JPH08102551A - 半導体発光装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体発光装置およびその製造方法

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JPH08102551A
JPH08102551A JP26116694A JP26116694A JPH08102551A JP H08102551 A JPH08102551 A JP H08102551A JP 26116694 A JP26116694 A JP 26116694A JP 26116694 A JP26116694 A JP 26116694A JP H08102551 A JPH08102551 A JP H08102551A
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JP
Japan
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element substrate
semiconductor light
light emitting
electrode layer
emitting device
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JP26116694A
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English (en)
Inventor
Yoshifumi Bito
喜文 尾藤
Tatsuya Kishimoto
達也 岸本
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 素子基板4の表面4aにLED5が形成され
ている半導体発光装置1において、その素子基板4の裏
面4bに形成される電極層7は、導電層3を介して回路
基板2の配線8に接続される。その素子基板4の裏面4
bは粗面とされ、その粗面の段差により前記電極層7の
配線8との接続面7aが粗面とされる。 【効果】 相隣接する半導体発光装置の電極層間が導電
層を介し短絡するのを防止でき、しかも、その電極層の
材料は限定されないので素子基板にオーミック接触する
材料とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばページプリンタ
の感光ドラムの露光用光源として用いられる半導体発光
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ページプリンタの感光ドラムの露光用光
源として、回路基板上に一定の間隔で配列される複数の
半導体発光装置が用いられる。各半導体発光装置は、素
子基板と、その素子基板の表面側に並列する複数のLE
Dと、各LEDに接続される個別電極と、その素子基板
の裏面に形成されて各LEDの共通電極として機能する
電極層とを備える。各半導体発光装置の電極層は、銀ペ
ーストを硬化させることで構成される導電層を介し前記
回路基板上の互いに異なる配線に接続される。また、各
個別電極はワイヤーボンダー等を介し前記回路基板上の
互いに異なる配線に接続される。
【0003】その回路基板上に並列する複数の半導体発
光装置の隣接間隔は、各LEDの配列ピッチを小さくし
てプリンタによる印字の高精細化を図るため、例えば数
μmから十数μm程度と非常に小さくされる。そうする
と、各半導体発光装置の電極層を銀ペーストを介し前記
回路基板上の互いに異なる配線に接続する際に、その銀
ペーストが流動して隣接する半導体発光装置の電極層に
至り、相隣接する半導体発光装置の電極層間が導電層を
介し短絡することがあった。そのような短絡が生じる
と、所望のLEDを発光させることができなくなる。
【0004】すなわち、発光対象のLED個々に通電し
て発光させようとすると制御用ICの数が多くなるの
で、各半導体発光装置における発光対象のLEDの位置
に対応する各個別電極と、発光対象のLEDが属する半
導体発光装置の共通電極とに通電することで発光制御を
行ない、IC数の低減を図っている。例えば、回路基板
上で並列する半導体発光装置の数が40個、各半導体発
光装置の素子基板上で並列するLEDの数が64個、こ
れにより並列するLEDの総数が40×64=2560
個である場合において、その左から3つめの半導体発光
装置における左から4つめのLEDを発光させるには、
各半導体発光装置における左から4つめのLEDそれぞ
れの個別電極と、左から3つめの半導体発光装置の共通
電極とに通電することで、所望のLEDを発光させてい
る。しかし、相隣接する半導体発光装置の電極層間が導
電層を介し短絡すると、発光させるつもりのない他の半
導体発光装置における左から4つめのLEDが発光して
しまう。
【0005】そこで、その素子基板の裏面に形成される
電極層の材料として、その電極層の配線との接続面が電
極形成時に粗面となる例えば金‐スズ(Au‐Sn)の
2層金属材料が用いられている。これにより、その電極
層の接続面に凹凸が形成されるので、銀ペーストの流れ
が生じ難くなり、前記短絡が防止される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】その電極層の接続面が
電極形成時に粗面となるのは、理由は明確ではないが前
記Au‐Snのような限られた材料のみである。そのた
め、素子基板の材料によってはオーミック接触できない
場合がある。例えば、Au‐Snはn型ガリウム砒素
(GaAs)の素子基板に対してはオーミック電極とな
るが、n型シリコン(Si)の素子基板に対してはオー
ミック電極とはならない。そのため、例えばn型Siの
素子基板にオーミック接触するクロム‐アンチモン‐金
(Cr‐Sb‐Au)を電極層の材料として用いた場
合、相隣接する半導体発光装置の電極層間が導電層を介
し短絡することがある。
【0007】本発明は、上記課題を解決することのでき
る半導体発光装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光装置
は、素子基板と、その素子基板の表面に形成されるLE
Dと、その素子基板の裏面に形成される電極層とを備
え、その電極層は導電層を介して回路基板の配線に接続
され、その素子基板の裏面は粗面とされ、その粗面の段
差により前記電極層の配線との接続面が粗面とされる。
【0009】その半導体発光装置を製造するに際し、そ
のLEDをパッシベーション膜により被覆した後に、そ
の素子基板の裏面をエッチング液を用いて異方性エッチ
ングすることで粗面とするのが好ましい。
【0010】
【発明の作用および効果】本発明の構成によれば、その
素子基板の裏面を粗面とすることで、その電極層の材料
に拘らず、その電極層の配線との接続面を粗面にして凹
凸を形成し、導電層を構成する銀ペースト等の流れを生
じ難くできる。これにより、複数の半導体発光装置を小
さな間隔をおいて並列する場合に、相隣接する半導体発
光装置の電極層間が導電層を介し短絡するのを防止で
き、しかも、その電極層の材料は限定されないので素子
基板にオーミック接触する材料を用いることができる。
【0011】その素子基板の裏面をエッチング液を用い
て異方性エッチングすることで粗面とすることができ、
そのエッチングに先立って素子基板の表面側に並列する
複数のLEDをパッシベーション膜により被覆すること
で、LEDが素子基板の裏面のエッチングの影響を受け
るのを防止できる。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【0013】図1、図2は、ページプリンタの感光ドラ
ムの露光用光源として用いられる複数の半導体発光装置
1を示し、それら半導体発光装置1はn型Siの回路基
板2上で一定の間隔で一列に並列される。各半導体発光
装置1は、素子基板4と、その素子基板4の表面に形成
されて半導体発光装置1の並列方向に沿って一列に並列
する複数のLED5と、各LED5に接続される個別電
極6と、その素子基板4の裏面に形成されて各LED5
の共通電極として機能する電極層7とを有する。その回
路基板2上における半導体発光装置1の隣接間隔δは数
μmから十数μm程度とされる。
【0014】各LED5は、素子基板4の表面4aに半
導体結晶を有機金属気相エピタキシー(MOCVD)や
分子線エピタキシー(MBE)等により成長させ、その
成長層をLED5となる部分を残してエッチングするこ
とで形成できる。例えば、ガリウム砒素(GaAs)、
ガリウム砒素リン(GaAsP)、ガリウムリン(Ga
P)等の成長層であるバッファー層5aと、アルミニウ
ムガリウム砒素(AlGaAs)の成長層であるn形半
導体層5b、p形半導体層5cおよびp+ 形半導体層5
dとで構成できる。各LED5と素子基板4の表面4a
とは、プラズマCVD等により形成される窒化珪素(S
iNX )や酸化珪素(SiO2 )等のパッシベーション
膜9により覆われる。
【0015】各個別電極6は、各LED5を覆うパッシ
ベーション膜9の一部をエッチングにより除去すること
で前記p+ 型半導体層5dを露出させた後に、そのp+
型半導体層5dに接続される金属層を蒸着によって成長
させてパターニングすることで形成される。その個別電
極6の材料としては、p+ 型半導体層5dにオーミック
接触する例えば金(Au)が用いられる。
【0016】各電極層7は、蒸着によって成長させた金
属層により素子基板4の裏面4bを覆うように形成され
る。その電極層7の材料としては、素子基板4にオーミ
ック接触する例えばCr‐Sb‐Auの3層金属材料
を、100Å‐700Å‐1600Åの厚さで積層した
ものが用いられる。
【0017】各半導体発光装置1の電極層7は、導電層
3を介し前記回路基板2上の互いに異なる配線8に電気
的に接続される。その導電層3は、酢酸ブチル等の熱硬
化性ペーストに銀粒子を分散させた銀ペーストを電極層
7にコーティングし、その電気的接続後に熱硬化させる
ことで構成される。
【0018】その素子基板4の裏面4bは、図3に示す
ように多数のピラミッド状突起10が形成された段差を
有する粗面とされている。その突起10は、水酸化ナト
リウム又は水酸化カリウムの1%以上のアルカリ溶液を
60℃以上の温度にしたエッチング液を用いて、その素
子基板4の裏面4bを異方性エッチングして荒らすこと
で形成できる。その素子基板4の裏面4bにおける段差
により、前記電極層7の配線8との接続面7aが粗面と
される。その段差の大きさは、小さ過ぎると銀ペースト
の流動を充分に防止できないことから、その電極層7の
厚さに応じた不必要に大きくない寸法とされる。例えば
電極層7の厚さが0.数μm〜数μmであれば数μm〜
10数μm程度とすればよい。なお、その段差の寸法は
エッチング時間に応じて変化させることができ、その素
子基板4の裏面4bの見た目が白濁すれば、その裏面4
bは荒れて粗面となっている。
【0019】その素子基板4の裏面4bを粗面とするた
めのエッチングは、各LED5をパッシベーション膜9
により被覆した後に行なわれる。そのエッチング後に電
極層7を形成し、また、パッシベーション膜9をエッチ
ングしてp+ 型半導体層5dを露出させて各個別電極6
を形成する。そのパッシベーション膜9を構成するSi
X やSiO2 は、アルカリによりエッチングされない
か若しくは低レートでしかエッチングされないため、そ
の素子基板4の裏面4bのエッチングに先立って各LE
D5をパッシベーション膜9により被覆することで、各
LED5が素子基板4の裏面4bのエッチングの影響を
受けるのを防止できる。
【0020】各LED5の発光制御は、発光対象のLE
D5個々に通電して発光させると制御用ICの数が多く
なるので、従来例で述べたように、各半導体発光装置1
における発光対象のLED5の位置に対応する各個別電
極6と、発光対象のLED5が属する半導体発光装置1
の共通電極層7とに通電することで行なわれる。
【0021】上記構成によれば、その素子基板4の裏面
4bを粗面とすることで、その電極層7の材料に拘ら
ず、その電極層7の配線8との接続面7aを粗面にして
凹凸を形成し、導電層3を構成する銀ペーストの流れを
生じ難くできる。これにより、相隣接する半導体発光装
置1の電極層7が導電層3を介し短絡するのが防止で
き、しかも、その電極層7の材料として素子基板4にオ
ーミック接触する材料を用いることができる。実際に回
路基板2上に40個の半導体発光装置1を並列させた場
合において、素子基板4の裏面4bを粗面としない場合
は数カ所〜20数カ所において隣接する半導体発光装置
1の電極層7間で短絡が発生したのに対し、素子基板4
の裏面4bを粗面とすることで短絡発生箇所が無くなっ
た。さらに、相隣接する半導体発光装置1の間隔を小さ
くできるので、複数のLED5の並列ピッチを小さく
し、プリンタの感光ドラムの露光用光源として用いる場
合における印字の高精細化を図れる。
【0022】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、導電層を構成するのは銀ペースト
に限定されず、流動性を有する導電剤であって硬化可能
なものであればよい。また、素子基板の裏面における粗
面を構成する突起は、電極層の配線との接続面を粗面に
できれば足りるため、ピラミッド状に限定されず、例え
ばHF‐HNO3 系のエッチャントを用いることでピラ
ミッド状以外にすることができる。また、素子基板の材
料はSiに限定されず、例えばGaAsの素子基板の裏
面を、H2 SO4 ‐H2 2 ‐H2 O系のエッチャント
によって異方性エッチングを行ない荒らすことで粗面と
することができる。また、素子基板の裏面をドライエッ
チングにより粗面にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の半導体発光装置の平面図
【図2】その半導体発光装置の断面図
【図3】シリコン半導体結晶により形成された素子基板
の裏面における構造を示す斜視図
【符号の説明】
2 回路基板 3 導電層 4 素子基板 5 LED 6 個別電極 7 電極層 7a 接続面 8 配線 9 パッシベーション膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 素子基板と、その素子基板の表面に形成
    されるLEDと、その素子基板の裏面に形成される電極
    層とを備え、その電極層は導電層を介して回路基板の配
    線に接続され、その素子基板の裏面は粗面とされ、その
    粗面の段差により前記電極層の配線との接続面が粗面と
    される半導体発光装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の半導体発光装置を製造
    するに際し、そのLEDをパッシベーション膜により被
    覆した後に、その素子基板の裏面をエッチング液を用い
    て異方性エッチングすることで粗面とすることを特徴と
    する半導体発光装置の製造方法。
JP26116694A 1994-09-30 1994-09-30 半導体発光装置およびその製造方法 Pending JPH08102551A (ja)

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