JPH09232626A - Manufacture of light emitting diode array - Google Patents

Manufacture of light emitting diode array

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JPH09232626A
JPH09232626A JP3972696A JP3972696A JPH09232626A JP H09232626 A JPH09232626 A JP H09232626A JP 3972696 A JP3972696 A JP 3972696A JP 3972696 A JP3972696 A JP 3972696A JP H09232626 A JPH09232626 A JP H09232626A
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gallium arsenide
layer
conductivity type
arsenide layer
etching
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Katsunobu Kitada
勝信 北田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a light emitting diode array with separate electrodes and a common electrode formed on the surface of a substrate to be uniform in drive voltage. SOLUTION: An N-GaAs buffer layer 2, an N<+> -GaAs ohmic contact layer 3, an N-AlGaAs etching buffer layer 4a and an N-GaAs etching buffer layer 4b, an N-AlGaAs layer 5, a P-AlGaAs layer 6, and a P<+> -GaAs ohmic contact layer 7 are successively deposited in this sequence on a semiconductor substrate 1, and the above laminate is formed into unit light emitting devices of island-like structure by etching. The etching buffer layer 4 composed of an N-AlGaAs etching buffer layer 4a and an N-GaAs etching buffer layer 4b laminated on the buffer layer 4a is interposed, so that the buffer layer 4b can be selectively etched first, and then the thin buffer layer 4a uniform in thickness is etched through a time control method in a process where the ohmic contact layer 3 is exposed for the formation of a common electrode 8. Therefore, all devices are made uniform in the thickness of the ohmic contact layer of a common electrode by adoption of the etching buffer layer 4, so that the devices are set uniform in drive voltage.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は発光ダイオードアレ
イの製造方法に関し、特にページプリンタ用感光ドラム
の露光源などに用いられる発光ダイオードアレイの製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a light emitting diode array, and more particularly to a method for manufacturing a light emitting diode array used as an exposure source of a photosensitive drum for a page printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の発光ダイオードアレイを図3およ
び図4に示す。図4は、図3のA−A線断面図である。
図3および図4において、21は半導体基板、22は島
状半導体層、23は個別電極、24は共通電極である。
2. Description of the Related Art A conventional light emitting diode array is shown in FIGS. FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG.
3 and 4, 21 is a semiconductor substrate, 22 is an island-shaped semiconductor layer, 23 is an individual electrode, and 24 is a common electrode.

【0003】半導体基板21は、例えばシリコン(S
i)やガリウム砒素(GaAs)などの単結晶半導体基
板などから成る。島状半導体層22は、ガリウム砒素や
アルミニウムガリウム砒素などの化合物半導体層などか
ら成り、一導電型不純物を含有する層22aと逆導電型
不純物を含有する層22bから成る。一導電型不純物を
含有する層22aと逆導電型不純物を含有する層22b
の界面部分で半導体接合部が形成される。この島状半導
体層22は、例えばMOCVD(有機金属化学気相成
長)法やMBE(電子ビームエピタキシ)法でガリウム
砒素やアルミニウムガリウム砒素などから成る単結晶半
導体層を形成した後に、メサエッチングなどによって島
状に形成される。
The semiconductor substrate 21 is made of, for example, silicon (S
i) or a single crystal semiconductor substrate such as gallium arsenide (GaAs). The island-shaped semiconductor layer 22 is made of a compound semiconductor layer of gallium arsenide, aluminum gallium arsenide, or the like, and includes a layer 22a containing impurities of one conductivity type and a layer 22b containing impurities of opposite conductivity type. Layer 22a containing one conductivity type impurity and layer 22b containing opposite conductivity type impurity
A semiconductor junction is formed at the interface portion of. The island-shaped semiconductor layer 22 is formed by, for example, mesa etching after forming a single crystal semiconductor layer made of gallium arsenide, aluminum gallium arsenide, or the like by MOCVD (metal organic chemical vapor deposition) or MBE (electron beam epitaxy). It is formed like an island.

【0004】島状半導体層22の表面部分には、例えば
窒化シリコン膜(Six y )などから成る保護膜25
が形成されており、この保護膜25の表面部分には、例
えば金(Au)などから成る個別電極23が形成されて
いる。この個別電極23は、保護膜25に形成されたス
ルーホールを介して逆導電型不純物を含有する半導体層
22bに接続されている。この個別電極23は、島状半
導体層22のうちの逆導電型不純物を含有する層22b
の上面部分から壁面部分を経由して、半導体基板21の
端面近傍まで、隣接する島状半導体層22ごとに交互に
他の端面側に延在するように形成されている。また、半
導体基板21の裏面側のほぼ全面には共通電極24が形
成されている。
[0004] On the surface portion of the island-shaped semiconductor layer 22, for example a protective film 25 made of a silicon nitride film (Si x N y)
Are formed, and individual electrodes 23 made of, for example, gold (Au) are formed on the surface of the protective film 25. This individual electrode 23 is connected to a semiconductor layer 22b containing an impurity of the opposite conductivity type via a through hole formed in the protective film 25. This individual electrode 23 is formed of a layer 22 b containing an impurity of the opposite conductivity type in the island-shaped semiconductor layer 22.
Is formed so as to extend alternately to the other end face side for each adjacent island-shaped semiconductor layer 22 from the upper surface part to the vicinity of the end face of the semiconductor substrate 21 via the wall face part. A common electrode 24 is formed on almost the entire back surface of the semiconductor substrate 21.

【0005】島状半導体層22、個別電極23および共
通電極24で個々の発光ダイオードが構成され、この発
光ダイオードは半導体基板21上に一列状に並ぶように
形成される。この場合、例えば個別電極23が発光ダイ
オードのアノード電極となり、共通電極24がカソード
電極となる。なお、個別電極23はその広幅部分におい
て外部回路とボンディングワイヤなどで接続される。
The island-shaped semiconductor layer 22, the individual electrodes 23, and the common electrode 24 constitute individual light emitting diodes, and the light emitting diodes are formed on the semiconductor substrate 21 so as to be arranged in a line. In this case, for example, the individual electrode 23 becomes the anode electrode of the light emitting diode, and the common electrode 24 becomes the cathode electrode. The individual electrode 23 is connected to an external circuit at its wide portion by a bonding wire or the like.

【0006】このような発光ダイオードアレイでは、例
えば個別電極23から共通電極24に向けて順方向に電
流を流すと、逆導電型不純物を含有する層22bには電
子が注入され、一導電型不純物を含有する層22aには
正孔が注入される。これらの少数キャリアの一部が多数
キャリアと発光再結合することによって光を生じる。ま
た、列状に形成された発光素子のいずれかの個別電極2
3を選択して電流を流して発光させることにより、例え
ばページプリンタ用感光ドラムの露光源として用いられ
る。
In such a light emitting diode array, for example, when a current is passed in the forward direction from the individual electrode 23 to the common electrode 24, electrons are injected into the layer 22b containing impurities of opposite conductivity type, and impurities of one conductivity type are introduced. Holes are injected into the layer 22a containing. Some of these minority carriers emit light by radiative recombination with majority carriers. In addition, any one of the individual electrodes 2 of the light emitting elements formed in a row
When 3 is selected and a current is passed to cause it to emit light, it is used as an exposure source of a photosensitive drum for a page printer, for example.

【0007】ところが、この従来の発光ダイオードアレ
イでは、半導体基板21の表面側に形成した島状半導体
層22上に、個別電極23を設けると共に、半導体基板
21の裏面側に共通電極24を設けていることから、個
別電極23と共通電極24の形成工程が2回になり、製
造工程が煩雑になるという問題があった。また、個別電
極23と共通電極24が半導体基板21の表裏両面にあ
ると、ワイヤボンディング法などによって外部回路と接
続する際に、その接続作業が困難であるという問題もあ
った。
However, in this conventional light emitting diode array, individual electrodes 23 are provided on the island-shaped semiconductor layer 22 formed on the front side of the semiconductor substrate 21 and a common electrode 24 is provided on the back side of the semiconductor substrate 21. Therefore, the step of forming the individual electrode 23 and the common electrode 24 is performed twice, and there is a problem that the manufacturing process becomes complicated. In addition, when the individual electrode 23 and the common electrode 24 are on both the front and back surfaces of the semiconductor substrate 21, there is a problem that the connection work is difficult when connecting to an external circuit by a wire bonding method or the like.

【0008】そこで、本出願人は特願平7−19285
7号において、図5および図6に示すように、半導体基
板21上に、一導電型不純物を含有する下層半導体層2
2aを設けると共に、この下層半導体層22a上に逆導
電型不純物を含有する上層半導体層22bを設け、下層
半導体層22aの露出部分に共通電極24a、24bを
接続して設け、上層半導体層22bに個別電極23を接
続して設けることを提案した。
Therefore, the present applicant has filed Japanese Patent Application No. 7-19285.
7, the lower semiconductor layer 2 containing one conductivity type impurity is formed on the semiconductor substrate 21 as shown in FIGS.
2a is provided, an upper semiconductor layer 22b containing impurities of opposite conductivity type is provided on the lower semiconductor layer 22a, common electrodes 24a and 24b are connected to the exposed portion of the lower semiconductor layer 22a, and the upper semiconductor layer 22b is provided. It has been proposed that the individual electrodes 23 be connected and provided.

【0009】このように構成すると、半導体基板21の
同じ側に個別電極23と共通電極24a、24bを設け
ることができ、個別電極23と共通電極24a、24b
を一回の工程で同時に形成できることから、発光ダイオ
ードアレイの製造工程が簡略化される共に、個別電極2
3と共通電極24a、24bが同じ側に位置することか
らワイヤボンディング法などによる外部回路との接続作
業も容易になる。
With this configuration, the individual electrode 23 and the common electrodes 24a and 24b can be provided on the same side of the semiconductor substrate 21, and the individual electrode 23 and the common electrodes 24a and 24b can be provided.
Since the light emitting diode array can be simultaneously formed in one step, the manufacturing process of the light emitting diode array is simplified and the individual electrode 2
Since 3 and the common electrodes 24a and 24b are located on the same side, connection work with an external circuit by a wire bonding method or the like becomes easy.

【0010】なお、図5に示すように、共通電極24
a、24bは隣接する島状半導体層22ごとに異なる群
に属するように二群に分けて設けられ、個別電極23は
隣接する島状半導体層22が同じ個別電極23で接続さ
れるように設けられている。
As shown in FIG. 5, the common electrode 24
a and 24b are provided in two groups so that adjacent island-shaped semiconductor layers 22 belong to different groups, and the individual electrodes 23 are provided so that adjacent island-shaped semiconductor layers 22 are connected by the same individual electrode 23. Has been.

【0011】このように共通電極24a、24bを二群
に分けて設け、隣接する島状半導体層22が同じ個別電
極に接続されるように個別電極23を設けると、電極パ
ターンが簡素化され、電極の短絡などを防止できると共
に、発光ダイオードを高精細化させても、これら電極2
3と外部回路との接続面積を大きくとることができると
いう利点がある。
As described above, when the common electrodes 24a and 24b are provided in two groups and the individual electrodes 23 are provided so that the adjacent island-shaped semiconductor layers 22 are connected to the same individual electrode, the electrode pattern is simplified. It is possible to prevent short-circuiting of the electrodes, etc.
3 has an advantage that the connection area between the external circuit 3 and the external circuit can be increased.

【0012】このような発光ダイオードアレイでは、個
別電極23と共通電極24a、24bの組み合せを選択
して電流を流すことによって、各発光ダイオードを選択
的に発光させる。
In such a light emitting diode array, a combination of the individual electrodes 23 and the common electrodes 24a and 24b is selected and a current is passed therethrough, whereby each light emitting diode is selectively caused to emit light.

【0013】上記島状半導体層22の具体的な構成は、
図6に示すように、シリコン(Si)などから成る半導
体基板21上に、ガリウム砒素などから成るバッファ層
26、n+ 型ガリウム砒素層27、n型アルミニウムガ
リウム砒素層28、p型アルミニウムガリウム砒素層2
9、及びp+ 型ガリウム砒素層30とする。バッファ層
26、n+ 型ガリウム砒素層27、及びn型アルミニウ
ムガリウム砒素層28で下層半導体層22aが構成さ
れ、p型アルミニウムガリウム砒素層29及びp+ 型ガ
リウム砒素層30で上層半導体層22bが構成される。
The specific structure of the island-shaped semiconductor layer 22 is as follows.
As shown in FIG. 6, on a semiconductor substrate 21 made of silicon (Si) or the like, a buffer layer 26 made of gallium arsenide or the like, an n + type gallium arsenide layer 27, an n type aluminum gallium arsenide layer 28, and a p type aluminum gallium arsenide. Layer 2
9 and p + type gallium arsenide layer 30. The buffer layer 26, the n + -type gallium arsenide layer 27, and the n-type aluminum gallium arsenide layer 28 form the lower semiconductor layer 22a, and the p-type aluminum gallium arsenide layer 29 and the p + -type gallium arsenide layer 30 form the upper semiconductor layer 22b. Composed.

【0014】このような構造で、n+ 型ガリウム砒素層
27の一部を露出させるには、p+型ガリウム砒素層3
0、p型アルミニウムガリウム砒素層29、及びn型ア
ルミニウムガリウム砒素層28の一部をエッチングす
る。ところが、n型アルミニウムガリウム砒素層28は
エッチングできるが、n+ 型ガリウム砒素層27はエッ
チングできないエッチング液はない。つまり、アルミニ
ウムガリウム砒素層28とガリウム砒素層27はエッチ
ングの選択性がない。
With such a structure, to expose a part of the n + -type gallium arsenide layer 27, the p + -type gallium arsenide layer 3 is used.
0, part of the p-type aluminum gallium arsenide layer 29 and the n-type aluminum gallium arsenide layer 28 are etched. However, there is no etching solution that can etch the n-type aluminum gallium arsenide layer 28 but not the n + -type gallium arsenide layer 27. That is, the aluminum gallium arsenide layer 28 and the gallium arsenide layer 27 have no etching selectivity.

【0015】このため、n+ 型ガリウム砒素層27の一
部を露出させる場合、p+ 型ガリウム砒素層30、p型
アルミニウムガリウム砒素層29、及びn型アルミニウ
ムガリウム砒素層28がエッチングされる時間を見計ら
ってエッチング液から引き上げる時間制御でエッチング
を行うしかない。
Therefore, when exposing a part of the n + -type gallium arsenide layer 27, the time during which the p + -type gallium arsenide layer 30, the p-type aluminum gallium arsenide layer 29, and the n-type aluminum gallium arsenide layer 28 are etched. There is no choice but to perform etching by controlling the time of pulling up from the etching solution.

【0016】ところが、p+ 型ガリウム砒素層30、p
型アルミニウムガリウム砒素層29、及びn型アルミニ
ウムガリウム砒素層28を時間制御でエッチングする
と、アンダーエッチングやオーバーエッチングを誘発
し、n+ 型ガリウム砒素層27の膜厚が不均一になって
発光ダイオードの駆動電圧のバラつきを誘発し、発光バ
ラツキを誘発するという問題があった。
However, the p + -type gallium arsenide layer 30, p
When the n-type aluminum gallium arsenide layer 29 and the n-type aluminum gallium arsenide layer 28 are etched by time control, under-etching or over-etching is induced, and the thickness of the n + -type gallium arsenide layer 27 becomes non-uniform, so that There is a problem that the driving voltage varies and the light emission varies.

【0017】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みてなされてものであり、発光ダイオードの駆動電圧の
バラつきを解消できる発光ダイオードアレイの製造方法
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a light emitting diode array capable of eliminating variations in driving voltage of the light emitting diodes.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発光ダイオードアレイの製造方法で
は、半導体基板上に、一導電型を呈するガリウム砒素
層、一導電型を呈するアルミニウムガリウム砒素層、逆
導電型を呈するアルミニウムガリウム砒素層、及び逆導
電型を呈するガリウム砒素層を順次形成し、これら各層
をエッチングして島状に形成した後に、前記逆導電型を
呈するガリウム砒素層、逆導電型を呈するアルミニウム
ガリウム砒素層、一導電型を呈するアルミニウムガリウ
ム砒素層の一部をエッチングして前記一導電型を呈する
ガリウム砒素層の一部を露出させて、前記逆導電型を呈
するガリウム砒素層と一導電型を呈するガリウム砒素層
に接続して電極を形成する発光ダイオードアレイの製造
方法において、前記一導電型を呈するガリウム砒素層の
一部を露出させる際に、この一導電型を呈するガリウム
砒素層上にエッチングの緩衝層を形成し、このエッチン
グの緩衝層までの前記逆導電型を呈するガリウム砒素
層、逆導電型を呈するアルミニウムガリウム砒素層、一
導電型を呈するアルミニウムガリウム砒素層の一部をエ
ッチング除去した後に、前記エッチングの緩衝層をエッ
チング除去して前記一導電型を呈するガリウム砒素層の
一部を露出させる。
In order to achieve the above object, in a method of manufacturing a light emitting diode array according to a first aspect, a gallium arsenide layer having one conductivity type and an aluminum having one conductivity type are formed on a semiconductor substrate. A gallium arsenide layer, an aluminum gallium arsenide layer having a reverse conductivity type, and a gallium arsenide layer having a reverse conductivity type are sequentially formed, and these layers are etched to form islands, and then the gallium arsenide layer having the reverse conductivity type is formed. An aluminum gallium arsenide layer having a reverse conductivity type, and a part of the aluminum gallium arsenide layer having a single conductivity type is etched to expose a part of the gallium arsenide layer having a single conductivity type to provide the reverse conductivity type. A method for manufacturing a light emitting diode array, comprising forming electrodes by connecting to a gallium arsenide layer and a gallium arsenide layer having one conductivity type, When a part of the gallium arsenide layer exhibiting the conductivity type is exposed, an etching buffer layer is formed on the gallium arsenide layer exhibiting the one conductivity type, and the gallium arsenide exhibiting the opposite conductivity type up to the etching buffer layer. A layer, an aluminum gallium arsenide layer exhibiting a reverse conductivity type, and a portion of the aluminum gallium arsenide layer exhibiting one conductivity type are removed by etching, and then the etching buffer layer is removed by etching to remove the gallium arsenide layer exhibiting one conductivity type. Expose part.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づき詳細に説明する。図1は、請求項1に係る発
光ダイオードアレイの一実施形態を示す図であり、1は
半導体基板、2はバッファ層、3(3a、3b)は一導
電型を呈するガリウム砒素層、4はアルミニウムガリウ
ム砒素層、5は一導電型を呈するアルミニウムガリウム
砒素層、6は逆導電型を呈するアルミニウムガリウム砒
素層、7は逆導電型を呈するガリウム砒素層、8は共通
電極、9は個別電極、10は保護膜である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a view showing an embodiment of a light emitting diode array according to claim 1, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a buffer layer, 3 (3a, 3b) is a gallium arsenide layer exhibiting one conductivity type, and 4 is Aluminum gallium arsenide layer, 5 is an aluminum gallium arsenide layer having one conductivity type, 6 is an aluminum gallium arsenide layer having an opposite conductivity type, 7 is a gallium arsenide layer having an opposite conductivity type, 8 is a common electrode, 9 is an individual electrode, 10 is a protective film.

【0020】半導体基板1は、例えばシリコン(Si)
やガリウム砒素(GaAs)などの単結晶半導体基板か
ら成る。
The semiconductor substrate 1 is made of, for example, silicon (Si).
And a single crystal semiconductor substrate such as gallium arsenide (GaAs).

【0021】バッファ層2は、ガリウム砒素などから成
る。このバッファ層2は、例えばMOCVD法やMBE
法などで形成される。すなわち、半導体基板1の自然酸
化膜を800℃〜1000℃の高温で除去し、次に45
0℃以下の低温で核となるアモルファスガリウム砒素膜
をMOCVD法やMBE法で0.1〜2μm程度の厚み
に成長させた後、500℃〜700℃まで昇温して再結
晶化し、ガリウム砒素単結晶膜を成長させて形成する
(二段階成長法)。この場合、ガリウムの原料として
は、トリメチルガリウム((CH3 3 Ga)などが用
いられ、砒素の原料としてはアルシン(AsH3 )など
が用いられる。次に、750℃〜1000℃の高温での
アニールと600℃以下の低温への急冷を数回繰り返す
(温度サイクル法)等のポストアニールを行う。このバ
ッファ層2は、基板1としてシリコン(Si)を用いた
場合に、このシリコンとこの上に形成するガリウム砒素
層3との格子不整合を緩和するために設けるものであ
る。
The buffer layer 2 is made of gallium arsenide or the like. The buffer layer 2 is formed, for example, by MOCVD or MBE.
It is formed by the method. That is, the natural oxide film on the semiconductor substrate 1 is removed at a high temperature of 800 ° C. to 1000 ° C., and then 45
After growing an amorphous gallium arsenide film serving as a nucleus at a low temperature of 0 ° C. or lower to a thickness of about 0.1 to 2 μm by MOCVD or MBE, the temperature is raised to 500 ° C. to 700 ° C. to recrystallize gallium arsenide. A single crystal film is grown and formed (two-step growth method). In this case, trimethylgallium ((CH 3 ) 3 Ga) or the like is used as the raw material of gallium, and arsine (AsH 3 ) or the like is used as the raw material of arsenic. Next, post annealing such as annealing at a high temperature of 750 ° C. to 1000 ° C. and rapid cooling to a low temperature of 600 ° C. or less is repeated several times (temperature cycle method) is performed. The buffer layer 2 is provided to alleviate lattice mismatch between the silicon and the gallium arsenide layer 3 formed thereon when silicon (Si) is used as the substrate 1.

【0022】次に、一導電型を呈するガリウム砒素層3
を形成する。このガリウム砒素層3もMOCVD法やM
BE法で形成される。この一導電型を呈するガリウム砒
素層3は、S、Se、Te、Ge、Siなどの半導体不
純物を1019〜1022cm-3程度含有する。この一導電
型を呈するガリウム砒素層3はオーミックコンタクト層
として機能する。
Next, the gallium arsenide layer 3 having one conductivity type
To form This gallium arsenide layer 3 is also formed by MOCVD or M
It is formed by the BE method. The gallium arsenide layer 3 having the one conductivity type contains semiconductor impurities such as S, Se, Te, Ge, and Si at about 10 19 to 10 22 cm −3 . The gallium arsenide layer 3 having this one conductivity type functions as an ohmic contact layer.

【0023】次に、エッチングの緩衝層4を形成する。
このエッチングの緩衝層4は、ガリウム砒素層などと格
子定数が近似して上層膜とエッチングの選択性があるも
のであればその材料は何でもよい。例えば300Å〜2
000Å程度の厚みを有するアルミニウムガリウム砒素
層4aと2000Å〜10000Å程度の厚みを有する
ガリウム砒素層4bなどで構成される。なお、このエッ
チングの緩衝層4も発光ダイオードの半導体層の一部を
構成するものであり、一導電型不純物を含有する。この
エッチングの緩衝層4もMOCVD法やMBE法などで
形成される。ガリウム砒素層上にアルミニウムガリウム
砒素層を形成した場合、ガリウム砒素層上のアルミニウ
ムガリウム砒素層だけを選択的にエッチングすることは
できないが、アルミニウムガリウム砒素層上にガリウム
砒素層を形成した場合、アンモニア系のエッチング液を
用いるとガリウム砒素層だけを選択的にエッチングでき
る。
Next, the etching buffer layer 4 is formed.
The etching buffer layer 4 may be made of any material as long as it has a lattice constant similar to that of a gallium arsenide layer or the like and has etching selectivity with respect to the upper layer film. For example, 300Å ~ 2
It is composed of an aluminum gallium arsenide layer 4a having a thickness of about 000Å and a gallium arsenide layer 4b having a thickness of about 2000Å to 10000Å. The etching buffer layer 4 also constitutes a part of the semiconductor layer of the light emitting diode and contains an impurity of one conductivity type. The buffer layer 4 for this etching is also formed by MOCVD or MBE. When the aluminum gallium arsenide layer is formed on the gallium arsenide layer, only the aluminum gallium arsenide layer on the gallium arsenide layer cannot be selectively etched. Only a gallium arsenide layer can be selectively etched by using a system etching solution.

【0024】次に、一導電型不純物を含有するアルミニ
ウムガリウム砒素層5を形成する。このアルミニウムガ
リウム砒素層5は、0.3〜3μm程度の厚みに形成さ
れ、MOCVD法やMBE法などで形成される。このア
ルミニウムガリウム砒素層5は、S、Se、Te、G
e、Siなどの一導電型半導体不純物を1016〜1018
cm-3程度含有する。
Next, the aluminum gallium arsenide layer 5 containing an impurity of one conductivity type is formed. The aluminum gallium arsenide layer 5 is formed to have a thickness of about 0.3 to 3 μm and is formed by MOCVD method, MBE method or the like. The aluminum gallium arsenide layer 5 is made of S, Se, Te, G.
10 16 to 10 18 of one conductivity type semiconductor impurity such as e and Si
Contains about cm -3 .

【0025】次に、逆導電型不純物を含有するアルミニ
ウムガリウム砒素層6を形成する。このアルミニウムガ
リウム砒素層6は、0.3〜3μm程度の厚みに形成さ
れ、MOCVD法やMBE法などで形成される。逆導電
型半導体不純物には、Zn、Cd、Sr、Ba、Raな
どがあり、1016〜1018cm-3程度含有する。
Next, an aluminum gallium arsenide layer 6 containing impurities of opposite conductivity type is formed. The aluminum gallium arsenide layer 6 is formed to have a thickness of about 0.3 to 3 μm and is formed by the MOCVD method or the MBE method. The reverse conductivity type semiconductor impurities include Zn, Cd, Sr, Ba, Ra and the like, and are contained in an amount of about 10 16 to 10 18 cm −3 .

【0026】次に、逆導電型不純物を多量に含有するガ
リウム砒素層7を形成する。このガリウム砒素層7はオ
ーミックコンタクト層として機能するものであり、Z
n、Cd、Sr、Ba、Raなどを1020〜1022cm
-3程度含有する。
Next, a gallium arsenide layer 7 containing a large amount of impurities of the opposite conductivity type is formed. The gallium arsenide layer 7 functions as an ohmic contact layer, and Z
n, Cd, Sr, Ba, Ra, etc., at 10 20 to 10 22 cm
Contains about -3 .

【0027】島状半導体層上には保護膜10が形成さ
れ、この保護膜10上には共通電極8と個別電極9が形
成される。共通電極8はスルーホールを介して逆導電型
不純物を多量に含有するガリウム砒素層7に接続され、
個別電極9はスルーホールを介して一導電型不純物を多
量に含有するガリウム砒素層3に接続される。保護膜1
0は窒化シリコン膜や酸化シリコン膜で構成され、プラ
ズマCVD法などで形成される。共通電極8と個別電極
9は金(Au)などで構成され、真空蒸着法などで形成
される。
A protective film 10 is formed on the island-shaped semiconductor layer, and a common electrode 8 and an individual electrode 9 are formed on the protective film 10. The common electrode 8 is connected to the gallium arsenide layer 7 containing a large amount of impurities of the opposite conductivity type through a through hole,
The individual electrode 9 is connected to the gallium arsenide layer 3 containing a large amount of one conductivity type impurity through the through hole. Protective film 1
0 is composed of a silicon nitride film or a silicon oxide film and is formed by a plasma CVD method or the like. The common electrode 8 and the individual electrode 9 are made of gold (Au) or the like and are formed by a vacuum vapor deposition method or the like.

【0028】次に、上記のような発光ダイオードアレイ
におけるガリウム砒素層3の一部を露出させる方法を図
2に基づいて説明する。まず、同図(a)に示すよう
に、バッファ層2、一導電型を呈するガリウム砒素層
3、エッチングの緩衝層4、一導電型を呈するアルミニ
ウムガリウム砒素層5、逆導電型を呈するアルミニウム
ガリウム砒素層6、及び逆導電型を呈するガリウム砒素
層7を硫酸過酸化水素系のエッチング液で島状にエッチ
ングする。
Next, a method of exposing a part of the gallium arsenide layer 3 in the above light emitting diode array will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 3A, a buffer layer 2, a gallium arsenide layer 3 having one conductivity type, an etching buffer layer 4, an aluminum gallium arsenide layer 5 having one conductivity type, and an aluminum gallium layer having an opposite conductivity type. The arsenic layer 6 and the gallium arsenide layer 7 having the opposite conductivity type are etched in an island shape with a sulfuric acid / hydrogen peroxide-based etching solution.

【0029】次に、同図(b)に示すように、逆導電型
を呈するガリウム砒素層7、逆導電型を呈するアルミニ
ウムガリウム砒素層6、及び一導電型を呈するアルミニ
ウムガリウム砒素層5の一部を硫酸過酸化水素系のエッ
チング液でエッチングする。この場合、時間制御でエッ
チングするが、逆導電型を呈するガリウム砒素層7、逆
導電型を呈するアルミニウムガリウム砒素層6、及び一
導電型を呈するアルミニウムガリウム砒素層5が完全に
エッチングされるような時間に設定してエッチングすれ
ばよい。エッチングの緩衝層であるガリウム砒素層4b
の表面部分が若干オーバーエッチングされてもよい。
Next, as shown in FIG. 1B, one of the gallium arsenide layer 7 having the opposite conductivity type, the aluminum gallium arsenide layer 6 having the opposite conductivity type, and the aluminum gallium arsenide layer 5 having the one conductivity type is formed. The part is etched with a sulfuric acid / hydrogen peroxide type etching solution. In this case, etching is performed by controlling the time, but the gallium arsenide layer 7 having the opposite conductivity type, the aluminum gallium arsenide layer 6 having the opposite conductivity type, and the aluminum gallium arsenide layer 5 having the one conductivity type are completely etched. The time may be set and etching may be performed. Gallium arsenide layer 4b which is an etching buffer layer
The surface portion of may be slightly over-etched.

【0030】次に、同図(c)に示すように、エッチン
グの緩衝層4の一部であるガリウム砒素層4bをエッチ
ング除去する。このガリウム砒素層4bはアンモニアと
過酸化水素の混合液でエッチングする。アンモニアと過
酸化水素の混合液は、ガリウム砒素層4bとアルミニウ
ムガリウム砒素層4aとにエッチングの選択性を持たせ
ることができる。したがって、ガリウム砒素層4bは完
全にエッチング除去できる。
Next, as shown in FIG. 3C, the gallium arsenide layer 4b which is a part of the etching buffer layer 4 is removed by etching. The gallium arsenide layer 4b is etched with a mixed solution of ammonia and hydrogen peroxide. The mixed liquid of ammonia and hydrogen peroxide can impart etching selectivity to the gallium arsenide layer 4b and the aluminum gallium arsenide layer 4a. Therefore, the gallium arsenide layer 4b can be completely removed by etching.

【0031】次に、同図(d)に示すように、エッチン
グの緩衝層であるアルミニウムガリウム砒素層4aを時
間制御でエッチング除去する。このエッチングは硫酸過
酸化水素系のエッチング液で行う。この場合、アルミニ
ウムガリウム砒素層4aは、300Å〜2000Åの厚
みに形成することが望ましい。すなわち、アルミニウム
ガリウム砒素層4aの厚みが300Å以下の場合、厚み
が薄いことから、ガリウム砒素層4bをエッチングする
前の工程でこのアルミニムガリウム砒素層4aをエッチ
ングの緩衝層として機能させにくい。すなわち、アルミ
ニウムガリウム砒素層4aの厚みが300Å以下の場
合、ガリウム砒素層4bとエッチングの選択性をつけに
くい。また、このアルミニウムガリウム砒素層4aの厚
みが2000Å以上の場合、エッチングの時間制御が行
いにくくなり、一導電型を呈するガリウム砒素層3がオ
ーバーエッチングされたり、表面粗れを誘発し、発光ダ
イオードの駆動電圧がバラつく。したがって、エッチン
グの緩衝層であるアルミニウムガリウム砒素層4aは3
00Å〜2000Åの厚みに形成することが望ましい。
Next, as shown in FIG. 3D, the aluminum gallium arsenide layer 4a, which is a buffer layer for etching, is removed by etching under time control. This etching is performed using a sulfuric acid / hydrogen peroxide-based etching solution. In this case, the aluminum gallium arsenide layer 4a is preferably formed with a thickness of 300Å to 2000Å. That is, when the thickness of the aluminum gallium arsenide layer 4a is 300 Å or less, since the thickness is thin, it is difficult to make the aluminum gallium arsenide layer 4a function as a buffer layer for etching in the step before etching the gallium arsenide layer 4b. That is, when the thickness of the aluminum gallium arsenide layer 4a is 300 Å or less, it is difficult to provide the etching selectivity with the gallium arsenide layer 4b. Further, when the thickness of the aluminum gallium arsenide layer 4a is 2000 Å or more, it becomes difficult to control the etching time, and the gallium arsenide layer 3 having one conductivity type is over-etched or surface roughness is induced, so that the light emitting diode The drive voltage varies. Therefore, the aluminum gallium arsenide layer 4a which is the etching buffer layer is 3
It is desirable to form it to a thickness of 00Å to 2000Å.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように、請求項1に係る発光ダイ
オードアレイの製造方法によれば、一導電型を呈するガ
リウム砒素層の一部を露出させる際に、この一導電型を
呈するガリウム砒素層上にエッチングの緩衝層を形成
し、このエッチングの緩衝層までの前記逆導電型を呈す
るガリウム砒素層、逆導電型を呈するアルミニウムガリ
ウム砒素層、一導電型を呈するアルミニウムガリウム砒
素層の一部をエッチング除去した後に、前記エッチング
の緩衝層をエッチング除去して前記一導電型を呈するガ
リウム砒素層の一部を露出させることから、ガリウム砒
素層を露出させる最後の層は薄い層であり、正確にエッ
チングできる。もって、このガリウム砒素層の膜厚を正
確に制御でき、発光ダイオードの駆動電圧が均一化して
発光バラつきが減少する。
As described above, according to the method of manufacturing a light emitting diode array of the first aspect, when a part of the gallium arsenide layer having one conductivity type is exposed, the gallium arsenide having one conductivity type is exposed. A buffer layer for etching is formed on the layer, and a gallium arsenide layer having the opposite conductivity type, an aluminum gallium arsenide layer having the opposite conductivity type, and a part of the aluminum gallium arsenide layer having one conductivity type are formed up to the buffer layer for etching. After etching away, the etching buffer layer is removed by etching to expose a part of the gallium arsenide layer exhibiting the one conductivity type, so that the last layer that exposes the gallium arsenide layer is a thin layer. Can be etched into. Therefore, the film thickness of the gallium arsenide layer can be accurately controlled, the driving voltage of the light emitting diode is made uniform, and variations in light emission are reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る発光ダイオードアレイの断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a light emitting diode array according to the present invention.

【図2】本発明に係る発光ダイオードアレイの製造方法
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a method for manufacturing a light emitting diode array according to the present invention.

【図3】従来の発光ダイオードアレイを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional light emitting diode array.

【図4】図3のA−A線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG. 3;

【図5】従来の他の発光ダイオードアレイを示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing another conventional light emitting diode array.

【図6】図5のA−A線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line AA of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・半導体基板、2・・・バッファ層、3・・・一
導電型を呈するガリウム砒素層、4・・・エッチングの
緩衝層、5・・・一導電型を呈するアルミニウムガリウ
ム砒素層、6・・・逆導電型を呈するアルミニウムガリ
ウム砒素層、7・・・逆導電型を呈するガリウム砒素
層、8・・・共通電極、9・・・個別電極、10・・・
保護膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Buffer layer, 3 ... One conductivity type gallium arsenide layer, 4 ... Etching buffer layer, 5 ... One conductivity type aluminum gallium arsenide layer, 6 ... Aluminum gallium arsenide layer exhibiting reverse conductivity type, 7 ... Gallium arsenide layer exhibiting reverse conductivity type, 8 ... Common electrode, 9 ... Individual electrode, 10 ...
Protective film

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に、一導電型を呈するガリ
ウム砒素層、一導電型を呈するアルミニウムガリウム砒
素層、逆導電型を呈するアルミニウムガリウム砒素層、
及び逆導電型を呈するガリウム砒素層を順次形成し、こ
れら各層をエッチングして島状に形成した後に、前記逆
導電型を呈するガリウム砒素層、逆導電型を呈するアル
ミニウムガリウム砒素層、一導電型を呈するアルミニウ
ムガリウム砒素層の一部をエッチングして前記一導電型
を呈するガリウム砒素層の一部を露出させて、前記逆導
電型を呈するガリウム砒素層と一導電型を呈するガリウ
ム砒素層に接続して電極を形成する発光ダイオードアレ
イの製造方法において、前記一導電型を呈するガリウム
砒素層の一部を露出させる際に、この一導電型を呈する
ガリウム砒素層上にエッチングの緩衝層を形成し、この
エッチングの緩衝層までの前記逆導電型を呈するガリウ
ム砒素層、逆導電型を呈するアルミニウムガリウム砒素
層、一導電型を呈するアルミニウムガリウム砒素層の一
部をエッチング除去した後に、前記エッチングの緩衝層
をエッチング除去して前記一導電型を呈するガリウム砒
素層の一部を露出させることを特徴とする発光ダイオー
ドアレイの製造方法。
1. A gallium arsenide layer having one conductivity type, an aluminum gallium arsenide layer having one conductivity type, and an aluminum gallium arsenide layer having an opposite conductivity type on a semiconductor substrate.
And a gallium arsenide layer having a reverse conductivity type are sequentially formed, and each of these layers is etched to form islands, and the gallium arsenide layer having a reverse conductivity type, an aluminum gallium arsenide layer having a reverse conductivity type, and one conductivity type are formed. And a part of the aluminum gallium arsenide layer exhibiting the one conductivity type is exposed to expose a part of the gallium arsenide layer exhibiting the one conductivity type and connected to the gallium arsenide layer exhibiting the opposite conductivity type and the gallium arsenide layer exhibiting the one conductivity type. In the method of manufacturing a light-emitting diode array in which electrodes are formed by etching, a buffer layer for etching is formed on the gallium arsenide layer exhibiting one conductivity type when exposing a part of the gallium arsenide layer exhibiting one conductivity type. , A gallium arsenide layer having the opposite conductivity type up to the etching buffer layer, an aluminum gallium arsenide layer having the opposite conductivity type, and one conductivity type And a part of the gallium arsenide layer exhibiting the one conductivity type is exposed by etching away a part of the aluminum gallium arsenide layer. .
【請求項2】 前記エッチングの緩衝層が一導電型を呈
するアルミニウムガリウム砒素層とガリウム砒素層で構
成され、アルミニウムガリウム砒素層が下層でガリウム
砒素層が上層であることを特徴とする請求項1に記載し
た発光ダイオードアレイの製造方法。
2. The etching buffer layer is composed of an aluminum gallium arsenide layer and a gallium arsenide layer exhibiting one conductivity type, wherein the aluminum gallium arsenide layer is a lower layer and the gallium arsenide layer is an upper layer. A method for manufacturing the light emitting diode array described in 1.
【請求項3】 前記エッチングの緩衝層としてのアルミ
ニウムガリウム砒素層の膜厚が300Å〜2000Åで
あることを特徴とする請求項1または請求項2に記載し
た発光ダイオードアレイの製造方法。
3. The method for manufacturing a light emitting diode array according to claim 1, wherein the film thickness of the aluminum gallium arsenide layer as the etching buffer layer is 300Å to 2000Å.
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