック層１５を回避して電流ブロック層１５の開口部か
ら活性層１３へと移動し、ｎ型の電極１７から基板１１
に注入されて活性層１３に移動してきた電子と再結合す
ることになる。したがって、電流ブロック層１５下及び
その付近の活性層１３において発光が生じることにな
り、生じた光はＰ型の電極１８間の光取り出し面から外
部に照射される。
性層１３とＰ型の電極１８が形成されている光取り出し
面との間に、略中央部が開口されて設けられた電流ブロ
ック層１５は、ｎ型のＧａＡｓから形成されているの
で、Ｐ型の電極１８がプラス側、ｎ型の電極１７がマイ
ナス側となるような極性の電圧を両電極間に印加した際
に、電流ブロック層１５とＰ型のクラッド層１４とのＰ
Ｎ接合は逆バイアス状態となる。これにより、Ｐ型の電
極１８から電流拡散層１６に注入された正孔は、電流ブ
ロック層１５を回避して電流ブロック層１５の開口部か
ら活性層１３へと移動し、ｎ型の電極１７から基板１１
に注入されて活性層１３に移動してきた電子と再結合す
ることになる。したがって、電流ブロック層１５下及び
その付近の活性層１３において発光が生じることにな
り、生じた光はＰ型の電極１８間の光取り出し面から外
部に照射される。
【００２８】このように、電流ブロック層１５は、両電
極間に流れる電流の経路を活性層１３の略中央部に設定
し、ペレット側面の破砕部付近を流れる電流を抑制し、
これにより、ペレット側面付近での発光を抑え、破砕側
面付近における結晶欠陥の影響がほとんど及ばない活性
層１３の略中央部で発光を行なわしめるように機能する
ものである。
極間に流れる電流の経路を活性層１３の略中央部に設定
し、ペレット側面の破砕部付近を流れる電流を抑制し、
これにより、ペレット側面付近での発光を抑え、破砕側
面付近における結晶欠陥の影響がほとんど及ばない活性
層１３の略中央部で発光を行なわしめるように機能する
ものである。
【００２９】なお、電流ブロック層１５の開口部端から
ペレット側面端までの距離（図１中にＬで示す）は、破
砕側面の影響が及ばない領域に電流経路が設定される程
度の距離を必要とし、少なくとも３μｍ以上の距離があ
れば十分である。
ペレット側面端までの距離（図１中にＬで示す）は、破
砕側面の影響が及ばない領域に電流経路が設定される程
度の距離を必要とし、少なくとも３μｍ以上の距離があ
れば十分である。
【００３０】このような電流ブロック層１５を開口端と
ペレット側面端間の距離Ｌを５μｍ程度として設けたペ
レット構造において、図１３に示したと同様の通電寿命
試験を実施すると、図５に示すような結果が得られた。
ペレット側面端間の距離Ｌを５μｍ程度として設けたペ
レット構造において、図１３に示したと同様の通電寿命
試験を実施すると、図５に示すような結果が得られた。
【００３１】図２及び図１３に示した通電寿命試験の結
果において、図１３に示す従来構造にあっては、通電時
間が２０時間前後の通電初期の段階で相対光出力強度が
４０％程度低下するペレットが発生していたのに対し
て、上述した実施例の構造にあっては、図２に示すよう
に、通電時間が１０００時間後にあっても相対光出力強
度の平均が５％程度の低下にとどまるペレットが安定し
て得られている。
果において、図１３に示す従来構造にあっては、通電時
間が２０時間前後の通電初期の段階で相対光出力強度が
４０％程度低下するペレットが発生していたのに対し
て、上述した実施例の構造にあっては、図２に示すよう
に、通電時間が１０００時間後にあっても相対光出力強
度の平均が５％程度の低下にとどまるペレットが安定し
て得られている。
【００３２】したがって、ペレット側面をエッチング処
理することなく光出力の低下を抑制することが可能とな
る。さらに、ペレット側面のエッチング処理を行なわな
いので、ダイシング工程後にペレットが粘着テープから
剥離することはなくなり、歩留を高めることが可能とな
る。
理することなく光出力の低下を抑制することが可能とな
る。さらに、ペレット側面のエッチング処理を行なわな
いので、ダイシング工程後にペレットが粘着テープから
剥離することはなくなり、歩留を高めることが可能とな
る。
【００３３】次に、この発明の第２、第３、第４の実施
例について説明する。
例について説明する。
【００３４】図３はこの発明の第２の実施例に係る発光
ダイオードにおけるペレットの構造を示す断面図であ
る。
ダイオードにおけるペレットの構造を示す断面図であ
る。
【００３５】図３に示す実施例の特徴とするところは、
この発明をシングルヘテロ構造に適用したことにあり、
他の構成は図１に示す実施例と同様である。したがっ
て、このような構造にあっても、第１の実施例と同様の
効果を得ることができる。
この発明をシングルヘテロ構造に適用したことにあり、
他の構成は図１に示す実施例と同様である。したがっ
て、このような構造にあっても、第１の実施例と同様の
効果を得ることができる。
【００３６】図４はこの発明の第３の実施例に係る発光
ダイオードにおけるペレットの構造を示す断面図であ
る。
ダイオードにおけるペレットの構造を示す断面図であ
る。
【００３７】図４に示す実施例の特徴とするところは、
図１に示した実施例に比して、Ｐ型のＧａＡｓからなる
電流ブロック層１９を活性層１３と基板１１との間のｎ
型クラッド層１２に設けるようにしたことにあり、他の
構成は図１に示す実施例と同様である。このような構造
にあっても、活性層１３を流れる電流が活性層１３の略
中央部に集中されるので、図１に示した実施例と同様の
効果を得ることができる。
図１に示した実施例に比して、Ｐ型のＧａＡｓからなる
電流ブロック層１９を活性層１３と基板１１との間のｎ
型クラッド層１２に設けるようにしたことにあり、他の
構成は図１に示す実施例と同様である。このような構造
にあっても、活性層１３を流れる電流が活性層１３の略
中央部に集中されるので、図１に示した実施例と同様の
効果を得ることができる。
【００３８】図５はこの発明の第４の実施例に係る発光
ダイオードにおけるペレットの構造を示す断面図であ
る。
ダイオードにおけるペレットの構造を示す断面図であ
る。
【００３９】図５に示す実施例の特徴とするところは、
図４に示した実施例の特徴をシングルヘテロ構造に適用
したことにあり、他の構成は図４に示す実施例と同様で
ある。したがって、このような構造にあっても、図１に
示した実施例と同様の効果を得ることが可能となる。
図４に示した実施例の特徴をシングルヘテロ構造に適用
したことにあり、他の構成は図４に示す実施例と同様で
ある。したがって、このような構造にあっても、図１に
示した実施例と同様の効果を得ることが可能となる。
【００４０】次に、この発明を適用した光プリンタの実
施例について説明する。
施例について説明する。
【００４１】図６は図１に示した実施例の発光ダイオー
ドを光プリンタの光源となるリニアＬＥＤアレイに適用
した実施例の構造を示す図であり、同図（ａ）は平面
図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図
である。なお、図６及び以下に示す図９乃至図１１にお
いて、図１と同一の符号のものは同一機能を有するもの
であり、その説明は省略する。
ドを光プリンタの光源となるリニアＬＥＤアレイに適用
した実施例の構造を示す図であり、同図（ａ）は平面
図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図
である。なお、図６及び以下に示す図９乃至図１１にお
いて、図１と同一の符号のものは同一機能を有するもの
であり、その説明は省略する。
【００４２】図６に示す実施例のリニアＬＥＤアレイ
は、図１に示した発光ダイオードを基板１１を共通とし
て直線状に配列して構成したことを特徴としている。こ
のような構造にあっては、基板１１上に積層形成された
半導体層をエッチング処理により選択的に除去し、それ
ぞれの発光ダイオードを独立分離するため、ペレット側
面が前述したように凹凸状になる場合があるが、この発
明の特徴である電流ブロック層１５を設けているため、
図７に示すように、５６０〜６７０ｎｍの範囲で１に近
い内部量子効率を有するＩｎＧａＡｌＰからなる発光層
の高い光出力を低下させることなく維持することが可能
となり、図８に示すように、５６０〜６７０ｎｍ付近に
相対感度のピークを有するＳｅ−Ｔｅ系やＣｄＳ系の感
光体に対して高感度に印刷することが可能となる。
は、図１に示した発光ダイオードを基板１１を共通とし
て直線状に配列して構成したことを特徴としている。こ
のような構造にあっては、基板１１上に積層形成された
半導体層をエッチング処理により選択的に除去し、それ
ぞれの発光ダイオードを独立分離するため、ペレット側
面が前述したように凹凸状になる場合があるが、この発
明の特徴である電流ブロック層１５を設けているため、
図７に示すように、５６０〜６７０ｎｍの範囲で１に近
い内部量子効率を有するＩｎＧａＡｌＰからなる発光層
の高い光出力を低下させることなく維持することが可能
となり、図８に示すように、５６０〜６７０ｎｍ付近に
相対感度のピークを有するＳｅ−Ｔｅ系やＣｄＳ系の感
光体に対して高感度に印刷することが可能となる。
【００４３】また、電流ブロック層１５を設けることに
より、電流が集中して光取り出し面から外部に照射され
る光がしぼり込まれるため、微細な発光パターンが可能
となり、解像度を向上させることができるようになる。
より、電流が集中して光取り出し面から外部に照射され
る光がしぼり込まれるため、微細な発光パターンが可能
となり、解像度を向上させることができるようになる。
【００４４】図９は図３、図１０は図４、図１１は図５
にそれぞれ示した実施例の発光ダイオードを用いて図６
に示したと同様のリニアＬＥＤアレイを構成した際の断
面構造を示す図である。したがって、このような実施例
にあっても、図６に示す実施例と同様の効果を得ること
ができる。
にそれぞれ示した実施例の発光ダイオードを用いて図６
に示したと同様のリニアＬＥＤアレイを構成した際の断
面構造を示す図である。したがって、このような実施例
にあっても、図６に示す実施例と同様の効果を得ること
ができる。
【００４５】なお、この発明は、上記実施例に限ること
はなく、例えばｎ型のＧａＡｓ基板に代えてＰ型のＧａ
Ａｓ基板を用いてもよく、また、Ｐ型のクラッド層だけ
で電流の拡がりが十分に得られれば、電流拡散層１６を
省略するようにしてもよい。
はなく、例えばｎ型のＧａＡｓ基板に代えてＰ型のＧａ
Ａｓ基板を用いてもよく、また、Ｐ型のクラッド層だけ
で電流の拡がりが十分に得られれば、電流拡散層１６を
省略するようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、発光層を流れる電流の経路をペレット側面から離す
ことにより発光層の中央部付近で発光するようにしたの
で、ペレット側面の形状の影響を受けることなく光出力
の低下を抑制することが可能になるとともに、ペレット
側面のエッチング処理を削除して歩留を高めることが可
能となる。これにより、信頼性ならびに生産性を向上し
た発光ダイオードを提供することができる。
ば、発光層を流れる電流の経路をペレット側面から離す
ことにより発光層の中央部付近で発光するようにしたの
で、ペレット側面の形状の影響を受けることなく光出力
の低下を抑制することが可能になるとともに、ペレット
側面のエッチング処理を削除して歩留を高めることが可
能となる。これにより、信頼性ならびに生産性を向上し
た発光ダイオードを提供することができる。
【００４７】また、上述したこの発明の発光ダイオード
にあっては、光取り出し面から外部に照射される光が集
中されるため、微細な発光パターンが得られ、この発光
ダイオードを光源に用いた光プリンタ装置にあっては、
高光出力による印刷速度の高速化とともに高解像度を達
成することができる。
にあっては、光取り出し面から外部に照射される光が集
中されるため、微細な発光パターンが得られ、この発光
ダイオードを光源に用いた光プリンタ装置にあっては、
高光出力による印刷速度の高速化とともに高解像度を達
成することができる。
【図１】この発明の第１の実施例に係る発光ダイオード
におけるペレットの断面構造を示す図である。
におけるペレットの断面構造を示す図である。
【図２】図１に示す発光ダイオードにおける通電寿命試
験の結果を示す図である。
験の結果を示す図である。
【図３】この発明の第２の実施例に係る発光ダイオード
におけるペレットの断面構造を示す図である。
におけるペレットの断面構造を示す図である。
【図４】この発明の第３の実施例に係る発光ダイオード
におけるペレットの断面構造を示す図である。
におけるペレットの断面構造を示す図である。
【図５】この発明の第４の実施例に係る発光ダイオード
におけるペレットの断面構造を示す図である。
におけるペレットの断面構造を示す図である。
【図６】図１に示した発光ダイオードを用いた光プリン
タのアレイ光源の構造を示す図である。
タのアレイ光源の構造を示す図である。
【図７】図１に示した発光ダイオードの光出力特性を示
す図である。
す図である。
【図８】光プリンタ装置における感光体の相対感度特性
を示す図である。
を示す図である。
【図９】図３に示した発光ダイオードを用いた光プリン
タ装置のアレイ光源の構造を示す断面図である。
タ装置のアレイ光源の構造を示す断面図である。
【図１０】図４に示した発光ダイオードを用いた光プリ
ンタ装置のアレイ光源の構造を示す断面図である。
ンタ装置のアレイ光源の構造を示す断面図である。
【図１１】図５に示した発光ダイオードを用いた光プリ
ンタ装置のアレイ光源の構造を示す断面図である。
ンタ装置のアレイ光源の構造を示す断面図である。
【図１２】従来の発光ダイオードにおけるペレット化工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す従来の発光ダイオードにおける
通電寿命試験の結果を示す図である。
通電寿命試験の結果を示す図である。
１，１１ 半絶縁基板 ２，１２ ｎ型のクラッド層 ３，１３ 活性層 ４，１４ Ｐ型のクラッド層 ５，１６ 電流拡散層 ６，１７ ｎ型の電極 ７，１８ Ｐ型の電極 ８ 保護膜 ９ 粘着シート １５ ｎ型の電流ブロック層 １９ Ｐ型の電流ブロック層
【手続補正書】
【提出日】平成４年８月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 発光ダイオード及びその発光ダイオー
ドを備えた光プリンタ装置
ドを備えた光プリンタ装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、安定して高輝度が得
られる発光ダイオード及びこの発光ダイオードを用いた
光プリンタ装置に関する。
られる発光ダイオード及びこの発光ダイオードを用いた
光プリンタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体接合における再結合過程により放
出される光を利用した従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）
は、半導体基板上に積層形成される半導体接合層が半導
体基板とともに個々の素子に分離切断されてペレット化
され、それぞれのペレットが樹脂封止されて単体の素子
として製造される。
出される光を利用した従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）
は、半導体基板上に積層形成される半導体接合層が半導
体基板とともに個々の素子に分離切断されてペレット化
され、それぞれのペレットが樹脂封止されて単体の素子
として製造される。
【０００３】次に、このような発光ダイオードの製造過
程におけるペレット化の製造工程を、図１２（ａ）乃至
同図（ｇ）に示す工程断面図を参照して説明する。
程におけるペレット化の製造工程を、図１２（ａ）乃至
同図（ｇ）に示す工程断面図を参照して説明する。
【０００４】まず、ｎ型のＧａＡｓ基板１上にｎ型のＩ
ｎ0.5 （Ｇａ1-x Ａｌx ）0.5 Ｐからなるクラッド層
２、ｎ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1-y Ａｌy ）0.5 Ｐからなる
活性層３、Ｐ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1-z Ａｌz ）0.5 Ｐか
らなるクラッド層４のダブルヘテロ構造及びＰ型のＧａ
1-u Ａｌu Ａｓからなる電流拡散層５を順次ＭＯＣＶＤ
法により積層形成する（図１２（ａ））。
ｎ0.5 （Ｇａ1-x Ａｌx ）0.5 Ｐからなるクラッド層
２、ｎ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1-y Ａｌy ）0.5 Ｐからなる
活性層３、Ｐ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1-z Ａｌz ）0.5 Ｐか
らなるクラッド層４のダブルヘテロ構造及びＰ型のＧａ
1-u Ａｌu Ａｓからなる電流拡散層５を順次ＭＯＣＶＤ
法により積層形成する（図１２（ａ））。
【０００５】次に、ＧａＡｓ基板１側に３重量％程度の
Ｇｅを含むＡｕＧｅからなるｎ型の電極６を形成する。
続いて、最外層の電流拡散層５上に３重量％程度のＺｎ
を含むＡｕＺｎからなるＰ型の電極７を１４０μｍφの
寸法で複数形成する。その後、それぞれの電極６，７を
シンター工程によりオーミック電極化する（図１２
（ｂ））。
Ｇｅを含むＡｕＧｅからなるｎ型の電極６を形成する。
続いて、最外層の電流拡散層５上に３重量％程度のＺｎ
を含むＡｕＺｎからなるＰ型の電極７を１４０μｍφの
寸法で複数形成する。その後、それぞれの電極６，７を
シンター工程によりオーミック電極化する（図１２
（ｂ））。
【０００６】次に、光取り出し面となる電流拡散層５及
び電極７上にレジスト材又はＳｉＯ2 或はＳｉＮｘから
なる保護膜８を形成する。続いて、粘着シート９にウェ
ーハ１１の電極６側を粘り付けた後、ダイシング工程に
よりそれぞれの素子に分離切断する（図１２（ｃ））。
び電極７上にレジスト材又はＳｉＯ2 或はＳｉＮｘから
なる保護膜８を形成する。続いて、粘着シート９にウェ
ーハ１１の電極６側を粘り付けた後、ダイシング工程に
よりそれぞれの素子に分離切断する（図１２（ｃ））。
【０００７】次に、電流拡散層５、Ｐ型クラッド層４及
び活性層３、ｎ型クラッド層２、ＧａＡｓ基板１の破砕
側面を順次それぞれ１５μｍ程度エッチング除去し、ダ
イシング時に生じた破砕面を平滑化する（図１２
（ｄ），（ｅ），（ｆ））。
び活性層３、ｎ型クラッド層２、ＧａＡｓ基板１の破砕
側面を順次それぞれ１５μｍ程度エッチング除去し、ダ
イシング時に生じた破砕面を平滑化する（図１２
（ｄ），（ｅ），（ｆ））。
【０００８】最後に、保護膜８を除去し、素子のペレッ
ト化工程が完了する（図１２（ｇ））。
ト化工程が完了する（図１２（ｇ））。
【０００９】このようなペレット化工程においては、ダ
イシング時にペレット側面に生じた破砕面を平滑化する
ために、組成が異なる電流拡散層５、両クラッド層２，
４及び活性層３、ＧａＡｓ基板１がそれぞれの組成に対
して選択性を有するエッチング液によりそれぞれウェッ
トエッチング処理されていた。このため、量産時のよう
に多量のウェーハをエッチング処理する場合には、それ
ぞれのウェットエッチング処理により除去される破砕側
面の厚さにバラツキが生じて、ペレットの側面が凹凸状
になる場合があった。
イシング時にペレット側面に生じた破砕面を平滑化する
ために、組成が異なる電流拡散層５、両クラッド層２，
４及び活性層３、ＧａＡｓ基板１がそれぞれの組成に対
して選択性を有するエッチング液によりそれぞれウェッ
トエッチング処理されていた。このため、量産時のよう
に多量のウェーハをエッチング処理する場合には、それ
ぞれのウェットエッチング処理により除去される破砕側
面の厚さにバラツキが生じて、ペレットの側面が凹凸状
になる場合があった。
【００１０】このように、ペレット側面が凹凸状態にあ
ると、製品化する時のワイヤーボンディング工程にてペ
レットにクラックが生じることがある。このため、図１
３の通電寿命試験の結果に示すように、通電中に光出力
が著しく低下するペレットがあった。
ると、製品化する時のワイヤーボンディング工程にてペ
レットにクラックが生じることがある。このため、図１
３の通電寿命試験の結果に示すように、通電中に光出力
が著しく低下するペレットがあった。
【００１１】一方、ダイシング工程後に、ペレットの側
面をウェットエッチング処理せずに破砕状態で樹脂封止
した場合には、ペレット側面の破砕により発光層となる
活性層の側面側に結晶欠陥が残存し、光出力は破砕側面
を除去しない場合に比べて大幅に低下することになる。
これはペレットを樹脂封止した場合で顕著であるが、樹
脂封止しない場合でも光出力は低下する場合があり、不
安定な寿命特性になっていた。したがって、従来のペレ
ット化工程にあっては、ペレット側面の平滑化は必要に
なっていた。
面をウェットエッチング処理せずに破砕状態で樹脂封止
した場合には、ペレット側面の破砕により発光層となる
活性層の側面側に結晶欠陥が残存し、光出力は破砕側面
を除去しない場合に比べて大幅に低下することになる。
これはペレットを樹脂封止した場合で顕著であるが、樹
脂封止しない場合でも光出力は低下する場合があり、不
安定な寿命特性になっていた。したがって、従来のペレ
ット化工程にあっては、ペレット側面の平滑化は必要に
なっていた。
【００１２】また、ペレット側面を平滑化するためにウ
ェットエッチング処理を行なうと、このエッチング処理
により粘着シート９の接着剤が劣化して、エッチング処
理中にペレットが粘着シート９から剥離する場合があっ
た。
ェットエッチング処理を行なうと、このエッチング処理
により粘着シート９の接着剤が劣化して、エッチング処
理中にペレットが粘着シート９から剥離する場合があっ
た。
【００１３】また、ドライエッチング工程により電流拡
散層５、Ｐ型クラッド層４、活性層３、ｎ型クラッド層
２をそれぞれエッチング処理した後に、ダイシング工程
にてペレットに独立させるペレット化プロセスもある
が、このプロセスでも結晶成長層にＲＩＥによる側面ダ
メージ層が生じ、このダメージ層をウェットエッチング
処理しなければ光出力が低下してしまっていた。
散層５、Ｐ型クラッド層４、活性層３、ｎ型クラッド層
２をそれぞれエッチング処理した後に、ダイシング工程
にてペレットに独立させるペレット化プロセスもある
が、このプロセスでも結晶成長層にＲＩＥによる側面ダ
メージ層が生じ、このダメージ層をウェットエッチング
処理しなければ光出力が低下してしまっていた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
発光ダイオードにおける従来のペレット化工程にあって
は、ペレット側面のウェットエッチング処理おけるバラ
ツキによりペレット側面に凹凸が生じ、光出力が低下す
るという不具合を招いていた。さらに、ペレット側面の
ウェットエッチング処理によりペレットが失なわれ、歩
留が低下するという不具合も招いていた。
発光ダイオードにおける従来のペレット化工程にあって
は、ペレット側面のウェットエッチング処理おけるバラ
ツキによりペレット側面に凹凸が生じ、光出力が低下す
るという不具合を招いていた。さらに、ペレット側面の
ウェットエッチング処理によりペレットが失なわれ、歩
留が低下するという不具合も招いていた。
【００１５】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、ペレット側面
のウェットエッチング処理工程を削除し、光出力の低下
ならびに歩留の低下を抑制して、信頼性及び生産性の向
上を達成し得る発光ダイオードを提供することにある。
たものであり、その目的とするところは、ペレット側面
のウェットエッチング処理工程を削除し、光出力の低下
ならびに歩留の低下を抑制して、信頼性及び生産性の向
上を達成し得る発光ダイオードを提供することにある。
【００１６】また、この発光ダイオードを備え、印刷速
度の高速化ならびに高解像度化を達成し得る光プリンタ
装置を提供することにある。
度の高速化ならびに高解像度化を達成し得る光プリンタ
装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の特徴は、Ｐ型の半導体層とＮ型の
半導体層が積層形成されてなる半導体層と、前記半導体
層の両端層にそれぞれ形成された電極と、前記半導体層
のうち発光層となる前記半導体層と一方端の前記電極と
の間の前記半導体層に、この半導体層に対して逆導電型
の半導体層で形成されて発光層を流れる電流を中央部付
近に集中される電流ブロック層とから構成される。
に、この発明の第１の特徴は、Ｐ型の半導体層とＮ型の
半導体層が積層形成されてなる半導体層と、前記半導体
層の両端層にそれぞれ形成された電極と、前記半導体層
のうち発光層となる前記半導体層と一方端の前記電極と
の間の前記半導体層に、この半導体層に対して逆導電型
の半導体層で形成されて発光層を流れる電流を中央部付
近に集中される電流ブロック層とから構成される。
【００１８】また、この発明の第２の特徴は、前記発光
ダイオードが半導体基板を共通として配列形成されてな
るアレイ光源を備えて構成される。
ダイオードが半導体基板を共通として配列形成されてな
るアレイ光源を備えて構成される。
【００１９】
【作用】この発明の第１の特徴においては、電流ブロッ
ク層により発光層を流れる電流を発光層の中央部付近に
集中させて、ペレット側面を流れる電流を抑制し、ペレ
ット側面の影響を受けない中央付近の発光層で発光を行
なうようにしている。
ク層により発光層を流れる電流を発光層の中央部付近に
集中させて、ペレット側面を流れる電流を抑制し、ペレ
ット側面の影響を受けない中央付近の発光層で発光を行
なうようにしている。
【００２０】一方、この発明の第２の特徴は、この発明
の第１の特徴を有する発光ダイオードをアレイ状に配列
して光プリンタの光源を構成するようにしている。
の第１の特徴を有する発光ダイオードをアレイ状に配列
して光プリンタの光源を構成するようにしている。
【００２１】
【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。
する。
【００２２】図１はこの発明の第１の実施例に係る発光
ダイオードのペレット構造を示す断面図である。同図に
示す実施例の発光ダイオードは、４元混晶のＩｎＧａＡ
ｌＰを主要層とする化合物半導体層が積層されてダブル
ヘテロ構造を採用したＬＥＤである。
ダイオードのペレット構造を示す断面図である。同図に
示す実施例の発光ダイオードは、４元混晶のＩｎＧａＡ
ｌＰを主要層とする化合物半導体層が積層されてダブル
ヘテロ構造を採用したＬＥＤである。
【００２３】図１において、発光ダイオードのペレット
は、ｎ型のＧａＡｓを基板１１としており、この基板１
１上にＭＯＣＶＤ法によりｎ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1-x Ａ
ｌx）0.5 Ｐからなる１μｍ程度の厚さのクラッド層１
２、ｎ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1- y Ａｌy ）0.5 Ｐからなる
０．５μｍ程度の厚さの発光層となる活性層１３、Ｐ型
のＩｎ0.5 （Ｇａ1-z Ａｌz ）0.5 Ｐからなる１μｍ程
度厚さのクラッド層１４が順次成長形成されている。
は、ｎ型のＧａＡｓを基板１１としており、この基板１
１上にＭＯＣＶＤ法によりｎ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1-x Ａ
ｌx）0.5 Ｐからなる１μｍ程度の厚さのクラッド層１
２、ｎ型のＩｎ0.5 （Ｇａ1- y Ａｌy ）0.5 Ｐからなる
０．５μｍ程度の厚さの発光層となる活性層１３、Ｐ型
のＩｎ0.5 （Ｇａ1-z Ａｌz ）0.5 Ｐからなる１μｍ程
度厚さのクラッド層１４が順次成長形成されている。
【００２４】Ｐ型のクラッド層１４上には、略中央部が
開口されたｎ型のＧａＡｓからなる電流ブロック層１５
がＭＯＣＶＤ法により０．２μｍ程度の厚さに形成され
ている。この電流ブロック層１５は、パターニングされ
たレジストをマスクとしたエッチング処理により略中央
部のＧａＡｓが選択的に除去されて開口部が形成され、
電流を狭窄させる構造になっている。
開口されたｎ型のＧａＡｓからなる電流ブロック層１５
がＭＯＣＶＤ法により０．２μｍ程度の厚さに形成され
ている。この電流ブロック層１５は、パターニングされ
たレジストをマスクとしたエッチング処理により略中央
部のＧａＡｓが選択的に除去されて開口部が形成され、
電流を狭窄させる構造になっている。
【００２５】この電流ブロック層１５上及び開口部に
は、ＭＯＣＶＤ法によりＰ型のＧａ1- u Ａｌu Ａｓから
なる電流拡散層１６が形成されている。
は、ＭＯＣＶＤ法によりＰ型のＧａ1- u Ａｌu Ａｓから
なる電流拡散層１６が形成されている。
【００２６】ここで、それぞれの層の混晶比は、活性層
１３のｙは発光波長が５６０〜６７０ｎｍとなるように
０≦ｙ≦０．５に設定されている。また、Ｐ型及びｎ型
の両クラッド層１２，１４は、キャリアをとじ込めて、
かつ発光波長に対して透明にする必要から、ｙ＜ｘ≦
１，ｙ＜ｚ≦１が満足されるように設定されている。さ
らに、電流拡散層１６は、発光波長に対して透明である
必要から発光波長に相当するバンドギャップより広い混
晶比（ｕ）に設定される。
１３のｙは発光波長が５６０〜６７０ｎｍとなるように
０≦ｙ≦０．５に設定されている。また、Ｐ型及びｎ型
の両クラッド層１２，１４は、キャリアをとじ込めて、
かつ発光波長に対して透明にする必要から、ｙ＜ｘ≦
１，ｙ＜ｚ≦１が満足されるように設定されている。さ
らに、電流拡散層１６は、発光波長に対して透明である
必要から発光波長に相当するバンドギャップより広い混
晶比（ｕ）に設定される。
【００２７】また、図１において、基板１１の一方の全
面には、ＡｕＧｅ（Ｇｅを３重量％程度含む）／Ａｕか
らなるｎ型の電極１７が２０００Å／５０００Å程度の
厚さに蒸着形成されてオーミック化されている。一方、
電流拡散層１６上には、Ａｕ／ＡｕＺｎ（Ｚｎを３重量
％程度含む）／ＡｕからなるＰ型の電極１８が５００Å
／２０００Å／１０００Å程度の厚さに選択的に蒸着形
成されてオーミック化されている。
面には、ＡｕＧｅ（Ｇｅを３重量％程度含む）／Ａｕか
らなるｎ型の電極１７が２０００Å／５０００Å程度の
厚さに蒸着形成されてオーミック化されている。一方、
電流拡散層１６上には、Ａｕ／ＡｕＺｎ（Ｚｎを３重量
％程度含む）／ＡｕからなるＰ型の電極１８が５００Å
／２０００Å／１０００Å程度の厚さに選択的に蒸着形
成されてオーミック化されている。
【００２８】このような構成において、発光層となる活
性層１３とＰ型の電極１８が形成されている光取り出し
面との間に、略中央部が開口されて設けられた電流ブロ
ック層１５は、ｎ型のＧａＡｓから形成されているの
で、Ｐ型の電極１８がプラス側、ｎ型の電極１７がマイ
ナス側となるような極性の電圧を両電極間に印加した際
に、電流ブロック層１５とＰ型のクラッド層１４とのＰ
Ｎ接合は逆バイアス状態となる。これにより、Ｐ型の電
極１８から電流拡散層１６に注入された正孔は、電流ブ
ロック層１５を回避して電流ブロック層１５の開口部か
ら活性層１３へと移動し、ｎ型の電極１７から基板１１
に注入されて活性層１３に移動してきた電子と再結合す
ることになる。したがって、電流ブロック層１５下及び
その付近の活性層１３において発光が生じることにな
り、生じた光はＰ型の電極１８間の光取り出し面から外
部に照射される。
性層１３とＰ型の電極１８が形成されている光取り出し
面との間に、略中央部が開口されて設けられた電流ブロ
ック層１５は、ｎ型のＧａＡｓから形成されているの
で、Ｐ型の電極１８がプラス側、ｎ型の電極１７がマイ
ナス側となるような極性の電圧を両電極間に印加した際
に、電流ブロック層１５とＰ型のクラッド層１４とのＰ
Ｎ接合は逆バイアス状態となる。これにより、Ｐ型の電
極１８から電流拡散層１６に注入された正孔は、電流ブ
ロック層１５を回避して電流ブロック層１５の開口部か
ら活性層１３へと移動し、ｎ型の電極１７から基板１１
に注入されて活性層１３に移動してきた電子と再結合す
ることになる。したがって、電流ブロック層１５下及び
その付近の活性層１３において発光が生じることにな
り、生じた光はＰ型の電極１８間の光取り出し面から外
部に照射される。
【００２９】このように、電流ブロック層１５は、両電
極間に流れる電流の経路を活性層１３の略中央部に設定
し、ペレット側面の破砕部付近を流れる電流を抑制し、
これにより、ペレット側面付近での発光を抑え、破砕側
面付近における結晶欠陥の影響がほとんど及ばない活性
層１３の略中央部で発光を行なわしめるように機能する
ものである。
極間に流れる電流の経路を活性層１３の略中央部に設定
し、ペレット側面の破砕部付近を流れる電流を抑制し、
これにより、ペレット側面付近での発光を抑え、破砕側
面付近における結晶欠陥の影響がほとんど及ばない活性
層１３の略中央部で発光を行なわしめるように機能する
ものである。
【００３０】なお、電流ブロック層１５の開口部端から
ペレット側面端までの距離（図１中にＬで示す）は、破
砕側面の影響が及ばない領域に電流経路が設定される程
度の距離を必要とし、少なくとも３μｍ以上の距離があ
れば十分である。
ペレット側面端までの距離（図１中にＬで示す）は、破
砕側面の影響が及ばない領域に電流経路が設定される程
度の距離を必要とし、少なくとも３μｍ以上の距離があ
れば十分である。
【００３１】このような電流ブロック層１５を開口端と
ペレット側面端間の距離Ｌを５μｍ程度として設けたペ
レット構造において、図１３に示したと同様の通電寿命
試験を実施すると、図２に示すような結果が得られた。
ペレット側面端間の距離Ｌを５μｍ程度として設けたペ
レット構造において、図１３に示したと同様の通電寿命
試験を実施すると、図２に示すような結果が得られた。
【００３２】図２及び図１３に示した通電寿命試験の結
果において、図１３に示す従来構造にあっては、通電時
間が２０時間前後の通電初期の段階で相対光出力強度が
４０％程度低下するペレットが発生していたのに対し
て、上述した実施例の構造にあっては、図２に示すよう
に、通電時間が１０００時間後にあっても相対光出力強
度の平均が５％程度の低下にとどまるペレットが安定し
て得られている。
果において、図１３に示す従来構造にあっては、通電時
間が２０時間前後の通電初期の段階で相対光出力強度が
４０％程度低下するペレットが発生していたのに対し
て、上述した実施例の構造にあっては、図２に示すよう
に、通電時間が１０００時間後にあっても相対光出力強
度の平均が５％程度の低下にとどまるペレットが安定し
て得られている。
【００３３】したがって、ペレット側面をウェットエッ
チング処理することなく光出力の低下を抑制することが
可能となる。さらに、ペレット側面のウェットエッチン
グ処理を行なわないので、ダイシング工程後にペレット
が粘着テープから剥離することはなくなり、歩留を高め
ることが可能となる。
チング処理することなく光出力の低下を抑制することが
可能となる。さらに、ペレット側面のウェットエッチン
グ処理を行なわないので、ダイシング工程後にペレット
が粘着テープから剥離することはなくなり、歩留を高め
ることが可能となる。
【００３４】次に、この発明の第２、第３、第４の実施
例について説明する。
例について説明する。
【００３５】図３はこの発明の第２の実施例に係る発光
ダイオードにおけるペレットの構造を示す断面図であ
る。
ダイオードにおけるペレットの構造を示す断面図であ
る。
【００３６】図３に示す実施例の特徴とするところは、
この発明をシングルヘテロ構造に適用したことにあり、
他の構成は図１に示す実施例と同様である。したがっ
て、このような構造にあっても、第１の実施例と同様の
効果を得ることができる。
この発明をシングルヘテロ構造に適用したことにあり、
他の構成は図１に示す実施例と同様である。したがっ
て、このような構造にあっても、第１の実施例と同様の
効果を得ることができる。
【００３７】図４はこの発明の第３の実施例に係る発光
ダイオードにおけるペレットの構造を示す断面図であ
る。
ダイオードにおけるペレットの構造を示す断面図であ
る。
【００３８】図４に示す実施例の特徴とするところは、
図１に示した実施例に比して、Ｐ型のＧａＡｓからなる
電流ブロック層１９を活性層１３と基板１１との間のｎ
型クラッド層１２に設けるようにしたことにあり、他の
構成は図１に示す実施例と同様である。このような構造
にあっても、活性層１３を流れる電流が活性層１３の略
中央部に集中されるので、図１に示した実施例と同様の
効果を得ることができる。
図１に示した実施例に比して、Ｐ型のＧａＡｓからなる
電流ブロック層１９を活性層１３と基板１１との間のｎ
型クラッド層１２に設けるようにしたことにあり、他の
構成は図１に示す実施例と同様である。このような構造
にあっても、活性層１３を流れる電流が活性層１３の略
中央部に集中されるので、図１に示した実施例と同様の
効果を得ることができる。
【００３９】図５はこの発明の第４の実施例に係る発光
ダイオードにおけるペレットの構造を示す断面図であ
る。
ダイオードにおけるペレットの構造を示す断面図であ
る。
【００４０】図５に示す実施例の特徴とするところは、
図４に示した実施例の特徴をシングルヘテロ構造に適用
したことにあり、他の構成は図４に示す実施例と同様で
ある。したがって、このような構造にあっても、図１に
示した実施例と同様の効果を得ることが可能となる。
図４に示した実施例の特徴をシングルヘテロ構造に適用
したことにあり、他の構成は図４に示す実施例と同様で
ある。したがって、このような構造にあっても、図１に
示した実施例と同様の効果を得ることが可能となる。
【００４１】次に、この発明を適用した光プリンタの実
施例について説明する。
施例について説明する。
【００４２】図６は図１に示した実施例の発光ダイオー
ドを光プリンタの光源となるリニアＬＥＤアレイに適用
した実施例の構造を示す図であり、同図（ａ）は平面
図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図
である。なお、図６及び以下に示す図９乃至図１１にお
いて、図１と同一の符号のものは同一機能を有するもの
であり、その説明は省略する。
ドを光プリンタの光源となるリニアＬＥＤアレイに適用
した実施例の構造を示す図であり、同図（ａ）は平面
図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図
である。なお、図６及び以下に示す図９乃至図１１にお
いて、図１と同一の符号のものは同一機能を有するもの
であり、その説明は省略する。
【００４３】図６に示す実施例のリニアＬＥＤアレイ
は、図１に示した発光ダイオードを基板１１を共通とし
て直線状に配列して構成したことを特徴としている。こ
のような構造にあっては、基板１１上に積層形成された
半導体層をドライエッチング処理により選択的に除去
し、それぞれの発光ダイオードを独立分離する。この場
合、それぞれの発光ダイオード部の側面に破砕層が残存
するが、この発明の特徴である電流ブロック層１５を設
けているため、図７に示すように、５６０〜６７０ｎｍ
の範囲で１に近い内部量子効率を有するＩｎＧａＡｌＰ
からなる発光層の高い光出力を低下させることなく維持
することが可能となり、図８に示すように、５６０〜６
７０ｎｍ付近に相対感度のピークを有するＳｅ−Ｔｅ系
やＣｄＳ系の感光体に対して高感度に印刷することが可
能となる。
は、図１に示した発光ダイオードを基板１１を共通とし
て直線状に配列して構成したことを特徴としている。こ
のような構造にあっては、基板１１上に積層形成された
半導体層をドライエッチング処理により選択的に除去
し、それぞれの発光ダイオードを独立分離する。この場
合、それぞれの発光ダイオード部の側面に破砕層が残存
するが、この発明の特徴である電流ブロック層１５を設
けているため、図７に示すように、５６０〜６７０ｎｍ
の範囲で１に近い内部量子効率を有するＩｎＧａＡｌＰ
からなる発光層の高い光出力を低下させることなく維持
することが可能となり、図８に示すように、５６０〜６
７０ｎｍ付近に相対感度のピークを有するＳｅ−Ｔｅ系
やＣｄＳ系の感光体に対して高感度に印刷することが可
能となる。
【００４４】また、電流ブロック層１５を設けることに
より、電流が集中して光取り出し面から外部に照射され
る光がしぼり込まれるため、微細な発光パターンが可能
となり、解像度を向上させることができるようになる。
より、電流が集中して光取り出し面から外部に照射され
る光がしぼり込まれるため、微細な発光パターンが可能
となり、解像度を向上させることができるようになる。
【００４５】図９は図３、図１０は図４、図１１は図５
にそれぞれ示した実施例の発光ダイオードを用いて図６
に示したと同様のリニアＬＥＤアレイを構成した際の断
面構造を示す図である。したがって、このような実施例
にあっても、図６に示す実施例と同様の効果を得ること
ができる。
にそれぞれ示した実施例の発光ダイオードを用いて図６
に示したと同様のリニアＬＥＤアレイを構成した際の断
面構造を示す図である。したがって、このような実施例
にあっても、図６に示す実施例と同様の効果を得ること
ができる。
【００４６】なお、この発明は、上記実施例に限ること
はなく、例えばｎ型のＧａＡｓ基板に代えてＰ型のＧａ
Ａｓ基板を用いてもよく、また、Ｐ型のクラッド層だけ
で電流の拡がりが十分に得られれば、電流拡散層１６を
省略するようにしてもよい。
はなく、例えばｎ型のＧａＡｓ基板に代えてＰ型のＧａ
Ａｓ基板を用いてもよく、また、Ｐ型のクラッド層だけ
で電流の拡がりが十分に得られれば、電流拡散層１６を
省略するようにしてもよい。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、発光層を流れる電流の経路をペレット側面から離す
ことにより発光層の中央部付近で発光するようにしたの
で、ペレット側面の形状の影響を受けることなく光出力
の低下を抑制することが可能になるとともに、ペレット
側面のエッチング処理を削除して歩留を高めることが可
能となる。これにより、信頼性ならびに生産性を向上し
た発光ダイオードを提供することができる。
ば、発光層を流れる電流の経路をペレット側面から離す
ことにより発光層の中央部付近で発光するようにしたの
で、ペレット側面の形状の影響を受けることなく光出力
の低下を抑制することが可能になるとともに、ペレット
側面のエッチング処理を削除して歩留を高めることが可
能となる。これにより、信頼性ならびに生産性を向上し
た発光ダイオードを提供することができる。
【００４８】また、上述したこの発明の発光ダイオード
にあっては、光取り出し面から外部に照射される光が集
中されるため、微細な発光パターンが得られ、この発光
ダイオードを光源に用いた光プリンタ装置にあっては、
高光出力による印刷速度の高速化とともに高解像度を達
成することができる。
にあっては、光取り出し面から外部に照射される光が集
中されるため、微細な発光パターンが得られ、この発光
ダイオードを光源に用いた光プリンタ装置にあっては、
高光出力による印刷速度の高速化とともに高解像度を達
成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例に係る発光ダイオード
におけるペレットの断面構造を示す図である。
におけるペレットの断面構造を示す図である。
【図２】図１に示す発光ダイオードにおける通電寿命試
験の結果を示す図である。
験の結果を示す図である。
【図３】この発明の第２の実施例に係る発光ダイオード
におけるペレットの断面構造を示す図である。
におけるペレットの断面構造を示す図である。
【図４】この発明の第３の実施例に係る発光ダイオード
におけるペレットの断面構造を示す図である。
におけるペレットの断面構造を示す図である。
【図５】この発明の第４の実施例に係る発光ダイオード
におけるペレットの断面構造を示す図である。
におけるペレットの断面構造を示す図である。
【図６】図１に示した発光ダイオードを用いた光プリン
タのアレイ光源の構造を示す図である。
タのアレイ光源の構造を示す図である。
【図７】図１に示した発光ダイオードの光出力特性を示
す図である。
す図である。
【図８】光プリンタ装置における感光体の相対感度特性
を示す図である。
を示す図である。
【図９】図３に示した発光ダイオードを用いた光プリン
タ装置のアレイ光源の構造を示す断面図である。
タ装置のアレイ光源の構造を示す断面図である。
【図１０】図４に示した発光ダイオードを用いた光プリ
ンタ装置のアレイ光源の構造を示す断面図である。
ンタ装置のアレイ光源の構造を示す断面図である。
【図１１】図５に示した発光ダイオードを用いた光プリ
ンタ装置のアレイ光源の構造を示す断面図である。
ンタ装置のアレイ光源の構造を示す断面図である。
【図１２】従来の発光ダイオードにおけるペレット化工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す従来の発光ダイオードにおける
通電寿命試験の結果を示す図である。
通電寿命試験の結果を示す図である。
【符号の説明】 １，１１ 半絶縁基板 ２，１２ ｎ型のクラッド層 ３，１３ 活性層 ４，１４ Ｐ型のクラッド層 ５，１６ 電流拡散層 ６，１７ ｎ型の電極 ７，１８ Ｐ型の電極 ８ 保護膜 ９ 粘着シート １５ ｎ型の電流ブロック層 １９ Ｐ型の電流ブロック層
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｐ型の半導体層とＮ型の半導体層が積層
形成されてなる半導体層と、 前記半導体層の両端層にそれぞれ形成された電極と、 発光層となる前記半導体層と一方端の前記電極との間の
前記半導体層に、この半導体層に対して逆導電型の半導
体層で形成されて発光層を流れる電流を中央部付近に集
中される電流ブロック層とを有することを特徴とする発
光ダイオード。 - 【請求項２】 前記半導体層は、ＩｎＧａＡｌＰ系混晶
の半導体層を含むことを特徴とする請求項１記載の発光
ダイオード。 - 【請求項３】 前記半導体層は、ダブルヘテロ接合を有
することを特徴とする請求項１又は２記載の発光ダイオ
ード。 - 【請求項４】 前記半導体層は、シングルヘテロ接合を
有することを特徴とする請求項１又は２記載の発光ダイ
オード。 - 【請求項５】 前記電流ブロック層は、前記半導体層の
側面から中央部に向って少なくとも３μｍ以上形成され
てなることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の
発光ダイオード。 - 【請求項６】 前記発光ダイオードが半導体基板を共通
として配列形成されてなるアレイ光源を備えたことを特
徴とする光プリンタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14760992A JPH05343736A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 発光ダイオード及びその発光ダイオードを備えた光プリンタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14760992A JPH05343736A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 発光ダイオード及びその発光ダイオードを備えた光プリンタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05343736A true JPH05343736A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15434202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14760992A Pending JPH05343736A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 発光ダイオード及びその発光ダイオードを備えた光プリンタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05343736A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6236065B1 (en) | 1994-08-25 | 2001-05-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light-emitting diode array and method for fabricating the same |
| US6246078B1 (en) | 1997-01-29 | 2001-06-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting element |
-
1992
- 1992-06-08 JP JP14760992A patent/JPH05343736A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6236065B1 (en) | 1994-08-25 | 2001-05-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light-emitting diode array and method for fabricating the same |
| US6246078B1 (en) | 1997-01-29 | 2001-06-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light emitting element |
| US6399409B2 (en) | 1997-01-29 | 2002-06-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for fabricating semiconductor light emitting element |
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